专题4 受力分析

一、刷题型

1.2024年7月15日凌晨3时,2024年欧洲杯足球决赛在柏林奥林匹克体育场展开角逐.如图所示为足球运动员踢出的一粒香蕉球的运动轨迹,则足球在运动过程中(      )

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A.只受重力

B.受重力、脚对球的作用力

C.受重力、空气对球的作用力

D.受重力、空气对球的作用力、脚对球的作用力

答案:C
解析:

足球在空中运动过程中,受重力、空气对球的作用力,因球已经离开了脚,则不受脚对球的作用力.故选 $ \mathrm{C} $ .


2.如图所示,半球形的碗固定在水平地面上,碗口水平, $ O $ 点为其球心,碗的内外表面及碗口光滑.一根细线跨在碗口上,两端分别系着小球甲、乙,细线末端的延长线均过小球甲、乙的球心.当小球甲、乙均静止时,小球乙上端细线恰好竖直.下列说法正确的是(      )

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A.小球乙受到三个力

B.小球甲受到四个力

C.小球乙受到碗壁的弹力水平向右

D.小球甲受到碗壁的弹力方向从接触点指向 $ O $ 点

答案:D
解析:

小球乙上端细线恰好竖直,说明碗壁对乙没有弹力,对乙受力分析可知,受到竖直向下的重力、细线的拉力两个力的作用, $ \mathrm{A} $ 、 $ \mathrm{C} $ 错误;小球甲受到竖直向下的重力、碗壁的弹力与细线的拉力三个力的作用,小球甲受到的碗壁的弹力方向从接触点指向球心 $ O $ ,故 $ \mathrm{B} $ 错误, $ \mathrm{D} $ 正确.


3.用水平力 $ F $ 将木块压在竖直墙上,如图所示,已知木块的重力 $ G=6\mathrm{N} $ ,木块与墙壁之间的动摩擦因数 $ \mu =0.25 $ ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,以下说法正确的是(      )

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A.当 $ F=25\mathrm{N} $ 时,木块仍静止,木块受到的摩擦力大小为 $ 6\mathrm{N} $

B.当 $ F=10\mathrm{N} $ 时,木块沿墙壁下滑,木块受到的摩擦力大小为 $ 2.5\mathrm{N} $

C.当 $ F $ 变大时,木块受到的摩擦力也会变大

D.当 $ F=0 $ 时,木块将做自由落体运动

答案:ABD
解析:

当 $ F=25\mathrm{N} $ 时,木块的最大静摩擦力 $ {f}_{\mathrm{m}1}=0.25×25\mathrm{N}=6.25\mathrm{N} > G $ ,所以木块静止不动,根据平衡条件可得木块受到的摩擦力大小为 $ {f}_{1}=G=6\mathrm{N} $ ,故 $ \mathrm{A} $ 正确;当 $ F=10\mathrm{N} $ 时,木块的最大静摩擦力 $ {f}_{\mathrm{m}2}=0.25×10\mathrm{N}=2.5\mathrm{N} < G $ ,所以木块会沿墙壁下滑,木块受到的摩擦力大小为 $ 2.5\mathrm{N} $ ,故 $ \mathrm{B} $ 正确; $ F $ 变大时,若木块处于静止状态,则受到的摩擦力一直与重力等大,大小保持不变,故 $ \mathrm{C} $ 错误;当 $ F=0 $ 时,木块与墙壁之间没有相互挤压,则没有摩擦力,木块将做自由落体运动,故 $ \mathrm{D} $ 正确.


4.如图所示,物体 $ A $ 、 $ B $ 、 $ C $ 在水平外力的作用下在水平面上一起向右做匀速直线运动,则有关 $ A $ 、 $ B $ 、 $ C $ 三个物体的受力情况,下列说法正确的是(      )

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A.物体 $ A $ 一定受6个力作用

B.物体 $ B $ 可能受4个力作用,也可能受5个力作用

C.物体 $ C $ 一定受3个力作用

D.物体 $ A $ 可能受5个力作用,也可能受6个力作用

答案:C
解析:

物体做匀速直线运动,物体所受外力的合力为0.按照受力由少到多的顺序依次分析物体 $ C $ 、 $ B $ 、 $ A $ 的受力情况,物体 $ C $ 所受外力的合力为0,受到重力、 $ B $ 的支持力与沿斜面向上的静摩擦力,共3个力作用,故 $ \mathrm{C} $ 正确;物体 $ B $ 所受外力的合力为0,受到重力、 $ A $ 的支持力、 $ C $ 的压力与沿斜面向下的静摩擦力,共4个力作用,故 $ \mathrm{B} $ 错误;物体 $ A $ 受到重力、拉力、水平面的支持力、水平面对 $ A $ 向左的摩擦力和 $ B $ 的压力,共5个力作用, $ \mathrm{A} $ 、 $ \mathrm{D} $ 错误.


