1、1专题 3 物体的受力分析1.如图所示，两个等大、反向的水平力 F 分别作用在物体 A 和 B 上， A、 B 两物体均处于静止状态。若各接触面与水平地面平行，则 A、 B 两物体各受几个力( )A3 个、4 个 B4 个、4 个C4 个、5 个 D4 个、6 个答案 C解析 对物体 A 受力分析，竖直方向上受两个力：重力和支持力；水平方向上受两个力：水平力 F 和 B 对 A 的摩擦力，即物体 A 共受 4 个力作用；对物体 B 受力分析，竖直方向上受 3 个力作用：重力、地面的支持力、 A 对 B 的压力；水平方向上受两个力作用：水平力 F 和 A 对 B 向右的摩擦力，即物体 B 共受
2、5 个力的作用，故 C 正确。2.物体 b 在水平推力 F 作用下，将物体 a 挤压在竖直墙壁上，如图所示， a、 b 处于静止状态，关于 a、 b 两物体的受力分析，下列说法正确的是( )A a 受到两个摩擦力的作用B a 共受到四个力的作用C b 共受到三个力的作用D a 受到墙壁摩擦力的大小随 F 的增大而增大答案 A解析 b 共受到四个力的作用：重力、 F、 a 对 b 向右的弹力和向上的静摩擦力，故 C错误。 a 受到五个力：重力、墙对 a 向右的弹力和向上的静摩擦力， b 对 a 向左的压力和向下的静摩擦力，故 A 正确，B 错误。由上得知，墙壁对 a 的摩擦力大小等于 a 和 b
3、 的总重力之和，不随 F 的增大而增大，故 D 错误。3.L 型木板 P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，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。则木板 P 的受力个数为( )2A3 B4 C5 D6答案 C解析 对木板 P 进行受力分析：木板 P 受重力、斜面的支持力、滑块 Q 的弹力、弹簧的弹力和与斜面间的摩擦力共 5 个力的作用，故 C 正确。4.(多选)如图所示，在斜面上，木块 A 与 B 的接触面是水平的，绳子呈水平状态，两木块均保持静止。则关于木块 A 和木块 B 可能的受力个数分别为( )A2 个和
4、4 个 B3 个和 4 个C4 个和 4 个 D4 个和 5 个答案 ACD解析 (1)若绳子的拉力为零，以 A、 B 为研究对象，确定 B 和斜面之间一定有静摩擦力， A、 B 的受力图如图，所以选项 A 正确。(2)若绳子上有拉力，对 A、 B 分别画受力图可知， A 受到重力、 B 对 A 的支持力、绳子的拉力和 B 对 A 的摩擦力而平衡， B 受到重力、 A 对 B 的压力、斜面对 B 的支持力和 A 对 B的摩擦力，斜面对 B 的摩擦力可有可无，所以 C、D 正确。5.(多选)如图所示，斜面 A 和物块 B 静置在水平地面上，某时刻起，对 B 施加一个沿斜面向上的拉力 F，力 F
5、从零开始随时间均匀增大，在这一过程中， A、 B 始终保持静止。则地面对 A 的( )3A支持力不变 B支持力减小C摩擦力增大 D摩擦力减小答案 BC解析 设斜面的倾角为 ，以 A、 B 整体为研究对象，因为 A、 B 始终保持静止，由平衡条件得 Ff Fcos ，( mA mB)g FN Fsin ，又 F 均匀增大，故摩擦力 Ff增大，支持力FN减小，B、C 正确。6.倾角为 、质量为 M 的斜面体静止在水平桌面上，质量为 m 的木块静止在斜面体上。下列结论正确的是( )A木块受到的摩擦力大小是 mgcosB木块对斜面体的压力大小是 mgsinC桌面对斜面体的摩擦力大小是 mgsin co
