（山西專版）2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一篇 選擇題熱點(diǎn)2 受力分析及共點(diǎn)力平衡問題精練（含解析）

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1、熱點(diǎn)2　受力分析及共點(diǎn)力平衡問題 熱考題型 　　高中常見的性質(zhì)力有重力、彈力、摩擦力、電場力、磁場力等,一定要明確各種力產(chǎn)生的原因、條件,要熟悉每種力的大小和方向的特征,按照“一重、二彈、三摩擦、四其他”的順序?qū)ξ矬w進(jìn)行受力分析。 　　利用整體法和隔離法解決物理問題是高考物理中常用的方法之一。一般來說,對于不要求討論系統(tǒng)內(nèi)部物體之間受力情況的,首先使用整體法,解題過程簡明、快捷;如果要考慮系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)物體之間的相互作用力,則必須使用隔離法。在實(shí)際應(yīng)用中,整體法和隔離法往往交替使用。 題型一　整體法和隔離法在共點(diǎn)力平衡中的應(yīng)用 1.如圖所示,桌面上固定一個(gè)光滑豎直擋板,現(xiàn)將一個(gè)長方體物

2、塊A與截面為三角形的墊塊B疊放在一起,用水平外力F緩緩向左推動(dòng)B,使A緩慢升高。設(shè)各接觸面均光滑,則該過程中　(　　) A.A和B均受三個(gè)力作用而平衡 B.B對桌面的壓力越來越大 C.A對B的壓力越來越小 D.推力F的大小恒定不變 答案　D　A受到重力、擋板的彈力和B的支持力三個(gè)力作用,B受到重力、A的壓力、桌面的支持力和推力F四個(gè)力作用,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。當(dāng)B向左緩慢移動(dòng)時(shí),B對A的支持力和擋板對A的彈力方向均不變,根據(jù)平衡條件可知,這兩個(gè)力的大小也保持不變,則A對B的壓力也保持不變;對整體受力分析如圖所示,由平衡條件可知F=FN1,擋板對A的彈力FN1不變,則推力F不變;桌面對整體

3、的支持力FN=G總,保持不變,則B對桌面的壓力不變。綜上可知,B、C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。 題型二　力的動(dòng)態(tài)平衡分析 2.如圖所示,兩小球A、B通過O點(diǎn)處光滑的小滑輪用細(xì)線相連,小球A置于光滑半圓柱上,小球B用水平線拉著系于豎直板上,兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài),已知O點(diǎn)在半圓柱截面圓心O1的正上方,OA與豎直方向成30°角,其長度與圓柱底面圓的半徑相等,OA⊥OB,則A、B兩球的質(zhì)量之比為(　　) A.23 B.231 C.12 D.33 答案　B　小球A、B受力如圖所示,則對小球A有mAg、T、N組合成的力三角形與△OAO1相似,又因OA長與圓柱底面圓的半徑相等,∠AOO1=30°,所以

4、T=33mAg;對小球B有T'cos60°=mBg,T=T',所以A、B兩球的質(zhì)量之比為mAmB=231,B對。 題型三　共點(diǎn)力平衡問題 3.如圖所示,小方塊代表一些相同質(zhì)量的鉤碼,圖甲中O為輕繩之間連接的結(jié)點(diǎn),圖乙中光滑的輕質(zhì)小滑輪跨在輕繩上懸掛鉤碼,兩裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)將圖甲中B滑輪沿虛線稍稍上移一些,圖乙中的端點(diǎn)B沿虛線稍稍上移一些(乙圖中的繩長不變),則關(guān)于圖中θ角和OB繩的張力F的變化,下列說法正確的是(　　) A.甲、乙圖中的θ角均增大,F均不變 B.甲、乙圖中的θ角均不變,F均不變 C.甲圖中θ角增大、乙圖中θ角不變,張力F均不變 D.甲圖中θ角減小、F不

