高中物理受力分析画图.doc

高中物理受力分析画图

一．作图题（共25小题）
1．如图所示，画出质量为3kg均匀矩形木块在不同情况下所受重力的图示（g取10N/kg）

2．如图所示，请画出木块的所受的重力示意图．

3．分别在图（a）（b） （c）中画出小方块或小球所受的力的示意图（用铅笔在答题卡上作图）
（a）小方块静止在粗糙的斜面上；
（b）用细线把小球悬挂在光滑墙壁上；
（c）光滑半圆球固定在地面上，球心已标在图中所示直径中点，小球用细线悬挂在墙壁上并靠在半圆球如图所示位置．

4．均质球静止在水平面和台阶之间，接触处均光滑，画出球的受到的弹力的示意图．

5．请在图中画出杆或球所受的弹力．
（a）杆靠在墙上；
（b）杆搭放在半球形的槽中；
（c）球用细线悬挂在竖直墙上；
（d）点1、2、3分别是球的重心位置，点2是球心，1、2、3点在同一竖直线上．

6．分析物体在水平面上物体A的受力，画出受力分析图．

7．如图所示，小球A和木棒AB都处于静止状态，分别对球A和木棒AB进行受力分析，画出它们所有的力的示意图．

8．画出下面足球和物体A的受力示意图．

9．作出下列图中物体A的受力图

10．小物体沿粗糙固定斜面向上滑动，画出斜面受到摩擦力的示意图．

11．画出图 （1）～（4）中静止物体A所受力的示意图
注意：图中球形物体的接触面光滑，第（4）题斜面粗糙．

12．按下列要求画出下列各图中物体所受力的示意图．

（1）图1中光滑小球所受力的示意图
（2）图2中静止于粗糙斜面上的物体所受力的示意图．
13．受力分析：在如图所示的方框中画出A物体的受力示意图．

14．作出以下各图中A物体的受力示意图．

15．（1）如图1所示，一个光滑小球用绳子拴在竖直墙面上，小球处于静止状态，试作出小球所受到的力的示意图
（2）用斜向上的力F拉物体如图2，使其沿着水平面向前匀速运动，试作出物体所受到的力的示意图．
（3）教室里的磁性黑板上吸着一个磁性电路元件如图3所示，试作出它所受到的力的示意图．

16．如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止状态，请分析B受到几个力的作用？并且画出物体的受力情况．

17．如图所示，O点受到两个力作用．其中沿OC方向的力F1=3.0N，沿OD方向的力F2=4.0N．试用有作图法画出F1和F2的合力F，并把F的大小写出来 （要求按给定的标度，F的大小要求有两位有效数字．）

18．本题为作题图，必须要用尺，铅笔作图，否则不给分．画出下图中静止物体A所受的力的示意图（球面是光滑的，其他粗糙）

19．如图，一根直杆处于静止状态．直杆与墙角接触处为A，与地面接触处为B．分别画出直杆在A、B两处受到的弹力．

20．如图所示，图甲为光滑木棒斜靠在半圆弧槽内保持静止，图乙为A物体静止在粗糙斜面上，丙图为用细绳系住的氢气球靠在光滑的墙上．试分析木棒、A物体及气球的受力情况，并画出受力示意图．

21．如图，光滑的墙壁上吊着一只足球，请正确画出球的受力示意图．

22．以下三图中的物体全部处于静止状态，（1）图和（2）图画出C点的受力图，（3）图画出均匀棒的受力图．球面光滑．
23．在《探究合力的求法》的实验中，两个弹簧秤的拉力F1和F2已于图中作出了它们的图示，O是橡皮条的一个端点，图中每格的长度代表1N．
（1）用作图法作出合力F的图示；
（2）合力F的大小是　 　N．

24．作图题：按所标条件分别对甲、乙图中力F进行分解，并用作图法求出甲图中分力、F1、F2的大小．
25．画出图中物体A受力的示意图．

二．计算题（共5小题）
26．如图所示，总长度为L的匀质软链绕在一小滑轮上，开始时两边一样长，稍有扰动后铁链将向一侧滑下．忽略滑轮的大小，当铁链刚离开滑轮时，它的重心比原来下降了多少？

27．重量G=100N的物体静止置于水平面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，现给物体施加一个与水平方向成θ=37°的拉力F．
（1）F=10N时，地面的摩擦力是多大；
（2）F=50N时，地面的摩擦力是多大．
（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

