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1、2020届高三物理第一轮复习第一讲 物体的平衡 （一）知识点预览物体所受外力力物体对物体的作用力的分类弹力重力摩擦力匀速直线运动或静止状态物体的平衡状态物体的平衡条件物体的非平衡状态（二）平衡的要点：物体的平衡条件：此类题的关键，在于对物体的正确的受力分析，列出平衡方程组。物体的动态平衡 有些物体在运动中合力始终为零，称动态平衡； 此类题的常用解法：受力图分析法。处理常用方法： 正交分析 整体分析法 隔离分析法 力三角图分析法（三）GABF例题辨析和方法指导：例1所受重力为G的木块放在木板AB上，以B端着地，在A端用竖直向上的力F使木板缓缓向上倾斜，在木块相对静止在木板上的过程中A木块对木板的
2、压力增大B木块受的静摩擦增大C拉力F逐渐减小D拉力F的力矩逐渐减小对木块用力三角分析法，木板用隔离分析法例2均匀棒AB重G8N，端用细轻绳悬于O点用水平力F拉棒的B端，当棒平衡时OA与竖直方向的夹角37（取sin370.6）,如图所示,求水平拉力F和绳OA中拉力T.分析与解 棒仅受G、T、F三个力作用而平衡， 故此三力共点如图5所示，三力的作用线均过C点，以过C点的水平直线为x轴，竖直线为y轴，应用正交法，由Fx0、Fy0，有： FTsin0 GTcos0 从而解出F6N，T10N例3如图,两竖直固定杆间相距4m，轻绳系于两杆上的A、B两点，A、B间的绳长为5m重G80N的物体p用重力不计的光
3、滑挂钩挂在绳上而静止，求绳中拉力T分析与解 如前所述，光滑挂钩两侧的绳为同一根绳，它们的拉力相等，均为T，如图所示.由Fx0，Fy0，有： TcosTcos0 Tsin TsinG 解出，T设O点到两杆的水平距离分别为a和b,则acos，coscos故有 ab（）cos(式中为绳长).解出cos,sin 从而进一步解出T66.7N.例4如图所示，电灯悬挂于两墙之间，更换绳OA，使连接点A向上移，但保持O点位置不变，则A点向上移时，绳OA的拉力： （ D ）A.逐渐增大 B.逐渐减小C.先增大后减小 D.先减小后增大GTOBTOA解答与分析：O点只受三个力，过程中O点受力始终平衡，用力三角分析法
4、对O点的动态平衡作图分析，可得答案，如图所示。AB例5如图所示，上表面水平的物体A单独放在固定斜面上时，恰好能沿斜面匀速下滑若将另一个物体B轻轻地放置在物体A上，使A、B共同沿该斜面下滑，下列说法中正确的是 （ C ）A. A和B将共同加速下滑 B. A和B将共同减速下滑C. A和B将共同匀速下滑 D.物体A受到的合力增大xymgNf解答与分析：由于A、B是连接体，受力与A单独受力相同，沿斜面建立坐标，对A作图分析,应有 得，即f与mg无关 当A、B共同运动时，上式仍成立，A、B仍能保持平衡。例6质量为m的物块与水平面间的动摩擦因数为，为使物块沿水平面做匀速直线运动，则所施加的拉力至少应为多大
5、？解析：取物块为研究对象，在与水平面夹角斜向右上方的拉力F作用下，物块沿水平面向右做匀速直线运动，此时，物块的受力情况如图所示，建立起水平向右为x轴正方向、竖直向上为y轴正方向的直角坐标系，沿两坐标轴方向列出平衡方程为Fcosf=0Fsin+Nmg=0. 考虑到动摩擦力f与正压力N间的关系，又有 f=N. 由上述三个方程消去未知量N和f，将F表示为的函数，得 F=mg/（cos+sin）， 对上述表达式作变换，又可表示为 F=， 其中tan=. 由此可知，当=arctan时，拉力F可取得最小值 Fmin=mg/. 解：其实，此例题可用“几何方法”分析求解：对物块做匀速直线运动时所受的四个力来说
6、，重力mg的大小、方向均恒定；拉力F的大小和方向均未确定；由于支持力N与动摩擦力f的比值是确定的，做其合力R的大小未确定而方向是确定的（与竖直线夹角），于是，把N与f合成为一个力R，物块所受的四个力即可等效地视为三个力R、mg和F，而这三个力的矢量关系可由图来表示。由图便很容易得出结论：当拉力F与水平面夹角为 =tg1时，将取得最小值 Fmin=mgsin=（四）巩固练习：（一）选择题：1. 如图所示是一个直角支架挂住重物G的三种装置，其中水平棒AB和绳AC所受重力不计，三种情况下绳AC与棒的夹角，如图所示，则绳AC上拉力依大小的顺序排列是ATaTbTc BTcTbTaCTbTcTa DTcT
7、aTb2. 如图所示，水平推力F使物体静止于斜面上，则： ( ) A.物体一定受3个力的作用 B.物体可能受3个力的作用 C.物体一定受到沿斜面向下的静摩擦力 D.物体可能受到沿斜面向下的静摩擦力。图23. 如图2所示，当人向右跨了一步后，人与重物重新保持静止，下述说法中正确的是 （ ）A地面对人的摩擦力减小B地面对人的摩擦力增大C人对地面的压力增大D人对地面的压力减小4. 如图所示,木块在推力F作用下,向右做匀速直线运动.下面说法正确的是： ( ) A.推力F与摩擦力的合力方向一定向左 B. 推力F与摩擦力的合力方向一定向右 C.推力F与摩擦力的合力方向一定向下 D. 推力F与摩擦力的合力一
