(浙江選考)2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第二章 3 第3節(jié) 受力分析 共點力平衡練習(xí)(含解析)

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1、受力分析 共點力平衡 1.(2019·溫州四校聯(lián)考)半圓柱體P放在粗糙的水平地面上,其右端有固定放置的豎直擋板MN.在P和MN之間放有一個光滑均勻的小圓柱體Q,整個裝置處于靜止狀態(tài).如圖所示是這個裝置的縱截面圖.若用外力使MN保持豎直并且緩慢地向右移動,在Q落到地面以前,發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止.在此過程中,下列說法中正確的是(  ) A.MN對Q的彈力逐漸減小 B.地面對P的摩擦力逐漸增大 C.P、Q間的彈力先減小后增大 D.Q所受的合力逐漸增大 答案:B 2.如圖所示,AC、CD、BD為三根長度均為l的輕繩,A、B兩端被懸掛在水平天花板上,相距2l.現(xiàn)在C點上懸掛一個質(zhì)量為m的重物

2、,為使CD輕繩保持水平,在D點上可施加力的最小值為(  ) A.mg           B.mg C.mg D.mg 答案:C 3.(2019·紹興檢測)如圖,用兩根等長輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點,制成一簡易秋千,某次維修時將兩輕繩各剪去一小段,但仍保持等長且懸掛點不變.木板靜止時,F(xiàn)1表示木板所受合力的大小,F(xiàn)2表示單根輕繩對木板拉力的大小,則維修后(  ) A.F1不變,F(xiàn)2變大      B.F1不變,F(xiàn)2變小 C.F1變大,F(xiàn)2變大 D.F1變小,F(xiàn)2變小 解析:選A.木板靜止時受力情況如圖所示,設(shè)輕繩與豎直木樁的夾角為θ,由平衡條件知,合力F

3、1=0,故F1不變,F(xiàn)2=,剪短輕繩后,θ增大,cos θ減小,F(xiàn)2增大,故A正確. 4.(多選)(2019·舟山質(zhì)檢)如圖所示,A、B兩球質(zhì)量均為m,固定在輕彈簧的兩端,分別用細繩懸于O點,其中球A處在光滑豎直墻面和光滑水平墻面的交界處,已知兩球均處于平衡狀態(tài),OAB恰好構(gòu)成一個正三角形,則下列說法正確的是(重力加速度為g)(  ) A.球A可能受到四個力的作用 B.彈簧對球A的彈力大于對球B的彈力 C.繩OB對球B的拉力大小一定等于mg D.繩OA對球A的拉力大小等于或小于1.5mg 解析:選ACD.對球B受力分析,據(jù)共點力平衡可知彈簧和繩對球B的作用力大小均為mg,選項C正確

4、.對同一彈簧而言,產(chǎn)生的彈力處處相等,故彈簧對球A的彈力等于對球B的彈力,選項B錯誤.對球A分析可知,一定受重力、彈簧的彈力、墻面的支持力作用,可能受地面的支持力和繩的拉力,地面的支持力和繩的拉力也可能有一個為0,當?shù)孛鎸η駻的支持力為0時,繩上的拉力最大,等于重力和彈簧豎直方向的分力之和,即1.5mg,故選項A、D正確. 【課后達標檢測】 選擇題 1.(2019·浙江新高考名校創(chuàng)新卷(四))如圖所示,物體A靠在豎直墻面上,在力F作用下,A、B保持靜止.物體A的受力個數(shù)為(  ) A.2 B.3 C.4 D.5 答案:B 2.將兩個質(zhì)量均為m的小球a、b用細線相連后,再用

5、細線懸掛于O點,如圖所示.用力F拉小球b,使兩個小球都處于靜止狀態(tài),且細線Oa與豎直方向的夾角保持θ=30°,則F的最小值為(  ) A.mg B.mg C.mg D.mg 答案:B 3.(2019·紹興質(zhì)檢)如圖所示,有一只重為G的蜻蜓在空中沿虛線方向勻速直線飛行,在此過程中,蜻蜓受到空氣對它的作用力的方向是(  ) A.a(chǎn)方向 B.b方向 C.c方向 D.d方向 答案:A 4.(2019·嘉興一中檢測)如圖所示,質(zhì)量為M、半徑為R的半球形物體A放在水平地面上,通過最高點處的釘子用水平細線拉住一質(zhì)量為m、半徑為r的光滑球B,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).則(  ) A.

