高中物理3.4 分析物体的受力情况习题

【精挑】3.4分析物体的受力状况-1同步练习

一．填空题

1．大小分别为4N．9N和12N的三个共点力，它们之间的夹角可以变化，则它们的合力的最大值是__________；合力的最小值是__________。

2．如图所示，矩形均匀薄板上，宽．在B点以细线悬挂薄板，板处于静止状态，．则悬线和板边缘的夹角_______．

3．如图所示，力G=100N的物体，在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动，同时受到大小为20N，方向向右的水平力F的作用，则物体所受摩擦力的大小为________N，合力大小为________N。

4．如图所示，互相垂直的两个分力F1=3N．F2=4N，则合力大小为__________N，将F2绕O点顺时针旋转至和F1重合，则合力在__________（选填“增大”或“减小”）。

5．质量为2kg的物体在几个共点力的作用下处于平衡状态．若撤去一个大小为10N．方向水平向右的力，则该物体的加速度大小为________，方向______．

6．两个共点力F1和F2的合力大小随着它们的夹角θ变化的关系如图所示（F1．F2的大小不变，且F1>F2）。则F1的大小为________N，F2的大小为________N。

7．如图，两根电线杆之间架起的电线由于自身重力的作用，中间总是稍有下垂。已知两杆之间电线的总质量为m，端点处的切线与水平方向的夹角为θ，则最低点C处的张力FTC=________。冬天，由于热胀冷缩的原因，θ会变小，试解释工作员人员架设电线不能绷紧的原因：________。

8．如图所示，有三个物体A．B．C叠放在一起，C被一不可伸长的绳子与墙面相连，三个物体的质量均为m，A与地面的摩擦系数为，B与A的摩擦系数为，C与B的摩擦系数为，已知重力加速度为g。现有一外力F将物体B匀速拉出，若此时物体A与物体B保持相对静止，则拉力F=___________，发生这种情况．．所必须满足的条件是___________。

9．同一平面内的三个共点力，大小分别为4N．6N．12N，则三力合力的最大值为______N，三力合力的最小值为_____N。

10．如图，一光滑的轻滑轮（不计重力）用轻绳OO’悬挂于O点；另一轻绳跨过滑轮，其一端悬挂质量m=2kg的物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上质量M=4kg的物块b，轻绳与桌面夹角α=30o，整个系统处于静止状态，g=10m/s2，则

（1）桌面受到的摩擦力大小为_______N；

（2）绳OO’对滑轮拉力的大小为_______N。（结果可保留根号）

11．某同学用弹簧秤称一木块重5N，把木块放在水平桌面上，弹簧秤水平地向右拉木块．

（1）当弹簧秤读数为1N时，木块未被拉动，这时木块受到的是________摩擦力，大小是_________，方向向______.

（2）当弹簧秤的读数是2.1N时，木块刚好开始移动，此时木块受到的是_________摩擦力，大小是____________， 方向向______.

（3）开始运动后，使木块保持匀速直线运动，弹簧秤的读数变为2N，此时木块受到的是______摩擦力， 大小是______.

（4）若使弹簧秤在拉动木块运动中读数变为3N时，木块受到的摩擦力是______摩擦力，大小是________.

12．如图，轻质光滑小滑轮用细绳悬挂于O点，跨过滑轮的细绳连接物块A．B，保持静止。已知物块A的质量为m，重力加速度为g，连接物块B的细绳与水平方向夹角为θ，则B与水平面间的摩擦力大小为_____：现将物块B移至C点后，A．B仍保持静止，O点所受拉力的大小的变化情况是_____。

13．某同学阅读教材中的“科学漫步”栏目，对“流体的阻力（f）跟物体相对于流体的速度（v）有关”这一说法产生了兴趣，通过查阅资料得知：对于球形物体，二者间存在定量关系f=kv，k为比例系数。该同学为探究这一关系利用如图（a）所示装置测量k。具体操作如下：在柱状玻璃容器中注入某透明液体，将小球在液面处由静止释放，当小球运动到0刻度线处开始计时，每下落10cm记录一次时间，得到多组下落高度h与时间t的数据，作出h-t图像如图（b）中实线所示。

（1）由h-t图像可知，从计时开始小球近似做___________运动。

（2）已知液体密度ρ=8.0×102kg/m3，小球体积V=5.0×10-10m3．质量m=4.0×10-6kg，结合h-t图像可得k=___________kg/s（浮力不能忽略，取重力加速度g=9.8m/s2）。

