專練強化Ⅱ 受力分析（解析版）

強化訓(xùn)練Ⅱ受力分析知識點一、受力分析中存在的問題1．研究對象不明確，分析錯誤學(xué)生在進行力學(xué)學(xué)習(xí)中，往往把施力對象和受力對象相混淆。原因在于學(xué)習(xí)時，老師在課堂教學(xué)中會總結(jié)成“一個物體既是施力對象，同時還是受力對象”。這一總結(jié)并無差錯，但往往會讓學(xué)生在進行物體受力分析時產(chǎn)生較大困惑。例如:靜止于水平面的一個物體A，請作出其受力情況(如圖):受力方向判斷不準確，分析錯誤重力：始終豎直向下壓力：垂直于受力面，且指向受力面浮力：始終豎直向上摩擦力：與物體相對運動或相對運動的趨勢方向相反3．主觀臆斷受力，分析錯誤例如:物體A沿著某個斜面往下滑動，請作出其滑動中的受力情況(如圖)：4．分析步驟不當，分析錯誤對于初中學(xué)生而言，雖然對重力、彈力、摩擦力等力的概念和內(nèi)容有較好掌握，但在進行物體受力分析時，總會無從下手，不知道先分析哪個力，再分析哪個力，缺乏條理性，如此就會導(dǎo)致少一些受力或多出受力。知識點二、受力分析的常用方法1．整體法和隔離法整體法：將相對靜止的物體作為一個整體來分析。隔離法：將研究對象與周圍物體分隔開來分析。整體法隔離法概念將幾個物體作為一個整體來分析的方法將研究對象與周圍物體分隔開的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力注意問題分析整體周圍其他物體對整體的作用，而不畫整體內(nèi)部物體間的相互作用。分析它受到周圍其他物體對它的作用力（1）A和地面之間有摩擦力嗎？大小多少？方向如何？（整體法）有，大小為F，方向向右（2）A和B之間有摩擦力嗎？大小多少？方向如何？（隔離法）沒有，AB相對靜止AABF=10N（圖中A、B均靜止）A和地面之間有摩擦力嗎？大小多少？方向如何？（整體法）有，大小為F，方向向右A和B之間有摩擦力嗎？大小多少？方向如何？（隔離法）有，大小為F，方向向右AABF=10N（圖中A、B均靜止）2．假設(shè)法在未知某力是否存在時，可先對其作出存在或不存在的假設(shè)，然后再就該力存在與不存在對物體運動狀態(tài)所產(chǎn)生影響來判斷該力是否存在。一般用來判斷彈力和靜摩擦力的有無。AABF（圖中A、B均靜止）結(jié)合物體的運動狀態(tài)（如平衡狀態(tài)）和力的作用的相互性進行分析。例知識點三、受力分析的一般步驟1．明確研究對象，即明確要分析的是哪個物體的受力情況。在進行受力分析時，研究對象可以是某一個物體，也可以是保持相對靜止的若干個物體（整體）。在解決比較復(fù)雜的問題時，靈活地選取研究對象可以使問題簡潔的得到解決。研究對象確定以后，只分析研究對象以外的物體施予研究對象的力（即研究對象所受的力），而不分析研究對象施予外界的力。隔離研究對象，將研究對象從周圍的物體中隔離出來，并分析周圍有哪些物體對研究對象施加了力的作用．ABCAABCAGAFAGBFA′FBBGCFCFB′C3．養(yǎng)成按步驟分析力的習(xí)慣，這是防止漏力的有效措施．（1）重力一定有：作用點在物體的重心；（2）彈力看四周：看研究對象與跟其他物體有幾個接觸點（面），某個點（面）若有擠壓，則畫出彈力；（3）摩擦力看接觸面：注意有彈力的接觸面如果是不光滑的，并且有相對運動或相對運動的趨勢時，則畫出摩擦力；（4）其他外力。