5.如图所示,完全相同的物块 $ A $ 、 $ B $ 竖直叠放在水平地面上且处于静止状态,现对物块 $ B $ 施加一个水平向右的推力 $ F $ ,物块 $ A $ 、 $ B $ 依然相对地面保持静止,则下列说法中正确的是(      )

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A.施加推力 $ F $ 前,物块 $ A $ 一定受2个力的作用

B.施加推力 $ F $ 前,物块 $ B $ 一定受3个力的作用

C.施加推力 $ F $ 后,物块 $ B $ 一定受5个力的作用

D.施加推力 $ F $ 后,地面对物块 $ B $ 的支持力不变

答案:D
解析:

施加推力 $ F $ 前,以 $ A $ 为研究对象进行受力分析, $ A $ 受到重力、 $ B $ 的支持力,其中支持力的方向垂直于 $ A $ 、 $ B $ 的接触面斜向左上,由于 $ A $ 有沿 $ B $ 向下滑动的趋势,故还受到 $ B $ 的摩擦力,方向沿接触面向上,故 $ A $ 受到3个力的作用,故 $ \mathrm{A} $ 错误;施加推力 $ F $ 前,以 $ A $ 、 $ B $ 整体为研究对象,整体在水平方向上没有运动趋势,所以地面对 $ B $ 没有摩擦力,以 $ B $ 为研究对象,根据受力平衡可知, $ B $ 受到重力、 $ A $ 的压力、 $ A $ 的摩擦力和地面的支持力,共4个力的作用,地面的支持力与 $ A $ 、 $ B $ 整体的重力等大, $ \mathrm{B} $ 错误;施加推力 $ F $ 后,以 $ A $ 、 $ B $ 整体为研究对象,可知地面对 $ B $ 的摩擦力水平向左,地面对 $ B $ 的支持力仍与 $ A $ 、 $ B $ 整体的重力等大, 则施加推力 $ F $ 前后,地面对物块 $ B $ 的支持力不变,故 $ \mathrm{D} $ 正确;施加推力 $ F $ 后,以 $ B $ 为研究对象, $ B $ 受到重力、 $ A $ 的压力、 $ A $ 的摩擦力、地面的支持力、地面的摩擦力和推力 $ F $ ,共6个力的作用,故 $ \mathrm{C} $ 错误.


6.如图所示,滑块 $ A $ 和 $ B $ 叠放在倾斜传送带上, $ B $ 被细线连于墙上.如果传送带以 $ v $ 的速度逆时针转动,滑块 $ A $ 和 $ B $ 都相对地面静止,下列说法正确的是(      )

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A.滑块 $ B $ 受5个力的作用

B. $ B $ 相对 $ A $ 的运动趋势沿接触面向下

C.仅将传送带速度增大为 $ 2v $ ,细线的拉力不变

D.滑块 $ A $ 的重力沿垂直接触面的分力就是 $ A $ 对 $ B $ 的压力

答案:C
解析:

以 $ A $ 为研究对象,根据受力平衡可知, $ A $ 受到重力、 $ B $ 的支持力和摩擦力作用;以 $ B $ 为研究对象,可知 $ B $ 受到重力、 $ A $ 的压力和摩擦力、传送带的支持力和摩擦力、细线的拉力,共6个力的作用,故 $ \mathrm{A} $ 错误;由于 $ A $ 受到 $ B $ 的摩擦力沿接触面向上,则 $ B $ 受到 $ A $ 的摩擦力沿接触面向下,所以 $ B $ 相对 $ A $ 的运动趋势沿接触面向上,故 $ \mathrm{B} $ 错误;仅将传送带速度增大为 $ 2v $ ,由于 $ B $ 与传送带间的摩擦力为滑动摩擦力,则 $ B $ 所受的所有力均不变,故 $ \mathrm{C} $ 正确;滑块 $ A $ 的重力沿垂直接触面的分力作用在 $ A $ 上, $ A $ 对 $ B $ 的压力作用在 $ B $ 上,且重力和压力性质不同,所以滑块 $ A $ 的重力沿垂直接触面的分力不是 $ A $ 对 $ B $ 的压力,故 $ \mathrm{D} $ 错误.