1、 1/13【拔高特训=高考题+经典题+ 】 受力分析 分类汇编1 （2010 年安徽卷理综）L 型上面光罩，贮在固定就面上，轻弹簧一项固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块 Q 相连，如图所示，若 P、 Q 一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。用木板 P 的受力个数为【C】A3 B4 C5 D62.（2008 年广东卷）如下图所示，质量为 m 的物体悬挂在轻质支架上，斜梁 OB 与竖直方向的夹角为 。设水平横梁 OA 和斜梁 OB 作用于 O 点的弹力分别为 F1 和 F2，以下结果正确的是（ ） A.F1=mgsin B.F1= C.F2=mgcos D.F2=sinmgqcosmgq【答
2、案】D【解析】分析 O 点受力如图 ,由共点力的平衡知识可得 F1=mgtan,F2=mg/cos,故 D 正确,A、B、C 错误。3.(2007 年海南卷新课标） 如图，P 是位于水平的粗糙桌面上的物块。用跨过定滑轮的轻绳将 P 与小盘相连，小盘内有硅码，小盘与硅码的总质量为 m。在 P 运动的过程中，若不计空气阻力，则关于 P 在水平面方向受到的作用力与相应的施力物体，下列说法正确的是 A.拉力和摩擦力，施力物体是地球和桌面 B.拉力和摩擦力，施力物体是绳和桌面C.重力 mg 和摩擦力，施力物体是地球和桌面 D.重力 mg 和摩擦力，施力物体是绳和桌面【答案】B【解析】物块 P 在粗糙桌面
3、上运动受重力，方向竖直向下，施力物体是地球;受桌面对物体的弹力，方向竖直向上，施力物体是桌面；受拉力、方向水平向右，施力物体是绳；受滑动摩擦力，方向水平向左，施力物体是桌面.故选 B.4.（2007 年山东卷新课标）如图所示，物体 A 靠在竖直墙面上，在力 F 作用下，A、B保持静止。物体 B 的受力个数为 2/13A.2 B.3 C.4 D.5【答案】C 【解析】物体 B 受推力 F，重力，A 对 B 的弹力，A 对 B 的静摩擦力，共 4 个力。5.(2010 年全国理综15)一根轻质弹簧一端固定，用大小为 F1 的力压弹簧的另一端，平衡时长度为 l1；改用大小为 F2 的力拉弹簧，平衡时
4、长度为 l2。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为 ( )A B C D21Fl21l21Fl21l【答案】C【解析】根据胡克定律有：F 1 = k(l0 l1) 及 F2 = k(l2 l0 )解得：k = 21Fl6 （2008 年广东理基）探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂 15N 重物时，弹簧长度为 0.16m；悬挂 20N 重物时，弹簧长度为 0.18m，则弹簧的原长 L0 和劲度系数 k分别为AL 0=0.02m k=500N/m BL 0=0.10m k=500N/m CL 0=0.02m k=250N/m DL 0=0.10m k=250N/m7.（2
5、011 年广东理综 16 4 分）如图所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点 P 在 F1、F 2 和 F3 三力作用下保持静止。下列判断正确的是 F1 F2 F3 P 30 60 AF 1 F2F3 BF 3F1 F2 CF 2F3 F1 DF 3F2 F1【答案】B【解析】由于在 F1、F 2 和 F3 三力作用下保持静止，合力为零，现力 F1 与 F2 垂直， 根据力的平行四边形定则由角度及几何关系可得：F 3F1F2，B 正确。8.（2011 年安徽理综146 分） 一质量为 m 的物块恰好静止在倾角为 的斜面上。现对物块施加一个竖直向下的恒力 F，如图所示。则物块
6、 F A仍处于静止状态 B沿斜面加速下滑C受到的摩擦力不变 D受到的合外力增大【答案】A【解析】由于质量为 m 的物块恰好静止在倾角为 的斜面上，说明斜面对物块的作用力与3/13物块的重力平衡，斜面与物块的动摩擦因数 tan。对物块施加一个竖直向下的恒力 F，使得合力仍然为零，故物块仍处于静止状态，A 正确，B、D 错误。摩擦力由 mgsin增大到(Fmg)sin，C 错误。9. （ 2011 年 海南单科43 分）如图，墙上有两个钉子 a 和 b，它们的连线与水平方向的夹角为 45，两者的高度差为 l。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于 a 点，另一端跨过光滑钉子 b 悬挂一质量为 m1 的重