6、sD桌面对斜面体的支持力大小是( M m)g答案 D解析 对木块进行受力分析如图甲所示，由平衡方程得 FN mgcos ， Ff mgsin ，所以 A、B 均错误；对斜面体和木块进行整体受力分析如图乙所示，可得桌面对斜面体的摩擦力大小是零，桌面对斜面体的支持力大小是( M m)g，故 C 错误，D 正确。7.如图所示，两个相同的物体 A、 B 叠在一起放在粗糙的水平桌面上，连在物体 B 上的轻绳通过定滑轮与空箱 C 相连，箱内放有一小球与箱内壁右侧接触，整个系统处于静止状态。已知 A、 B 的质量均为 m， C 的质量为 M，小球的质量为 m0，物体 B 与桌面的动摩擦因4数为 ，重力加速度
7、为 g，不计滑轮摩擦和空气阻力，下列说法正确的是( )A物体 A 受到三个力的作用B小球受到三个力的作用C桌面受到物体的摩擦力大小为 2mgD桌面受到物体的摩擦力大小为( M m0)g答案 D解析 由于整个系统处于静止状态，表明整个系统处于平衡状态，系统所受合外力为零，通过隔离法可知，该系统内每个物体所受合外力为零。由隔离法可知物体 A 受两个力(重力和物体 B 对其的支持力)，小球受重力和空箱 C 对它的支持力两个力作用，故 A、B 错误；对空箱 C 和小球组成的系统进行受力分析知轻绳的拉力大小等于( M m0)g，再通过对A、 B 两物体组成的系统受力分析知水平方向物体 B 受到的桌面对物
8、体 B 的静摩擦力大小等于轻绳的拉力大小( M m0)g，由平衡条件知物体 B 对桌面的静摩擦力大小为( M m0)g，故C 错误，D 正确。8.如图所示，在两块相同的竖直木块之间，有质量均为 m 的 4 块相同的砖，用两个大小均为 F 的水平力压木板，使砖静止不动，则第 2 块砖对第 3 块砖的摩擦力大小为( )A0 B mg C. D.mg2 mg4答案 A解析 将四块砖视为一个整体，由于均处于静止状态受力平衡如图甲，得F1 F42 mg，方向竖直向上，再将 3、4 整体视为研究对象，受力如图乙，得 F230，故答案为 A。59.如图所示是一个力学平衡系统，该系统由三条轻质细绳将质量均为
9、m 的两个小球连接悬挂组成，小球直径相比轻绳长度可以忽略，轻绳 1 与竖直方向的夹角为 30，轻绳 2与竖直方向的夹角大于 45，轻绳 3 水平。当此系统处于静止状态时，轻绳 1、2、3 的拉力分别为 F1、 F2、 F3，比较三力的大小，下列结论正确的是( )A F1F2 D F1F3，A 错误；对下方小球受力分析，2mgcos30433 233因 F2是直角三角形的斜边，而 mg 和 F3是直角边，由轻绳 2 与竖直方向的夹角 45，可知 F2F3，B 错误；对上方小球分析，水平方向： F1sin30 F2sin ，因 45，则F1F2，C 正确，D 错误。10.有一个直角支架 AOB，
10、AO 杆水平放置，表面粗糙， OB 杆竖直向下，表面光滑。 AO上套有小环 P， OB 上套有小环 Q，两环质量均为 m，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图所示。现将 P 环向左移动一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较， AO 杆对 P 环的支持力 FN和摩擦力 f的变化情况是( )A FN不变， f 变大 B FN不变， f 变小6C FN变大， f 变大 D FN变大， f 变小答案 B解析 以两环和细绳整体为研究对象，由题意可知，竖直方向上二力平衡，即FN2 mg 不变；水平方向上只有 OB 对 Q 环的压力 N 和 OA
