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专题训练(三) 受力分析
[解题技巧]对物体进行受力分析的要点：①明确研究对象（受力物体）；②按“一重力、二弹力、三摩擦力”的顺序分析物体受到的力；③把物体受到的力的作用点都画到重心；④检查一下各力是否有施力物体,如果找不到施力物体则此力不存在,不要无故多画力；⑤关注力的作用是相互的,是否少画力；⑥结合物体的状态确定受力情况（注意题中“保持匀速直线运动、静止”等字眼）,判定所受合力是否为零,进行综合判断。
类型一 平衡力示意图
1、如图3-T-1所示,茶壶静止在水平桌面上,请画出它所受力的示意图（将力的作用点画在茶壶的重心0点上）。
图3-T-1
2、如图3-T-2所示,用沿竖直方向的绳子吊着一个光滑的小球靠在墙上,小球处于静止状态。请画出小球的受力示意图。
图3-T-2
3、如图3-T-3所示,物体随水平传送带匀速移动,作出物体所受力的示意图。
图3-T-3
4、如所示,请画出静止的小球所受力的示意图。
图3-T-4
5、如图3-T-5所示为某同学站在商场匀速向上运动的电动扶梯上的示意图,请在图中作出该同学所受力的示意图（不考虑空气阻力）。
图3-T-5
6、如图3-T-6所示,货物静止在传送带上,试画出货物受力的示意图
图3-T-6
类型二 非平衡力示意图
如图3-T-7所示,请画出小球所受力的示意图。
图3-T-7
8、如图3-T-8所示,一个重为30N的铁球沿斜面向上运动,请画出铁球受到的所有力的示意图。
图3-T-8
类型三 受力分析及应用
9、燕子归巢时,沿如图3-T-9所示虚线方向匀速滑翔。图中能正确表示这个过程中空气对燕子作用力方向的是（ ）
图3-T-9
A、① B、② C、③ D、④
10、如图3-T-10所示为蜗牛在竖直墙面上缓慢爬行的情景,蜗牛爬行的时候会分泌出一种黏液,蜗牛正是靠这种黏液在墙上爬行的。蜗牛能牢牢静止在竖直的墙面上而不会掉落,是因为蜗牛（ ）
图3-T-10
A、受到的摩擦力大于它本身的重力
B、受到的摩擦力等于它本身的重力
C、分泌的黏液把自己粘在墙壁上
D、缓慢向上爬行时,受到的摩擦力方向向下
11、雨滴下落时会受到空气的阻力,研究发现,下落速度越大,雨滴所受到的空气阻力越大。如图3-T-11所示为雨滴下落过程中速度随时间的变化曲线,则图3-T-12中对,t1∽t2时间范围内雨滴受力情况分析正确的是（ ）
图3-T-11
A、不受力 B、f＞G C、f=G D、f＜G
图3-T-12
12、如图3-T-13所示,四旋翼无人机下方用细线悬挂一个重物,通过四个螺旋桨的高速转动改变运动姿态。若不考虑空气阻力,则无人机在空中（ ）
图3-T-13
A、悬停时,重物受到的重力与它对细线的拉力是一对平衡力
B、悬停时,利用了相互作用力的原理
C、匀速下降时,重物所受的重力大于细线对重物的拉力
D、水平匀速飞行时,悬挂重物的细线会偏离竖直方向
13、如图3-T-14所示,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,金属板做匀速直线运动,木块P保持静止。此时木块P受到的摩擦力为 N,其方向为水平 。
图3-T-14
14、若一小球重30 N,以3m/s的速度在光滑水平面上做匀速直线运动,则它在水平方向受到的推力大小是 N。
15、吊车的钢索拉着货物竖直向上运动过程中,如图3-T-15所示是货物上升的路程s随时间t变化的图像。不考虑空气阻力和钢索的重力,货物在第8s受到的力是 （填“平衡”或“非平衡”）力,货物在第4s和第10s受到的钢索拉力的大小关系是F拉 （填“＞”“=”或“＜”）G物。
图3-T-15
16、如图3-T-16所示,用80N的力把一个重为20N的物体压在竖直墙壁上,物体处于静止状态,此时物体受到的摩擦力为 N。当压力减为50N时,物体沿竖直墙壁匀速下滑,则物体匀速下滑时受到的摩擦力大小为 N。当压力继续减小时,摩擦力将 （填“变大”“变小”或“不变”）。
图3-T-16
17、风洞实验室用来研究处在流动气体中物体的受力情况。现将一个套有小球C的细直杆AB 放入风洞实验室,小球的质量为1.6kg,且孔径略大于细杆的直径,细杆沿平行风速的方向固定,如图3-T-17甲所示。已知球与杆之间的滑动摩擦力是所受压力的0.4。调节风速的大小,记录小球的速度变化情况,得到小球的速度与时间的关系如图乙所示。（g取10 N/kg）
甲 乙
图3-T-17
（1）2∽4s内小球在水平杆上运动时,小球水平方向上受 （填“平衡力”或“非平衡力”）作用。
