第四章 物体的平衡 物理模型

物理模型分类强化 巩固平衡基本规律

解决物理问题的一般方法可归纳为以下几个环节： 文字→情境→模型→规律→关联决策→运算操作→讨论结果。 在这几个环节中，根据问题的情景构建出物理模型是最关键的、也是较困难的环节。 一、斜拉平动模型

1．如图所示，一重为G的物体放在粗糙水平面上，它与水平面的动摩擦因数为?．若对物体施加一与水平面成?角的力F，使物体做匀速直线运动，则下列说法中正确的是（ ） A．物体所受摩擦力与拉力的合力的方向竖直向上

B．物体所受的重力、支持力、摩擦力的合力与F等大反向 C．物体所受的重力、支持力、摩擦力的合力等于Fcos? D．物体所受的摩擦力大小等于?(G?Fsin?)

2．如图所示，A物体重50N，B物体重20N，A置于粗糙水平面上，与水平面的滑动摩擦因数为0．5，轻绳连结A、B并绕过滑轮，绳与水平方向夹角为30°，当A物在水平面上静止不动时，它对水平面的压力为_______N，所受的摩擦力为__________．

二、竖直面模型

3．如图所示，物体与墙之间的动摩擦因数为?，用力F把物体紧压在竖直墙上不动，那么，当F增大时（设物体对墙的压力为F1，物体受墙的摩擦力为F2），下列说法正确的是（ ）

A．F1增大，F2不变 B．F1增大，F2增大 C．F1变小，F2不变 D．以上说法都不

4．用与竖直方向成α=30°斜向右上方，大小为F的推力把一个重量为G的木块压在粗糙竖直墙上保持静止。求墙对木块的正压力大小N和墙对木块的摩擦力大小f。

【解析】 从分析木块受力知，重力为G，竖直向下，推力F与竖直成30°斜向右上方，墙对木块的弹力大小跟F的水平分力平衡，所以N=F/2，墙对木块的摩擦力是静摩擦力，其大小和方向由F的竖直分力和重力大小的关系而决定：当F?2G时，f=0；当F?2G时，

33f?G F α 332时，

f?G?F，方向竖直向上。 F?G，方向竖直向下；当F?G223

5．一个质量为2kg、半径为5cm的均质球用长为10cm的细线挂在竖直墙上，如图所示，求：

（1）细线中的拉力T?? （2）墙受到的压力N?？

6. 如图所示，质量为m，横截面为直角三角形的物块ABC，，AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜面BC的推力，现物块静止不动，则摩擦力的大小为_________。

三、斜面模型

7．物体静置于粗糙斜面上，斜面对物体的作用力的方向是（ ） A．垂直于斜面向上 B．方向可能沿斜面向下 C．竖直向上 D．无法判断

B α F A C 8．如图所示，位于斜面上的物块m在沿斜面向上的力F作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力 （ ） A．方向可能沿斜面向上 B．方向可能沿斜面向下 C．大小可能等于零 D．大小可能等于

9．如图所示，物体A静止于斜面上，与斜面间的动摩擦因数??0.5，已知mA?2kg，mB?1kg，则物体A受到______个力

的作用，它们是_______．

10．如图所示，质量为m的物体放在倾角为30°的斜面上，在平行斜面向下的力F作用下处于静止状态，下列关于斜面对物体摩擦力大小的说法，正确的是（AD）

FA．f一定大于F

B．f一定小于F mC．f一定等于F D．f可能等于mg

11．如图所示，物体m在沿斜面向上的拉力F作用下沿斜面匀速下滑，此过程中斜面仍静止，斜面质量为M，则水平面对斜面（ ） A．无摩擦力

B．有水平向左的摩擦力 C．支持力为(M?m)g D．支持力小于(M?m)g

12． 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（AC）

F A．仍处于静止状态 B．沿斜面加速下滑 C．受到的摩擦力变大 D．受到的合外力增大 θ 30° 13.如图所示，物块受水平力F．物块和放在水平面上的斜面体都处于静止．若水平力增大一些，物块和斜面体仍处于静止．则（ ）

A、斜面对物块的弹力一定增大 B、斜面与物块间的摩擦力一定增大 C、水平面对斜面体的弹力一定增大 D、水平面对斜面体的摩擦力一定增大

14．在固定的斜面上有一质量为m?2kg的物体，如图所示，当用水平力F?20N推动物体时，物体沿斜面匀速上升，若??30?，求物体与斜面间的动摩擦因数．

四、轻绳、轻杆模型

15．如右图所示，重物的质量为m，轻线AO和BO的A、B端是固定的．平衡时AO是水平的，BO与水平面的夹角为θ，AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是（ ） A．F1=mg cosθ B．F1=mg cotθ