（3）若再用一个体积相同．密度较大的球，重复上述实验，所得h-t图像也是一条直线，则该直线可能是图（b）中的___________虚线。

14．如图所示，电灯的重力G=10N，AO绳与天花板间的夹角为30°，BO绳水平，则AO绳所受的拉力F1=_________ N，BO绳所受的拉力F2=________N。

15．一木箱在水平推力作用下，沿水平面向右做直线运动。木箱的质量m=20kg，与地面间的动摩擦因数。重力加速度g取。木箱受到的滑动摩擦力大小为________N，方向_________（选填“向左”或“向右”）。

16．如图所示，用水平力F将一本重为2N的书本压在竖直墙面上，书本处于静止状态，则书本所受的摩擦力大小为______________N，方向___________。

17．如图，两相同轻质硬杆．可绕其两端垂直纸面的水平轴O．．转动，在O点悬挂一质量为M的重物P，将两质量均为m的木块紧压在竖直挡板上。表示木块与挡板间摩擦力的大小，表示木块与挡板间正压力的大小。则整个系统静止时______。若稍许增大挡板间的距离，系统仍静止，且．始终等高，则将______选填“增大”．“减小”或“不变”。重力加速度为

18．如图，物体A重100N，物体B重20N，A与水平面的最大的静摩擦力为30N，系统处于静止状态，这时A受到的摩擦力为___________N。如果逐渐增大B的重力而保持系统静止则B物体重力的最大值是___________N。

参考答案与试题解析

1．【答案】25N    0   

【解析】【来源】江西省南昌市第十中学2018-2019学年高一（上)第二次月考物理试题

【分析】

【详解】

[1]大小分别为4N．9N和12N的三个共点力的合力最大值为三个力之和即为25N

[2]4N．9N两个力的合力最大为13N，最小为5N，12N在13N．9N两个力的合力范围内，所以三个力最小值是0N

2．【答案】45°

【解析】【来源】第三章相互作用第1节重力基本相互作用

【详解】

矩形均匀薄板的重心在和交点O处，根据二力平衡条件知重力G跟悬线拉力等大反向，且共线．如图所示，

，

得

．

3．【答案】10    30   

【解析】【来源】上海市长宁区复旦中学2020-2021学年高一（上）期中物理试题

[1]物体所受摩擦力的大小为

[2]力F与摩擦力f同向，则合力大小为

4．【答案】5    增大   

【解析】【来源】湖南省普通高中2019-2020学年高二（下)学业水平模拟卷（二)物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]根据力的平行四边形定则和三角知识可得

结合力的合成法则，可知，随着将绕着O点顺时针旋转至与重合，其合外力的大小增加。

5．【答案】5    水平向左   

【解析】【来源】上海市嘉定区封浜高中2017-2018学年高一上学期期末考试物理试题

【详解】

由共点力平衡的条件知，撤去大小为10N的力后，其它力的合力的大小就是10N，方向与10N的力的方向相反，即水平向左，由牛顿第二定律得：，方向水平向左.

6．【答案】4    3   

【解析】【来源】上海市长宁区复旦中学2020-2021学年高一（上）期中物理试题

[1][2]由图可知，当两个分力夹角为0°时，合力为7N，即

F1+F2=7N

当两个分力夹角为180°时，合力为1N，即

F1-F2=1N

解得

F1=4N

F2=3N

7．【答案】mgcotθ    见解析   

【解析】

[1]对AC受力分析可知：竖直方向

水平方向

解得

[2]冬天，θ越小，电线上承受的最大张力FTA将更大，端点处的电线容易被拉断。所以电线不能绷的过紧。

8．【答案】       

【解析】

(1)取AB整体为研究对象，受力如下

根据共点力的平衡条件有，水平方向

竖直方向

根据滑动摩擦力公式，得

联立解得

(2)取B为研究对象，根据共点力作用下的平衡有

则

AB之间的最大静摩擦力为

因为AB之间无相对运动，故要求

联立可得

9．【答案】22    2   

【解析】

[1]当三个力作用在同一直线．同一方向时，三个力的合力最大，即

[2]若先把4N与6N的力合成，则合力的范围是大于等于2N，小于等于10N，12N不在这一个范围内，所以它们合力的最小值为

10．【答案】       

【解析】【来源】广东省广州市岭南画派纪念中学2018学年第一学期期末考试高一物理试题

【详解】

（1）设绳的拉力为T，物块b受到桌面的摩擦力为f，以物体a为对象，由a静止知：T=mg，以物体b为对象，其受力如图所示：

由b静止知：f=Tcosα，解得：。

（2）设绳对定滑轮的作用F1，绳OO′的张力F2，与竖直夹角为θ，如上图所示，由几何关系可知：拉力：F1=2Tcosθ，绳OO′的张力F2与F1平衡知：F2=F1，代入数据可得：。