（2）4∽6s内小球受到杆对它的摩擦力大小为多少牛
（3）4∽6s内小球运动的距离为多少米
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专题训练(三) 受力分析
[解题技巧]对物体进行受力分析的要点：①明确研究对象（受力物体）；②按“一重力、二弹力、三摩擦力”的顺序分析物体受到的力；③把物体受到的力的作用点都画到重心；④检查一下各力是否有施力物体,如果找不到施力物体则此力不存在,不要无故多画力；⑤关注力的作用是相互的,是否少画力；⑥结合物体的状态确定受力情况（注意题中“保持匀速直线运动、静止”等字眼）,判定所受合力是否为零,进行综合判断。
类型一 平衡力示意图
1、如图3-T-1所示,茶壶静止在水平桌面上,请画出它所受力的示意图（将力的作用点画在茶壶的重心0点上）。
图3-T-1
【答案】如图所示
【解析】茶壶静止，则受平衡力，这两个力是竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F,大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，作用点在物体的重心。重力从重心竖直向下画，标出符号G,支持力从重心竖直向上画，标出符号F,注意所画的长度要相等。
【分析】【详解】茶壶静止，则受平衡力，这两个力是竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F,大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，作用点在物体的重心。重力从重心竖直向下画，标出符号G,支持力从重心竖直向上画，标出符号F,注意所画的长度要相等，如图所示：
2、如图3-T-2所示,用沿竖直方向的绳子吊着一个光滑的小球靠在墙上,小球处于静止状态。请画出小球的受力示意图。
图3-T-2
【答案】如图所示
【解析】对小球进行受力分析，然后作出各力的示意图；从力的作用点。沿力的方向作有向线段，即可作出力的示意图。
【分析】本题考查了作力的示意图，对小球正确受力分析、掌握力的示意图的作法，即可正确解题。
【详解】分析可知，用沿竖直方向的绳子吊一光滑球靠在墙上，球与墙靠近但互相并不挤压，没有压力和支持力的作用，小球受共竖直向下的重力G,沿绳向上的拉力F,并且这两个力是一对平衡力，过小球重心，分别沿重力和拉力的方向作有向线段，注意作图时两条线段长度要相等，如下图所示：
3、如图3-T-3所示,物体随水平传送带匀速移动,作出物体所受力的示意图。
图3-T-3
【答案】如图所示
【解析】【分析】【详解】物体随传送带一起匀速运动，则物体处于平衡状态，在竖直方向上物体受到的重力与皮带对物体的支持力是一对平衡力，在水平方向上物体与皮带之间不存在摩擦力，因为若有摩擦力则找不到与此对应的平衡力，故物体只受到重力和支持力，作图如图所示：
4、如所示,请画出静止的小球所受力的示意图。
图3-T-4
【答案】如图所示
【解析】【分析】【详解】略
5、如图3-T-5所示为某同学站在商场匀速向上运动的电动扶梯上的示意图,请在图中作出该同学所受力的示意图（不考虑空气阻力）。
图3-T-5
【答案】如图所示：
【解析】【分析】【详解】同学随电动扶梯一同匀速上升，相对于扶梯静止，因此同学不受摩擦力，只受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，并且二力是一对平衡力，大小相等，过重心O作竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F支；如图所示：
如图3-T-6所示,货物静止在传送带上,试画出货物受力的示意图
图3-T-6
【答案】如图所示：
【解析】首先对物体进行受力分析，物体受重力和支持力作用，根据物体有下滑的趋势，判断物体还受摩擦力的作用；重力的方向竖直向下，支持力的方向垂直于斜面，摩擦力的方向沿斜面向上；力的作用点都画在物体的重心上，分别沿力的方向画出三力的示意图。
【分析】【详解】货物静止在倾斜传送带上，受重力、支持力作用；同时由于货物相对于传送带有向下运动的趋势，所以还受到向上的摩擦力；过货物的重心分别沿竖直向下、垂直于传送带向上和平行于传送带向上的方向画一条有向线段，并分别用G、F和f表示，即为货物受力的示意图，如下图所示：
画力的示意图，首先要对物体进行受力分析，看物体受几个力，要先分析力的大小、方向和作用点，再按照画图的要求画出各个力。
