2022年高中物理 共點(diǎn)力的平衡 動(dòng)態(tài)平衡分析同步練習(xí)(含解析)新人教版必修1

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1、2022年高中物理 共點(diǎn)力的平衡 動(dòng)態(tài)平衡分析同步練習(xí)(含解析)新人教版必修1 1.如圖所示,mA>mB,設(shè)地面對(duì)A的支持力為FN,繩子對(duì)A的拉力為F1,地面對(duì)A的摩擦力為F2,若水平方向用力F拉A,使B勻速上升,則在此過(guò)程中( ) A.FN增大,F(xiàn)2增大,F(xiàn)1不變 B.FN減小,F(xiàn)2減小,F(xiàn)1不變 C.FN減小,F(xiàn)2減小,F(xiàn)1增大 D.FN增大,F(xiàn)2減小,F(xiàn)1增大 2.如圖所示,一根輕彈簧上端固定在O點(diǎn),下端拴一個(gè)鋼球P,鋼球處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)對(duì)鋼球施加一個(gè)方向向右的外力F,使鋼球緩慢偏移.若外力F方向始終水平,移動(dòng)中彈簧與豎直方向的夾角θ<90°且彈簧的伸長(zhǎng)量不超過(guò)彈性

2、限度,下面給出的彈簧伸長(zhǎng)量x與cos θ的函數(shù)關(guān)系圖象中,最接近的是 3.如圖所示,一滑塊靜止在水平粗糙木板上,現(xiàn)將木板的一端緩慢抬高至其與水平成90○角,則在此過(guò)程中,滑塊所受的摩擦力 A.逐漸增大 B.逐漸減小 C.先減小后增大 D.先增大后減小 4.如圖所示,桌面上固定一個(gè)光滑豎直擋板,現(xiàn)將一個(gè)重球A與截面為三角形墊塊B疊放在一起,用水平外力F可以緩緩向左推動(dòng)B,使球慢慢升高,設(shè)各接觸面均光滑,則該過(guò)程中

3、 A.A和B均受三個(gè)力作用而平衡 B.B對(duì)桌面的壓力越來(lái)越大 C.A對(duì)B的壓力越來(lái)越小 D.推力F的大小恒定不變 5.如圖,物體在水平力F作用下靜止在斜面上。若稍許增大F,仍使物體靜止在斜面上,則斜面對(duì)物體的靜摩擦力Ff、支持力FN以及Ff和FN的合力F′變化情況是( ) A.Ff不一定增大,F(xiàn)N一定增大,F(xiàn)′一定增大 B.Ff一定增大,F(xiàn)N一定增大,F(xiàn)′不變 C.Ff、FN、F′均增大 D.Ff、FN不一定增大,F(xiàn)′一定增大 6.如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量都是m的小球A、B用輕桿連接后斜

4、放在墻上處于平衡狀態(tài).已知墻面光滑,水平地面粗糙.現(xiàn)將A球向上移動(dòng)一小段距離.兩球再次達(dá)到平衡,那么將移動(dòng)后的平衡狀態(tài)和原來(lái)的平衡狀態(tài)比較,地面對(duì)B球的支持力N和輕桿上的壓力F的變化情況是    A.N不變,F變大 B.N變大,F變大 C.N不變,F變小 D.N變大,F變小 7.如圖所示,不計(jì)重力的輕桿OP能以O(shè)為軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng),P端掛一重物,另用一根輕繩通過(guò)滑輪系住P端,當(dāng)OP和豎直方向的夾角緩慢增大時(shí)(),OP桿所受作用力的大小 A、恒定不變??????? B、逐漸增大 C、逐漸減小??????? D、先增大后減小 8. 如圖所示,兩根細(xì)繩拉住一個(gè)小

