《力的反向法处理三力平衡问题》力的反向法处理三力平衡问题 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《力的反向法处理三力平衡问题》力的反向法处理三力平衡问题

1单选题

如图光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内，A端与水平面相切，穿在轨道上的小球在拉力F作用下，缓慢地由A向B运动，F始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为N．在运动过程中(　　)

A
F增大，N减小
B
F减小，N减小
C
F增大，N增大
D
F减小，N增大

题目答案

A

答案解析

分析：

对球受力分析，受重力、支持力和拉力，根据共点力平衡条件列式求解出拉力和支持力的数值，再进行分析讨论．

解答：

解：对球受力分析，受重力、支持力和拉力，如，根据共点力平衡条件，有

N=mgcosθ

F=mgsinθ

其中θ为支持力N与竖直方向的夹角；当物体向上移动时，θ变大，故N变小，F变大；故A正确，BCD错误．

故选：A．

点评：

本题关键是对滑块受力分析，然后根据共点力平衡条件列式求解出支持力和拉力的表达式进行讨论．

纠错重做

2多选题

(多选)如图所示，用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O，并用第三根细线连接A、B两小球，然后用力F作用在小球A上，使三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态．则该力可能为图中的(　　)

A
F$_1$
B
F$_2$
C
F$_3$
D
F$_4$

题目答案

BC

答案解析

分析：

先结合平衡条件对B球受力分析，得出绳子AB张力为零，再对A球受力分析，然后根据共点力平衡条件分析即可．

解答：

解：首先对B球受力分析，合力为零．故B球受重力和OB绳子的向上的拉力，由于B球保持静止，受力平衡，故AB绳子的拉力为零；

再对A球受力分析，受重力，OA绳子的拉力和一个题中需要求解的力，根据三力平衡条件，可以知道，任意两个力的合力必定与第三个力等值、反向、共线，由于重力和OA绳子的拉力的合力必定在AO方向和竖直方向之间，故只有F$_2$与F$_3$符合；

故选BC．

点评：

本题关键先用隔离法对球B受力分析，得出绳子AB张力为零，再对A球受力分析，然后根据三力平衡的条件分析．

纠错重做

3单选题

如图所示，一个重为30N的物体，放在倾角θ=30°的斜面上静止不动，若用F=5N的竖直向上的力提物体，物体仍静止，下述结论正确的是(　　)

A
物体受到的摩擦力减小5 N
B
物体对斜面的作用力减小5 N
C
斜面受到的压力减小5 N
D
物体受到的合外力减小5 N

题目答案

B

答案解析

分析：

无拉力时对物体受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，根据共点力平衡条件求解各个力；

有拉力F作用后，再次对物体受力分析，受到拉力、重力、支持力和静摩擦力，根据共点力平衡条件求解各个力．

解答：

解：A、C、无拉力时对物体受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，如右图所示：

根据共点力平衡条件，有：f=mgsinθ，N=mgcosθ

有拉力F作用后，再次对物体受力分析，受到拉力、重力、支持力和静摩擦力，如右下图所示，根据共点力平衡条件，有：

f$_1$=(mg-F)sinθ

N$_1$=(mg-F)cosθ

故f-f$_1$=Fsin30°=2.5N，N-N$_1$=Fcos30°=2.5$\sqrt {3}$N，即

物体对斜面体的摩擦等于斜面体对物体的摩擦，减小了2.5N，故C错误；

物体对斜面体的压力等于斜面体对物体的支持力，减小了2.5$\sqrt {3}$N，故A错误；

B、无拉力时，斜面对物体的作用力与重力大小相等，即为mg；有拉力时，斜面对物体作用力与重力、拉力两个力的合力大小相等，即为mg-F，所以斜面对物体的作用减小了F=5N，则物体对斜面的作用力也减小5N．故B正确．

D、两次物体都保持静止状态，合力为零，保持不变．故D错误；



故选B．

点评：

本题关键是对木块受力分析，根据平衡条件，结合正交分解法列方程求解．

纠错重做

4单选题

沿光滑的竖直墙壁用网兜把一个足球挂在A点(如图)，足球受到的重力为G，网兜的质量不计．悬绳与墙壁的夹角为α=30°．悬绳给球的拉力为F_T，墙壁给球的支持力为F_N，下列表述正确的是(　　)

A
F_N大于G
B
F_T小于G
C
F_N与F_T的合力一定竖直向上
D
F_N与F_T大小之和等于G

题目答案

C

答案解析

分析：

圆球受到重力G、细绳的拉力T和墙壁的弹力N作用，作出圆球的受力示意图．根据平衡条件求解绳子对圆球的拉力大小及墙壁对圆球的弹力大小．

解答：

解：A、对足球受力分析如图所示，则由三力平衡条件可得细线的拉力为：F_T=$\frac {mg}{cosα}$＞mg，

墙壁对球的弹力为：F_N=mgtanθ=$\frac {$\sqrt {3}$}{3}$mg＜mg，故AB错误；

C、由三力平衡条件可知，F_N与F_T的合力与重力大小相等，方向相反，即F_N与F_T的合力一定竖直向上，故C正确；

D、力是矢量，F_N与F_T矢量之和等于G，故D错误．

故选：C

点评：

本题是简单的力平衡问题，关键是分析物体的受力情况，作出受力的示意图，要培养良好的作图习惯．

纠错重做

5单选题

一个物体在6个共点力的作用下保持平衡．现在撤去其中两个力．这两个力的大小分别是20牛顿和25牛顿，其余4个力保持不变，则该物体所受合力大小可能是（　　）

A
零
B
2牛顿
C
40牛顿
D
55牛顿

题目答案

C

答案解析

分析：

由共点力平衡的条件可以知道，当撤消25N和20N的两个力后，其它力的合力与这两个力的合力大小相等方向相反，所以与直接求25N和20N的两个力的合力大小一样，根据力的合成可以求得合力的大小．

解答：

解：由题意可知，撤去其中两个力的合力与其余4个力的合力，大小相等，方向相反；

由平行四边形定则可知，25N和20N的两个力的合力的大小范围应该是5N≤F_合≤45N，所以可能的是C．

故选：C．

点评：

解答本题关键是要知道撤消25N和20N的两个力后，其它力的合力与这两个力的合力大小相等方向相反，与直接求25N和20N的两个力的合力大小一样，本题比较简单．

纠错重做

6单选题

如图，光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内，A端切线与水平面垂直，穿在轨道上的小球在拉力F作用下，缓慢地由A向B运动，F始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为N．在运动过程中(　　)

A
F增大，N减小
B
F减小，N减小
C
F增大，N增大
D
F减小，N增大

题目答案

D

答案解析

分析：

对球受力分析，受重力、支持力和拉力，根据共点力平衡条件列式求解出拉力和支持力的数值，在进行分析讨论．

解答：

解：对球受力分析，受重力、支持力和拉力，如，根据共点力平衡条件，有

F=mgsinθ

N=mgcosθ

其中θ为支持力N与竖直方向的夹角，当物体向上移动时，θ变小，故F减小，N增大；故ABC错误，D正确．

故选：D．

点评：

本题关键对小球进行受力分析，然后根据共点力平衡条件列式求解出支持力和拉力的表达式进行讨论．

纠错重做