类型二 非平衡力示意图
如图3-T-7所示,请画出小球所受力的示意图。
图3-T-7
【答案】如图所示：
【解析】【分析】【详解】略
8、如图3-T-8所示,一个重为30N的铁球沿斜面向上运动,请画出铁球受到的所有力的示意图。
图3-T-8
【答案】 如图所示：
【解析】首先分析小球在下滑过程中所受的力，即小球受到竖直向下的重力、沿斜面向上摩擦力以及垂直于斜面向上的支持力，在作图时，三个力的作用点都在球重心上。
【分析】主要考查了物体受力分析以及力的示意图的画法，在作图时一定要注意力的方向；压力方向垂直于接触面指向被压的物体，摩擦力与物体相对运动的方向相反，重力方向竖直向下。
【详解】过球心分别沿竖直向下、沿斜面向上和垂直于斜面向上的方向画一条带箭头的线段，分别用G、f和F表示重力、摩擦力和支持力。如图所示：
类型三 受力分析及应用
9、燕子归巢时,沿如图3-T-9所示虚线方向匀速滑翔。图中能正确表示这个过程中空气对燕子作用力方向的是（▲）
图3-T-9
A、① B、② C、③ D、④
【答案】B
【解析】平衡力的条件：大小相等、方向相反、在同一直线上、在同一物体上。
【分析】本题考查了平衡力的辨别，是一道有难度的题，做题时，应仔细分析。
【详解】燕子沿图示虚线方向匀速滑翔，受平衡力，即燕子的重力和空气对燕子的作用力是一对平衡力，大小相等，方向相反，所以空气对燕子的作用力方向竖直向上，即②的方向，故B正确。
故选：B。
10、如图3-T-10所示为蜗牛在竖直墙面上缓慢爬行的情景,蜗牛爬行的时候会分泌出一种黏液,蜗牛正是靠这种黏液在墙上爬行的。蜗牛能牢牢静止在竖直的墙面上而不会掉落,是因为蜗牛（▲）
图3-T-10
A、受到的摩擦力大于它本身的重力
B、受到的摩擦力等于它本身的重力
C、分泌的黏液把自己粘在墙壁上
D、缓慢向上爬行时,受到的摩擦力方向向下
【答案】B
【解析】蜗牛不掉下来，说明受平衡力，分析蜗牛在竖直方向所受的平衡力，根据二力平衡知识解答即可。
【分析】本题主要考查了二力平衡条件的应用，关键要注意静止二字。
【详解】蜗牛能牢牢静止在竖直的墙面上而不会掉落，说明有力与蜗牛所受的重力平衡，是因为在竖直方向受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，且蜗牛受到的摩擦力等于它本身的重力。故选：B。
11、雨滴下落时会受到空气的阻力,研究发现,下落速度越大,雨滴所受到的空气阻力越大。如图3-T-11所示为雨滴下落过程中速度随时间的变化曲线,则图3-T-12中对,t1∽t2时间范围内雨滴受力情况分析正确的是（▲）
图3-T-11
A、不受力 B、f＞G C、f=G D、f＜G
图3-T-12
【答案】C
【解析】根据二力平衡的知识分析判断。
【分析】本题主要考查了二力平衡的条件及其应用。
【详解】根据图像可知，在t1∽t2时间内，雨滴的速度保持不变，即做匀速直线运动，此时它处于平衡状态，即受到竖直向下的重力与竖直向上的阻力大小相等，故C正确，而A、B、D错误。故选C。
12、如图3-T-13所示,四旋翼无人机下方用细线悬挂一个重物,通过四个螺旋桨的高速转动改变运动姿态。若不考虑空气阻力,则无人机在空中（▲）
图3-T-13
A、悬停时,重物受到的重力与它对细线的拉力是一对平衡力
B、悬停时,利用了相互作用力的原理
C、匀速下降时,重物所受的重力大于细线对重物的拉力
D、水平匀速飞行时,悬挂重物的细线会偏离竖直方向
【答案】B
【解析】（1）一对平衡力必须大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上；（2）物体间力的作用是相互的；（3）物体处于平衡状态时，受到的是平衡力；（4）从相对运动的角度可判断水平匀速飞机时细线的状态。
【分析】本题考查了平衡力的辨别、平衡状态的判断等，结合物体运动的实际进行受力分析，是解答的关键。
【详解】A、悬停时，重物受到的重力与它对细线的拉力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故A错误；B、四个螺旋桨的高速转动，使空气向下运动，由于物体间力的作用是相互的，空气也会给飞机一个向上的力，故B正确；C、匀速下降时，处于平衡状态，重物所受的重力等于细线对重物的拉力，故C错误；D、水平匀速飞行时，不计空气阻力，重物与飞机保持相对静止，所以悬挂重物的细线不会偏离竖直方向，故D错误。故选：B。