5、球,開(kāi)始時(shí)AC水平,現(xiàn)保持兩細(xì)線間的夾角不變,而將整個(gè)裝置順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過(guò),則在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,AC繩的拉力和BC繩的拉力大小變化情況是 A、先變大后變小,一直變小???? B、先變大后變小,一直變小 C、先變小后變大,一直變小??? D、先變小后變大,一直變大 9.如圖所示,用與豎直方向成θ角的傾斜輕繩子a和水平輕繩子b共同固定一個(gè)小球,這時(shí)繩b的拉力為F1.現(xiàn)在保持小球在原位置不動(dòng),使繩子b在原豎直平面內(nèi),逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)θ角固定,繩b拉力變?yōu)镕2;再轉(zhuǎn)過(guò)θ角固定,繩b拉力變?yōu)镕3,則( ) A.F1<F2<F3 B.F1= F3>F2 C.F1

6、= F3<F2 D.繩a拉力一直減小 10.如圖所示,把球夾在豎直墻壁AC和木板BC之間,不計(jì)摩擦,設(shè)球?qū)Ρ诘膲毫Υ笮镕1,對(duì)木板的壓力大小為F2,現(xiàn)將木板BC緩慢轉(zhuǎn)至水平位置的過(guò)程中( ) A.F1、F2都增大 B.F1增加、F2減小 C.F1減小、F2增加 D.F1、F2都減小 11.兩個(gè)大小相同的小球帶有同種電荷(可看作點(diǎn)電荷),質(zhì)量分別為m1和m2,帶電量分別是q1和q2,用兩等長(zhǎng)的絕緣線懸掛后,因靜電力而使兩懸線張開(kāi),分別與豎直方向成夾角和,如圖所示,若,則下述結(jié)論正確的是( ) A.q1一定等于q2 B.一

7、定滿足 C.m1一定等于m2 D.必定同時(shí)滿足q1=q2,m1=m2 12.如圖所示,物體A、B和C疊放在水平桌面上,水平力Fb=5 N、Fc=10 N,分別作用于物體B、C上,A、B和C仍保持靜止。以f1、f2、f3分別表示A與B、B與C、C與桌面間的靜摩擦力的大小,則( ) A.f1=5 N, f2=0, f3=5 N B.f1=5 N, f2=5 N, f3=0 C.f1=0, f2=5 N, f3=5 N D.f1=0, f2=10 N, f3=5 N 13.某歐式建筑物屋頂為半球形,一警衛(wèi)人員為執(zhí)行特殊任務(wù),必須冒險(xiǎn)在半球形屋頂

8、上向上緩慢爬行(如圖),他在向上爬過(guò)程中 ( ) A.屋頂對(duì)他的支持力變大 B.屋頂對(duì)他的支持力變小 C.屋頂對(duì)他的摩擦力變大 D.屋頂對(duì)他的摩擦力不變 14.如圖所示,固定的半球面右側(cè)是光滑的,左側(cè)是粗糙的,O點(diǎn)為球心,A、B為兩個(gè)完全相同的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),小物塊A靜止在球面的左側(cè),受到的摩擦力大小為F1,對(duì)球面的壓力大小為N1;小物塊B在水平力F2作用下靜止在球面的右側(cè),對(duì)球面的壓力大小為N2,已知兩小物塊與球心連線和豎直方向的夾角均為θ,則 A.F1:F2=cosθ:1 B.F1:F2

9、=sinθ:1 C.N1:N2=cos2θ:1 D.N1:N2=sin2θ:1 15.如圖所示,總質(zhì)量為460kg的熱氣球,從地面剛開(kāi)始豎直上升時(shí)的加速度為0.5m/s2,當(dāng)熱氣球上升到180m時(shí),以5m/s的速度向上勻速運(yùn)動(dòng).若離開(kāi)地面后熱氣球所受浮力保持不變,上升過(guò)程中熱氣球總質(zhì)量不變,所受空氣阻力與速度成正比,重力加速度g=10m/s2 .關(guān)于熱氣球,下列說(shuō)法正確的是( ) A.所受浮力大小為4830N B.加速上升過(guò)程中熱氣球處于完全失重狀態(tài) C.從地面開(kāi)始上升10s后的速度大小為5m/s D.以5m/s勻速上升時(shí)所受空