28．如图质量为2kg的木块 P 放在质量为4kg水平木板上，向左抽动木板时木块 P 处于静止状态，此时测力计的指针指在4N处，g=10m/s2．则
（1）木块受到的摩擦力多大？方向如何？
（2）木块与木板间的动摩擦因素多大？

29．一质量不计的弹簧原长为10cm，一端固定于质量m=4kg的物体上，另一端施一水平拉力F．若物体与水平面间的动摩擦因数为0.25，当弹簧拉长至15cm时，物体恰好被拉动，（ g=10m/s2，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）
（1）弹簧的劲度系数多大？
（2）若将弹簧拉长至11cm时（物体在滑动过程中），物体所受的摩擦力大小为多少？
（3）物体静止时，若将弹簧拉长至13cm，物体所受到的摩擦力大小为多少？

30．一质量不计的弹簧原长为10cm，一端固定于质量m=2kg的物体上，另一端施一水平拉力F．（g=10m/s2，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）
（1）若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当将弹簧拉长至12cm时，物体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数多大？
（2）当将弹簧拉长至11cm时，物体受到的摩擦力大小为多少？
（3）当将弹簧拉长至13cm时，物体所受的摩擦力大小为多少？

高中物理受力分析画图
参考答案与试题解析

一．作图题（共25小题）
1．如图所示，画出质量为3kg均匀矩形木块在不同情况下所受重力的图示（g取10N/kg）

【解答】解：物体的质量是3kg，所以其重力的大小：G=mg=3×10=30N
物体受到的重力方向竖直向下，作用在重心上．选择标度如图，则各物体受到的重力如图．

答：如图

2．如图所示，请画出木块的所受的重力示意图．

【解答】解：沿重力的方向（竖直向下）画一条带箭头的线段，线段的起点（作用点）在木块的几何中心上，在箭头附近标上符号G，如图：

答：如图所示．

3．分别在图（a）（b） （c）中画出小方块或小球所受的力的示意图（用铅笔在答题卡上作图）
（a）小方块静止在粗糙的斜面上；
（b）用细线把小球悬挂在光滑墙壁上；
（c）光滑半圆球固定在地面上，球心已标在图中所示直径中点，小球用细线悬挂在墙壁上并靠在半圆球如图所示位置．

【解答】解：（a）小方块静止在粗糙的斜面上，受重力、支持力和静摩擦力；
（b）用细线把小球悬挂在光滑墙壁上，受重力、支持力和细线的拉力；
（c）光滑半圆球固定在地面上，受重力、支持力和细线的拉力；
如图所示：

答：如上图所示．

4．均质球静止在水平面和台阶之间，接触处均光滑，画出球的受到的弹力的示意图．

【解答】解：对小球受力分析，受重力、地面的支持力，台阶对小球无支持力，若有支持力，无法保持平衡；
所以小球只受到一个弹力，如图所示；
答：如图．

5．请在图中画出杆或球所受的弹力．
（a）杆靠在墙上；
（b）杆搭放在半球形的槽中；
（c）球用细线悬挂在竖直墙上；
（d）点1、2、3分别是球的重心位置，点2是球心，1、2、3点在同一竖直线上．

【解答】解：第一个图：弹力垂直于接触面指向受力物体，作出示意图如下图．
第二个图：棒受到垂直于棒的支持力与沿着圆心方向的弹力．
第三个图：小球受到绳子的拉力与侧壁的弹力；
第四个图：小球受到两支持力过球心，
作出弹力示意图如下图．

答：受力图如上所示．

6．分析物体在水平面上物体A的受力，画出受力分析图．

【解答】解：对A受力分析可知，A受重力、支持力、压力和推力作用，同时还受向左的摩擦力；受力分析如图所示；
A受重力、支持力、绳子拉力作用，由于具有向右的运动趋势，故受地面的摩擦力；受力分析如图所示；
故答案如图所示：

7．如图所示，小球A和木棒AB都处于静止状态，分别对球A和木棒AB进行受力分析，画出它们所有的力的示意图．

【解答】解：对A受力分析可知，A受重力、支持力和绳子的拉力作用；
AB受重力、地面的支持力、球面的支持力以及地面的摩擦力作用；
故答案如图所示．

8．画出下面足球和物体A的受力示意图．

【解答】解：空中飞行的足球只受竖直向下的重力，方向竖直向下，如图所示；
对小球受力分析可知，小球受重力、斜面的支持力和竖直面向左的弹力，如图所示；
故答案如图所示；

