高中物理专题：受力分析与动态平衡问题

高中物理专题：受力分析与动态平衡问题

例1．如图1所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α＝60°。则小球的质量比m2/m1为

A．C．

B． D．

2. 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（ ） A．2 B．3

C．4 D．5

例2. 如图1所示，一个重力G的匀质球放在光滑斜面上，斜面倾角为?，在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态。今使板与斜面的夹角?缓慢增大，问：在此过程中，挡板和斜面对球的压力大小如何变化？

β

α

图1

思考1：所示，小球被轻质细绳系着，斜吊着放在光滑斜面上，小球质量为m，斜面倾角为θ，向左缓慢推动斜面，直到细线与斜面平行，在这个过程中，绳上张力、斜面对小球的支持力的变化情况？

θ （答案：绳上张力减小，斜面对小球的支持力增大） 图1-4

思考2：如图所示，细绳一端与光滑小球连接，另一端系在竖直墙壁上的A点，当缩短细绳小球缓慢上移的过程中，细绳对小球的拉力、墙壁对小球的弹力如何变化？

F 例2．如图所示，质量为m的小球用细线悬于天花板上。在小球上作用水平拉力F，使细线与竖直方向保持θ角，小球保持静止状态。现让力F缓慢由水平方向变为竖直方向。这一过程中，小球处于静止状态，细线与竖直方向夹角不变。则力F的大小、细线对小球的拉力大小如何变化？

1

例3．轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上。现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来位置不动。则在这一过程中，环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2的变化情况是 A．F1保持不变，F2逐渐增大 B．F1逐渐增大，F2保持不变 C．F1逐渐减小，F2保持不变 D．F1保持不变，F2逐渐减小

M 思考：如图3-4所示，在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，

用M、N两个测力计通过细线拉橡皮条的结点，使其到达O点，此时

O α α+β= 90°．然后保持M的读数不变，而使α角减小，为保持结点

位置不变，可采用的办法是（ ）。 β (A)减小N的读数同时减小β角

N (B)减小N的读数同时增大β角

(C)增大N的读数同时增大β角 图3-4 (D)增大N的读数同时减小β角 O A

B

例4．如图4所示，在水平天花板与竖直墙壁间，通过不计质量的柔软绳子和光滑的轻小滑轮悬挂重物G=40N，绳长L=2.5m，OA=1.5m，求绳中张力的大小，C 并讨论：

G （1）当B点位置固定，A端缓慢左移时，绳中张力如何变化？

（2）当A点位置固定，B端缓慢下移时，绳中张力又如何变化？

思考：如图所示，长度为5cm的细绳的两端分别系于竖立地面上相距为4m的两杆的顶端A、B，绳子上挂有一个光滑的轻质钩，其下端连着一个重12N的

物体，平衡时绳中的张力多大？

思考：人站在岸上通过定滑轮用绳牵引低处的小船，若水的阻力不变，则船在匀速靠岸的过程中，下列说法中正确的是（ ） （A）绳的拉力不断增大 （B）绳的拉力保持不变 （C）船受到的浮力保持不变 （D）船受到的浮力不断减小

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例5、 如图所示，质量为m的物体用细绳OC悬挂在支架上的O点，轻杆OB可绕B点转动，求细绳OA中张力T大小和轻杆OB受力N大小。

C A

θ O 30o B B A C m 图37 图38 mg

如图所示，水平横梁一端A插在墙壁内，另一端装有小滑轮B，一轻绳一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10kg的重物，?CBA?30?，则滑轮受到绳子作用力为： A. 50N B. 503N C. 100N D. 1003N

巩固练习：

1、如图所示，两球A、B用劲度系数为k1的轻弹簧相连，球B用长为L的细绳悬于O点，球A固定在O点正下方，且点O、A之间的距离恰为L，系统平衡时绳子所受的拉力为F1.现把A、B间的弹簧换成劲度系数为k2的轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为F2，则F1与F2的大小之间的关系为( B ) A．F1>F2 B．F1＝F2 C．F1

2、有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB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，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡（如图）。现将P向左移一小段距离，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和细绳上的拉力F的变化情况是（ ） A．FN不变，F变大 B. FN不变，F变小 C．FN变大，F变大 D. FN变大，F变小

3、如图所示，轻绳一端系一质量为m的物体A，另一端系住一个套在粗糙竖直杆MN上的圆环，但圆环仍坚持在原来位置不动。则在这一过程中，环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2的变化情况是（ ）

A．F1保持不变，F2逐渐增大 B. F1逐渐增大，F2保持不变 C．F1逐渐减小，F2保持不变 D. F1保持不变，F2逐渐减小

3、如图所示，两个物体A、B的质量均为1kg，各接触面间的动摩擦因数为0.3，同时有F=1N的两个水平力分别作用于物体A和物体B上，则地面对物体B、物体B对物体A的摩擦力分别为

A．6N，3N B.1N，1N C.0，1N D 0，2N

3

F A B F 4、如图所示，重物G用轻绳悬于O点，被轻绳OA、OB拉住，现保持O点及OA绳位置不变，缓慢将OB绳由水平方向转到竖直方向，试分析OA、OB中拉力的变化情况？

5、墙上固定一个小圆环，一小球用线系住穿过圆环靠于墙上，如图所示，当

从圆环到小球之间的细线在变长的过程中，线受到的拉力和球对墙的压力是如何变化的？

6、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（ ）

2tan?3A.

2cot?.3B. C.tan?

D.cot?

7、如图所示，质量分虽为m1,m2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（m1在地面，m2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（ ）

A．N?m1g?m2g?Fsin? B．N?m1g?m2g?Fcos? C． f=Fcos? D．f?Fsin?

8如图所示，当人向左跨了一步后人与物体保持静止，跨后与垮前相比较，下列

说法错误的是:

A．地面对人的摩擦力减小 B．地面对人的摩擦力增加 C．人对地面压力增大 D．绳对人的拉力变小

9如图所示，两个质量都是m的小球A、B用轻杆连接后斜放在墙上处于平衡状A 态。已知竖直墙面光滑，水平地面粗糙，现将A向上移动一小段距离，两球再次平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，地面对B球的支持力N和轻杆上的压力F的变化情况是： B A.N不变，F变大 B.N不变，F变小 C.N变大，F变大 D.N变大，F变小

10如图,质量为M的楔形物A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B,B与斜面之间存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉B,使之匀速上滑.在B运动的过程中,楔形物块A始终保持静止.关于相互间作用力哪项是正确的 （ ） A．B给A的作用力大小为mg?F F B．B给A摩擦力大小为 F B A C．地面受到的摩擦力大小为Fcos? θ D．地面受到的压力大小为Mg?mgcos??Fsin?

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