10、氣阻力大小為200N 16.如圖所示,物體在水平力作用下,靜止在斜面上.若稍許減小水平推力,而物體仍保持靜止,設(shè)斜面對(duì)物體的靜摩擦力為,物體所受的支持力為,則 ( ) A.和都一定減小 B.不一定減小,一定減小 C.和都不一定減小 D.一定減小,不一定減小 17.如圖所示,一質(zhì)量為m的物體A恰能在傾角為a的斜面體上勻速下滑。若用與水平方向成θ角、大小為F的力推A,使A加速下滑,斜面體始終靜止。下列關(guān)于斜面體受地面的摩擦力的說(shuō)法正確的是( ) A.方向水平向右,大小為mg cosαsinα B.方向水平向左,大小為mg cosαs

11、inα C.方向水平向左,大小為Fcos0 D.大小為0 18.輕繩一端系在質(zhì)量為m的物體A上,另一端系在一個(gè)套在粗糙豎直桿MN的圓環(huán)上?,F(xiàn)用水平力F拉住繩子上一點(diǎn)O,使物體A從圖中實(shí)線位置緩慢下降到虛線位置,但圓環(huán)仍保持在原來(lái)位置不動(dòng)。則在這一過(guò)程中,環(huán)對(duì)桿的摩擦力Ff和環(huán)對(duì)桿的壓力FN的變化情況是 O A N M F A.Ff保持不變,F(xiàn)N逐漸增大 B.Ff逐漸增大,F(xiàn)N保持不變 C.Ff逐漸減小,F(xiàn)N保持不變 D.Ff保持不變,F(xiàn)N逐漸減小 19.一個(gè)木塊靜止在固定斜面上,現(xiàn)用水平推力F作用于木塊上.當(dāng)F的大小由零逐漸增加到一定值,而木塊總保持靜止,如圖所示

12、,則( ) A.木塊受到的靜摩擦力增加。 B.木塊與斜面之間的最大靜摩擦力增加。 C.木塊受的合力增加。 D.木塊所受到的斜面支持力不變。 20.如圖所示,A、B兩物體的質(zhì)量分別是mA和mB,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),滑輪的質(zhì)量和一切摩擦不計(jì)。如果繩的一端由P點(diǎn)緩慢向左運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),整個(gè)系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài),關(guān)于繩子拉力大小F和兩滑輪間繩子與水平方向的夾角α的變化,以下說(shuō)法中正確的是 A.F變小,a變小 B.F變大,a變小 C.F不變,a不變 D.F不變,a變大 參考答案 1.A 【解析】 試題分析:由題,B保持勻速上升,由平衡條件得知,繩

13、子的拉力大小T不變.根據(jù)定滑輪的特點(diǎn)可知,A受到輕繩的拉力F1大小也不變. 對(duì)A分析受力情況如圖,則豎直方向力平衡得:FN+F1cosθ=GA,得 FN=GA-Tcosθ;A沿地板向右運(yùn)動(dòng)時(shí),θ增大,cosθ減小,F(xiàn)1不變,則FN逐漸增大,而F2=μN(yùn),μ不變,則F2也逐漸增大.故A正確,BCD錯(cuò)誤. 故選:A. 考點(diǎn):物體的平衡. 2.D 【解析】 試題分析:對(duì)小球進(jìn)行研究,分析受力情況:重力mg、水平外力F和彈簧的彈力f. 由平衡條件得,又由胡克定律得,則有,得 由數(shù)學(xué)知識(shí)得知,k、mg一定,x與成反比,故D正確. 考點(diǎn):考查了胡克定律 3.D 【解析】