9．作出下列图中物体A的受力图

【解答】解：A、物体受重力、支持力、拉力以及摩擦力作用；
B、AB一起自由下落，没有相互作用，只有重力作用；
C、杆受重力、支持力以及拉力的作用；
D、物体受重力、拉力、斜面的弹力以及摩擦力作用；
E、杆A受重力和碗底和边缘处的弹力作用．
故答案如图所示：

10．小物体沿粗糙固定斜面向上滑动，画出斜面受到摩擦力的示意图．

【解答】解：由于物体沿斜面向上运动，故受到滑动摩擦力，摩擦力方向与运动方向相反，故摩擦力沿斜面向下；
故答案如图所示；

11．画出图 （1）～（4）中静止物体A所受力的示意图
注意：图中球形物体的接触面光滑，第（4）题斜面粗糙．

【解答】解：图1中，球受重力、绳子的拉力和斜面的支持力，如图所示：
图2中，球受重力、地面的支持力、左侧接触点的支持力和上面球的压力，如图所示；
图3中，物体受重力和支持力，如图所示；
图4中，物体受重力、垂直于斜面的支持力，如图所示；

答：如图所示

12．按下列要求画出下列各图中物体所受力的示意图．

（1）图1中光滑小球所受力的示意图
（2）图2中静止于粗糙斜面上的物体所受力的示意图．
【解答】解：（1）小球重力G，半球的支持力N与绳子的拉力T，如图1所示．

（2）物体受重力G、斜面的支持力N和摩擦力f，如图2所示．

13．受力分析：在如图所示的方框中画出A物体的受力示意图．

【解答】解：由于所有的接触面都不光滑，则A向左运动的过程中，A与B之间有摩擦力，A与地面之间也有摩擦力．
对A进行受力分析可知，A物体受到重力mg、地面的支持力F地和B对A的压力FBA、地面对A的摩擦力f地、B对A的摩擦力fBA、拉力F的作用．物体A的受力示意图如图．

答：如图

14．作出以下各图中A物体的受力示意图．

【解答】解：左图中A杆受到重力、地面的支持力、半球的支持力，若要平衡，则必定受到地面的摩擦力，如图；
中间图中B随A做匀速直线运动，受到的合外力等于0，所以B不受A对B的摩擦力，根据牛顿第三定律可知，B对A也没有摩擦力；则A受到重力、地面的支持力、B对A的压力、绳子的拉力，A做匀速直线运动，则水平方向一定受到地面对A的向左的摩擦力，如图．
右图中A受到重力和绳子的拉力．由于绳子的拉力方向指向右上方，沿水平方向的分力不为0，所以A必定受到地面的摩擦力；有摩擦力就一定要有支持力．所以A受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力和绳子的拉力4个力的作用．如图：

答：如图

15．（1）如图1所示，一个光滑小球用绳子拴在竖直墙面上，小球处于静止状态，试作出小球所受到的力的示意图
（2）用斜向上的力F拉物体如图2，使其沿着水平面向前匀速运动，试作出物体所受到的力的示意图．
（3）教室里的磁性黑板上吸着一个磁性电路元件如图3所示，试作出它所受到的力的示意图．

【解答】解：第一个图：小球受到重力、绳子的拉力、墙壁的支持力，作出示意图如下图．
第二个图：物块在斜向上的拉力F作用下，沿水平方向做匀速直线运动，则必定受到与运动方向相反的摩擦力，所以物块受到重力、地面的支持力、摩擦力以及拉力F的作用；如图．
第三个图：磁性电路元件处于平衡状态，则竖直方向必定受到向上的摩擦力与重力平衡．所以物体受到重力、磁场力、磁性黑板的支持力和摩擦力，如图．

答：如图．

16．如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止状态，请分析B受到几个力的作用？并且画出物体的受力情况．

【解答】解：以A为研究对象，受力分析，有竖直向下的重力、B对A的支持力和摩擦力，这样才能使平衡．
根据牛顿第三定律，A对B也有压力和摩擦力，B还受到重力和推力F，所以受四个力作用，如图所示，

答：B受到4个力的作用，如图所示．

17．如图所示，O点受到两个力作用．其中沿OC方向的力F1=3.0N，沿OD方向的力F2=4.0N．试用有作图法画出F1和F2的合力F，并把F的大小写出来 （要求按给定的标度，F的大小要求有两位有效数字．）

