高中物理沪科版 (2019)必修 第一册第3章 力与相互作用3.4 分析物体的受力情况习题

【基础】3.4分析物体的受力状况-1课时练习

一．填空题

1．一根质量为m．长度为的均匀长方体木料放在水平桌面上，木料与桌面间的动摩擦因数为，现用水平力F推木料，当木料经过图所示位置时，桌面对木料的滑动摩擦力等于___________．若木料在被匀速推动和加速推动的过程中，受到的滑动摩擦力的大小分别为和，则______（选填“>”“=”或“<”）．

2．如图所示，在探究摩擦力的实验中，测力计与水平桌面平行，拉力从零逐渐增大，拉力为8N时，木块不动；拉力为12N时，木块恰好被拉动；木块匀速运动时拉力为10N。木块与桌面间的滑动摩擦力f为_________________N，最大静摩擦力fm为_________________N。

3．合力与分力

假设一个力单独作用的______跟某几个力共同作用的_____相同，这个力就叫作那几个力的_______，这几个力叫作那个力的_____。

4．如图所示，重为10N的物体在水平向右的拉力F作用下，沿水平地面向右运动，若物体与水平地面间的动摩擦因数为0.5，则物体所受摩擦力大小为_______N，方向_______（填“水平向左”或“水平向右”）；当水平向右的拉力增大时，物体所受摩擦力的大小_______（填“会”或“不会”）发生改变。

5．为探究“合力与分力的关系”小鲁同学设计了如下实验。如图甲在相距为的两根竖直杆之间用一根长为的不可伸长的轻绳连接（打结）一物体，在绳的两端分别连接两个拉力传感器和，保持的位置不变，且高于，不计拉力传感器的重力。改变悬挂点到点的距离（不相对滑动），测得两传感器的拉力大小随的变化图像如下图乙中Ⅰ．Ⅱ所示，试回答下列问题。

（1）点的轨迹在一个上____________（填“圆”．“抛物线”或“椭圆”）

（2）图线Ⅰ表示的是_____________处传感器的拉力（填“”或“”）

（3）根据图像可求得物体的重力为______________（用图中传感器的读数，及绳长和两杆间距表示）

6．作用在一个物体上的两个共点力的合力大小随两力间的夹角变化关系如图所示，则这两个力的大小分别是_____和_____。

7．如图所示，F为共点力和的合力，且，保持．的大小不变，改变和间的夹角θ，若要使和F间夹角达到最大值，则θ角应为________，此时F和的夹角a为___________。

8．如图所示，用长为的绳将重球挂在光滑的墙上，设绳的拉力为，球对墙的压力为，那么当绳长缩短时，__________．_________（填“增大”“减小”或“不变”）。

9．如图，沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在 A 点，足球的质量为m ，网兜的质量不计，现使悬绳变长些，则悬绳对球的拉力将___，墙壁对球的弹力将_____．（填“变大”．“变小”或“不变”）

10．如图所示，木板B放在水平地面上，质量为2.0kg的物块A放在它的水平上表面上；弹簧秤一端固定在墙壁上，另一端与物块A相连，重力加速度g取，当用力匀速抽出长木板B的过程中，观察到弹簧秤的示数为4.0N，弹簧伸长量为4.0cm，若加速抽出木板B，弹簧的伸长量______（填“增大”“减小”或“不变”），物块A与木板B间的动摩擦因数为______，弹簧的劲度系数为______N/m。

11．某同学利用图所示的装置研究物块与木板之间的摩擦力。实验台上固定一个力传感器，传感器用细线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉动木板，传感器记录的F-t图像如图所示。从F-t图像可以看出在1.0~1.2s时间内，物块与木板之间的摩擦力是_________（选填“静摩擦力”或“滑动摩擦力”），物块与木板之间的滑动摩擦力大小约为_________N。

12．水平桌面上放着一个重为100N的木块，木块与桌面间的动摩擦因数，则

（1）若施加的水平拉力，则木块所受的摩擦力为________N；

（2）使木块匀速前进时所施加的水平拉力F为________N。

13．如图所示，物体A．B重均为10N，水平拉力F1=6N，F2=3N，物体均保持静止，则A．B间的静摩擦力大小为________N，B与地面间的静摩擦力大小为________N。