7、物。在绳子距 a 端 l/2 得 c 点有 一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为 m2 的钩码，平衡后绳的 ac 段正好水平，则重物和钩码的质量比 m1/ m2 为（ ） a l/2 。 b l m1 c A B2 C D5252【答案】C【解析】平衡后设绳的 BC 段与水平方向成 角，则： 对节点 C 分2tan,si5析三力平衡，在竖直方向上有： 得： ，选 C21simg12sim10.（ 2011 年江苏单科3 分）如图所示，石拱桥的正中央有一质量为 m 的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为 ,重力加速度为 g，若接触面间的摩擦力忽略不计，旵石块侧面所受弹力的大小为A 2sinmg B 2
8、smgco C 1tan2mg D 1t2mgco 【答案】A11.（2010 年江苏单科134 分）图 2 为节日里悬挂灯笼的一种方式， A、B 点等高，O 为结点，轻绳 AO、BO 长度相等，拉力分别为 FA 、F B， 灯笼受到的重力为 G下列表述正确的是 ( )AF A 一定小于 G BF A 与 FB 大小相等CF A 与 FB 是一对平衡力 DF A 与 FB 大小之和等于 G4/13【答案】B【解析】由等高等长知，左右力对称，选项 B 正确。选项 A 错误，有可能大于；选项 D错误，不是大小之和而是矢量之和。选项 C 错误，这两个力的矢量和与重力是平衡力。12.(2010 年新课
9、标18)如图所示，一物块置于水平地面上。当用与水平方向成 60角的力 F1 拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成 30角的力 F2 推物块时，物块仍做匀速直线运动。若 F1 和 F2 的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为 ( )A 1 B2 C D13332132【答案】B 【解析】物体受重力 mg、支持力 N、摩擦力 f、已知力 F 处于平衡，根据平衡条件，有F1 cos60(mg F1 sin60)= 0F2 cos30 (mg +F2 sin30)= 0联立解得：=2 313.（2010 年江苏卷3)如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为 m 的照相机三脚架的三
10、根累质支架等长，与竖直方向均成 30角，则每根支架中承受的压力大小为（ ）A. B. C. D. 13mg236mg239g【答案】D16 （2009 年山东理综16)如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O 为球心。一质量为 m 的小滑块，在水平力 F 的作用下静止于 P 点。设滑块所受支持力为 FN，OP 与水平方向的夹角为 。下列关系正确的是A B C DtangFtanmgFtanmgFNtangFn【答案】A17. （2009 年浙江理综14)如图所示，质量为 m 的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上。已知三棱柱与斜面之的动摩擦因数为 ，斜面的倾角为 30 ，则斜面对三棱柱的支持力与
11、摩擦力的大小分别为5/13A mg 和 mg B mg 和 mg C。 mg 和 mg D mg 和321231232mg【答案】B18 （2009 年江苏理综2）用一根长 1m 的轻质细绳将一副质量为 1kg 的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为 ，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大10N为（ 取 ）g10m/sA B C D322m123m4【答案】A【解析】熟练应用力的合成和分解以及合成与分解中的一些规律，是解决本题的根本；一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大。题中当绳子拉力达到 F=10N 的时候，绳子间的张角最
12、大，即两个挂钉间的距离最大；画框受到重力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图。绳子与竖直方向的夹角为 ，绳子长为 L0=1m,则有 ，两个挂钉的间距离 ，cos2mgsin20L解得 m，A 项正确。23L19.（2009 年天津理综）物块静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物块施加大小相等的力 F，A 中 F 垂直于斜面向上。B 中 F 垂直于斜面向下， C 中 F 竖直向上，D 中 F 竖直向下，施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是【答案】D【解析】四个图中都是静摩擦。A 图中 fA=Gsin；B 图中 fB=Gsin；C 图中 fC=(G-F)sin；D 图中 fC=(G