6、A對地面的壓力等于(M+m)g B.A對地面的摩擦力方向向左 C.B對A的壓力大小為 D.細線對小球的拉力大小為 解析:選A.把A、B看成一個整體,對整體受力分析得整體受重力和地面對整體的支持力,整體對地面的壓力即A對地面的壓力等于(M+m)g,A正確;地面對整體沒有摩擦力,即A對地面沒有摩擦力,B錯誤;對B受力分析如圖,由圖得到cos θ= ,cos θ==,聯(lián)立得FAB=mg,C錯誤;tan θ==,tan θ=,聯(lián)立得細線對小球的拉力F=mg,D錯誤. 5.(2019·湖州質(zhì)檢)如圖所示,運動員手持乒乓球拍托球沿水平面勻加速跑,設(shè)球拍和球質(zhì)量分別為M、m,球拍平面和水平面之間的

7、夾角為θ,球拍與球保持相對靜止,它們間摩擦及空氣阻力不計,則(  ) A.球拍對球的作用力為mgcos θ B.運動員對球拍的作用力為Mgcos θ C.運動員的加速度為gtan θ D.若運動員的加速度大于gsin θ,球一定沿球拍向上運動 解析:選C.由題意知乒乓球加速度水平向右,作乒乓球受力圖,如圖,F(xiàn)N=,A項錯誤;F合=mgtan θ=ma,gsin θ

8、小為FN2.以木板與墻連接點所形成的水平直線為軸,將木板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置.不計摩擦,在此過程中(  ) A.FN1始終減小,F(xiàn)N2始終增大 B.FN1始終減小,F(xiàn)N2始終減小 C.FN1先增大后減小,F(xiàn)N2始終減小 D.FN1先增大后減小,F(xiàn)N2先減小后增大 解析:選B.對小球進行受力分析,如圖所示,根據(jù)物體的平衡條件,可將三個力構(gòu)建成矢量三角形.重力不變,隨著木板緩慢轉(zhuǎn)到水平位置,球?qū)δ景宓膲毫Υ笮N2逐漸減小,墻面對球的壓力大小FN1逐漸減小,故B正確. 7.如圖所示,一個半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O點為其球心,碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的.一根細線跨在

9、碗口上,線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球.當它們處于平衡狀態(tài)時,質(zhì)量為m1的小球與O點的連線與水平線的夾角為α=90°,質(zhì)量為m2的小球位于水平地面上,設(shè)此時質(zhì)量為m2的小球?qū)Φ孛鎵毫Υ笮镕N,細線的拉力大小為FT,則(  ) A.FN=(m2-m1)g B.FN=m2g C.FT=m1g D.FT=g 解析:選B.分析小球m1的受力情況,由物體的平衡條件可得,繩的拉力FT=0,故C、D均錯誤;分析m2受力,由平衡條件可得:FN=m2g,故A錯誤,B正確. 8.(多選)(2019·紹興質(zhì)檢)如圖所示,L形木板置于粗糙水平面上,光滑物塊壓縮彈簧后用細線系?。疅龜嗉毦€,物塊

10、彈出的過程木板保持靜止,此過程(  ) A.彈簧對物塊的彈力不變 B.彈簧對物塊的彈力逐漸減小 C.地面對木板的摩擦力不變 D.地面對木板的摩擦力逐漸減小 解析:選BD.燒斷細線,彈簧要恢復(fù)原狀,彈簧對物塊的彈力逐漸減小,故A錯誤,B正確;木板在水平方向上受到彈簧的彈力和地面的靜摩擦力,兩個力平衡,由于彈簧的彈力逐漸減小,則地面對木板的摩擦力逐漸減小,故C錯誤,D正確. 9.(2019·舟山高二期中)如圖所示,在一絕緣斜面C上有一帶正電的小物體A處于靜止狀態(tài).現(xiàn)將一帶正電的小球B沿以A為圓心的圓弧緩慢地從P點轉(zhuǎn)至A正上方的Q點處,已知P、A在同一水平線上,且在此過程中物體A和C始終

11、保持靜止不動,A、B可視為質(zhì)點.關(guān)于此過程,下列說法正確的是(  ) A.物體A受到斜面的支持力先增大后減小 B.物體A受到斜面的支持力一直增大 C.地面對斜面C的摩擦力先增大后減小 D.地面對斜面C的摩擦力先減小后增大 解析:選A.以斜面C和A為研究對象,受到重力(M+m)g、小球B對A的庫侖力F、地面對C的支持力FN和地面對C的摩擦力Ff作用,如圖甲所示,根據(jù)平衡條件可得:Ff=F·cos θ,F(xiàn)N=(M+m)g+Fsin θ,當θ由0°增大到90°時,F(xiàn)f減小,F(xiàn)N增大,所以C、D錯;以A為研究對象,受到重力mg、小球B對A的庫侖力F、物體A受到斜面的支持力FNA和物體A受到斜

12、面的摩擦力FfA,如圖乙所示,根據(jù)平衡條件得:FNA=mgcos α+F·sin(α+θ),當θ由0°增大到90°時,F(xiàn)NA先增大后減小,所以A正確,B錯誤. 10.(2019·臺州檢測)滑滑梯是小孩子很喜歡的娛樂活動.如圖所示,一個小孩正在滑梯上勻速下滑,則(  ) A.小孩所受的重力與小孩所受的彈力大小相等 B.小孩所受的重力與小孩所受的摩擦力大小相等 C.小孩所受的彈力和摩擦力的合力與小孩所受的重力大小一定不相等 D.小孩所受的重力和彈力的合力與小孩所受的摩擦力大小相等 解析:選D.小孩在滑梯上受力如圖所示,設(shè)滑梯斜面傾角為θ,則FN=mgcos θ,F(xiàn)f=mgsin θ,所