13、如图3-T-14所示,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,金属板做匀速直线运动,木块P保持静止。此时木块P受到的摩擦力为 ▲ N,其方向为水平 ▲ 。
图3-T-14
【答案】2.6 向左
【解析】物体受到弹簧测力计拉力与滑动摩擦力作用，处于平衡状态，由平衡条件可知，滑动摩擦力等于弹簧测力计示数；由图示弹簧测力计确定其分度值，读出其示数，即可求出滑动摩擦力。
【分析】本题考查了弹簧测力计的读数、二力平衡条件的应用；对弹簧测力计读数时要先确定其分度值，读数时视线要与刻度线垂直。
【详解】物块相对于金属板向右运动，则物块P受到的金属板的滑动摩擦力的方向向左。由图示弹簧测力计可知，其最小分度值是0.1N,其读数F=2.6N；由平衡条件得：滑动摩擦力f=F=2.6N。
故答案为：2.6 向左。
14、若一小球重30 N,以3m/s的速度在光滑水平面上做匀速直线运动,则它在水平方向受到的推力大小是 ▲ N。
【答案】 0
【解析】物体在光滑的水平面上做匀速直线运动时，在水平方向上所受的力是平衡力。
【分析】本题考查了二力合成与应用；当物体不受任何力或受平衡力时，物体将保持原来的运动状态不改变。
【详解】因为光滑水平面上没有摩擦力作用，而物体做匀速直线运动，水平方向上受到的合力应该为零，因此物体不需要推力作用，即推力为0。故答案为：0
15、吊车的钢索拉着货物竖直向上运动过程中,如图3-T-15所示是货物上升的路程s随时间t变化的图像。不考虑空气阻力和钢索的重力,货物在第8s受到的力是 ▲ （填“平衡”或“非平衡”）力,货物在第4s和第10s受到的钢索拉力的大小关系是F拉 ▲ （填“＞”“=”或“＜”）G物。
图3-T-15
【答案】平衡 =
【解析】物体处于静止或匀速直线运动状态时，受的是平衡力的作用，大小相等。
【分析】本题考查了力与运动的关系，根据图像判断物体是否做匀速直线运动是解决本题的关键。
【详解】根据图像可知，货物在8s时做匀速直线运动，所以受到的合力为0,受到的力是平衡力；货物在4s和10s时做匀速直线运动，所以受到的合力为0,受到的力是平衡力，在竖直方向上受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力的作用，这两个力是一对平衡力，大小相等，故F拉=G物。
故答案为：平衡 =。
16、如图3-T-16所示,用80N的力把一个重为20N的物体压在竖直墙壁上,物体处于静止状态,此时物体受到的摩擦力为 ▲ N。当压力减为50N时,物体沿竖直墙壁匀速下滑,则物体匀速下滑时受到的摩擦力大小为 ▲ N。当压力继续减小时,摩擦力将 ▲ （填“变大”“变小”或“不变”）。
图3-T-16
【答案】 20 20 变小
【解析】【分析】【详解】物体静止时处于平衡状态，物体受到平衡力作用，因此物体在竖直方向上受到的竖直向上的摩擦力和竖直向下的重力是一对平衡力，大小相等，即f=G=20N；物体匀速下滑时处于平衡状态，即物体受平衡力作用，因此物体在竖直方向上受到的竖直向上的摩擦力和竖直向下的重力是一对平衡力，大小相等，即f =G=20N；物体与墙壁的接触面的粗糙程度不变，当压力继续变小，则此时物体受到的摩擦力会变小。故答案为： 20 20 变小
17、风洞实验室用来研究处在流动气体中物体的受力情况。现将一个套有小球C的细直杆AB 放入风洞实验室,小球的质量为1.6kg,且孔径略大于细杆的直径,细杆沿平行风速的方向固定,如图3-T-17甲所示。已知球与杆之间的滑动摩擦力是所受压力的0.4。调节风速的大小,记录小球的速度变化情况,得到小球的速度与时间的关系如图乙所示。（g取10 N/kg）
甲 乙
图3-T-17
（1）2∽4s内小球在水平杆上运动时,小球水平方向上受 ▲ （填“平衡力”或“非平衡力”）作用。
（2）4∽6s内小球受到杆对它的摩擦力大小为多少牛
（3）4∽6s内小球运动的距离为多少米
【答案】（1）非平衡力 （2）6.4N （3）8m
【解析】【分析】【详解】（1）由图可知，2∽4秒内小球在水平杆上做加速运动，所以小球水平方向上受非平衡力作用；（2）4∽6秒内小球做匀速直线运动，滑动摩擦力等于压力的0.4，即f=0.4FN=0.4G=0.4×1.6kg×10N/kg=6.4N。（3）4∽6秒内小球的速度为4m/s,由υ=得，运动的距离s=υt=4m/s×（6-4） s=8m。故答案为：（1）非平衡力 （2）6.4N （3）8m
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