對初中物體受力分析步驟進行了一個總結(jié)，即“一個中心，四個基本點”。具體而言，就是要明確研究對象，以此為核心，如果研究對象都是錯誤的，那么受力分析也是錯誤的；按照“一重二彈三摩擦四其他”的基本步驟對四個基本受力點進行分析。4．畫完力后再做檢查．（1）檢查一下畫出的每個力能否找出它的施力物體，若沒有施力物體，則該力一定不存在。注意尋找施力物體是防止多力的有效措施。（2）分析一下分析的結(jié)果能否使物體處于題目中所給的狀態(tài)，否則必然發(fā)生了多力或漏力的現(xiàn)象。考向一受力分析作圖1．（2023秋?鎮(zhèn)海區(qū)校級期中）用力的示意圖，在圖中畫出放在斜面上的物體B受到的重力，物體對斜面C的壓力，物體B受到的摩擦力?！窘獯稹拷猓哼^物體的重心作豎直向下的力，即重力；過重心作沿斜面向上的力，即摩擦力；物體對斜面的壓力的作用點在物體與斜面接觸面的中點處，過此點與斜面垂直向下的力，即為壓力，如下圖：2．（2023秋?慈溪市校級期中）如圖所示，用繩子豎直懸掛一個小球，將一斜面物塊慢慢靠近小球，并剛好與之接觸（繩子仍然豎直，且小球靜止）。請作出小球此時所受力的示意圖?！窘獯稹拷猓簩⒁恍泵嫖飰K慢慢靠近小球，并剛好與之接觸，繩子仍然豎直，且小球靜止，此時斜面對小球的支持力為0；小球在豎直方向上受到重力和繩子的拉力兩個力的作用，且二力是一對平衡力；重力的方向豎直向下，拉力的方向豎直向上，作用點畫在小球的重心上，如圖所示：3．（2023秋?寧海縣期中）如圖所示，一個工件與傳送帶一起以0.3m/s的速度水平向右勻速運動，不計空氣阻力，請在圖中畫出工件受力的示意圖。【解答】解：物體受到兩個力的作用：重力G和支持力F，作用點都在重心，重力的方向豎直向下，支持力的方向向上，如圖所示。4．（2023春?紹興期中）如圖所示中是一輛在水平地面上向左做勻速直線運動的小車，在其支架的桿上固定一個質(zhì)量為m的小球，作出小球所受力的示意圖。【解答】解：小球靜止在桿子的底端，隨小車一起做勻速直線運動，所以小球處于平衡狀態(tài)，受到平衡力的作用。在豎直方向上，小球受到豎直向下的重力，根據(jù)二力平衡的條件可知，必然有一個力來平衡這個重力，所以可以確定桿子給小球一個豎直向上的力。且F＝G＝mg，由于小球的周圍沒有其他的物體，而力不能離開物體而存在，所以可以確定小球不再受其它的力，如圖所示：5．（2022秋?江北區(qū)校級期中）如圖所示，有A、B、C三個相同材質(zhì)的長方體物塊相互疊放，在F＝10N的拉力作用下沿水平地面向右做勻速直線運動，請用力的示意圖畫出物塊A的受力情況?！窘獯稹拷猓篈受豎直向下的重力、B對A的支持力，這兩個力大小相等，方向相反，作用在同一個物體上，是一對平衡力，作用點可以畫在物體A的重心上，支持力方向豎直向上，重力方向豎直向下，如圖所示：6．（2022春?臨海市期末）氣球與黑色小球一起沿MN做勻速直線運動，請在圖中用力的示意圖表示黑色小球受到的力。【解答】解：因為氣球與黑色小球一起沿MN做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，受平衡力，所以黑色小球不受阻力，只受重力G、拉力F這兩個力。重力的方向豎直向下，拉力的方向豎直向上，二力大小相等，作用點都畫在黑色小球的重心，如圖所示：7．（2022秋?慈溪市校級月考）如圖所示，商場的電梯勻速向上運動，站在電梯上相對電梯靜止的人受到的重力G＝600N；請你在圖中畫出此人受到的力的圖示。