2021屆高考物理專題四共點(diǎn)力的平衡精準(zhǔn)培優(yōu)專練

1、 2021 屆高物理專四共點(diǎn)的平衡準(zhǔn)培優(yōu)練 一考分1. 從年命題看，對共點(diǎn)力平穩(wěn)的考查，常以選擇題的形式顯現(xiàn)，以物體的平穩(wěn)狀態(tài)為背景，考查整體與隔離法力分析正交分解與共點(diǎn)力平穩(wěn)時(shí)對平穩(wěn)問題的分析在后面 的運(yùn)算題中往往也有所涉及。2. 解平穩(wěn)問題常用方法：(1)靜態(tài)平穩(wěn)：三力平穩(wěn)一樣用合成法，合成后力的問題轉(zhuǎn)換成三角形問題；多力平穩(wěn)一樣 用正交分解法；遇到多個(gè)有相互作用的物體時(shí)一樣先整體后隔離。(2)動態(tài)平穩(wěn)三動態(tài)平穩(wěn)常圖解法似三角形法等多動態(tài)平穩(wěn)問題常用解析法， 涉及到摩擦力的時(shí)候要注意靜摩擦力與滑動摩擦力的轉(zhuǎn)換。二考再典例 1. (2021全國卷 21)如，柔軟輕繩 的一端 固，其中間某點(diǎn)

2、M 拴重物，用手拉住繩的另一端 N。初始時(shí)， 豎且 被拉直，OM 與 MN 之的夾角為 2 ?，F(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起保持夾角 不 由豎直被拉到水平的過程中( ) A 上的張力逐步增大B 上的張力先增大后減小C 上的張力逐步增大D 上的張力先增大后減小【解析方一 設(shè)物的質(zhì)量為 ，繩 中的張力為 ， MN 的張力為 T 。始時(shí)，T ， 。于緩慢拉起則重物一直處于平穩(wěn)狀態(tài)，兩繩張力的合力與重物的重力 等大、反向。如圖所示，已知角 不變，在繩 MN 緩慢拉起的過程中，角 逐步大，則角)逐步減小，但 不變，在三角形中，利用弦定T mg理得： )由角變?yōu)殇J角則 T 先sin sin T 大后減小，選項(xiàng)

3、D 正；同理知 ，在 由 0 變 的sin sin 21 / 過程中， 一直增大，選項(xiàng) A 正。 方法二此法要求考生能夠依照重物所受的兩個(gè)拉力的夾角大小不變力不變這一特點(diǎn)聯(lián)想到圓周上弦長恒定時(shí)所對的圓周角不變這一數(shù)學(xué)規(guī)律，從而作出力的三角形) 以物為研究對象，受重力 mgOM 繩上拉力F 上拉力 ，由題意知，三個(gè)力合力始終為零，矢量三角形如圖所示， F 的角為(-)不變，在 轉(zhuǎn)水平的過程中MN 上的張力 逐步大 上張 力 F 先大后減小，因此 A、D 正，、C 錯(cuò)誤?！敬鸢浮康淅?2. (2021全國 卷19)如圖，一光滑的滑輪用細(xì)繩 懸掛于 點(diǎn)；一細(xì)繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊 ，一系一位于水

4、平粗糙桌面上的物塊 。外力 F 向上方拉 b，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若 F 方不變，大小在一定范疇內(nèi)變化，物塊 b 始終保持靜止， 則 )A繩 OO的張力也在一定范疇內(nèi)變化B物塊 b 受到的支持力也在一定范疇內(nèi)變化C連接 a 的的張力也在一定范疇內(nèi)變化D物塊 b 桌面間的摩擦力也在一定范疇內(nèi)變化【解析】由于物體 、b 均保持靜止，各繩角度保持不變，對 a受力分析得，繩的拉力 ，因此物體 a 受到繩的拉力保持不變。由滑輪性質(zhì)，滑輪兩側(cè)繩的拉力相等，因此 b 受到繩的拉力大小、方向均保持不變，C 選項(xiàng)錯(cuò)誤、 受到的拉力大小、方向均不變，因此 OO的張力變A 項(xiàng)錯(cuò)誤；對 進(jìn)行受力分析，如圖所示。由平