14、試題分析:開(kāi)始時(shí)物體受重力和支持力,抬起后受到向上的靜摩擦力;靜摩擦力等于重力沿斜面向下的分力,即,隨角度的增大,摩擦力增大;當(dāng)角度達(dá)一定程度時(shí),物體開(kāi)始滑動(dòng),由靜摩擦力變化滑動(dòng)摩擦力,而滑動(dòng)摩擦力,隨角度的增加而增小,故摩擦力將減小故摩擦力是先增大后減小的,D正確 考點(diǎn):考查了摩擦力的計(jì)算 4.D 【解析】 試題分析: 先以小球A為研究對(duì)象,分析受力情況:重力、墻的彈力和斜面的支持力三個(gè)力.B受到重力、A的壓力、地面的支持力和推力F四個(gè)力,故A錯(cuò)誤;當(dāng)柱狀物體向左移動(dòng)時(shí),斜面B對(duì)A的支持力和墻對(duì)A的支持力方向均不變,根據(jù)平衡條件得知,這兩個(gè)力大小保持不變.則A對(duì)B的壓力也保持不

15、變.對(duì)整體分析受力如圖所示,由平衡條件得知,,墻對(duì)A的支持力不變,則推力F不變.地面對(duì)整體的支持力,保持不變.則B對(duì)地面的壓力不變,故B、C錯(cuò)誤,D正確。 考點(diǎn):共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用;力的合成與分解的運(yùn)用. 5.A 【解析】 試題分析:物體受重力、支持力、推力及摩擦力而處于平衡狀態(tài);根據(jù)受力分析及正交分解可得: 在垂直斜面方向上,F(xiàn)N=Gcosθ+Fsinθ;增大推力F,則支持力一定增大;沿斜面方向上有:Fcosθ=mgsinθ+f;若推力沿斜面向上的分力大于重力的分力,則摩擦力向下,若推力增大,則摩擦力增大;若推力沿斜面向下的分力小于重力的分力,則摩擦力向上,若推力增大,則摩擦

16、力減??;物體處于靜止,合力為零:Ff和FN的合力F′與重力與F的合力等大反向,推力F增大,則重力與F的合力增大,則Ff和FN的合力 F′增大;故選:A. 考點(diǎn):物體的平衡及正交分解法。 6.C 【解析】 試題分析:對(duì)整體進(jìn)行受力分析,豎直方向只總2mg和地面對(duì)B的支持力N,則知N=2mg,移動(dòng)兩球后,仍然平衡,則N仍然等于2mg,所以N不變.再隔離對(duì)A進(jìn)行受力分析,輕桿對(duì)A的作用力等于輕桿上受到的壓力,設(shè)輕桿對(duì)A球的作用力F與豎直方向的夾角為θ,則得:Fcosθ=mg,得,當(dāng)A球向上移動(dòng)一小段距離,夾角θ減小,cosθ變大,所以F減?。蔆正確. 考點(diǎn):物體的平衡;整體法及隔離法。

17、 7. A 【解析】 在OP桿和豎直方向夾角緩慢增大時(shí)(),結(jié)點(diǎn)P在一系列不同位置處于準(zhǔn)靜態(tài)平衡,以結(jié)點(diǎn)P為研究對(duì)象,如圖1所示,結(jié)點(diǎn)P受向下的拉力G,QP繩的拉力T, OP桿的支持力,三力中,向下的拉力恒定(大小、方向均不變),繩、桿作用力大小均變,繩PQ的拉力T總沿繩PQ收縮的方向,桿OP支持力方向總是沿桿而指向桿恢復(fù)形變的方向(方向變化有依據(jù)),做出處于某一可能位置時(shí)對(duì)應(yīng)的力三角形圖,如圖2所示,則表示這兩個(gè)力的有向線段組成的三角形與幾何線段組成的三角形相似,根據(jù)相似三角形知識(shí)即可求得,由圖可知,得,,即不變,正確答案為選項(xiàng)A 8. B 【解析】 整個(gè)裝置順時(shí)針緩