【解答】解：人受豎直向下的重力G，豎直向上的支持力F，人相對于做勻速直線運動的電梯靜止，人處于平衡狀態(tài)，以重心為起點，作重力G與支持力F的示意圖，如圖所示：8．（2023秋?鎮(zhèn)海區(qū)校級期中）如圖所示，A、B兩個物體疊放在粗糙的水平地面上，在拉力F的作用下物體A、B一起向右做勻速直線運動，請作出物體B受到地面的摩擦力f1和物體A對它的摩擦力f2的示意圖。（圖中黑點為物體B的重心）【解答】解：A、B疊放在粗糙的水平地面上，在拉力F作用下一起向右勻速直線運動，B受到水平地面對它水平向左的摩擦力f1，作用點可標在B的重心上；A與B接觸部分是斜面，所以A相對B有向下運動的趨勢，故A受到B對它沿斜面向上的摩擦力；根據(jù)力的作用是相互的，A對B的摩擦力f2沿斜面下，作用點在B與A的接觸面上。如圖所示：。考向二平衡法求力的大小9．（2023春?余杭區(qū)月考）在平直的路面上，一個人沿水平方向用20N的力推一輛重為150N的小車勻速向西運動，則小車所受阻力的大小和方向分別為（）A．20N，向西 B．20N，向東 C．150N，向西 D．150N，向東【解答】解：沿水平方向用20N的力推一輛重為150N的小車勻速向西運動，小車受到的推力和摩擦力是一對平衡力，其大小相等、方向相反，所以小車所受阻力的大小和方向分別是20N，向東。故ACD錯誤；B正確。故選：B。10．（2023春?玉環(huán)市期末）用測力計兩次拉動同一物體豎直向上做勻速直線運動，物體兩次運動的速度分別為1米/秒和2米/秒，兩次測力計的示數(shù)分別為F1和F2，則（）A．F1＝F2 B．F1＝2F2 C．F2＝2F1 D．F2＝0.5F1【解答】解：物體受豎直向下的重力G，豎直向上的拉力F，做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：F1＝G，F(xiàn)2＝G，所以F1＝F2，故選：A。11．（2023秋?樂清市月考）如圖所示，在兩個大小相等的力F1和F2的作用下，質(zhì)量為m的木塊可在兩長板之間以v的速度勻速向下滑落，如果保持兩力F1和F2的大小方向不變，能使木塊m以3v的速度勻速向上滑動，那么木塊向上的推力應(yīng)是（）A．F1+F2 B．mg C．2mg D．3mg【解答】解：木塊的受到的重力為：G＝mg，在豎直方向，當木塊在兩個力的作用下勻速下滑時，由二力平衡條件可知：重力和摩擦力是平衡力，所以，木塊受到的摩擦力大小為f＝G＝mg，方向為：豎直向上；當木塊在兩個力的作用下勻速上升時，由二力平衡條件可知：向上的推力與物體向下的重力、向下摩擦力的合力是平衡力，F(xiàn)＝G+f′由影響滑動摩擦大小的因素可知：勻速向上和勻速向下運動時，兩個對物體的壓力、接觸面的粗糙程度不變；所以f＝f′，則F＝G+f＝2G＝2mg。故選：C。12．（2023?寧波模擬）水平面上疊放著A，B兩個物體，在水平方向力F1和F2的作用下，以共同的速度v一起向右勻速運動，已知F1＝10N，F(xiàn)2＝6N，那么物體A、B和地面之間的摩擦力大小和方向的有關(guān)說法正確的是（）A．A對B的摩擦力為10N，向右 B．B對地面的摩擦力為4N，向左 C．A受到摩擦力為4N，向左 D．地面對B的摩擦力為6N，向左【解答】解：A相對于B保持靜止狀態(tài)，水平方向上A受到拉力F1和摩擦力作用，摩擦力和拉力是一對平衡力，拉力F1是10N，A受到B的摩擦力是10N．