13、+F)sin。 G f FN G f FN G f FN G f FN 6/1320 （2009 年北京理综18）如图所示，将质量为 m 的滑块放在倾角为 的固定斜面上。滑块与斜面之间的动摩擦因数为 。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力合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 tan，滑块将下滑B给滑块沿斜面向下的初速度，如果 tan，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 =tan，拉力大小应是 2mgsinD用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果 =tan，拉力大小应是 mgsin【答案】C21.（2008 年广东卷）人站在自动扶梯的水平
14、踏板上，随扶梯斜向上匀速运动。如下图所示。以下说法正确的是（ ）A.人受到重力和支持力的作用 B.人受到重力、支持力和摩擦力的作用C.人受到的合外力不为零 D.人受到的合外力方向与速度方向相同【答案】A【解析】匀速运动,为平衡状态,合外力为零,竖直方向重力和支持力平衡,A 对,B、C、D.错误。 22(2008 年江苏卷）一质量为 M 的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力 F 始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为 g.现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球吊篮中减少的质量为A2( ) B C D0FMg-2Fg-2FMg-【答案】A【解析】设气球所受阻力为 f=
15、kv,当气球匀速下降时,有 Mg=F+kv,当气球匀速上升时,有(M-m0)g+kv=F,解之可得 m0=2( ),即 A 正确.g-23.(2008 年 全国）如图，一固定斜面上两个质量相同的小物块 A 和 B 紧挨着匀速下滑，A 与 B 的接触面光滑。已知 A 与斜面之间的动摩擦因数是 B 与斜面之间动摩擦因数的 2 倍，斜面倾角为 。 B 与斜面之间的动摩擦因数是 aA. B. C. D. 2tan32cot3atancota【答案】A7/13【解析】因为 A 和 B.紧挨着匀速下滑，所以把 A、 B 作为一个整体。由平衡方程2mgsin=mgcos+2mgcos， 得 = ,则 A 正
16、确。2tan324 （2008 年山东卷理综16）用轻弹簧竖直悬挂的质量为 m 的物体，静止时弹簧伸长量为 L0，现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为 2m 的物体，系统静止时弹簧伸长量也为 L0，斜面倾角为 30，如图所示。则物体所受摩擦力302mA等于零 B大小为 mg/2，方向沿斜面向下C大小为 mg/2，方向沿斜面向上 D大小为 mg，方向沿斜面向上 3【答案】A【解析】由题知 mg=kL。设物体所受摩擦力大小为 f，方向沿斜面向上，由平衡条件得2mgsin30=kL+f，解得 f=0，故 A 正确，B、C 、D.错误。25.（2007 年广东卷新课标）受斜向上的恒定拉力作用，物体在粗糙水平
17、面上做匀速直线运动，则下列说法正确的是A.拉力在竖直方向的分量一定大于重力 B.拉力在竖直方向的分量一定等于重力C.拉力在水平方向的分量一定大于摩擦力 D.拉力在水平方向的分量一定等于摩擦力【答案】D 【解析】物体受力如图。由平衡条件得：Fcos f=0， N+FsinG=0，故 D 正确。26.（2007 年广东卷新课标）如图 3 所示,在倾角为 的固定光滑斜面上 ,质量为 m 的物体受外力 F1 和 F2 的作用，F 1 方向水平向右,F 2 方向竖直向上,若物体静止在斜面上,则下列关系正确的是 A.F1sin+F2cos=mgsin,F2 mg B.F1cos+F2sin=mgsin,F
18、2 mgC.F1sin-F2cos=mgsin,F2 mg D.F1cos+F2sin=mgsin,F2 mg【答案】B【解析】物体 m 的受力如图 .8/13由平衡条件：F 1sin+mgcos= F2cos+N F1cos+ F2sin=mgsin 由知 F1cot+ F2=mg，故 F2 mg.故 B 正确.27. （2011 年海南单科 3 分）如图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度 v0 匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力（ ） v0 A等于零B不为零，方向向右C不为零，方向向左D不为零，v 0 较大时方向向左，v 0 较小时方向向右【答案】A【解析】
