高中物理受力分析精选习题

受力分析专题

二、典型例题

1.分析满足下列条件的各个物体所受的力，并指出各个力的施力物体.

V （1）沿水平草地滚动的

F （2）在力F作用下静止水平面上的物体球

V （3）在光滑水平面上向右运动的物体球

F （4）在力F作用下行使在路面上小车

A F V

A A A （6）沿粗糙的天花板

（6）沿传送带匀速

（11）小球静止时的结点（5）各接触面F 上滑的物块A

向右运动的物体 F>G A进行受力分析 2.对下列各种情况下的物体

V A V A A A （1）沿斜面下滚的小球， （2）沿斜面上滑的物体A （3）静止在斜面上的物体

接触面不光滑.

（接触面光滑）

1. 对下列各种情况下的物体A、B进行受力分析，在下列情况下接触面均不光滑.

（4）在力F作用下静

止在斜面上的物

A F F A v

A

F A

1）A静止在竖直

（5）静止在竖直墙面

（2）A沿竖直墙面下滑 （4）静止在竖直墙面

轻上的物体A （7）光滑小球

轻上的物体A

（8）静止

2.对下列各种情况下的A、B进行受力分析（各接触面均不光滑）

A B 使向

F A B 使向

F F A B

A

B α

（4）均静止

A B C （9）静止

（1）A、 B同时同速向右行（2）A、B同时同速向右行

（3）A、B静止

A B (5)均静止

A （7）均静止

B （6）均静止

(8)静止

A （10）小球静止时的结

5、分析下列物体所受的力(竖直面光滑，水平面粗糙)

五、课后作业：

1、分析各物体的受力情况

1

AB

（1）随传送带一起匀速运动的物体 （2）随传送带一起由静止向右起动物体

（3）向上运输的物体 （4）向下运输的物体 （5）空中飞行的足球

(6) A静止且各接触面光滑

V ∟ A A

A

A (7) 放在斜面上相对斜面静止

和向上运动、向下运动的物块

v

v

(8)静止的球 （9）人用水平力拉绳，使他与木块一起向右做匀速运动 分析

人和木块的受力

2、如图所示，分析电梯上的人受力。

受力

（1）随电梯匀速 上升上升的人

A v V v （2）刚踏上电梯的

瞬间的人

分析 共点力的平衡

1.如图1所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P的斜面与固定挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此刻所受的外力个数有可能为 ( )

A.2个 B.3个 C.4个 D.5个

解析：若斜面体P受到的弹簧弹力F等于其重力mg，则MN对P没有力的作用，如图(a)所示，P受到2个力，A对；若弹簧弹力大于P的重力，则MN对P有压力FN，只有压力FN则P不能平衡，一定存在向右的力，只能是MN对P的摩擦力Ff，因此P此时受到4个力，如图(b)所示，C对.答案：AC

2.(2008·山东高考)用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L.现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统

2

静止时弹簧伸长量也为L.斜面倾角为30°，如图2所示.则物体所受摩擦力 ( )

13

A.等于零 B.大小为mg，方向沿斜面向下 C.大小为mg，方向沿斜面向上D.大小为mg，方向沿斜面向上

22

解析：由题意可知，kL＝mg，物体在斜面上静止时，设受到向上的静摩擦力Ff，由平衡条件得kL＋Ff＝2mgsinθ，可得出Ff＝0，故选A. 答案：A

3.(2009·海南高考)两刚性球a和b的质量分别为ma和mb，直径分别为da和db(da＞db).将a、b球依次放入一竖直放置、内径为d(da＜d＜da＋db)的平底圆筒内，如图3所示。设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为

FN1和FN2，筒底所受的压力大小为F.已知重力加速度大小为g。若所有接触都是光滑的，则 ( ) A.F＝(ma＋mb)g，FN1＝FN2 B.F＝(ma＋mb)g，FN1≠FN2 C.mag＜F＜(ma＋mb)g，FN1＝FN2 D.mag＜F＜(ma＋mb)g，FN1≠FN2

解析：对a和b整体受力分析如图所示，由平衡条件可知，F＝(ma＋mb)g，FN1＝FN2，故A正确。

4.(2010·淄博模拟)如图4所示，物块A放在倾斜的木板上，已知木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因子为 ( ) 1325A. B. C. D. 2222

解析：由题意可以推断出，当倾角α＝30°时，物体受到的摩擦力是静摩擦力，大小为Ff1＝mgsin30°，当α＝45°时，物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为Ff2＝μFN＝μmgcos45°，由Ff1＝Ff2得μ＝

2.C项正确. 答案：C 2

5.(2010·黄冈月考)如图5所示，质量为m的两个球A、B固定在杆的两端，将其放入光滑的半圆形碗中，杆的长度等于碗的半径，当杆与碗的竖直半径垂直时，两球刚好能平衡，则杆对小球的作用力为 ( ) A.