故C錯誤；根據(jù)物體間力的作用是相互的，A受到B的摩擦力水平向左，大小是10N，所以B上表面受到A的摩擦力水平向右，大小是10N．故A正確；物體B進行勻速直線運動，水平方向上受到A對B水平向右的摩擦力、地面對B水平向左的摩擦力、水平向左的拉力F2，這三個力是平衡力，所以地面對B水平向左的摩擦力與水平向左的拉力F2之和等于A對B水平向右的摩擦力，所以B下表面受到地面的摩擦力大小為10N﹣6N＝4N，方向向左。故D錯誤；因為物體間力的作用是相互的，B對地面的摩擦力與地面對B的摩擦力大小相等，方向相反，即B對地面的摩擦力為4N，方向向右，故B錯誤。故選：A。13．（2023?杭州模擬）兩個用同一種材料制成且完全相同的密閉圓臺形容器一正一反放置在同一水平桌面上，容器內(nèi)裝有深度相同的同種液體，如圖所示。若它們分別在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做勻速直線運動，速度分別為?和2?，下列關(guān)系正確的是（）A．F1＝F2 B．F1＜F2 C．F1＞F2 D．無法判斷【解答】解：容器質(zhì)量相同，內(nèi)裝液體的種類相同，但據(jù)圖能看出乙中液體的體積大，所以據(jù)m＝ρV可知，乙容器中的液體質(zhì)量大，所以乙容器對桌面的壓力大，故在接觸面粗糙程度相同時，乙容器與桌面的摩擦力大，故F1＜F2。故選：B。14．（2023春?上城區(qū)校級期末）如圖所示，在兩塊相同的豎直木板間，有質(zhì)量均為m的四塊相同的磚，用兩個大小均為F的水平力壓木板，使磚靜止不動，則左邊木板對第一塊磚的摩擦力為2mg，第二塊磚對第三塊磚的摩擦力為0?！窘獯稹拷猓合劝阉膲K磚看作一個整體：四塊磚的總重力是4mg，兩邊的壓力F相同，兩邊受到的摩擦力也相同，根據(jù)平衡力知識，向下的重力4mg與兩邊的摩擦力之和相等；故兩邊的磚塊1和4各受到2mg的摩擦力作用，且方向豎直向上；對于第一塊磚（1號）：受到木板A向上的摩擦力作用，大小為2mg；自身向下的重力作用，大小為mg；根據(jù)平衡力知識，它（1號）還受到2號磚對它向下的摩擦力作用，大小為mg；根據(jù)力的作用是相互的，1號磚對2號磚的摩擦力大小為mg，方向向上；對于第二塊磚（2號）：已經(jīng)受到了兩個力的作用，分別是：自身向下的重力mg、1號磚對它（2號）的向上的摩擦力mg，這兩個力正好是一對平衡力；故2號磚不再受其它力，即2號磚和3號磚之間沒有力的作用；第二塊磚對第三塊磚的摩擦力大小也就為0；故答案為：2mg；0。15．（2022春?義烏市期末）氣球下吊著一個盛有沙袋的吊籃共重G，氣球以速度v勻速下降，受到空氣浮力為F，現(xiàn)在要想使氣球以同一速度v勻速上升必須從氣球的吊籃中拋出多重的沙袋（設(shè)氣球上升和下降時所受空氣的浮力和阻力大小均不變）（）A．G﹣F B．2（G﹣F） C．G﹣2F D．空氣阻力不知，無法計算【解答】解：勻速豎直下降，氣球受豎直向下的重力，豎直向上的浮力及阻力，所以空氣阻力f＝G﹣F；勻速豎直上升時，空氣阻力大小不變，方向豎直向下，重力和阻力的和等于浮力則f+G′＝F，因此可得拋出后的物體的重G′＝F﹣f＝F﹣（G﹣F）＝2F﹣G．拋出的物重為G″＝G﹣G′＝G﹣（2F﹣G）＝2（G﹣F）故選：B。16．（2022秋?象山縣校級期中）校運動會爬桿比賽，小明第一個爬到桿頂。