5、穩(wěn)條件得Tcos fcos Fsin F sin 。其 中 T 和 m 始不變，當(dāng) F 大小一定范疇內(nèi)變化時(shí)，支持力在定范疇內(nèi)變化B 選項(xiàng)正 確；摩擦力也在一定范疇內(nèi)發(fā)生變化D 選項(xiàng)確?！敬鸢浮咳龑λ? / 1. 如所示，一只半徑為 的球形碗倒扣在水平桌面上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。一質(zhì)量為 的4螞蟻 (未出 )離桌面高度為 R 時(shí)能停在上，則螞蟻受到的最大靜摩擦力大小為5( )A0.6C0.40.80.75mg【答案】【解析】 螞受重力、支持力和最大靜摩擦力，依照平穩(wěn)條件有 sin ，而 cos 0.8因此 mgcos 0.6， 正確。2. 如所示，三根長度均為 L 的輕分別連接于 、 兩，、 端被懸

6、掛在水平天花板上，相距 2，現(xiàn)在 點(diǎn)上懸掛個(gè)質(zhì)量為 m 的物，為使 CD 保持水平，在 D 點(diǎn)可施 加力的最小值為( )AmgB.3 1 1 mg C. D. mg3 2 4【答案】【解析】由題圖可知，要使 CD 水平，各繩均應(yīng)繃緊，則 AC 與水方向的夾角為 60；結(jié)點(diǎn) C 受平穩(wěn)，受力分析圖所示，則 CD 繩的拉力 F mgtan 30 33mg 點(diǎn)繩子拉力大小等于 F 方向向左；要使 水， 兩繩的拉力與外界的力的合力為零，則繩子對 點(diǎn)的拉力可分解為沿 繩的 F ，及一分力 F ，幾何關(guān)系可知，當(dāng)力 與 垂時(shí) 最，而 F 的小即為 1拉力的大小，故最小力 sin 60 mg。故 C 正確。

7、23(多選如圖所示，小球 A 置于固定在水平面上的光滑半圓柱體上，小球 B 水平輕彈簧拉著系于豎直板上，兩小球 A、B 通光滑滑輪 O 用質(zhì)細(xì)線相連，兩球均處于止?fàn)顟B(tài)，已知 B 球質(zhì)為 m， 點(diǎn)半圓柱體圓心 O 的上方， 與豎直方向成 30角 長度與半圓柱體半徑相等OB 與直方向成 45，下列敘述正確的是 )A小球 A、B 受的拉力 與 F 相等，且 F mg 3 / OA OBOA OBB彈簧彈力大小為 C 球量為 6mD光滑半圓柱體對 A 支持力的大小為 【答案】mg【解析對 B 力分析可知：細(xì)線的拉力 F 2，則 F 2，選項(xiàng)cos 45A 錯(cuò)簧力大小 mgtan 45mg項(xiàng) B 正 球

8、力分析可知 g2F cos 30，解得 m 6，選項(xiàng) 正確光滑半圓柱體對 A 支持力的大小為 F F 2， OA選項(xiàng) D 錯(cuò)。4. 如所示傾角為 的粗糙斜劈放在粗糙水平面上物體 a 放在斜面上質(zhì)細(xì)線一端固定在物 a 上另端繞過光滑的滑輪固定在 c 點(diǎn)，輪 2 下懸物體 ，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將固定點(diǎn) 向右移動少許，而 a 與劈始終靜止，下列說法錯(cuò)誤的( )A斜劈對物體 a 的擦力一定減小 斜劈對地面的壓力一定不變C細(xì)線對物體 a 的力一定增大 地面對斜劈的摩擦力一定增大【答案】5. (多選如圖所示，兩個(gè)相同固定斜面上分別放有一個(gè)處于靜止的三角形木塊 、，它們的質(zhì)量相等。A 木塊左側(cè)面沿豎直方向

9、 木塊左側(cè)面垂直于斜面，在兩斜面上分別放上 一個(gè)相同的光滑球后，木塊仍保持靜止，則放上球( )A 木受到的摩擦力等于 B 木受到的摩擦力B 木受到的摩擦力小于 B 木受到的摩擦力C 木對斜面的壓力等于 B 木對斜面的壓力D 木對斜面的壓力小于 B 木對斜面的壓力【答案】【解析】設(shè)小球的質(zhì)量為 m，A、 的質(zhì)量為 ，斜面的傾角為。以小球與 整體為研究對象，由平穩(wěn)條件可得 木受到的摩擦力 () ，同理小與 B 整體為研究對象，得到 木受到的摩擦力 f ()sin ，則 ，故 A 正， 錯(cuò)。以 A A 為研究對象分受力如所，由平穩(wěn)條件得：斜面A 的支力 sin 4 / ，以 B 為究象，分析受力，由