14．两个大小不变的共点力，当两分力间的夹角θ=______时，其合力为最大；随两力之间夹角θ的减小，其合力将______。（填“增大”或“减小”）

15．如图，重力为80N的物体静止放在倾角θ=30°的斜面上。此时斜面对物体的摩擦力的大小为_______N，物体对斜面的压力的大小为_______N（结果保留根号）。

16．两个大小为5N的力F1和F2，当它们的夹角为0°时，合力的大小为______N；当它们的夹角为60°时，合力的大小为______N；当它们的夹角为90°时，合力的大小为______N；当它们的夹角为120°时，合力的大小为______N；当它们的夹角为180°时，合力的大小为______N。

17．如图，轻绳两端固定在等高的竖直墙壁上的A．B两点，光滑轻质动滑轮悬挂在轻绳上，下方悬吊一个质量为m＝10kg的重物，系统静止时两侧绳子间的夹角θ＝60°，则绳子承受的拉力FT＝_______N。若保持绳左端固定在A点不动，而将其右端由B点沿竖直方向缓慢移到C点，再沿水平方向移到D点（绳长不变），在此过程中，绳子拉力的变化情况是________________。

18．如图所示，质量均为m的小球A．B用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于O点，在外力F的作用下，小球A．B处于静止状态。若要使两小球处于静止状态且悬线OA与竖直方向的夹角保持30°不变，则F的最小值为____，当外力F水平向右时，F的大小为____。

参考答案与试题解析

1．【答案】       

【解析】

【详解】

[1]．滑动摩擦力的大小取决于与，与接触面积的大小．相对运动速度的快慢均无关．由于压力等于G，所以桌面对木料的摩擦力为

．

[2]．由于滑动摩擦力与物体的运动性质无关，只与正压力有关，压力不变因此摩擦力不变，所以．

2．【答案】10N    12N   

【解析】【来源】河南省2018-2019学年高二高中学业水平测试物理试题

【分析】

【详解】

[1][2] 木块匀速运动时拉力为10N，说明滑动摩擦力为10N；拉力为12N时，木块恰好被拉动，说明最大静摩擦力为12N。

3．【答案】效果    效果    合力    分力   

【解析】

略

4．【答案】    水平向左    不会   

【解析】【来源】海南省三亚华侨学校2019-2020学年高一上学期12月物理试题

【分析】

【详解】

[1]物体受到滑动摩擦力大小为

[2]方向水平向左。

[3]水平向右的拉力增大，物块对地面的正压力不变，所以滑动摩擦力大小恒定不变。

5．【答案】椭圆           

【解析】

（１[1]椭圆是到两焦点距离之和等于常数的所有点的集合，题中+为绳长L是常数，所以C点的轨迹是椭圆；

（2）[2]图像中Ⅰ．Ⅱ交点即为两绳拉力相等的位置，此时选取结点C为研究对象，受力如下图所示

水平方向

当时，，当C点继续向右移动如下图所示

增大，减小，水平方向还是有

由上式可知会增大，减小，结合题图，在图像相交后，Ⅰ线力大于Ⅱ线力，故Ⅰ线表示Q处传感器的力。

（3）[3] 图像中Ⅰ．Ⅱ交点可以读出此时P．Q处拉力都为4.3N，此时CP．CQ与竖直方向的夹角相等延长QC到由几何关系有

过Q做水平线与左杆交于A点，在中有

C点受力平衡有

整理得

6．【答案】       

【解析】

[1][2]设两个力分别为．，且，当两个力的夹角为时，合力为

当两个力的夹角为度时，合力为

联立解得

，

故这两个力的大小分别为10N和5N。

7．【答案】       

【解析】【来源】高一年级第一学期期末冲刺满分卷

【详解】

[1]设F2与F的夹角为β，则由正弦定理可知

由于，所以，．为定值，则当sinβ最大时，此时a也最大，所以，即与F垂直时，α达到最大值，则

[2]由可得

8．【答案】增大    增大   

【解析】【来源】吉林省长春市第二十九中学2019-2020学年高一（上)期中物理试题（文)

