2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第二章相互作用課時(shí)作業(yè)6受力分析共點(diǎn)力平衡

課時(shí)作業(yè)（六）受力剖析共點(diǎn)力的均衡[基礎(chǔ)小題練]1.如下圖，物體m經(jīng)過(guò)定滑輪牽引另一水平面上的物體沿斜面勻速下滑，此過(guò)程中斜面仍靜止，斜面質(zhì)量為M，則水平川面對(duì)斜面體( )A．無(wú)摩擦力B．有水平向右的摩擦力C．支持力為(＋)D．支持力小于(＋)MmgMmg【分析】設(shè)斜面夾角為θ，細(xì)繩的拉力為FT，M、m整體處于均衡狀態(tài)，對(duì)M、m整體受力剖析可得均衡方程Fcosθ＝F靜，F(xiàn)sinθ＋F＝(M＋m)g，故F方向水平向右，B、DTTN靜正確．【答案】BD2.兩個(gè)同樣的可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A和B，質(zhì)量均為m，用長(zhǎng)度同樣的兩根細(xì)線把A、B兩球懸掛在水平天花板上的同一點(diǎn)O，并用長(zhǎng)度同樣的細(xì)線連結(jié)A、B兩個(gè)小球，而后用一水平方向的力F作用在小球A上，此時(shí)三根細(xì)線均處于挺直狀態(tài)，且OB細(xì)線恰巧處于豎直方向，如下圖．假如兩個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則力F的大小為( )A．0B．mg3D．3mgC.3【分析】剖析B球受力，由均衡條件得，AB段細(xì)線的拉力為零，再剖析A球受力，如下圖，則有Tcosθ＝mg，Tsinθ＝F，解得F＝mgtanθ＝3mg，故D正確．【答案】D3．如下圖，一輕桿兩頭分別固定著質(zhì)量為A和B的兩個(gè)小球A和(均可視為質(zhì)點(diǎn))．將mmB其放在一個(gè)直角形圓滑槽中，已知輕桿與槽右壁成α角，槽右壁與水平川面成θ角時(shí)，兩球恰巧能均衡，且α≠θ，則A、B兩小球的質(zhì)量之比為()1sinα·cosθcosα·cosθA.cosα·sinθB．sinα·sinθcosα·sinθsinα·sinθC.sinα·cosθD．cosα·cosθ【分析】A，B各受三個(gè)力而均衡，在沿斜槽方向，對(duì)A球有Tsinα＝mBgcosθ，Asinα·sinθBθ，T′＝T，聯(lián)立解得m，D正確．cosα·cosθB【答案】D如下圖，質(zhì)量散布平均的細(xì)棒中心為O點(diǎn)，O1為圓滑鉸鏈，O2為圓滑定滑輪，O與O2由一根輕質(zhì)細(xì)繩連結(jié)，水平外力F作用于細(xì)繩的一端．用N表示鉸鏈對(duì)桿的作使勁，此刻π水平外力F作用下，θ從2遲緩減小到0的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )A．F漸漸變小，N大小不變B．F漸漸變小，N漸漸變大C．F先變小再變大，N漸漸變小D．F先變小再變大，N漸漸變大GN【分析】如下圖，力三角形(△FNG)與幾何三角形(△O2OO1)相像，則有＝＝O2O1OO1FOO2，因?yàn)镺2O1、OO1長(zhǎng)度不變，故N大小不變，OO2長(zhǎng)度變短，故F變?。畱?yīng)選A項(xiàng)．2【答案】A5.(2018·山東濟(jì)南一中上學(xué)期期中)如下圖，輕繩一端系在質(zhì)量為m的物體A上，另一端與套在粗拙豎直桿MN的輕圓環(huán)B相連結(jié)．現(xiàn)用水平力F拉住繩索上一點(diǎn)O，使物體A及環(huán)B靜止在圖中虛線所在的地點(diǎn)．現(xiàn)略微增添力F使O點(diǎn)遲緩地移到實(shí)線所示的地點(diǎn)，這一過(guò)程中圓環(huán)B仍保持在本來(lái)地點(diǎn)不動(dòng)．則此過(guò)程中，環(huán)對(duì)桿摩檫力F1和環(huán)對(duì)桿的彈力F2的變化狀況是( )A．F1保持不變，F(xiàn)2漸漸減小B．F1保持不變，F(xiàn)2漸漸增大C．F1漸漸減小，F(xiàn)2保持不變D．F1漸漸增大，F(xiàn)2保持不變【分析】以A、B構(gòu)成的整體為研究對(duì)象，環(huán)受桿的摩擦力F′1＝(mA＋mB)g保持不變，則F1＝F′1也保持不變，環(huán)對(duì)桿的彈力F2與桿對(duì)環(huán)的彈力F′2等大反向，而F′2＝F，因此剖析F變化狀況即可，研究結(jié)點(diǎn)O，結(jié)構(gòu)力三角形可知F變大，F(xiàn)′2變大，F(xiàn)2變大，B正確．