如圖所示，小明緊緊握住桿子保持靜止，此時他受到的摩擦力為f1；片刻后，小明適度減小握桿子的力量使自己勻速滑下，此時他受到摩擦力為f2，則（）A．f1豎直向上，f2豎直向上，f1＞f2 B．f1豎直向上，f2豎直向上，f1＝f2 C．f1豎直向上，f2豎直向下，f1＞f2 D．f1豎直向上，f2豎直向下，f1＝f2【解答】解：小明緊緊握住桿子保持靜止時，其重力與靜摩擦力平衡，由二力平衡條件可知：fl的方向豎直向上，且f1＝G；勻速下滑時，其重力與滑動摩擦力平衡，則f2的方向豎直向上，且f2＝G，所以f1＝f2．故B正確。故選：B。17．（2022秋?余姚市校級期中）如圖所示，第一次甲單獨用50N的力推墻。第二次甲推墻的力不變，乙用30N的力向左推甲。前后兩次，人均未運動。則下列說法錯誤的是（）A．第二次推時，甲受到地面20N的摩擦力，方向向左 B．在兩幅圖中，墻壁都受到50N的推力 C．乙受到地面30N的摩擦力，方向向左 D．第二次推時，墻壁受到80N的推力【解答】解：A、第二次推時，甲受到墻壁向右的50N的推力，乙向左的推力30N，還受到摩擦力的作用，這三個力平衡，故地面對甲的摩擦力為20N，方向向左，故A正確。B、在兩幅圖中，墻壁都受到甲的推力的作用，甲的推力50N，故B正確；C、乙推甲的力為30N，根據(jù)物體間力的作用是相互的，甲推乙的力為30N，由于乙靜止不動，故推力與摩擦力是一對平衡力，受到地面30N的摩擦力，方向向左，故C正確；D、第二次推時，墻壁受到甲的推力的作用，為50N，故D錯誤。故選：D。18．（2022春?江干區(qū)校級月考）如圖所示，水平地面上放置相同材料制成的四個木塊，其中兩個質(zhì)量為m的木塊間用不可伸長的水平輕繩相連，下面兩個木塊質(zhì)量分別為2m和3m。現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個質(zhì)量為3m的木塊，使四個木塊一同水平向右勻速運動，則（）A．質(zhì)量為3m的木塊與地面間的摩擦力為4F7B．質(zhì)量為2m的木塊與地面間的摩擦力為F2C．輕繩對m的拉力為F7D．輕繩對m的拉力為F【解答】解：四個木塊水平向右勻速運動，把四個木塊當作一個整體，水平向右的拉力為F和總摩擦力f總平衡，所以f總＝F；圖中四個木塊對地面的壓力：F總壓＝G總＝（m+m+2m+3m）g＝7mg，右邊2個木塊對對地面的壓力：F右壓＝（m+3m）g＝4mg，左邊2個木塊對對地面的壓力：F左壓＝（m+2m）g＝3mg，因為接觸面粗糙程度相同時，滑動摩擦力與壓力成正比，所以，右邊質(zhì)量為3m的木塊與地面間的摩擦力為：f1=4mg7mg×f左邊質(zhì)量為2m的木塊與地面間的摩擦力為：f2=3mg7mg×f把質(zhì)量為m的木塊和質(zhì)量為2m的木塊上看作一個整體，整體向右勻速運動，所以輕繩對m的拉力和質(zhì)量為2m的木塊與地面間的摩擦力相等，即F繩＝f2=3F7，故A正確，B、C、故選：A。考向三摩擦力方向突變問題19．（2023秋?余姚市校級月考）如圖所示，水平桌面的右端固定一定滑輪，輕質(zhì)小盤通過一根繞過定滑輪的細繩與桌面上重力為4N的木塊相連。當小盤內(nèi)放重為1N的砝碼時，木塊未被拉動，這時木塊受到的摩擦力為1N；當小盤內(nèi)放重為2N的砝碼時，木塊正好向右做勻速直線運動：當小盤內(nèi)放上重為2.5N的砝碼時，木塊向右加速運動，這時木塊受到的摩擦力為2N，木塊的運動狀態(tài)會（“會”或“不會”）改變（不計繩重及繩與滑輪的摩擦）?！