高三物理一輪 2.3受力分析 共點力的平衡課后鞏固訓練（含解析）.doc

第課時受力分析共點力的平衡 【測控導航】考點題號1.受力分析1、22.共點力的平衡條件及其應用3、10、113.動態(tài)平衡問題6、94.臨界與極值問題7、85.整體法、隔離法的應用4、517題為單選題;8、9題為多選題1.(2013達州質量檢測)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.則物體a的受力個數(shù)為(b)a.2b.3c.4d.5解析:以a、b為系統(tǒng)分析受力情況,可知水平方向不受力,故墻對a無作用力.a僅受重力、b對a的摩擦力及b對a的彈力三個力的作用.故選項b對.2.如圖所示,一傾角為45的斜面固定于豎直墻上,為使一光滑的鐵球靜止,需加一水平力f,且f過球心,下列說法中正確的是(c)a.球一定受墻的彈力且水平向左b.球可能受墻的彈力且水平向右c.球一定受斜面的彈力且垂直斜面向上d.球可能受斜面的彈力且垂直斜面向上解析:對球受力分析,可以確定的力是水平力f和重力mg,根據(jù)平衡條件,斜面對球一定有彈力的作用,墻對球可能有彈力,也可能沒有彈力,故選項c正確.3.(2012蚌埠模擬)如圖所示,質量分別為m1、m2的兩個物體通過輕彈簧連接,在力f的作用下一起沿水平方向做勻速直線運動(m1在地面,m2在空中),力f與水平方向成角.則m1所受支持力n和摩擦力f正確的是(a)a.n=m1g+m2g-fsin b.n=m1g+m2g-fcos c.f=f/cos d.f=fsin 解析:對于m1、m2和輕彈簧組成的系統(tǒng)受力分析如圖.由平衡條件知:水平方向:f=fcos 豎直方向:n+fsin =m1g+m2g.由以上兩式得:f=fcos ,n=m1g+m2g-fsin ,故選項a正確.當研究系統(tǒng)受外力時,需采用整體法;當研究系統(tǒng)內各部分之間的相互作用時,宜采用隔離法.4.(2013寧波六校期中)如圖所示,兩個完全相同的光滑球的質量為m,放在豎直擋板和傾角為的固定斜面間.若緩慢轉動擋板至與斜面垂直,則在此過程中(a)a.a、b兩球間的彈力不變b.b球對斜面的壓力逐漸增大c.b球對擋板的壓力逐漸增大d.a球對斜面的壓力逐漸增大解析:緩慢轉動擋板表示a、b兩球始終處于平衡狀態(tài).本題采用先隔離后整體的分析方法.先對a球,共受三個力而平衡,b對a的彈力與a的重力沿斜面方向的分力相等,大小與方向均不變,即選項a正確,a球對斜面的壓力等于其重力沿垂直斜面方向的分力,大小與方向均不變,選項d錯誤;再對a、b整體,也是共受三個力而平衡,其中a、b的重力為恒力,斜面對a、b的彈力方向不變,擋板對b的彈力沿斜面方向的分力與a、b的重力沿斜面方向的分力相等,大小不變,當擋板緩慢轉動時,擋板對b的彈力減小,進而可知b球對斜面的壓力也減小,因此,選項b、c均錯誤.5.(2012銀川質檢)如圖所示,頂端裝有定滑輪的斜面體放在粗糙水平面上,a、b兩物體通過細繩相連,并處于靜止狀態(tài)(不計繩的質量和繩與滑輪間的摩擦).現(xiàn)用水平向右的力f作用于物體b上,將物體b緩慢拉高一定的距離,此過程中斜面體與物體a仍然保持靜止.在此過程中(d)a.水平力f一定變小b.斜面體所受地面的支持力一定變大c.物體a所受斜面體的摩擦力一定變大d.地面對斜面體的摩擦力一定變大解析:取物體b為研究對象,分析其受力情況如圖所示.則有f=mgtan ,t=mgcos,在物體b緩慢被拉高的過程中,增大,則水平力f隨之變大,故選項a錯誤;對a、b兩物體與斜面體這個整體而言,由于斜面體與物體a仍然保持靜止,則地面對斜面體的摩擦力一定變大,故選項d正確;但是因為整體豎直方向并沒有其他力,故斜面體所受地面的支持力不變,故選項b錯誤;在這個過程中盡管繩子張力t變大,但是由于物體a所受斜面體的摩擦力開始并不知道其方向,故物體a所受斜面體的摩擦力的情況無法確定,故選項c錯誤.6.(2012福州市高三期末質量檢查)如圖所示,a,b兩物體的質量分別為ma,mb,且mamb,整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).滑輪的質量和一切摩擦均不計.