13、以A、B錯誤;小孩在重力、彈力和摩擦力三個力作用下處于平衡狀態(tài),其中任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等,方向相反,故C錯誤、D正確. 11.(2019·金華質(zhì)檢)如圖所示,A、B兩物體靜止在粗糙水平面上,其間用一根輕彈簧相連,彈簧的長度大于原長.若再用一個從零開始緩慢增大的水平力F向右拉物體B,直到A即將移動,此過程中,地面對B的摩擦力F1和對A的摩擦力F2的變化情況是(  ) A.F1先變小后變大再不變 B.F1先不變后變大再變小 C.F2先變大后不變 D.F2一直在變大 解析:選A.因在施加拉力F前,彈簧處于伸長狀態(tài),此時地面對A的摩擦力水平向左,地面對B的摩擦力水平向右,

14、對B施加水平向右的拉力后,隨著F的增大,物體B受的摩擦力先水平向右逐漸減小,再水平向左逐漸增大,當B相對地面向右運動后,物體B受地面的摩擦力不再變化,而在物體B運動之前,物體A受地面的摩擦力水平向左,大小不變,當B向右運動后,隨彈簧彈力的增大,物體A受到的摩擦力逐漸增大,綜上所述,選項A正確,B、C、D錯誤. 12.如圖所示,在粗糙水平面上放置A、B、C、D四個小物塊,各小物塊之間由四根完全相同的輕橡皮繩相互連接,正好組成一個菱形,∠ABC=60°,整個系統(tǒng)保持靜止狀態(tài).已知D物塊所受的摩擦力大小為F,則A物塊所受的摩擦力大小為(  ) A.F B.F C.F D.2F 解析:

15、選A.設(shè)A物塊所受的摩擦力大小為Ff,每根橡皮繩的彈力為FT,則有2FTcos 60°=Ff,對D:2FTcos 30°=F,解得Ff=F,故A正確,B、C、D錯誤. 13.(多選)(2019·杭州高二月考)如圖是簡易測水平風(fēng)速的裝置,輕質(zhì)塑料球用細線懸于豎直桿頂端O,當水平風(fēng)吹來時,球在水平風(fēng)力F的作用下飄起來.F與風(fēng)速v成正比,當v=3 m/s時,測得球平衡時細線與豎直方向的夾角θ=45°,則(  ) A.當風(fēng)速v=3 m/s時,F(xiàn)的大小恰好等于球的重力 B.當風(fēng)速v=6 m/s時,θ=90° C.水平風(fēng)力F越大,球平衡時,細線所受拉力越小 D.換用半徑相等,但質(zhì)量較大的球,則當

16、θ=45°時,v大于3 m/s 解析:選AD.對小球受力分析,小球受重力、風(fēng)力和拉力處于平衡,當細線與豎直方向的夾角θ=45°時,根據(jù)平行四邊形定則知,風(fēng)力F=mg,故A正確;當風(fēng)速為6 m/s,則風(fēng)力為原來的2倍,即為2mg,根據(jù)平行四邊形定則知,tan θ==2,θ≠90°,故B錯誤;拉力FT=,水平風(fēng)力越大,平衡時,細線與豎直方向的夾角θ越大,則細線的拉力越大,故C錯誤;換用半徑相等,但質(zhì)量較大的球,知重力變大,當θ=45°時,風(fēng)力F=mg,可知風(fēng)力增大,所以v大于3 m/s,故D正確. 14.(多選)如圖所示,輕質(zhì)不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點,懸掛衣服的

17、衣架掛鉤是光滑的,掛于繩上處于靜止狀態(tài).如果只人為改變一個條件,當衣架靜止時,下列說法正確的是(  ) A.繩的右端上移到b′,繩子拉力不變 B.將桿N向右移一些,繩子拉力變大 C.繩的兩端高度差越小,繩子拉力越小 D.若換掛質(zhì)量更大的衣服,則衣架懸掛點右移 解析:選AB.設(shè)兩段繩子間的夾角為2α,由平衡條件可知,2Fcos α=mg,所以F=,設(shè)繩子總長為L,兩桿間距離為s,由幾何關(guān)系L1sin α+L2sin α=s,得sin α==,繩子右端上移,L、s都不變,α不變,繩子張力F也不變,A正確;桿N向右移動一些,s變大,α變大,cos α變小,F(xiàn)變大,B正確;繩子兩端高度差

18、變化,不影響s和L,所以F不變,C錯誤;衣服質(zhì)量增加,繩子上的拉力增加,由于α不會變化,懸掛點不會右移,D錯誤. 15.(2019·臺州質(zhì)檢)將四塊相同的堅固石塊壘成圓弧形的石拱,其中第3、4塊固定在地基上,第1、2塊間的接觸面是豎直的,每塊石塊的兩個側(cè)面間所夾的圓心角均為30°.假定石塊間的摩擦力可以忽略不計,則第1、2塊石塊間的作用力F1和第1、3塊石塊間的作用力F2的大小之比為(  ) A.1∶2 B.∶2 C.∶3 D.∶1 解析:選B.以第1塊石塊為研究對象,受力分析如圖所示,石塊靜止,則F1=F2cos 30°,=cos 30°=,故B正確. - 6 -

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