【解答】解：选取1cm为1N，依据力的图示法，
根据平行四边形定则作图可得：F=6.5N；

答：F的大小取值范围6.5N～6.7N．

18．本题为作题图，必须要用尺，铅笔作图，否则不给分．画出下图中静止物体A所受的力的示意图（球面是光滑的，其他粗糙）

【解答】解：第1个图：物体A受到重力、斜面的支持力和静摩擦力．第2个图：物体A受到重力、地面的支持力和向左的静摩擦力、绳的拉力．第3个图：物体A受到重力、半球的支持力和绳的拉力．第4个图：物体A受到重力、挡板的支持力和斜面的支持力．分别作出力图如图所示．

答案：见解析．

19．如图，一根直杆处于静止状态．直杆与墙角接触处为A，与地面接触处为B．分别画出直杆在A、B两处受到的弹力．

【解答】解：杆与两接触面的弹力，均垂直接触面，作出示意图如下图．

20．如图所示，图甲为光滑木棒斜靠在半圆弧槽内保持静止，图乙为A物体静止在粗糙斜面上，丙图为用细绳系住的氢气球靠在光滑的墙上．试分析木棒、A物体及气球的受力情况，并画出受力示意图．

【解答】解：甲图：棒受到重力、垂直于棒的支持力与沿着圆心方向的弹力．
乙图：A静止在粗糙的斜面上，受到重力、支持力和摩擦力；
丙图：小球受到重力、绳子的拉力、侧壁的弹力以及浮力．
作出受力示意图如下图．

答：受力图如上所示．

21．如图，光滑的墙壁上吊着一只足球，请正确画出球的受力示意图．

【解答】解：小球受到了重力、拉力和支持力，重力方向竖直向下、拉力方向沿绳子向上、支持力方向垂直于墙面向右，如图所示：
故答案如图所示．

22．以下三图中的物体全部处于静止状态，（1）图和（2）图画出C点的受力图，（3）图画出均匀棒的受力图．球面光滑．
【解答】解：图（1）中C绳子向下的拉力、AC绳子的拉力，BC杆的支持力；
图（2）中C点受向下的拉力，AC杆的拉力，BC杆的支持力；
图（3）中杆受重力、半圆柱体的支持力、地面的支持力和静摩擦力；

答：如图所示．

23．在《探究合力的求法》的实验中，两个弹簧秤的拉力F1和F2已于图中作出了它们的图示，O是橡皮条的一个端点，图中每格的长度代表1N．
（1）用作图法作出合力F的图示；
（2）合力F的大小是　5　N．

【解答】解：（1）根据平行四边形画出合力如图：

（2）由图看以数出合力的长度是5个小格，所以合力大小为：F合=5×1=5N．
故答案为：（1）如图所示；（2）5．

24．作图题：按所标条件分别对甲、乙图中力F进行分解，并用作图法求出甲图中分力、F1、F2的大小．
【解答】解：甲图中已知合力与两个分力的方向，过合力的起点与终点做平行四边形，即可得出两个分力，如图：

然后选择20N做为标度，结合测量的结果可得：F1=52N，F2=37N
乙图中已知合力和其中一个分力的大小与方向，先连接两个端点做三角形，然后做平行四边形，即可求出．如图
答：如图（甲图中，两个分力的测量值有一定的误差都可以）

25．画出图中物体A受力的示意图．

【解答】解：第一图，物体A受到重力mg、斜面的支持力F，与竖直面的支持力N；
第二图，物体A受到重力mg，杆的竖直向上弹力；
第三图，物体A受到重力 mg，及沿着绳子向上拉力T，没有斜面的支持力，否则绳子不可能竖直，
如下图所示．
答：如上图所示．

二．计算题（共5小题）
26．如图所示，总长度为L的匀质软链绕在一小滑轮上，开始时两边一样长，稍有扰动后铁链将向一侧滑下．忽略滑轮的大小，当铁链刚离开滑轮时，它的重心比原来下降了多少？

【解答】解：开始时铁链的重心在中点位置，故离滑轮高度为，全部落下时，重心的高度离滑轮为，故重心下降高度h=﹣=；
答：重心比原来下降了；

27．重量G=100N的物体静止置于水平面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，现给物体施加一个与水平方向成θ=37°的拉力F．
（1）F=10N时，地面的摩擦力是多大；
（2）F=50N时，地面的摩擦力是多大．
（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