C．F2=mg sinθ

D．F2=

mg sin? 16．如图所示，物体A重为100N，与水平面间的动摩擦因数为0.3，物体B为20N时，A、B都处于静止状态， 则此时A受到的摩擦力的大小为________，当将B的重力减小时，细绳CO受到的拉力将______，而A物体的状态为_______．

17．如图所示，将一条轻绳悬挂在A、B两点，用一个光滑小钩将重物挂在绳上，当物体静止时，关于绳的左右两部分受力大小的下列说法中正确的是（ ）

A．左侧受力大 B．右侧受力大

C．左、右两侧受力大小相等

D．无法判断

18. 如图所示，水平横梁一端A插在墙壁,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，，则滑轮受到绳子作用力为：( ) A.50N B. 503 C.100N D. 1003

五、实际问题

19．质量为m的体操运动员，双臂竖直悬吊在单杠下，当他如图增大双手间距离时（B） A．每只手臂的拉力将减小

B．每只手臂的拉力可能等于mg C．每只手臂的拉力一定小于mg

D．两只手臂的拉力总是大小相等、方向相反

20．某屋顶为半球形，一人在屋顶上向上缓慢爬行，则他在向上爬的过程中（B）

A．屋顶对他的支持力不变 B．屋顶对他的支持力变大 C．屋顶对他的摩擦力不变 D．屋顶对他的摩擦力变大

21．如图所示，冰球置于水平小车上，先后经历了向右匀速、向右匀减速、向上匀加速、向上匀减速直线运动四个过程。冰球与水平底板和右侧斜挡板始终保持接触但摩擦不计。冰球与斜挡板面间存在弹力的是( B) A．向右匀速过程 B．向右匀减速过稈 C．向上匀加速过程 D．向上匀减速过程

22. 如图所示，猎人非法猎猴，用两根轻绳将猴子悬于空中，猴子处于静止状态.以下相关说法正确的是（ ）

A．猴子受到三个力的作用

B．绳拉猴子的力和猴子拉绳的力相互平衡

C．地球对猴子的引力与猴子对地球的引力是一对作用力和反作用力 D．人将绳子拉得越紧，猴子受到的合力越大

23. 某公园要在儿童乐园中建一座滑梯，已知斜面与物体间滑动摩擦因数μ= 0.75，那么倾角θ至少要多少度，儿童在斜面上才可以由静止开始滑下？

24. 堆的形成测出了沙粒之间的动摩擦因数。研究的过程如下：研究小组通过观察沙堆的形成过程可以发现，由漏斗落下的细沙总是在地面上形成一个小圆锥体，继续下落时，细沙沿圆锥体表面下滑，当圆锥体的母线与底面夹角达到一定角度时，细沙不再下滑，如图所示。经过反复实验，研究小组得出结论：沙堆的形成与沙粒之间的动摩擦因数有关。该小组只用一把皮卷尺就测定了沙粒之间的动摩擦因数（假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力），则：（1）该小组必须测定的物理量是________。2）动摩擦因数与这些物理量之间的关系是_____________。

25. 电梯修理员或牵引专家常常需要监测金属绳中的张力，但不能到绳的自由端去直接测量.某公司制造出一种能测量绳中张力的仪器，工作原理如图所示，将相距为L的两根固定支柱A、B（图中小圆框表示支柱的横截面）垂直于金属绳水平放置，在AB的中点用一可动支柱C向上推动金属绳，使绳在垂直于AB的方向竖直向上发生一个偏移量d(d??L)，这时仪器测得绳对支柱C竖直向下的作用力为F.试用L、、F表示这时绳中的张力T.

26. 医疗诊断中，有一项血液检查叫“血沉”，血液是由红血球和血浆组成的悬浮液，将它放进竖直放置的血沉管内，红血球就会匀速下沉，其下沉的速率就叫血沉，某人的血沉值为v=10mm/h,把红血球看作是半径为R的小球，它在血浆中下沉时所受的粘滞阻力为f=6πηRv, 其中η=1.8×10-3Pa?s, 血浆的密度为 1=1.0×103kg/m3, 红血球的密度为 =1.3×103kg/m3, 试估算红血球半径R的大小。（保留一位有效数字）