8、定为零PQvF图35. 在水平桌面上叠放着木块P和Q，用水平力F推Q，使P、Q两木块一起沿水平桌面匀速滑动，如图3所示，以下说法中正确的是（ ）A P受三个力，Q受六个力 B P受四个力，Q受六个力C P受二个力，Q受五个力 D P受二个力，Q受四个力6. 如图所示，两绳相交,绳与绳,绳与天花板间夹角大小如图， 现用一力，作用于点， 与右绳间夹角为，保持的大小不变，改变角的大小，忽略绳本身的重力，问在下述哪种情况下，两绳所受的张力相等？( ) A.135 B.150 C. 120 D.907. 如图所示，轻绳OA的一端系在质量为m的物体上，另一端系在一个套在粗糙水平横杆MN的圆环上，现用水平力
9、F拉绳上一点，使物体从图中实线位置缓慢上升到图中虚线位置，但圆环仍保持在原位置不动.在这一过程中，拉力F，环与横杆间的静摩擦力f和环对杆的压力N的变化情况可能的是 ： ( ) A.F逐渐增大，f 保持不变，逐渐增大 B.F逐渐增大，f 逐渐增大，保持不变 C.F逐渐减小，f 逐渐减小，保持不变 D.F逐渐减小，f 逐渐增大，逐渐减小 8. 用如图所示的方法可以测定木块A与长木板B之间的滑动摩擦力的大小。把一个木块A放在长木板B上，长木板B放在水平地面上，在恒力F作用下，长木板B以速度v匀速运动，水平弹簧秤的示数为T。下列说法正确的是 （ ）A木块A受到的滑动摩擦力的大小等于TB木块A受到的滑动
10、摩擦力的大小等于FC若长木板B以2v的速度匀速运动时，木块A受到的摩擦力的大小等于2TD若用2F的力作用在长木板上，木块A受到的摩擦力的大小等于2F9. 如图所示，物块在力F作用下向右沿水平方向匀速运动，则物块受的摩擦力f与拉力F的合力方向应该是 （ ）A水平向右 B竖直向上 C向右偏上 D向左偏上10. 一根细绳能承受的最大拉力是G现把一重力G的物体拴在绳的中点，两手靠拢分别握住绳的两端，再慢慢地沿水平方向左、右分开当绳断裂时，两段绳间的夹角应稍大于 （ ）A30 B60 C90 D12011. 两个物体A和B，质量分别为M和m，用跨过定滑轮的轻绳相连，A静止于水平地面上，如图所示。不计摩擦
11、力，A对绳的作用力的大小与地面对A的作用力的大小分别为（）Amg，(Mm)g Bmg，MgC(Mm)g，Mg D(M+m)g，(Mm)g12. 五本书相叠放在水平桌面上，用水平力F拉中间的书C但未拉动，各书均仍静止（如图）。关于它们所受摩擦力的情况，以下判断中正确的是 （ ）A. 书e受一个摩擦力作用 B. 书b受到一个摩擦力作用C. 书c受到两个摩擦力作用 D. 书a不受摩擦力作用A13. 如图，水平的皮带传送装置中，O1为主动轮，O2为从动轮，皮带在匀速移动且不打滑。此时把一重10N的物体由静止放在皮带上的A点，若物体和皮带间的动摩擦因数0.4.则下列说法正确的是 （ ）(1)刚放上时，物
12、体受到向左的滑动摩擦力4N(2)达到相对静止后，物体在A点右侧，受到的是静摩擦力(3)皮带上M点受到向下的静摩擦力 （4）皮带上N点受到向下的静摩擦力(5)皮带上各处的拉力相等A（2）（3）（4）（5） B.（1）（3）（4） C.（1）（2）（4） D.（1）（2）（3）（4）（5）14. 如图所示，轻杆OP可绕O轴在竖直平面内自由转动，P端挂一重物，另用一轻绳通过滑轮系住P端当OP和竖直方向间的夹角缓慢增大时（01800），则OP杆所受作用力的大小 （ ）A恒定不变 B逐渐增大C逐渐减小 D先增大、后减小15. 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
13、小环P，OB上套有小环Q，两球质量均为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环向左移一小段距离，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N和细绳上的拉力T的变化情况是（ ）AN不变，T变大 BN不变，T变小BCACN变大，T变大 DN变大，T变小（二）填空题：1. 如图，A、B、C的质量分别为mA、mB、mC，A、C间用细绳连接跨在固定在B上的光滑定滑轮上，整个系统处于静止状态，则B与C之间的摩擦力的大小为 ，B与地面之间的摩擦力的大小为 。12345PF图72. 如图7所示，氢气球重10 N，空气对它的浮力为1