18、慢轉(zhuǎn)過(guò)時(shí),小球可在一系列不同位置處于準(zhǔn)靜態(tài)平衡,以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,如圖所示,小球受重力G, AC繩的拉力, BC繩的拉力,三力中,重力恒定(大小、方向均不變),兩繩拉力均變化,但方向總沿繩,隨繩的方位而變化(即變化有依據(jù)),做出繩處于各可能位置時(shí)對(duì)應(yīng)的力三角形圖,由圖可知,先逐漸增大(弦增大直徑)后逐漸減小,一直減小,到轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)減為零。正確答案為選項(xiàng)B,總結(jié):按受力圖,①首先畫(huà)出恒力(大小方向都不變的力),②將另二力按方向依據(jù)來(lái)確定力矢量依次首尾相接,③力三角形與相應(yīng)的幾何三角形的性質(zhì)比照,勾畫(huà)出閉合的矢量三角形。 9.BD 【解析】 試題分析:據(jù)題意,b繩第一次轉(zhuǎn)過(guò)θ角后F2與

19、a繩拉力Fa垂直,再轉(zhuǎn)過(guò)θ角后,F(xiàn)3和F1關(guān)于F2對(duì)稱,則有,且F2最小,則有:F1= F3>F2,故B選項(xiàng)正確;從力的三角形可以看出Fa的對(duì)應(yīng)邊長(zhǎng)度一直在減小,故a繩拉力一直在減小,D選項(xiàng)正確。 考點(diǎn):本題考查力的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題。 10.D 【解析】 試題分析:設(shè)球?qū)Ρ诘膲毫Υ笮镕1`,對(duì)木板的壓力大小為F2`,根據(jù)牛頓第三定律知,墻壁和木板對(duì)球的作用力分別為F1和F2.以小球研究對(duì)象,分析受力情況,作出力圖. 設(shè)木板與水平方向的夾角為θ.根據(jù)平衡條件得:?F1=Gtanθ,F(xiàn)2=,將木板BC緩慢轉(zhuǎn)至水平位置的過(guò)程中,θ減小,tanθ減小,cosθ增大,則得到 F1,F(xiàn)2均減

20、?。? 考點(diǎn):本題考查共點(diǎn)力作用下的動(dòng)態(tài)平衡。 11. C 【解析】 試題分析: 題中電荷電量可能不同,也可能相同,但各自所受的電場(chǎng)力大小卻相同,方向相反.由于它們與豎直線所成的角度均為α,且兩球同處一水平線上,所以根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可確定,它們的質(zhì)量一定相等.故ABD錯(cuò)誤,C正確. 考點(diǎn): 庫(kù)侖定律;共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用 12.C 【解析】 試題分析:以A為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析可知,A受重力、支持力,二力平衡,水平方向上若受摩擦力作用,那么物體A不能保持平衡,所以AB之間的摩擦力為零,所以AB錯(cuò)誤;以AB整體為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析,水平、豎直方向上受力平衡,水平方向受Fb

21、及物體C對(duì)B的支持力,二力平衡,所以可知,所以D錯(cuò)誤;再以三個(gè)物體整體為研究對(duì)象分析受力,水平方向上受地面摩擦力、Fb、Fc三力平衡,有,代入數(shù)據(jù)解得,所以選項(xiàng)C正確; 考點(diǎn):共點(diǎn)力平衡 13.A 【解析】 試題分析:以人為研究對(duì)象分析受力可知,人受到重力、摩擦力、屋頂?shù)闹С至?,其中屋頂支持力和摩擦力的方向都在變化,所以可以采用相似三角形的方法把物理?wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題求解,如下圖所示: 如上圖可以看出,下方的紅色幾何三角形與上方力的矢量三角形相似,即滿足,故可知屋頂對(duì)人的支持力在變大,摩擦力在變小,所以只有選項(xiàng)A正確; 考點(diǎn):共點(diǎn)力平衡之動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題 14.AC 【解析】

22、 試題分析:分別對(duì)A、B兩個(gè)相同的小物塊受力分析如圖,A受到重力,沿球面斜向上的摩擦力F1,垂直于球向斜向上的支持力,它的大小等于它對(duì)球面的壓力N1,故F1=mgsinθ;N1=mgcosθ; B受到重力,作用力F2及球面對(duì)它的支持力,其大小等于它對(duì)球面的壓力N2,故F2=mgtanθ,N2=,所以F1:F2=,故A是正確的,B不對(duì);N1:N2=cosθ:= cos2θ:1,C是正確的,D是不對(duì)的。 考點(diǎn):受力分析,力的平衡。 15.A 【解析】 試題分析:熱氣球從地面剛開(kāi)始豎直上升時(shí),速度為零,故阻力為零,氣球受重力和浮力,根據(jù)牛頓第二定律有:,解得,故A正確.上升過(guò)程中先是

