高中物理沪科版 (2019)必修 第一册3.4 分析物体的受力情况第二课时课后练习题

【精编】3.4分析物体的受力状况-1优选练习

一．填空题

1．某同学阅读教材中的“科学漫步”栏目，对“流体的阻力（f）跟物体相对于流体的速度（v）有关”这一说法产生了兴趣，通过查阅资料得知：对于球形物体，二者间存在定量关系f=kv，k为比例系数。该同学为探究这一关系利用如图（a）所示装置测量k。具体操作如下：在柱状玻璃容器中注入某透明液体，将小球在液面处由静止释放，当小球运动到0刻度线处开始计时，每下落10cm记录一次时间，得到多组下落高度h与时间t的数据，作出h-t图像如图（b）中实线所示。

（1）由h-t图像可知，从计时开始小球近似做___________运动。

（2）已知液体密度ρ=8.0×102kg/m3，小球体积V=5.0×10-10m3．质量m=4.0×10-6kg，结合h-t图像可得k=___________kg/s（浮力不能忽略，取重力加速度g=9.8m/s2）。

（3）若再用一个体积相同．密度较大的球，重复上述实验，所得h-t图像也是一条直线，则该直线可能是图（b）中的___________虚线。

2．如图所示，矩形均匀薄板上，宽．在B点以细线悬挂薄板，板处于静止状态，．则悬线和板边缘的夹角_______．

3．质量为2kg的物体在几个共点力的作用下处于平衡状态．若撤去一个大小为10N．方向水平向右的力，则该物体的加速度大小为________，方向______．

4．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。

5．一重力为100N的木箱放在水平地板上，至少要用35N的水平推力，才能使它从原地开始运动.木箱从原地移动以后，用30N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速直线运动。由此可知：木箱与地板之间的最大静摩擦力为______N；木箱所受到滑动摩擦力为______N；木箱与地板之间的动摩擦因数为______；如果用32N的水平推力推这个静止的木箱，木箱受到的摩擦力大小为______N。

6．小明用20N的水平推力推着重为50N的长方体木箱，在水平地面上做匀速直线运动，则地面木箱的摩擦力大小为_______N，若小明将推力增大到30N时，木箱受到的摩擦力大小_______（选填“变大”．“不变”或“变小”）。

7．如图所示，互相垂直的两个分力F1=3N．F2=4N，则合力大小为__________N，将F2绕O点顺时针旋转至和F1重合，则合力在__________（选填“增大”或“减小”）。

8．一根质量为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“<”）．

9．如图，两个质量相同的小球A．B用轻杆连接后靠在墙上处于平衡状态，已知墙面光滑，水平地面粗糙。现将B球向墙面推动一小段距离，两球再次达到平衡。将移动前后平衡状态下物体的受力情况相比较，地面对B球支持力___________，地面给B球的摩擦力___________〔均选填“变大”“不变”“变小)。

10．在“验证力的平行四边形定则”实验时，根据测量结果在白纸上画出如下图所示的图，其中O为橡皮条与细绳套的结点。图中的___是F1和F2的合力的理论值。

11．某同学用弹簧秤称一木块重5N，把木块放在水平桌面上，弹簧秤水平地向右拉木块．

（1）当弹簧秤读数为1N时，木块未被拉动，这时木块受到的是________摩擦力，大小是_________，方向向______.

（2）当弹簧秤的读数是2.1N时，木块刚好开始移动，此时木块受到的是_________摩擦力，大小是____________， 方向向______.

（3）开始运动后，使木块保持匀速直线运动，弹簧秤的读数变为2N，此时木块受到的是______摩擦力， 大小是______.

（4）若使弹簧秤在拉动木块运动中读数变为3N时，木块受到的摩擦力是______摩擦力，大小是________.