14、6 N，由于受水平风力作用，使系氢气球的绳子和地面成60角，则绳子所受拉力为_N，水平风力为_NPQ3. 如图所示,三个物块重均为100N, 小球P重20N,作用在物块2的水平力F20N,整个系统平衡,则物块3受_个力作用,1和2之间的摩擦力是_N,2和3之间的摩擦力是_N.3与桌面间摩擦力为_N. 4. 如图所示,斜面上放一个物体,用倔强系数为100N/m的弹簧平行斜面地吊住,使物体在斜面上的P、Q两点间任何位置都能处于静止状态，若物体与斜面间的最大静摩擦力为7N，则P、Q间的长度是_cm.5. 如图所示，是一种测定风作用力的仪器的原理图，它能自动随着风的转向而转向，使风总从图示方向吹向小球
15、P。P是质量为m的金属球，固定在一细长刚性金属丝下端，能绕悬挂点O在竖直平面内转动。无风时金属丝自然下垂，有风时金属丝将偏离竖直方向一定角度，P角大小与风力大小有关。则关于风力F与的关系风式正确的是 。（三）解答题：o1. 重G=10N的小球，用长为l=1m的细线挂在A点，靠在半径R=1.3m的光滑大球面上已知A点离球顶距离d=0.7m，求小球受绳的拉力和大球的支持力力各为多少？FBA2. 表面光滑、质量不计的尖劈顶角为=370，插在缝A、B之间，在尖劈背上加一如图压力F=100N，则尖劈对A侧的压力为多少？对B侧的压力为多少？（sin370=0.6,cos370=0.8）3. 如图所示，已知
16、重为G的木块放在倾角的斜面上静止不动，现用平行于斜面底边、沿水平方向的外力F拉木块时，可使木块沿斜面匀速滑下，求木块与斜面间动摩擦因数的表达式(4. 一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B（中央有孔），A、B间由细绳连接着，它们处于如图中所示位置时恰好都能保持静止状态。此情况下，B球与环中心O处于同一水平面上，A、B间的细绳呈伸直状态，与水平线成300夹角。已知B球的质量为m，求细绳对B球的拉力和A球的质量。5. 在水平地面上放一木板B，重力为G2=100N，再在木板上放一货箱A，重力为G1=500N，设货箱与木板、木板与地面的动摩擦因数均为0.5，先用绳子把货箱与墙拉紧，如图所示
17、，已知tg=3/4，然后在木板上施一水平力F，想把木板从货箱下抽出来，F至少应为多大？6. 如图所示，半径为R的半球支撑面顶部有一小孔. 质量分别为m1和m2的两只小球（视为质点），通过一根穿过半球顶部小孔的细线相连，不计所有摩擦. 请你分析（1）m2小球静止在球面上时，其平衡位置与半球面的球心连线跟水平方向的夹角为，则m1、m2、和R之间应满足什么关系；（2）若m2小球静止于=45处，现将其沿半球面稍稍向下移动一些，则释放后m2能否回到原来位置？请作简析。 7. 如图，原长分别为L1和L2，劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直地悬挂在天花板上，两弹簧之间有一质量为m1的物体，最下端挂着质量
18、为m2的另一物体，整个装置处于静止状态。现用一个质量为m的平板把下面的物体竖直地缓慢地向上托起，直到两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和，这时托起平板竖直向上的力是多少？m2上升的高度是多少？K1K2m1m2第一讲 练习答案一、选择题： 题号12345678答案BBDBCCCABA题号9101112131415答案BDADCAB二、填空题： 1. ；2.；。GTN 3. 5 ； 0 ； 20 ； 0 。AOBd 4. 14 。 5. tan三、解答题： 1.解：做小球的受力分析图，并与实物结构图比较，发现 ， ， FN1N2 ，6.5Fmgsin 2.解:， 3.解：物体在斜面上的受力如图所示，
19、滑动摩擦力物体所受斜面支持力4.解：对B球，受力分析如图所示。Tcos300=NAsin300. T=2mg 对A球，受力分析如图D-1所示。在水平方向Tcos300=NAsin300 . 在竖直方向NAcos300=mAg+Tsin300 TNfG由以上方程解得：mA=2m 5.解：A物体的受力图如右图 得 由平衡条件：其中Fmin= 413.6N6.解：（1）根据平衡条件，与R无关 （2）不能回到原来位置，m2所受的合力为所以m2将向下运动。(m2+m)gFk2x7. 解：当两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和时，下面弹簧的压缩量应等于上面弹簧的伸长量，设为x(1分)对m1受力分析得：m1g=k1x+k2x(3分)对平板和m1整体受力分析得：F=(m2+m)g+k2x(3分)联解得托起平板竖直向上的力F(1分)未托m2时，上面弹簧伸长量为x1=（2分） 下面弹簧伸长量为x2=（2分）托起m2时：m1上升高度为：h1=x1-x（2分）m2相对m1上升高度为：h2=x2+x（2分）m2上升高度为：h=h1+h2（2分）联解得h=（2分）
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