23、向上的加速度,處于超重狀態(tài),后勻速運(yùn)動(dòng)處于平衡狀態(tài),選項(xiàng)B錯(cuò)誤.剛開(kāi)始豎直上升時(shí)的加速度為0.5m/s2,氣球是變加速運(yùn)動(dòng),加速度逐漸減小,故10s后的速度大小小于5m/s,故C錯(cuò)誤.以5m/s勻速上升時(shí),根據(jù)平衡條件,有:,解得f=230N,故D錯(cuò)誤.故選A. 考點(diǎn):本題考查了共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用、力的合成與分解的運(yùn)用、牛頓第二定律. 16.B 【解析】 試題分析:物體受重力、支持力、推力及摩擦力而處于平衡狀態(tài);受力分析及正交分解如圖所示: 在y軸方向上,,減小推力,則支持力一定減小.沿斜面方向上有: ,若推力沿斜面向上的分力大于重力的分力,則摩擦力向下,若推力減小,則摩

24、擦力減?。蝗敉屏ρ匦泵嫦蛳碌姆至π∮谥亓Φ姆至?,則摩擦力向上,若推力減小,則摩擦力變大.故A、C、D錯(cuò)誤,B正確;故選B. 考點(diǎn):本題考查了共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用、滑動(dòng)摩擦力、力的合成與分解的運(yùn)用. 17.D 【解析】 試題分析:由物體A恰能在傾角為a的斜面體上勻速下滑,則有,當(dāng)施加力F后,A對(duì)斜面的壓力及摩擦力對(duì)于斜面體仍豎直向下,故D正確。 考點(diǎn):物體的受力情況、平衡條件、摩擦力 18.D 【解析】 試題分析:對(duì)系統(tǒng)整體進(jìn)行受力分析:物體A和套在粗糙豎直桿MN的圓環(huán)上受豎直向下的重力,桿對(duì)圓環(huán)提供水平向左的彈力,豎直向上的靜摩擦力,水平向左的外力,由物體的平衡知,摩擦力由

25、兩物體的重力平衡,不隨物體A位置的變化而改變,既Ff保持不變;物體A受豎直向下的重力,沿繩方向的拉力,水平向左的外力,設(shè)繩與豎直方向的夾角為α,由于,隨夾角為α的減小,cosα增大,則T減小,,隨夾角為α的減小,sinα減小,T減小,則FN逐漸減小,只有D選項(xiàng)正確。 考點(diǎn):物體的動(dòng)態(tài)平衡 整體法和隔離法 19.B 【解析】 試題分析:對(duì)木塊受力分析,根據(jù)平衡條件知,當(dāng)F由零逐漸增加時(shí),木塊與斜面間的靜摩擦力先減小,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)木塊垂直斜面方向受力平衡知當(dāng)F增大時(shí),木塊與斜面間的正壓力增大,因最大靜摩擦力與正壓力成正比,故最大靜摩擦力也增加,故選項(xiàng)B正確,D錯(cuò)誤;因木塊不動(dòng),受合力始終為零,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。 考點(diǎn):物體平衡條件的應(yīng)用 20.C 【解析】 試題分析:物體B要保持靜止就要受力平衡,即繩子拉力,無(wú)論P(yáng)點(diǎn)怎么移動(dòng),繩子拉力都要與B的重力平衡,大小不變。再分析A受到自身重力和兩個(gè)繩子拉力作用,同一個(gè)繩子拉力相等,根據(jù)A處于平衡有兩個(gè)拉力的合力與A的重力等大反向,有幾何關(guān)系可得,A的質(zhì)量不變,繩子拉力不變,所以?shī)A角不變選項(xiàng)C對(duì)。 考點(diǎn):共點(diǎn)力的平衡

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