【解答】解：（1）当F=10N时，
根据力的矢量法则，则拉力的水平分力为
F1=Fcos37°=10×0.8N=8N
物体所受支持力为
N1=mg﹣F1sin37°=100﹣10×0.6=94N
此时物体与地面间的最大静摩擦力为
f1m=μN1=0.5×94N=47N
因为 F1cos37°＜f1m
所以物体没有被拉动，仍保持静止，
此时物体所受的静摩擦力为
f1=8N；
（2）当F′=50N时，
根据力的矢量法则，则拉力的水平分力为
F1′=F′cos37°=50×0.8N=40N
物体所受支持力为
N1′=mg﹣F1′sin37°=100﹣50×0.6=70N
此时物体与地面间的最大静摩擦力为
f1m′=μN1′=0.5×70N=35N
因为 F1′cos37°＞f1m′
所以物体被拉动，此时物体所受的滑动摩擦力为 f1′=35N；
答：（1）F=10N时，地面的摩擦力是8N；
（2）F=50N时，地面的摩擦力是35N．

28．如图质量为2kg的木块 P 放在质量为4kg水平木板上，向左抽动木板时木块 P 处于静止状态，此时测力计的指针指在4N处，g=10m/s2．则
（1）木块受到的摩擦力多大？方向如何？
（2）木块与木板间的动摩擦因素多大？

【解答】解：（1）根据平衡条件，则木块受到的滑动摩擦力f=4N；
物体相对木块向右运动，故 滑动摩擦力的方向水平向左；
（2）木块与木板间的动摩擦因数μ===0.2
答：（1）木块受到的摩擦力4N，方向水平向左；
（2）木块与木板间的动摩擦因素为0.2．

29．一质量不计的弹簧原长为10cm，一端固定于质量m=4kg的物体上，另一端施一水平拉力F．若物体与水平面间的动摩擦因数为0.25，当弹簧拉长至15cm时，物体恰好被拉动，（ g=10m/s2，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）
（1）弹簧的劲度系数多大？
（2）若将弹簧拉长至11cm时（物体在滑动过程中），物体所受的摩擦力大小为多少？
（3）物体静止时，若将弹簧拉长至13cm，物体所受到的摩擦力大小为多少？

【解答】解：（1）由题意得，物体与地面间最大静摩擦力为：
fmax=μN=μmg=0.25×4×10N=10N
物体恰好被拉动，物体所受弹力等于最大静摩擦力：
F1=kx1=fmax
得：k==200N/m
（2）若将弹簧拉长至11cm时（物体在滑动过程中），物体相对地面滑动，受到滑动摩擦力为：
f2=μN=μmg=0.25×4×10N=10N
（3）弹簧弹力为：F3=kx3=200×（13﹣10）×10﹣2N=6N＜fmax
物体受到静摩擦力，大小为：f3=F3=6N．
答：（1）弹簧的劲度系数200N/m；
（2）若将弹簧拉长至11cm时（物体在滑动过程中），物体所受的摩擦力大小为10N；
（3）物体静止时，若将弹簧拉长至13cm，物体所受到的摩擦力大小为6N．

30．一质量不计的弹簧原长为10cm，一端固定于质量m=2kg的物体上，另一端施一水平拉力F．（g=10m/s2，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）
（1）若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当将弹簧拉长至12cm时，物体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数多大？
（2）当将弹簧拉长至11cm时，物体受到的摩擦力大小为多少？
（3）当将弹簧拉长至13cm时，物体所受的摩擦力大小为多少？
【解答】解：（1）由题意得，物体与地面间最大静摩擦力
fmax=μN=μmg=0.2×2×10N=4N
物体恰好做匀速直线运动，物体所受弹力等于滑动摩擦力，即等于最大静摩擦力：
F1=kx1=fmax
得k===N/m=200N/m
（2）若将弹簧拉长至11cm时物体静止，则f1=k△x1=200×1=2N
若将弹簧拉长至11cm时，物体在滑动过程中，物体相对地面滑动，受到滑动摩擦力为
f2=μN=μmg=0.2×2×10N=4N
（3）若将弹簧拉长至13cm＞12cm时，物体所受的拉力大于最大静摩擦力，相对于地面不能静止，物体相对地面滑动过程中受到的摩擦力等于4N
答：（1）弹簧的劲度系数100N/m；
（2）若将弹簧拉长至11cm时物体静止，则受到的摩擦力是2N，若物体在滑动中则物体所受的摩擦力大小为4N．
（3）弹簧拉长至13cm时，物体所受的摩擦力大小为4N；