3233mg B.mg C.mg D.2mg 332

解析：由已知条件知，A、B间的杆一定水平，对其中一个小球受力分析，由共点力的平衡知识可得，杆的作用力为F＝mgtan30°＝

3mg，故选项A正确. 答案：A 3

6.(2010·湖南师大附中模拟)如图6所示，A、B两木块放在水平面上，它们之间用细线相连，两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样，两木块与水平面间的动摩擦因子相同.先后用水平力F1和F2拉着A、B一起匀速运动，则 ( )

A.F1≠F2 B.F1＝F2 C.FT1＞FT2 D.FT1＝FT2

解析：取A、B为整体分析可知，F1＝F2＝μ (mA＋mB)g.隔离A物体，应用平衡条件可得FT1sinθ＝μ (mAg－FT1cosθ)，FT2sinθ＝μ (mAg＋FT2cosθ).比较可得FT2＞FT1.故只有B正确. 答案：B

7.(2010·湖南省三十二校联考)如图7所示，质量为m的物体用细绳栓住放在水平粗糙传送带上，物体距传送带左端距离为L，稳定时绳与水平方向的夹角为θ，当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针转动时(v1＜v2)，绳中的拉力分别为F1、F2；若剪断细绳时，物体到达左端的时间分别为t1、t2，则下列说法正确的是 ( ) A.F1＜F2 B.F1＝F2 C.t1＞t2 D.t1＜t2

解析：剪断绳之前，两种情况下物块所受的都是滑动摩擦力，而滑动摩擦力与相对运动的速度大小无关，则两种情况下物体受力相同，A错误B正确.剪断绳之后，物体有可能在滑动摩擦力作用下一直做匀加速运动，此情况下运动时间应相同，C、D皆错误.答案：B

8.如图8所示，固定在水平面上的斜面倾角为θ，长方体木块A的质量为M，其PQ面上钉着一枚小钉子，质量为m的小

球B通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直，木块与斜面间的动摩擦因子为μ，以下说法正确的是 ( ) A.若木块匀速下滑，则小球对木块的压力为零 B.若木块匀速下滑，则小球对木块的压力为mgsinθ

3

C.若木块匀加速下滑，则小球对木块的压力为零 D.若木块匀加速下滑，则小球对木块的压力为μmgcosθ

解：当木块匀速下滑时，对小球受力分析可求得小球对木块的压力为mgsinθ，B正确；当木块匀加速下滑时，将小球和木块看做一个整体，根据牛顿第二定律可得a＝gsinθ－μgcosθ，选小球为研究对象，可求得小球对木块的压力为μmgcosθ，D正确.答案：BD 9.(2010·山东省日照市调研)如图9所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态.则 ( ) A.B受到C的摩擦力一定不为零 B.C受到水平面的摩擦力一定为零 C.不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力方向一定向左 D.水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等

解析：隔离B可知当mA g＝mBgsinθ时，B与C之间无摩擦，A错误；将B、C作为一个整体时，由A对B的拉力在水平与竖直两方向上的分力知C正确B错误，而水平面对C的支持力应比B、C的总重力小，D错误. 答案：C

10.(2009·北京高考)如图10所示，将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上.滑块与斜面之间的动摩擦因子为μ.若滑块与 斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则 ( ) A.将滑块由静止释放，如果μ＞tanθ，滑块将下滑

B.给滑块沿斜面向下的初速度，如果μ＜tanθ，滑块将减速下滑

C.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果μ＝tanθ，拉力大小应是2mgsinθ D.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果μ＝tanθ，拉力大小应是mgsinθ

解析：由μ＝tanθ条件可知μmgcosθ＝mgsinθ，即滑动摩擦力等于重力沿斜面向下的分力，在沿斜面向上的拉力作用下滑块匀速上滑，滑块沿斜面方向合力为零，即拉力F拉＝mgsinθ＋μmgcosθ＝2mgsinθ.C项正确. 答案：C

11.如图11所示，在倾角为θ的粗糙斜面上，有一个质量为m的物体被水平力F推着静止于斜面上，已知物体与斜面间的动摩擦因子为μ，且μ＜tanθ，若物体恰好不下滑，则推力F为多少？若物体恰好不上滑，则推力F为多少？(最大静摩擦力等于滑动摩擦力) 解析：因为μ＜tanθ，F＝0时，物体不能静止在斜面上.当物体恰好不下滑时，受力如图甲所示，有 mgsinθ＝Fcosθ＋Ff，Ff＝μFN，FN＝mgcosθ＋Fsinθ，解得F＝mgsinθ＋Ff＝Fcosθ，Ff＝μFN，FN＝mgcosθ＋Fsinθ，解得F＝

sinθ－μcosθ

mg，当物体恰好不上滑时，受力如图乙所示，有

μsinθ＋cosθμcosθ＋sinθ

mg.

cosθ－μsinθ

12.所受重力G1＝8 N的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上.PA偏离竖直方向37°角，PB在水平方向，且连在所受重力为G2＝100 N的木块上，木块静止于倾角为37°的斜面上，如图12所示，试求：(1)木块与斜面间的摩擦力；(2)木块所受斜面的弹力.

解析：如图甲所示分析P点受力，由平衡条件可得：FA cos37°＝G1， FA sin37°＝FB ，可解得：FB＝6 N，再分析G2的受力情况如图乙所示.

由物体的平衡条件可得：

Ff＝G2 sin37°＋FB ′cos37°FN＋FB′ sin37°＝G2 cos37°， FB′＝FB 可求得：Ff＝64.8 N ，FN＝76.4 N.

答案：(1)64.8 N，方向沿斜面向上 (2)76.4 N，垂直斜面向上

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