高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 課后分級(jí)演練6 受力分析 共點(diǎn)力的平衡

1、課后分級(jí)演練(六) 受力分析 共點(diǎn)力的平衡【a級(jí)基礎(chǔ)練】1.如圖所示，在傾斜的滑桿上套一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)通過輕繩拉著一個(gè)質(zhì)量為m的物體，在圓環(huán)沿滑桿向下滑動(dòng)的過程中，懸掛物體的輕繩始終處于豎直方向則()a環(huán)只受三個(gè)力作用b環(huán)一定受四個(gè)力作用c物體做勻加速運(yùn)動(dòng)d懸繩對(duì)物體的拉力小于物體的重力解析：b分析物體m可知，其受兩個(gè)力作用，重力和輕繩拉力，因?yàn)閼覓煳矬w的輕繩始終處于豎直方向，故二力平衡，物體做勻速運(yùn)動(dòng)，c、d錯(cuò)誤；再對(duì)環(huán)進(jìn)行受力分析可知，環(huán)受重力、輕繩拉力、滑桿支持力和摩擦力，a錯(cuò)誤，b正確2.孔明燈相傳是由三國(guó)時(shí)的諸葛孔明發(fā)明的如圖所示，有一盞質(zhì)量為m的孔明燈升空后向著東北偏上方向

2、沿直線勻速上升，則此時(shí)孔明燈所受空氣的作用力的大小和方向是()a0bmg，豎直向上cmg，東北偏上方向d.mg，東北偏上方向解析：b本題考查物體的平衡，考查考生對(duì)平衡狀態(tài)的理解孔明燈做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受重力和空氣的作用力而平衡，空氣的作用力與重力等大反向，選項(xiàng)b正確3.目前，我市每個(gè)社區(qū)均已配備了公共體育健身器材圖示器材為一秋千，用兩根等長(zhǎng)輕繩將一座椅懸掛在豎直支架上等高的兩點(diǎn)由于長(zhǎng)期使用，導(dǎo)致兩根支架向內(nèi)發(fā)生了稍小傾斜，如圖中虛線所示，但兩懸掛點(diǎn)仍等高座椅靜止時(shí)用f表示所受合力的大小，f1表示單根輕繩對(duì)座椅拉力的大小，與傾斜前相比()af不變，f1變小bf不變，f1變大cf變小，f1變小df變

3、大，f1變大解析：a由平衡條件可知兩繩拉力的合力大小等于座椅的重力，所以f不變，兩根支架向內(nèi)發(fā)生了稍小傾斜，兩繩夾角變小，所以兩繩拉力變小，即f1變小a正確4.如圖所示，放置在斜劈上的物塊受到平行于斜面向上的力f的作用，整個(gè)裝置保持靜止現(xiàn)在使力f增大，但整個(gè)裝置仍保持靜止，則下列說法正確的是()a物塊對(duì)斜劈的壓力可能增大b物塊受到的合外力可能增大c地面對(duì)斜劈的摩擦力可能減小d斜劈對(duì)物塊的摩擦力可能減小解析：d由于f平行于斜劈，現(xiàn)在使力f增大，物塊對(duì)斜劈的壓力不變，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；由于整個(gè)裝置處于靜止，物塊受到的合外力不變，仍為0，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；把物塊和斜劈看成整體，現(xiàn)在使力f增大，地面對(duì)斜劈的摩擦力

4、增大，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；當(dāng)f很小時(shí)，斜劈對(duì)物塊的摩擦力沿斜劈向上，增大f，斜劈對(duì)物塊的摩擦力可能減小，選項(xiàng)d正確5(2017·河北石家莊二中模擬)如圖所示，彈簧秤、繩和滑輪的重力不計(jì)，摩擦力不計(jì)，物體重量都是g.在甲、乙、丙三種情況下，彈簧的讀數(shù)分別是f1、f2、f3，則()甲乙丙af3>f1f2bf3f1>f2cf1f2f3df1>f2f3解析：b題甲圖：物體靜止，彈簧的拉力f1g.題乙圖：以物體為研究對(duì)象，作出受力圖如圖甲由平衡條件得f2gsin 60°mg.題丙圖：以動(dòng)滑輪為研究對(duì)象，受力如圖乙由幾何知識(shí)得f3mg.故f3f1>f2，b正確甲乙6.(

