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高中物理——受力分析专题习

题及答案(详细解答)

LT

高中专题习题——受力分析

如图6-1所示，A、B两物体的质量分别是

例1

m和m，其接触面光滑，与水平面的夹角为θ，

12

若A、B与水平地面的动摩擦系数都是μ，用水

平力F推A，使A、B一起加速运动，求：（1）

A、B间的相互作用力（2）为维持A、B间不发

生相对滑动，力F的取值范围。

分析与解：A在F的作用下，有沿A、B间

斜面向上运动的趋势，据题意，为维持A、B间

不发生相对滑动时，A处刚脱离水平面，即A不

受到水平面的支持力，此时A与水平面间的摩擦

力为零。

本题在求A、B间相互作用力N和B受到的

摩擦力f时，运用隔离法；而求A、B组成的系

2

统的加速度时，运用整体法。

（1）对A受力分析如图6-2（a）所示，据

题意有：N=0，f=0

11

=

因此有：Ncosθ=mg[1],F-Nsinθma

11

[2]

由[1]式得A、B间相互作用力为：N=mg/cos

1

θ

（2）对B受力分析如图6-2（b）所示，则：

N=mg+Ncosθ[3],f=μN[4]

2222

将[1]、[3]代入[4]式得：f=μ(m+m)g

212

取A、B组成的系统，有：F-f=(m+m)a[5]

212

由[1]、[2]、[5]式解得：F=mg(m+m)(tg

112

θ-μ)/m

2

故A、B不发生相对滑动时F的取值范围为：

0＜F≤mg(m+m)(tgθ-μ)/m

1122

如图1-1所示，长为5米的细绳的两端分

例2

别系于竖立在地面上相距为4米的两杆顶端A、

B。绳上挂一个光滑的轻质挂钩。它钩着一个重

为12牛的物体。平衡时，绳中张力T=＿＿＿＿

分析与解：本题为三力平衡问题。其基本思

路为：选对象、分析力、画力图、列方程。对平

衡问题，根据题目所给条件，往往可采用不同的

沿斜面向下。因为要求m和M间的相互作用

力，再以m为研究对象，受力如图2－15。

根据牛顿第二定律列方程

因为m，M的加速度是沿斜面方向。需将其分

解为水平方向和竖直方向如图2－16。

由式②，③，④，⑤解得f=mgsinθ·cosθ

方向沿水平方向m受向左的摩擦力，M受向右的摩擦力。

如图2-25天花板上用细绳吊起两个用轻

例4

弹簧相连的两个质量相同的小球。两小球均保持

静止。当突然剪断细绳时，上面小球A与下面小

球B的加速度为[