窘獯稹拷猓海?）當小盤內(nèi)放重為1N的砝碼時，木塊未被拉動，此時木塊所受到的摩擦力和木塊向右的拉力是一對平衡力，此時木塊向右的拉力F＝G＝1N，故摩擦力f＝F＝1N；（2）當小盤內(nèi)放重為2N的砝碼時，木塊正好向右做勻速直線運動時，此時木塊所受到的摩擦力和木塊向右的拉力也是一對平衡力，此時木塊受到的摩擦力f′＝F′＝G′＝2N；（3）當小盤內(nèi)放上重為2.5N的砝碼時，木塊向右加速運動，又壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，所受摩擦力也不變?nèi)詾?N，所以物體做加速運動，這時木塊運動狀態(tài)會改變。故答案為：1；2；會。20．（2023春?長興縣校級期末）如圖甲所示，重量為5N的正方形鐵塊，被水平吸引力吸附在足夠大的豎直磁性平板上處于靜止狀態(tài)，這時鐵塊受到的摩擦力大小為5N；若對鐵塊施加一個豎直向下的拉力F＝2N的作用，鐵塊將沿著該平板勻速向下運動，如圖乙，此時鐵塊受到的摩擦力大小為7N．若對鐵塊施加一個豎直向上的力，使鐵塊勻速向上運動，則施加的力為12N。【解答】解：甲圖中，鐵塊處于靜止狀態(tài)，受到平衡力作用，即重力等于靜摩擦力。則有f靜＝G＝5N。如圖乙，鐵塊將沿著該平板勻速向下運動，鐵塊受到平衡力作用，具體受力：豎直向上的滑動摩擦力f滑、重力G、拉力F下。則有：f滑＝G+F下＝5N+2N＝7N。若拉動鐵塊豎直向上勻速直線運動時，受到平衡力作用，F(xiàn)上＝G+f滑，由于壓力和粗糙程度不變，所以受到的滑動摩擦力不變。所以向上的拉力為：F上＝G+f滑＝5N+7N＝12N。故答案為：5；7；12。21．（2015?杭州）如圖所示，一個木塊在光滑水平面上以v0的速度做勻速直線運動，沖上粗糙斜面后最終靜止在A點。以下關(guān)于木塊在斜面上受到摩擦力的說法正確的是（）A．木塊在斜面上受到的摩擦力始終不變 B．木塊在A點時受到的摩擦力大小等于木塊的重力 C．木塊在斜面上受到的摩擦力方向始終沿斜面向下 D．木塊在斜面上受到的摩擦力方向會發(fā)生改變【解答】解：A、木塊在斜面上運動時，壓力不變、接觸面的粗糙程度不變，所以摩擦力不變，當木塊在斜面上靜止時，所受的摩擦力為靜摩擦力，大小與滑動時的摩擦力不相等，故A錯誤；B、靜止在水平面上的物體對水平面的壓力等于其重力，而木塊在A點時受到的摩擦力大小不等于木塊的重力，故B錯誤；C、摩擦力的方向與物體運動方向或運動趨勢的方向相反，物體靜止在斜面上有沿斜面下滑的趨勢，因此摩擦力的方向沿斜面向上，故C錯誤。D、木塊沖上粗糙斜面的過程中，摩擦力沿斜面向下，當靜止在斜面上有沿斜面下滑的趨勢，因此摩擦力的方向沿斜面向上，故摩擦力在斜面上受到的摩擦力方向會發(fā)生改變，故D正確。故選：D。22．（2023?蒼南縣模擬）小明經(jīng)常與同學(xué)進行爬桿比賽，圖乙是小明向上爬的速度與時間的關(guān)系圖，圖丙是他所受摩擦力隨時間變化的關(guān)系圖，但漏畫了一部分，若將之補充完整，下列選項正確的是（）A．B． C． D．【解答】解：由題意知，人爬桿時受到了豎直向下的重力G和豎直向上的摩擦力f這兩個力的作用，由圖乙可知：0～t1時間內(nèi)，人加速向上運動，所以f＞G；t1～t2時間內(nèi)人在做勻速直線運動，所