5、2017·山東淄博模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的斜面體a放在粗糙水平面上，用輕繩拴住質(zhì)量為m的小球b置于斜面上，輕繩與斜面平行且另一端固定在豎直墻面上，不計(jì)小球與斜面間的摩擦，斜面體與墻不接觸，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)則()a水平面對(duì)斜面體沒有摩擦力作用b水平面對(duì)斜面體有向左的摩擦力作用c斜面體對(duì)水平面的壓力等于(mm)gd斜面體對(duì)水平面的壓力小于(mm)g解析：d將斜面體a和小球b作為一個(gè)整體，由于受輕繩斜向上的拉力，因此地面對(duì)a有向右的摩擦力，a、b錯(cuò)誤；同時(shí)斜面體對(duì)地面的壓力小于(mm)g，d正確，c錯(cuò)誤7.輕桿的一端安裝有一個(gè)小滑輪p，用手握住桿的另一端支持著懸掛重物的繩子，如圖所示

6、，現(xiàn)保持滑輪的位置不變，使桿向下轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度到虛線位置，則下列關(guān)于桿對(duì)滑輪p的作用力的判斷正確的是()a變大b不變c變小d無法確定解析：b由于滑輪位置不變，細(xì)繩中的拉力不變，滑輪兩側(cè)細(xì)繩的夾角不變，由平衡條件可知，桿對(duì)滑輪p的作用力不變，選項(xiàng)b正確8質(zhì)量為10 kg的物體置于水平地面上，它與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2.從t0開始，物體以一定的初速度向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到一個(gè)水平向左的恒力f10 n的作用則反映物體受到的摩擦力ff隨時(shí)間t變化的圖象是下列圖示中的(取水平向右為正方向，g取10 m/s2)()解析：b剛開始一段時(shí)間內(nèi)，物體做減速運(yùn)動(dòng)，物體受到滑動(dòng)摩擦力的作用ffmg20 n；速度減為零后

7、，因?yàn)樗嚼π∮谖矬w與地面間的最大靜摩擦力，所以物體靜止，此時(shí)物體受到的摩擦力是靜摩擦力，根據(jù)物體的平衡條件可知，ff10 n綜上分析，選項(xiàng)b正確9.(多選)如圖所示，形狀和質(zhì)量完全相同的兩個(gè)圓柱體a、b靠在一起，表面光滑，重力為g，其中b的下半部剛好固定在水平面mn的下方，上邊露出另一半，a靜止在平面上現(xiàn)過a的軸心施以水平作用力f，可緩慢地將a拉離平面一直滑到b的頂端，對(duì)該過程分析，則應(yīng)有()a拉力f先增大后減小，最大值是gb開始時(shí)拉力f最大為g，以后逐漸減小為0ca、b間的壓力開始最大為2g，以后逐漸減小到gda、b間的壓力由0逐漸增大，最大為g解析：bc要把a(bǔ)拉離平面，在開始時(shí)，平面m

8、n對(duì)a球的支持力應(yīng)為0，因此a球受力分析如圖甲所示，則sin ，所以30°，拉力fg.當(dāng)球a逐漸上升時(shí)，用圖解法分析f的變化如圖乙所示，在球a上升時(shí)，拉力f逐漸減小至0，在開始時(shí)，a、b間的壓力fn2g，以后逐漸減小至g，因此正確選項(xiàng)為b、c.甲乙10.如圖所示，光滑金屬球的重力g40 n它的左側(cè)緊靠豎直的墻壁，右側(cè)置于傾角37°的斜面體上，已知斜面體處于水平地面上保持靜止?fàn)顟B(tài)，sin 37°0.6，cos 37°0.8.求：(1)墻壁對(duì)金屬球的彈力大??；(2)水平地面對(duì)斜面體的摩擦力的大小和方向解析：(1)金屬球靜止，則它受到三個(gè)力的作用而平衡(如圖所

9、示)由平衡條件可得墻壁對(duì)金屬球的彈力為fn1gtan 37°40× n30 n.(2)斜面體對(duì)金屬球的彈力為fn250 n，由斜面體平衡可知地面對(duì)斜面體的摩擦力大小為fffn2sin 37°30 n，摩擦力的方向水平向左答案：(1)30 n(2)30 n方向水平向左【b級(jí)提升練】11.(2017·廣東汕頭二模)重力都為g的兩個(gè)小球a和b用三段輕繩如圖連接后懸掛在o點(diǎn)上，o、b間的繩子長(zhǎng)度是a、b間的繩子長(zhǎng)度的2倍，將一個(gè)拉力f作用到小球b上，使三段輕繩都伸直且o、a間和a、b間的兩段繩子分別處于豎直和水平方向上，則拉力f的最小值為()a.gb.gcgd.