11．【答案】静    1N    左    最大静    2.1N    左    滑动    2N    滑动    2N   

【解析】

【详解】

（1）当弹簧秤读数为1N时，木块未被拉动，这时木块受到的是 静摩擦力，大小是1N，方向向左．
（2）当弹簧秤的读数是2.1N时，木块刚好开始移动，此时木块受的是最大静摩擦力，大小是2.1N，方向向左．
（3）开始运动后，使木块保持匀速直线运动，弹簧秤的读数变为2N，此时木块受到的是 滑动摩擦力，大小是 2N．
（4）若使弹簧秤在拉动木块运动中读数变为3N时，木块受到的摩擦力是滑动摩擦力，大小是2N．

【点睛】

此题首先要判断物体与地面之间的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力，静摩擦力用平衡知识求解，滑动摩擦力用公式f=μN求解。

12．【答案】    (1). mgcosθ    (2). 减小

【解析】

【分析】

对A分析可知绳上的拉力，再对B分析，根据共点力的平衡条件可得出摩擦力的大小；物块B移至C点后，根据平行四边形定则分析悬于墙上的绳所受拉力变化情况。

【详解】对A分析，由于A处于静止，故绳子的拉力T等于A的重力，绳子对B的拉力F也等于A的重力，对B分析，由平衡条件知：f＝Fcosθ＝mgcosθ，B向右移动时，由于两绳间夹角增大，而两拉力不变，故悬于墙上的绳子的拉力将减小。

【点睛】本题要注意分别对A．B及滑轮分析，根据共点力的平衡条件可得出各物体受力的关系。

13．【答案】    ①. 匀速直线    ②.     ③. ①

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]根据图象可知，下落的距离随时间均匀变化，所以小球近似做匀速直线运动

（2）[2]根据图象可知小球下落速度为

小球下落过程中受到竖直向下的重力，竖直向上的浮力和阻力，小球做匀速直线运动，受力平衡

式中表示液体对小球的浮力，代入数据可得比例系数

（3）[3]若选择一个密度更大，体积相同的小球，浮力不变，根据可知小球的质量增大，根据平衡方程可知小球的速度增大，所以在相同的时间内小球下落的高度增大，所以该直线可能是图象中的①虚线。

14．【答案】    (1). 20N；    (2).

【解析】

【详解】将电灯所受的重力G沿两个绳子方向进行分解，如图所示：

由几何知识得：，.

15．【答案】40，    向左   

【解析】【来源】吉林省长春外国语学校2018-2019学年高一上学期期末考试（文科)物理试题

【分析】

根据受力分析由摩擦定律求解滑动摩擦力的大小；

【详解】

由题可知木箱在竖直方向受到支持力和重力，即

根据牛顿第三定律可知木箱对地面的压力大小等于支持力大小，即

根据滑动摩擦力可以得到：，方向向左。

【点睛】

滑动摩擦力公式中注意是正压力，不一定是物体的重力。

16．【答案】2    竖直向上   

【解析】【来源】2020年湖南省普通高中学业水平考试合格性考试物理题试题

[1][2]物体受推力，重力．弹力和静摩擦力处于平衡，由平衡条件可知，摩擦力与重力大小相等，方向相反。所以

方向竖直向上

17．【答案】    (1). ；    (2). 增大；

【解析】

【分析】

本题的关键是首先将重物受到的重力按效果分解，求出分力与合力的关系表达式，然后再对木块受力分析，根据平衡条件即可求解。

【详解】先对三个物体以及支架整体受力分析，受重力，2个静摩擦力，两侧墙壁对整体有一对支持力，根据平衡条件，有：

，

解得：，故静摩擦力不变；

将细线对O的拉力按照效果正交分解，如下图

设两个杆夹角为，则有：

；

再将杆对滑块m的推力按照效果分解，如下图

根据几何关系，有：

故F，

若挡板间的距离稍许增大后，角变大，变大，故滑块m对墙壁的压力变大，即变大；

故答案为：，增大。

【点睛】本题主要考查了共点力平衡条件的直接应用，要求同学们能正确分析物体的受力情况，知道对于轻杆且一端为铰链时，杆产生或受到的弹力方向一定沿着杆的方向，难度适中。

18．【答案】20    30   

【解析】【来源】2020届海南省海南鑫源高级中学高三（上）期中考试物理试题

[1]对结点分析可知

对A分析可知

[2]A所受的最大静摩擦力

解得