5、變,乙圖中θ角增大、F減小 答案　B　甲圖中,若將B滑輪沿虛線稍稍上移一些,O結(jié)點(diǎn)所受三個(gè)力大小不變,根據(jù)力的合成法則可知,夾角θ不變。乙圖中,因是光滑的滑輪,且繩子中的張力大小相等,則OA、OB段繩中的力總是相等的,因此合力過OA、OB夾角的角平分線,將端點(diǎn)B稍上移,由于繩長不變,分析可知OA、OB夾角不變,則θ角不變,繩子中的張力大小F不變。故B項(xiàng)正確。 跟蹤集訓(xùn)　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　 1.如圖,兩個(gè)彈簧的質(zhì)量不計(jì),勁度系數(shù)分別為k1、k2,它們一端固定在質(zhì)量為m的物體上,另一端分別固定在Q、P處,當(dāng)物體平衡時(shí)上面的彈簧處于原長。若把固定的物體換為質(zhì)量為2m的物體(

6、彈簧的長度不變,且均在彈性限度內(nèi)),當(dāng)物體再次平衡時(shí),物體比第一次平衡時(shí)的位置下降了x,則x為(　　) A.mgk1+k2 B.k1k2mg(k1+k2) C.2mgk1+k2 D.k1k22mg(k1+k2) 答案　A　當(dāng)固定物體的質(zhì)量為m時(shí),下方彈簧被壓縮的長度為x1=mgk1;當(dāng)固定物體的質(zhì)量變?yōu)?m時(shí),設(shè)物體下降的高度為x,則上方彈簧伸長的長度為x,下方彈簧被壓縮的長度為x1+x,兩彈簧對物體的彈力的合力等于2mg,由胡克定律和平衡條件得k2x+k1(x1+x)=2mg。聯(lián)立解得x=mgk1+k2,故A項(xiàng)正確。 2.如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量為m1的小球套在豎直放置的光滑支架上,支

7、架的夾角為120°,用輕繩將兩球與質(zhì)量為m2的小球連接,繩與支架構(gòu)成一個(gè)菱形,則m1∶m2為(　　) A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.3∶2 答案　A　將質(zhì)量為m2的小球的重力按效果根據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行分解,如圖,由幾何知識得T=m2g;對支架右側(cè)的小球進(jìn)行受力分析,由平衡條件得,在沿支架方向有:m1gsin30°=Tsin30°,得T=m1g,可見m1∶m2=1∶1,故選A。 3.(多選)如圖所示,頂端裝有定滑輪的粗糙斜面體(傾角為α)放在水平地面上,A、B兩物體通過細(xì)繩跨過滑輪連接,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)(不計(jì)繩的質(zhì)量和繩與滑輪間的摩擦)。現(xiàn)用水平力作用于物體A上,緩

8、緩拉開一小角度,斜面體與物體B一直保持靜止,此過程中(　　) A.繩子對物體A的拉力一定變大 B.斜面體對物體B的摩擦力一定變大 C.地面對斜面體的彈力不變 D.地面對斜面體的摩擦力變大 答案　ACD　物體A受力如圖,由平衡條件得F'cosθ=mAg,所以F'=mAgcosθ,隨著θ的增大,F'增大,A項(xiàng)正確。物體B受重力、斜面體的支持力FN、繩子的拉力F″(等于F')和斜面體的摩擦力Ff(圖中未畫出)作用,當(dāng)mBgsinα>F″時(shí),摩擦力沿斜面向上,且隨著F″的增大而減小;當(dāng)mBgsinα

9、統(tǒng),豎直方向受重力和地面的彈力作用,二力平衡,故地面對斜面體的彈力不變,系統(tǒng)水平方向受拉力和地面的摩擦力作用,對A有F=mAgtanθ,隨著θ的增大,拉力F增大,地面對斜面體的摩擦力也增大,C、D項(xiàng)正確。 4.如圖所示,MON為張角為90°的V形光滑支架,小球靜止于支架內(nèi)部,初始時(shí)刻支架的NO邊處于豎直方向,將支架繞O點(diǎn)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過程中,NO板對小球彈力的變化情況為(　　) A.一直增大 B.一直減小 C.先增大后減小 D.先減小后增大 答案　A　設(shè)NO與水平方向的夾角為θ,將支架繞O點(diǎn)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過程中,θ逐漸減小到0,以小球?yàn)檠芯繉ο?根據(jù)平衡條件易得NO板對小球的彈力為mgcosθ,所以選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。 6