12．如图，两相同轻质硬杆．可绕其两端垂直纸面的水平轴O．．转动，在O点悬挂一质量为M的重物P，将两质量均为m的木块紧压在竖直挡板上。表示木块与挡板间摩擦力的大小，表示木块与挡板间正压力的大小。则整个系统静止时______。若稍许增大挡板间的距离，系统仍静止，且．始终等高，则将______选填“增大”．“减小”或“不变”。重力加速度为

13．如图，把弹簧测力计的一端固定在墙上，用力F水平向左拉金属板，金属板向左运动，此时测力计的示数稳定（图中已把弹簧测力计的示数放大画出），则物块P受到的金属板的滑动摩擦力的大小是______N，方向为_________。弹簧测力计测得物块P重13N，物块P与金属板之间的动摩擦因数为_________。

14．如图，物体A重100N，物体B重20N，A与水平面的最大的静摩擦力为30N，系统处于静止状态，这时A受到的摩擦力为___________N。如果逐渐增大B的重力而保持系统静止则B物体重力的最大值是___________N。

15．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）

16．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_____。

17．如图所示，质量为m的物体在恒力F的作用下沿天花板加速向右滑动，F与水平方向的夹角为，物体与天花板之间的动摩擦因数为，则物体受到的摩擦力大小是______。

18．如图，轻质光滑小滑轮用细绳悬挂于O点，跨过滑轮的细绳连接物块A．B，保持静止。已知物块A的质量为m，重力加速度为g，连接物块B的细绳与水平方向夹角为θ，则B与水平面间的摩擦力大小为_____：现将物块B移至C点后，A．B仍保持静止，O点所受拉力的大小的变化情况是_____。

参考答案与试题解析

1．【答案】    ①. 匀速直线    ②.     ③. ①

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]根据图象可知，下落的距离随时间均匀变化，所以小球近似做匀速直线运动

（2）[2]根据图象可知小球下落速度为

小球下落过程中受到竖直向下的重力，竖直向上的浮力和阻力，小球做匀速直线运动，受力平衡

式中表示液体对小球的浮力，代入数据可得比例系数

（3）[3]若选择一个密度更大，体积相同的小球，浮力不变，根据可知小球的质量增大，根据平衡方程可知小球的速度增大，所以在相同的时间内小球下落的高度增大，所以该直线可能是图象中的①虚线。

2．【答案】45°

【解析】【来源】第三章相互作用第1节重力基本相互作用

【详解】

矩形均匀薄板的重心在和交点O处，根据二力平衡条件知重力G跟悬线拉力等大反向，且共线．如图所示，

，

得

．

3．【答案】5    水平向左   

【解析】【来源】上海市嘉定区封浜高中2017-2018学年高一上学期期末考试物理试题

【详解】

由共点力平衡的条件知，撤去大小为10N的力后，其它力的合力的大小就是10N，方向与10N的力的方向相反，即水平向左，由牛顿第二定律得：，方向水平向左.

4．【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

5．【答案】35N    30N    0.3    32N   

【解析】【来源】广东省广州市华南师大附中2020-2021学年高一（上）期中考试物理试题

[1]由题意知，当要用35N的水平推力时，木箱才能从原地开始运动，则此时水平推力恰好等于最大静摩擦力，所以木箱与地板间的最大静摩擦力为35N

[2]用30N的水平推力，使木箱做匀速运动，则由平衡条件得到，木箱受到的滑动摩擦力F=30N

[3]木箱对地面的压力大小等于重力，即F=G=100N，由

f=μF=μmg

解得动摩擦因数为

μ=0.3

[4]如果用32N的水平推力推静止在水平地面上的木箱，推不动，是静摩擦力，根据平衡条件可知静摩擦力与推力平衡，木箱受到的摩擦力为32N

6．【答案】20    不变   

【解析】【来源】福建省厦门外国语学校2019-2020学年高一（上）入学考试物理试题

【分析】

【详解】

[1]木箱在水平地面上做匀速直线运动，受推力与摩擦力平衡，则地面木箱的摩擦力大小为20N；

[2]若小明将推力增大到30N时，正压力和动摩擦因数均不变，故摩擦力不变。

7．【答案】5    增大   

【解析】【来源】湖南省普通高中2019-2020学年高二（下)学业水平模拟卷（二)物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]根据力的平行四边形定则和三角知识可得

结合力的合成法则，可知，随着将绕着O点顺时针旋转至与重合，其合外力的大小增加。

8．【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．

9．【答案】不变    变小   

【解析】【来源】【区级联考】上海市虹口区2019届高三上学期期末质量抽查（一模)物理试题

【分析】

先对整体受力分析，整体处于平衡状态，从而可知F1的大小变化，再隔离对A球进行受力分析，A球受重力，墙壁的弹力和杆子的弹力，三个力处于平衡状态，通过夹角的变化，判断墙壁弹力的变化，从而得出摩擦力F2的变化；