10、平穩(wěn)條件得斜面對 B 的持力 N cos ，則得N 。牛頓第三定律可知 木塊斜面的壓力小于 B 塊對斜面的壓力，故 C 錯(cuò)、 正確。6. 如所示，傾角 30斜面體 A 靜止水平地面上，一根輕繩跨過斜面體頂端的小滑輪，繩兩端系有質(zhì)量均為 的小物塊 a、，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)給物塊 施一個(gè)水平向右的力 ，使 b 緩移動直到輕繩與豎直方向成 30角(不計(jì)繩與滑輪的摩， 對此過程說法正確的( )A 受繩的拉力先增大再減小B小物塊 受的摩擦力先增大再減小C水平拉力 逐增大D小物塊 一沿斜面緩慢上移【答案】【解析b 受平穩(wěn)，對 b 受分析，如圖甲所。設(shè)繩與豎直方向的夾角為 ， 緩移動直到與豎直方向成

11、30角過程中 變大，依照平行四邊形定則可知T 逐增大 逐增大，故 A 錯(cuò)誤C 確；對 a 受力分析，如圖乙所示。剛開始 T， 處靜止?fàn)?，則f1sin 30 mg方向向下 增時(shí)f 大，摩擦力增大，由于不明白最大靜摩擦力2的具體值，因此不能判定 是會滑動，故 B、D 誤。7一鐵球通過 3 段繩 、OC 懸掛在天花板上的 A 點(diǎn)輕繩 OC 拴在輕質(zhì)彈簧測力計(jì)上第次保持結(jié)點(diǎn) O 位置變某人拉著輕質(zhì)彈簧測力計(jì)從水平位置緩慢轉(zhuǎn)動到豎直位置，如圖甲所示，彈簧測力計(jì)的示數(shù)記為 。二次，保持輕繩 OC 垂于 ，慢移動輕繩輕繩 從豎直位置緩慢轉(zhuǎn)動到如圖乙所示位置，彈簧測力計(jì)的示數(shù)記為 。( )A 先大后減小 逐減

12、 B 先大后減小 逐增 C 先小后增大 逐減 D 先小后增大 逐增 5 / N m 25m 24N N N m 25m 24N N 25【答案】【解析對圖中的 O 點(diǎn)受力分析兩根繩的合力等于鐵球的重力大小和方向不變?nèi)鐖D 所示。 圖 F 先減，后增大； 圖中 F 步增大，選項(xiàng) D 正確。 8. (多選如所示，木板 下通過光滑鉸鏈固定于水平地面上的 O 點(diǎn)物體 A 疊在木板上且處于靜止?fàn)顟B(tài)在物體 B 的表面水平使木板 繞 O 點(diǎn)緩旋轉(zhuǎn)到虛線所示 位置，物體 A、 仍持靜止，與原位置的情形相( )A 對 B 作用力減小 B 對 A 支持力減小C木板對 的持力增大 木板對 的摩擦力增大【答案】【解析設(shè)

13、木板與水平地面的夾為 以 A 為究對象 原只受到重力和支持力而處于平穩(wěn)狀態(tài) B 對 A 的用力與 A 的重力大小相等，方向相反將 繞 緩慢旋轉(zhuǎn)到虛線所示位置 的表面不再水平，A 受力形如圖 1 受重力和 B 對 A 的支力摩力三個(gè)力的作用，其中 B 對 的持力摩擦力的合力仍舊與 的力大小相等方向相反則 B 對 的用力保持不變。依照牛頓第三定律可知A 對 B 的用力也不變，故 A 錯(cuò)；當(dāng)將 繞 O 緩慢旋轉(zhuǎn)到虛線所示位置時(shí)，設(shè) B 的表面與水平向之間的夾角是 ，由于支持力與摩擦力相互垂直，則 N cos ，因此 A 受的支持力一定減小了，故 B 正；以 整體為 A研究對象，分析受力情形如圖 2總重力 、木板的支持力 和擦力 f ， cos ，f sin 小 增，f 減，故 C AB 正確， 錯(cuò)。9. 表光滑、半徑為 R 的半球固定在水平地面上，球心 O 的上方 O處有一無摩擦定滑輪，輕質(zhì)細(xì)繩兩端各系一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球掛在定滑輪上圖示。兩小球平穩(wěn)時(shí)，若m滑輪兩側(cè)細(xì)繩的長度分別為 L 2.4R 和 L 2.5這兩個(gè)小球的質(zhì)量之比為 小球與半 mN球之間的壓力之比為 ，以下說法正確的( )m