10、g解析：a對(duì)a球受力分析可知，因o、a間繩豎直，則a、b間繩上的拉力為0.對(duì)b球受力分析如圖所示，則可知當(dāng)f與o、b間繩垂直時(shí)f最小，fmingsin ，其中sin ，則fming，故a項(xiàng)正確12.如圖所示，質(zhì)量不等的盒子a和物體b用細(xì)繩相連，跨過光滑的定滑輪，a置于傾角為的斜面上，與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)tan ，b懸于斜面之外而處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)向a中緩慢加入砂子，下列說法正確的是()a繩子拉力逐漸減小ba對(duì)斜面的壓力逐漸增大ca所受的摩擦力一定逐漸增大da可能沿斜面下滑解析：b本題考查共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用，意在考查考生的受力分析能力以及應(yīng)用平衡條件解決問題的能力當(dāng)magsin mbg時(shí)，對(duì)a受力

11、分析，由平衡條件有magsin ffmbg，隨ma的增大，摩擦力不斷增大；當(dāng)magsin mbg時(shí)，由平衡條件有magsin ffmbg，隨ma的增大，摩擦力不斷減小，c錯(cuò)誤；在垂直斜面方向上，始終有fnmagcos ，因此隨著砂子的不斷加入，a對(duì)斜面的壓力不斷增大，b正確；由tan 可知，最大靜摩擦力ffmaxmagcos magsin ，比較以上兩個(gè)平衡關(guān)系式可知，a所受靜摩擦力始終小于最大靜摩擦力，故a保持靜止，d錯(cuò)誤；此時(shí)繩子所受拉力等于b的重力，故拉力保持不變，a錯(cuò)誤13.如圖所示，一只用絕緣材料制成的半徑為r的半球形碗倒扣在水平面上，其內(nèi)壁上有一質(zhì)量為m的帶正電小物塊，在豎直向上的

12、電場(chǎng)力f2mg的作用下靜止在距碗口r高度處已知小物塊與碗之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，g為重力加速度，則碗對(duì)小物塊的彈力與摩擦力的大小分別為()a0.8mg和0.6mgb0.8mg和0.8mgcmg和mgdmg和0.6mg解析：a對(duì)小物塊受力分析如圖所示，根據(jù)題意可知，彈力fn與豎直方向的夾角為，將所有的力正交分解可知fncos fsin mgf，fnsin fcos ，又sin 0.6，cos 0.8，聯(lián)立解得fn0.8mg，f0.6mg，因此a正確，b、c、d錯(cuò)誤14如圖所示，一固定的細(xì)直桿與水平面的夾角為15°，一個(gè)質(zhì)量忽略不計(jì)的小輕環(huán)c套在細(xì)直桿上，一根輕質(zhì)細(xì)線的兩端分別固定于細(xì)直桿上

13、的a、b兩點(diǎn)，細(xì)線依次穿過甲環(huán)、c環(huán)和乙環(huán)，且甲環(huán)和乙環(huán)在c環(huán)的兩側(cè)調(diào)節(jié)a、b間細(xì)線的長(zhǎng)度，當(dāng)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)45°.不計(jì)一切摩擦設(shè)甲環(huán)的質(zhì)量為m1，乙環(huán)的質(zhì)量為m2，則等于()atan 15°btan 30°ctan 60°dtan 75°解析：cc環(huán)重力不計(jì)，故受c環(huán)兩邊細(xì)線的拉力的合力與桿垂直，由幾何關(guān)系可知c環(huán)和乙環(huán)間細(xì)線與豎直方向的夾角為60°，c環(huán)和甲環(huán)間細(xì)線與豎直方向的夾角為30°.a點(diǎn)和甲環(huán)間細(xì)線與豎直方向的夾角也為30°，b點(diǎn)和乙環(huán)間細(xì)線與豎直方向的夾角為60°.根據(jù)平衡條件，對(duì)甲環(huán)有

14、2tcos 30°m1g；對(duì)乙環(huán)有2tcos 60°m2g，故tan 60°，選項(xiàng)c正確15.質(zhì)量為m的木楔傾角為，在水平面上保持靜止，當(dāng)將一質(zhì)量為m的木塊放在木楔斜面上時(shí)，它正好勻速下滑如果用與木楔斜面成角的力f拉著木塊勻速上升，如圖所示(已知木楔在整個(gè)過程中始終靜止)(1)當(dāng)時(shí)，拉力f有最小值，求此最小值；(2)當(dāng)時(shí)，木楔對(duì)水平面的摩擦力是多大？解析：木塊在木楔斜面上勻速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，有mgsin mgcos ，即tan .(1)木塊在力f作用下沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)，有fcos mgsin fffsin fnmgcos fffn解得f則當(dāng)時(shí)，f有最小值，為fminmgsin 2.(2)因?yàn)槟緣K及木楔均處于平衡狀態(tài)，整體受到地面的摩擦力等于f的水平分力，即fffcos()當(dāng)時(shí)，f取最小值mgsin 2，ffmfmincos 2mg·sin 2co