19、斜劈和物块都平衡对斜劈和物块整体受力分析知地面对斜劈的摩擦力为零，选A。28 （2010 年山东卷）如图所示，质量分别为 m1、m 2 的两个物体通过轻弹簧连接，在力F 的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动（m 1 在地面，m 2 在空中） ，力 F 与水平方向成角。则 m1 所受支持力 N 和摩擦力 f 正确的是 f N F m2 m1 AN=m 1g+m2g-Fsin BN=m 1g+m2g-FcosCf=Fcos Df=F sin【答案】AC29. （ 2009 年海南单科3 分）两刚性球 a 和 b 的质量分别为 和 、直径分别为 和ambad（ ） 。将 a、b 球依次放入一竖直放置
20、、内径为 的平底圆bdba )(d筒内，如图所示。设 a、b 两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为 和 ，桶底所受的1f2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 ， B ，gmba)(21fgmFba)(21fC ， D ，F【答案】A30.（2008 年海南单科23 分） 如图，质量为 M 的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为 斜面上有一质量为 m 的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦用恒力 F 沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止地面对9/13楔形物块的支持力为 A （Mm ）g B （Mm）gFC （Mm）gFsin
21、 D （M m ）gFsin【答案】D【解析】m 匀速上滑，M 静止，均为平衡态，将 m、M 作为系统，在竖直方向有Mg+mg=N+Fsin 得 N=(Mg+mg)-Fsin，即 D.正确，ABC 错误.31.（2008 年天津理综19）在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A,A 与竖直墙之间放一光滑圆球 B,整个装置处于静止状态.现对 B 加一竖直向下的力 F,F的作用线通过球心,设墙对 B 的作用力为 F1,B 对 A 的作用力为 F2,地面对 A 的作用力为F3.若 F 缓慢增大而整个装置仍保持静止,截面如上图所示,在此过程中( )A.F1 保持不变,F 3 缓慢增大 B
22、.F1 缓慢增大,F 3 保持不变C.F2 缓慢增大,F 3 缓慢增大 D.F2 缓慢增大,F 3 保持不变【答案】C【解析】B 的受力如图 1 所示 ,因为 F 和 G 的方向始终在竖直方向,当 F 增大时, F1、 F2都缓慢增大,F 1=F1,F2=F2,所以 F1、F 2 都缓慢增大.A 物体受力如图乙所示 .由图乙知 F2sin=F3 所以 F3,缓慢增加，C 对.【解析】A、B 始终保持静止，设 AB 圆心连线与竖直方向夹角为 ，由F2sin=F1，F 2cos=F 可得当 F 增大时，F 2 增大，F 1 也增大。将 A、B 看成整体，设地面对 A 的支持力为 F，对 A 的摩擦
23、力为 F，则 F3 就是 F与F的合力，则由整体的平衡得 mag+mbg+F=F 和 F=F1 可知当 F 增大时，F 3 也增大，所以只有 C 正确，A、B、D 均错误。 2.（2008 年江苏卷）如图所示，两光滑斜面的倾角分别为 30 和 45 ,质量分别为 2m 和m 的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接 (不计滑轮的质量和摩擦 )，分别置于两个斜面上并由静止释放;若交换两滑块位置，再由静止释放，则在上述两种情形中正确的有10/13A.质量为 2m 的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用B.质量为 m 的滑块均沿斜面向上运动C.绳对质量为 m 滑块的拉力均大于该滑
24、块对绳的拉力D.系统在运动中机械能均守恒【答案】BD【解析】质量为 2m 的物体受重力、绳的张力、斜面的支持力作用,沿斜面下滑的力是重力的一个分力,所以 A 错误.当 2m 在 30斜面上时,2mgsin30mgsin45,m 一定沿斜面向上运动,当 2m 在 45斜面上时,2mgsin45mgsin30,m 更是沿斜面向上运动,所以 B 正确.绳对 m滑块的拉力与滑块对绳的拉力是一对作用力和反作用力,大小相等,所以 C 错误.因为斜面光滑,只有重力做功,所以系统在运动中机械能均守恒,所以 D.正确.3.(2008 年广东卷）探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂 15 N 重物时，弹
25、簧长度为 0.16 m；悬挂 20 N 重物时，弹簧长度为 0.18 m，则弹簧的原长 L0 和劲度系数k 分别为（ ）A.L0=0.02 m k=500 N/m B.L0=0.10 m k=500 N/mC.L0=0.02 m k=250 N/m D.L0=0.10 m k=250 N/m【答案】D【解析】由 F=kx 可得 15=k(0.16-L0) 20=k(0.18-L0) 联立得 k=250 N/m,L0=0.10 mD.正确,A、B、C 错误。6(2008 年山东卷）品味诗词中的物理现象，妙趣横生。下列说法正确的是 A.“时雨静飞尘”仅与电学现象有关 B.“我歌月徘徊 ”仅与声学现