如果繩一端由q點緩慢地向左移到p點,整個系統(tǒng)重新平衡后,繩的拉力f和兩滑輪間繩與水平方向的夾角變化情況是(d)a.f變大,角變大b.f變小,角變小c.f不變,角變小d.f不變,角不變解析:重新平衡后,繩的拉力f仍等于a物體的重力,b物體所受的繩的拉力等于b物體的重力,所以有:2magsin =mbg,即sin =mb2ma,不變,選項d正確.本題常錯選a項,其原因是沒有明確繩的拉力等于a物體的重力;解答本題的另一個難點是如何選取研究對象,選取滑輪為研究對象是關鍵.7.(2013黃山七校聯(lián)考)如圖所示,質量為m的小球用細線拴住放在光滑斜面上,斜面足夠長,傾角為的斜面體置于光滑水平面上,用水平力f推斜面體使斜面體緩慢地向左移動,小球沿斜面緩慢升高.當線拉力最小時,推力f等于(d)a.mgsin b.12mgsin c.mgsin 2d.12mgsin 2解析:對小球進行受力分析,當細線與斜面平行時,線的拉力最小,如圖(甲)所示,可知斜面對小球的支持力n=mgcos .由牛頓第三定律可知,小球對斜面的壓力n=mgcos ,將壓力n正交分解為水平向右的分力n1=nsin 和豎直向下的分力n2=ncos ,如圖(乙)所示,斜面體為平衡狀態(tài),所以推力f=n1=mgcos sin =12mgsin 2,故選項d正確.8.(2012福州模擬)如圖所示,重50 n的物體a放在傾角為37的粗糙斜面上,有一根原長為10 cm,勁度系數(shù)為800 n/m的彈簧,其一端固定在斜面頂端,另一端放置物體a后,彈簧長度伸長為14 cm,現(xiàn)用一測力計沿斜面向下拉物體a,若物體a與斜面間的最大靜摩擦力為20 n,當彈簧的長度仍為14 cm時,測力計的讀數(shù)不可能為(sin 37=0.6)(bc)a.10 nb.30 nc.40 nd.0 n解析:a在斜面上處于靜止狀態(tài)時合外力為零,a在斜面上受五個力的作用,分別為重力、支持力、彈簧彈力、摩擦力、拉力f,當摩擦力的方向沿斜面向上時f+mgsin 37fm+f彈,f22 n,當摩擦力沿斜面向下時,f最小值為零.選項b、c正確.9.(2013資陽高三期中)如圖所示,汽車用繩索通過定滑輪牽引小船,使小船勻速靠岸,若水對船的阻力不變,則下列說法中正確的是(ab)a.繩子的拉力不斷增大b.船受到的浮力不斷減小c.船受到的合力不斷增大d.繩子的拉力可能不變解析:對小船受力分析如圖所示,設繩索拉力與水平方向成角,則由平衡條件列方程得:f2cos =f3、f2sin +f1=mg,在小船勻速靠岸的過程中,角增大,阻力f3、重力mg保持不變,故繩索的拉力f2增大,浮力f1減小,船受到的合力一直為零.所以選項a、b正確.10.(2012銅陵模擬)如圖所示,輕桿bc的c點用光滑鉸鏈與墻壁固定,桿的b點通過水平細繩ab使桿與豎直墻壁保持30的夾角.若在b點懸掛一個定滑輪(不計重力),某人用它勻速地提起重物.已知重物的質量m=30 kg,人的質量m=50 kg,g取10 m/s2.試求:(1)此時地面對人的支持力的大小;(2)輕桿bc和繩ab所受力的大小.解析:(1)因勻速提起重物,則t=mg,且繩對人的拉力為mg,所以地面對人的支持力為:n=mg-mg=(50-30)10 n=200 n,方向豎直向上.(2)定滑輪對b點的拉力方向豎直向下,大小為2mg,桿對b點的彈力方向沿桿的方向,如圖所示,由共點力平衡條件得:fab=2mgtan 30=2301033 n=2003 nfbc=2mgcos30=2301032 n=4003 n.答案:(1)200 n(2)4003 n2003 n11.(2012江蘇錫南質量檢測)如圖(甲)所示,輕繩ad跨過固定在水平橫梁bc右端的定滑輪掛住一個質量為m1的物體,acb=30;如圖(乙)中輕桿hg一端用鉸鏈固定在豎直墻上,另一端g通過細繩eg拉住,eg與水平方向也成30,輕桿的g點用細繩gk掛住一個質量為m2的物體,求:(1)細繩ac段的張力fac與細繩eg的拉力feg之比;(2)輕桿bc對c端的支持力;(3)輕桿hg對g端的支持力.解析:圖(甲)和圖(乙)中的兩個物體m1、m2都處于平衡狀態(tài),根據(jù)平衡條件,可判斷與物體相連的細繩的拉力大小等于物體的重力;分別取c點和g點為研究對象,進行受力分析如圖(丙)、(丁)所示,(1)圖(丙)中輕繩ad跨過定滑輪掛住質量為m1的物體,物體處于平衡狀態(tài),繩ac段的拉力fac=fcd=m1g;圖(丁)中由于fegsin 30=m2g得feg=2m2g,所以得fac/feg=m1/(2m