【答案】B6.(2018·安徽師大附中高三上學(xué)期期中)如下圖，穿在一根圓滑固定桿上的小球A、B經(jīng)過(guò)一條越過(guò)定滑輪的細(xì)繩連結(jié)，桿與水平面成θ角，不計(jì)全部摩擦，當(dāng)兩球靜止時(shí)，OA繩與桿的夾角為θ，OB繩沿豎直方向，則以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )A．A可能遇到2個(gè)力的作用3B．B可能遇到3個(gè)力的作用C．A、B的質(zhì)量之比為tanθ∶1D．A、B的質(zhì)量之比為1∶tanθ【分析】對(duì)A球受力剖析可知，A遇到重力、繩索的拉力以及桿對(duì)A球的彈力，三個(gè)力的協(xié)力為零，故A錯(cuò)誤；對(duì)B球受力剖析可知，B遇到重力、繩索的拉力，兩個(gè)力協(xié)力為零，桿對(duì)B球沒(méi)有彈力，不然B不可以均衡，故B錯(cuò)誤；分別對(duì)A、B兩球剖析，運(yùn)用合成法，如圖：依據(jù)共點(diǎn)力均衡條件，得：＝BTmgTmAg(依據(jù)正弦定理列式)sinθ＝sinθ故mA∶mB＝1∶tanθ，故C錯(cuò)誤，D正確．【答案】D[創(chuàng)新導(dǎo)向練]7．科技與生活——?jiǎng)蛩亠w翔中的直升機(jī)受力問(wèn)題剖析如下圖，在抗震救災(zāi)中，一運(yùn)送救災(zāi)物質(zhì)的直升機(jī)沿水平方向勻速飛翔．已知物質(zhì)的總質(zhì)量為m，吊運(yùn)物質(zhì)的懸索與豎直方向成θ角．設(shè)物質(zhì)所受的空氣阻力為F阻，懸索對(duì)物資的拉力為FT，重力加快度為g，則( )A．F阻＝mgsinθB．F阻＝mgtanθmgmgC．FT＝sinθD．FT＝tanθmg【分析】對(duì)物質(zhì)受力剖析如下圖，由合成法解得FT＝cosθ，F(xiàn)阻＝mgtanθ，故B項(xiàng)正確．4【答案】B8．就地取材——借助教課器具三角板考察共點(diǎn)力均衡問(wèn)題如下圖，一個(gè)教課用的直角三角板的邊長(zhǎng)分別為a、b、c，被沿兩直角邊的細(xì)繩A、B懸吊在天花板上，且斜邊c恰巧平行天花板，過(guò)直角的豎直線為MN.設(shè)A、B兩繩對(duì)三角形薄板的拉力分別為Fa和Fb，已知Fa和Fb及薄板的重力為在同一平面的共點(diǎn)力，則以下判斷正確的選項(xiàng)是( )A．薄板的重心不在MN線上B．薄板所受重力的反作使勁的作用點(diǎn)在MN的延伸線上C．兩繩對(duì)薄板的拉力Fa和Fb是因?yàn)楸“灏l(fā)生形變而產(chǎn)生的D．兩繩對(duì)薄板的拉力Fa和Fb之比為Fa∶Fb＝b∶a【分析】三角板遇到重力和兩個(gè)繩索的拉力，處于均衡狀態(tài)，如下圖，由幾何關(guān)系，三個(gè)力一定交于三角形下邊的極點(diǎn)，因此重心必定在MN線上，薄板所受重力的反作使勁的作用點(diǎn)在MN的延伸線上，故A錯(cuò)誤，B正確；兩繩對(duì)薄板的拉力是因?yàn)槔K索的形變而產(chǎn)生的，C錯(cuò)誤；依據(jù)共點(diǎn)力均衡條件可得abα，故可得Fa1btanαFba【答案】BD理想變現(xiàn)實(shí)——將理想的輕質(zhì)繩換成實(shí)質(zhì)的勻質(zhì)繩如下圖，一根勻質(zhì)繩的質(zhì)量為M，其兩頭固定在天花板上的A、B兩點(diǎn)，在繩的中點(diǎn)懸掛一質(zhì)量為m的重物，懸掛繩的質(zhì)量不計(jì)，設(shè)α、β為繩的端點(diǎn)和中點(diǎn)處的切線方向與tanα豎直方向的夾角，則tanβ的大小為( )5mM＋mA.MB．MmMC.M＋mD．M＋m【分析】設(shè)懸點(diǎn)A處對(duì)繩的拉力大小為F1，由對(duì)稱(chēng)性可知點(diǎn)B處對(duì)繩的拉力大小也為F1，取M和m為一整體，由均衡條件得2F1cosα＝(M＋m)g設(shè)繩在P點(diǎn)的張力大小為F2，對(duì)P點(diǎn)由均衡條件得2F2cosβ＝mg再以AP段繩為研究對(duì)象，由水平方向協(xié)力為零求得F1sinα＝F2sinβtanα＝m以上三式聯(lián)立可得β.tanM＋m【答案】C10．科技生活——風(fēng)速儀中的物理原理氣象研究小組用圖示簡(jiǎn)略裝置測(cè)定水平風(fēng)速．