【分析】

【详解】

[1][2]以小球为研究对象，分析受力如图，设绳子与竖直墙面的夹角为θ，由平衡条件得

把绳子变短时，θ角增大，则cosθ减小，tanθ增大，则得到拉力FT增大，支持力FN也增大，根据牛顿第三定律，球对绳的拉力增大，球对墙的压力也增大

9．【答案】    (1). 变小    (2). 变小

【解析】

【详解】足球受重力．拉力和支持力平衡，受力如图：

运用合成法，根据几何知识得，绳子对球的拉力：；N=mgtanθ；现使悬绳变长些的过程中，角θ不断减小，故拉力逐渐减小，支持力也减小．

10．【答案】不变    0.2    100   

【解析】【来源】天一大联考2020-2021学年高一（上）期中物理试题

[1] 当用力匀速抽出木板B时，A物体保持静止，可知A受B的摩擦力为

因A对B物体的压力不变，故AB间的摩擦力不会发生变化，当加速拉动时，摩擦力也为4.0N，弹簧的伸长量不变。

[2] A受B的摩擦力为

可得

[3] 弹簧的弹力为

可得

11．【答案】静摩擦力    2.0   

【解析】【来源】北京市2020-2021学年高二（上）第一次普通高中学业水平合格性考试物理试题

[1]1.0~1.2s时间内，木板还未拉动，摩擦力随外力的增大逐渐增大，物块与木板之间是静摩擦力。

[2]木板运动过程，物块与木板之间的滑动摩擦力与细绳拉力大小相等，由图中数据可知，滑动摩擦力大小约为2.0N。

12．【答案】15    25   

【解析】【来源】共点力的平衡测试卷

【分析】

一个物体相对于另一物体刚要运动时，静摩擦力恰好达到最大值。物体静止时，静摩擦力根据平衡条件求解。物体匀速运动时，可根据平衡条件求解滑动摩擦力。

【详解】

（1）最大静摩擦力约等于滑动摩擦力，为

若施加的水平拉力，木块没有被拉动，仍处于静止状态，由平衡条件得，木块所受的摩擦力f= F=15N。

(2)木块匀速前进时，根据平衡条件得，所施加的水平拉力

13．【答案】6    3   

【解析】

[1]对A分析，在水平方向上有

[2]将A．B看作一个整体，在水平方向上有

14．【答案】0    增大   

【解析】【来源】河北省唐山市英才国际学校2020-2021学年高一（上）期末考试物理试题

[1][2]根据平行四边形法则，两个分力大小不变，两分力间的夹角越小，它们的合力一定越大，当夹角为0时，合力最大；当两力之间夹角θ减小时，其合力将增大。

15．【答案】40       

【解析】

如图所示

[1]根据平衡，则此时斜面对物体的摩擦力的大小

[2] 斜面对物体的支持力

物体间的力是相互的，则物体对斜面的压力的大小为

16．【答案】10            5    0   

【解析】

[1] 两个大小为5N的力F1和F2，当它们的夹角为0°时，合力的大小为

[2] 当它们的夹角为60°时，合力的大小为

[3] 当它们的夹角为90°时，合力的大小为

[4] 当它们的夹角为120°时，合力的大小为

[5] 当它们的夹角为180°时，合力的大小为

17．【答案】    先不变后变大   

【解析】【来源】上海鲁迅中学2019-2020学年高三上学期期中等级考试物理试题

【详解】

[1] 受力分析如图所示，则有：

解得：

[2] 设绳长为L，AB之间的距离为S，绳与竖直方向的夹角为，如图则有：

当绳子从B点移到C点时，夹角不变，所以绳子上的力大小不变，

如果绳子的节点向右移动，则绳子与竖直方向的夹角变大，根据可知：

变大，变小，则变大，所以从C点移动到D点时，绳子拉力变大；

所以从B点到D点的过程中，绳子拉力的变化情况是：先不变后变大。

18．【答案】       

【解析】【来源】上海市金山中学2019-2020学年高二（下)期中物理试题

【分析】

【详解】

[1][2] 对AB两球整体受力分析，受重力G=2mg，OA绳子的拉力T以及拉力F，三力平衡，将绳子的拉力T和拉力F合成，其合力与重力平衡，如图

当拉力F与绳子的拉力T垂直时，拉力F最小，最小值为：

Fmin=（2m）gsin30°=mg

当外力F水平向右时