【详解】

设小球的质量均为，对整体进行受力分析，知，移动两球后，仍然平衡，则仍然等于，即地面对B球支持力F1不变；
再隔离对A进行受力分析，如图所示，墙壁对A的弹力，现将B球向墙面推动一小段距离即将A球向上移动一小段距离，则夹角减小，所以减小，而墙壁对小球A的弹力始终等于地面对B的摩擦力，所以地面给B球的摩擦力减小。

【点睛】

在该题中运用了整体法和隔离法，先对整体受力分析，确定地面对球B的支持力不变，再隔离分析，判断墙壁弹力的变化，从而得出地面对B摩擦力的变化。

10．【答案】F

【解析】【来源】甘肃省甘南藏族自治州合作第一中学2019-2020学年高一上学期期末考试物理试题

【分析】

【详解】

合成的理论是平行四边形定则，故合力的理论值为F。

11．【答案】静    1N    左    最大静    2.1N    左    滑动    2N    滑动    2N   

【解析】

【详解】

（1）当弹簧秤读数为1N时，木块未被拉动，这时木块受到的是 静摩擦力，大小是1N，方向向左．
（2）当弹簧秤的读数是2.1N时，木块刚好开始移动，此时木块受的是最大静摩擦力，大小是2.1N，方向向左．
（3）开始运动后，使木块保持匀速直线运动，弹簧秤的读数变为2N，此时木块受到的是 滑动摩擦力，大小是 2N．
（4）若使弹簧秤在拉动木块运动中读数变为3N时，木块受到的摩擦力是滑动摩擦力，大小是2N．

【点睛】

此题首先要判断物体与地面之间的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力，静摩擦力用平衡知识求解，滑动摩擦力用公式f=μN求解。

12．【答案】    (1). ；    (2). 增大；

【解析】

【分析】

本题的关键是首先将重物受到的重力按效果分解，求出分力与合力的关系表达式，然后再对木块受力分析，根据平衡条件即可求解。

【详解】先对三个物体以及支架整体受力分析，受重力，2个静摩擦力，两侧墙壁对整体有一对支持力，根据平衡条件，有：

，

解得：，故静摩擦力不变；

将细线对O的拉力按照效果正交分解，如下图

设两个杆夹角为，则有：

；

再将杆对滑块m的推力按照效果分解，如下图

根据几何关系，有：

故F，

若挡板间的距离稍许增大后，角变大，变大，故滑块m对墙壁的压力变大，即变大；

故答案为：，增大。

【点睛】本题主要考查了共点力平衡条件的直接应用，要求同学们能正确分析物体的受力情况，知道对于轻杆且一端为铰链时，杆产生或受到的弹力方向一定沿着杆的方向，难度适中。

13．【答案】2.60    水平向左    0.2   

【解析】【来源】云南省文山州马关县第一中学2019-2020学年高一（上)期末物理试题

【分析】

【详解】

[1] 弹簧测力计的分度值为0.1N，由图示可知，其读数为F=2.60N，由平衡条件得物块P受到的金属板的滑动摩擦力为；

[2] 摩擦力方向与弹簧测力计拉力方向相反，水平向左；

[3] 根据滑动摩擦力公式得

代入数据得

14．【答案】20    30   

【解析】【来源】2020届海南省海南鑫源高级中学高三（上）期中考试物理试题

[1]对结点分析可知

对A分析可知

[2]A所受的最大静摩擦力

解得

15．【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

16．【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。

17．【答案】

【解析】

[1]对物体受力分析如下

竖直方向

摩擦力大小

18．【答案】    (1). mgcosθ    (2). 减小

【解析】

【分析】

对A分析可知绳上的拉力，再对B分析，根据共点力的平衡条件可得出摩擦力的大小；物块B移至C点后，根据平行四边形定则分析悬于墙上的绳所受拉力变化情况。

【详解】对A分析，由于A处于静止，故绳子的拉力T等于A的重力，绳子对B的拉力F也等于A的重力，对B分析，由平衡条件知：f＝Fcosθ＝mgcosθ，B向右移动时，由于两绳间夹角增大，而两拉力不变，故悬于墙上的绳子的拉力将减小。

【点睛】本题要注意分别对A．B及滑轮分析，根据共点力的平衡条件可得出各物体受力的关系。