在水平川面上豎直固定向來(lái)?xiàng)U，半徑為、R質(zhì)量為m的薄空心塑料球用細(xì)線懸掛，繩的另一端固定于桿頂端O，當(dāng)水平風(fēng)吹來(lái)時(shí)，球在風(fēng)力的作用下飄起來(lái)．已知風(fēng)力大小正比于風(fēng)速和球正對(duì)風(fēng)的截面積，當(dāng)風(fēng)速v0＝3m/s時(shí)，測(cè)得球均衡時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角θ＝30°，則( )A．θ＝60°時(shí)，風(fēng)速v＝6m/sB．若風(fēng)速增大到某一值時(shí)，θ可能等于90°C．若風(fēng)速不變，換用半徑變大、質(zhì)量不變的球，則θ不變D．若風(fēng)速不變，換用半徑相等、質(zhì)量變大的球，則θ減小【分析】風(fēng)力可表示為＝，當(dāng)風(fēng)速v0＝3m/s時(shí)，風(fēng)力可表示為0＝kv0，測(cè)得FkvSFSFF球均衡時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角θ＝30°，則tan30°＝00，當(dāng)θ＝60°時(shí)，tan60°＝，mgmg6解得風(fēng)速v＝9m/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；不論風(fēng)速增大到多大，θ必定小于90°，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若風(fēng)速不變，換用半徑變大、質(zhì)量不變的球，F(xiàn)S變大，風(fēng)力變大，由tanθ＝知θ變大，mg選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若風(fēng)速不變，換用半徑相等、質(zhì)量變大的球，S不變，風(fēng)力不變，則θ減小，選項(xiàng)D正確．【答案】D[綜合提高練]11．一般教室門(mén)上都安裝一種暗鎖，這類(lèi)暗鎖由外殼A、骨架B、彈簧C(勁度系數(shù)為k)、鎖舌D(傾角θ＝45°)、鎖槽E以及連桿、鎖優(yōu)等零件構(gòu)成，如圖甲所示．設(shè)鎖舌D的側(cè)面與外殼A和鎖槽E之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，最大靜摩擦力Ffm由Ffm＝μFN(FN為正壓力)求得．有一次放學(xué)后，當(dāng)某同學(xué)準(zhǔn)備關(guān)門(mén)時(shí)，不論用多大的力，也不可以將門(mén)關(guān)上(這類(lèi)現(xiàn)象稱(chēng)為自鎖)，此刻暗鎖所處的狀態(tài)的俯視圖如圖乙所示，P為鎖舌D與鎖槽E之間的接觸點(diǎn)，彈簧因?yàn)楸粔嚎s而縮短了x.試問(wèn)，自鎖狀態(tài)時(shí)D的下表面所受摩擦力的方向；求此時(shí)(自鎖時(shí))鎖舌D與鎖槽E之間的正壓力的大?。?3)不論用多大的力拉門(mén)，暗鎖仍舊可以保持自鎖狀態(tài)，則μ起碼要多大？【分析】(1)鎖舌D有向左的運(yùn)動(dòng)趨向，故其下表面所受摩擦力Ff1方向向右．設(shè)鎖舌D受鎖槽E的最大靜摩擦力為Ff2，正壓力為FN，下表面的正壓力為F，彈簧彈力為kx，由力的均衡條件可知kx＋Ff1＋Ff2cos45°－FNsin45°＝0，F(xiàn)－FNcos45°－Ff2sin45°＝0，又Ff1＝μF，F(xiàn)f2＝μFN，聯(lián)立各式，解得正壓力大小2kxFN＝1－2μ－μ2.7令FN趨近于∞，則有1－2μ－μ2＝0，解得μ＝2－1＝0.41.2kx【答案】(1)向右(2)1－2μ－μ2(3)0.41質(zhì)量為M的木楔傾角為θ，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．假如用與木楔斜面成α角的力F拉著木塊勻速上漲，如圖所示(已知木楔在整個(gè)過(guò)程中一直靜止)．當(dāng)α＝θ時(shí)，拉力F有最小值，求此最小值；當(dāng)α＝θ時(shí)，木楔對(duì)水平面的摩擦力是多大？【分析】木塊在木楔斜面上勻速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，有mgsinθ＝μmgcosθ，即μ＝tanθ.(1)木塊在力F作用下沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)，有Fcosα＝mgsinθ＋FfFsinα＋FN＝mgcosθf(wàn)NF＝μF2mgsinθα＝cos2m