26、象有关C.“风正一帆悬” 与力学现象有关 D.“雪花开六出 ”与光学现象有关【答案】C 8.(2006 年新课程）.木块 A、B 分别重 50 N 和 60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为 0.25。夹在 A、B 之间的轻弹簧被压缩了 2 cm，弹簧的劲度系数为 400 N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用 F=1 N 的水平拉力作用在木块 B 上，如图所示。力 F 作用后A.木块 A 所受摩擦力大小是 12.5 N B.木块 A 所受摩擦力大小是 11.5 NC.木块 B 所受摩擦力大小是 9 N D.木块 B 所受摩擦力大小是 7 N【答案】C【解析】B 所受弹簧弹力 ，方向水
27、平向右，再受水平向右的拉力为 ，B 静止不动，受力平衡，所以受到水平向左的摩擦力 ，所以 C选项正确。5. （2008 年四川延考卷）两个可视为质点的小球 a 和 b，用质量可忽略的刚性细杆相连，放置在一个光滑的半球面内，如图所示。已知小球 a 和 b 的质量之比为 ，细杆长度是球3面半径的 倍。两球处于平衡状态时，细杆与水平面的夹角 是：2 q11/13A. 45 B.30 C.22.5 D.15【答案】D 【解析】 由几何关系知 aob 为等腰直角三角形bao=abo=45 0 ，对 a 受力分析，沿杆方向和垂直于杆方向正交分解，由平衡条件：mgsin+F=Ncos450（1 ）3mgco
28、s= Nsin450 （2）3对 b 由平衡条件：mgsin+N/cos450=F （3）mgcos=N/sin450 （4）由（1） （2） （3） （4）各式得 （cos-sin）=（cos+sin ） ，由数学知识 =150 即 D 正确。39.（2007 年上海卷）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，然后用某个力 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（ ）AF 1 B。F 2 C。F 3 D。F 4【答案】B、C【解析】因 OB 处于竖直状
29、态，则线 BA 中无作用力，故球 A 只受重力、OA 拉力和外力F，由平衡条件知该力可能是图中 F2、F 3，故 BC 正确.10.（2007 年上海卷）下图是居民小区内常见的健身器材。使用时手可以握在或处，脚可以踩在或处。手脚一起用力时，器械前半部绕支点转动。下列最费力的方式是( )12/13A.手握，同时脚踩 B.手握，同时脚踩C.手握，同时脚踩 D.手握，同时脚踩【答案】D 【解析】手的拉力与脚的蹬力均为动力，手在位置和脚踩位置时力臂最短，故最费力，所以选 D。12.（2008 年重庆卷）滑板运动是一项非常刺激的水上运动。研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力 FN 垂直于板面，大
30、小为 kv2，其中 v 为滑板速率（水可视为静止） 。某次运动中，在水平牵引力作用下，当滑板和水面的夹角 =37时（下图） ，滑板做匀速直线运动，相应的 k=54 kg/m，人和滑板的总质量为 108 kg，试求（重力加速度 g 取 10 m/s2，sin37取 0.6，忽略空气阻力）：（1）水平牵引力的大小；（2）滑板的速率；（3）水平牵引力的功率。【答案】 （1）F=810 N ； （2）5 m/s；（3）4 050 W【解析】 （1）以滑板和运动员为研究对象，其受力如图所示。由共点力平衡条件可得FNcos=mg FNsin=F 由、联立，得 F=810 N(2)FN=mg/cos，F N
31、=kv2得 v= =5 m/s(3)水平牵引力的功率 P=Fv=4 050 W 13.(2007 年宁夏卷新课标）选考题 30A.（物理选修 22）塔式起重机的结构如图所示，设机架重 P400 kN，悬臂长度为 L10m，平衡块重 W200 kN，平衡块与中心线OO/的距离可在 1 m 到 6 m 间变化，轨道 A、B 间的距离为 4 m。13/13(1)当平衡块离中心线 1 m 且空载时，右侧轨道对轮子的作用力 fB 是左侧轨道对轮子作用力fA 的 2 倍，问机架重心离中心线的距离是多少？(2)当起重机挂钩在离中心线 OO/10 m 处吊起重为 G100 kN 的重物时，平衡块离 OO/的距离为 6 m，问此时轨道 B 对轮子的作用力 FB 时多少？【答案】【解析】：(1)空载时合力为零：已知：f B2f A，求得：f A200 kN， f B400 kN设机架重心在中心线右侧，离中心线的距离为 x，以 A 为转轴，力矩平衡求得：x1.5 m(2)以 A 为转轴，力矩平衡，求得：F B450 kN