11、 对 P 环的摩擦力 f 作用，因此f N。以 Q 环为研究对象，它在重力、细绳的拉力 F 和 OB 的压力 N 作用下平衡，如图所示，设细绳和竖直方向的夹角为 ，则 N mgtan 。 P 环向左移动的过程中 将减小， N 也将减小，所以 f 减小。故 B 正确。11画出图中物体 A 的受力示意图，并写出力的名称和施力物体：(1)物体 A 静止，接触面光滑；(2) A 沿粗糙斜面上滑；(3) A 沿粗糙水平面滑行；(4)接触面光滑， A 静止。答案 见解析解析 (1)物体 A 受重力 G、推力 F、支持力 FN、墙壁对 A 向左的弹力 FN，施力物体分别是地球、推 A 的物体、地面、墙壁。(
12、2)物体 A 受竖直向下的重力 G、垂直于斜面向上的支持力 FN、沿斜面向下的滑动摩擦力 Ff，施力物体分别是地球、斜面、斜面。(3)物体 A 受重力 G、支持力 FN、滑动摩擦力 Ff，施力物体分别是地球、水平面、水平面。(4)物体 A 受重力 G、拉力 FT、弹力 FN，施力物体分别是地球、绳子、墙壁。12如图甲所示，将完全相同、质量均为 4 kg 的木块 A 和 B 叠放在水平桌面上，在16 N 的水平拉力 F1作用下， A、 B 一起做匀速直线运动。( g 取 10 N/kg)7(1)此时木块 B 上表面受到摩擦力 Ff1是多少？ B 的下表面所受的摩擦力 Ff2又是多少？(2)桌面与
13、木块之间的动摩擦因数是多少？(3)若将 A、 B 紧靠着放在水平桌面上(如图乙所示)，用水平推力 F2推 A 使它们一起做匀速直线运动，这时， A 对 B 的弹力有多大？答案 (1)0 16 N (2)0.2 (3)8 N解析 (1) A 做匀速直线运动，水平方向不受力，所以 B 上表面所受摩擦力 Ff10下表面所受摩擦力 Ff2 F116 N。(2)由 FN( mA mB)g， Ff2 F N，解得 0.2。(3)FNB mBgB 受的摩擦力 FfB m Bg8 NFAB FfB8 N。13.如图所示，完全相同的质量为 m 的 A、 B 两球，用两根等长的细线悬挂在 O 点，两球之间夹着一根
14、劲度系数为 k 的轻弹簧，静止不动时，弹簧处于水平方向，两根细线之间的夹角为 。则弹簧的长度被压缩了多少？答案 tanmgk 2解析 以 A 球为研究对象，其受力如图所示。8所以 F 弹 mgtan ， 2 x tan 。F弹k mgk 214.如图所示，粗糙水平地面上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半圆球 B，整个装置处于平衡状态。已知 A、 B 的质量分别为 m 和 M，半圆球 B 与半圆的柱状物体 A 的半径均为 R，半圆球 B 的圆心到水平面的竖直距离为 R，重力加速度为2g。求：(1)物体 A 对地面的压力大小；(2)物体 A 对地面的摩擦力。答案 (1)
15、( M m)g (2) Mg，方向水平向右解析 (1)把 A、 B 看成一个系统，对其运用整体法，该系统在竖直方向上受到竖直向下的重力( M m)g 和地面的支持力 FN的作用，二力平衡，所以 FN( M m)g。由力的相互作用可知，物体 A 对地面的压力大小为( M m)g。(2)在水平方向上，该系统由于受到竖直墙水平向右的弹力的作用，那么一定也受到地面水平向左的摩擦力，并且摩擦力大小等于弹力大小；再选取半圆球 B 为研究对象，运用隔离法，受力分析如图所示。 FN1是 A 对 B 的支持力，垂直于 A、 B 交点的切线方向指向 B的球心。9根据力的分解和力的平衡条件可得：FN1 ， FN2tan MgMgsin半圆球 B 的圆心到水平面的竖直距离为 R，2所以 45所以 FN2 Mg根据受力分析，物体 A 对地面的摩擦力大小等于 FN2，所以物体 A 对地面的摩擦力大小为 Mg，方向水平向右。
