備考2025高考物理“二級(jí)結(jié)論”精析與培優(yōu)爭(zhēng)分練講義-01 共點(diǎn)力平衡含答案_第1頁(yè)
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備考2025高考物理“二級(jí)結(jié)論”精析與培優(yōu)爭(zhēng)分練講義——01共點(diǎn)力平衡含答案1.共點(diǎn)力平衡——備考2025高考物理“二級(jí)結(jié)論”精析與培優(yōu)爭(zhēng)分練一、晾衣服問(wèn)題設(shè)繩與豎直方向夾角為,兩桿距離為,繩長(zhǎng)為,則有。若只將端點(diǎn)上下移動(dòng),則不變,繩的拉力不變;若端點(diǎn)(桿)左右移動(dòng),則會(huì)相應(yīng)變化。例題1.如圖甲所示,小明同學(xué)在微風(fēng)天氣晾衣服,其示意圖可簡(jiǎn)化為如圖乙所示,晾衣繩的兩端分別系在兩根豎直桿上的A、B兩點(diǎn),光滑晾衣架懸掛在晾衣繩上并處于靜止?fàn)顟B(tài),整個(gè)裝置處于水平向右且大小恒定的風(fēng)力F中.保持A端位置不變,則下列說(shuō)法中正確的是(

A.將B端向上移動(dòng)很小一段距離到,再次穩(wěn)定,繩子張力變小B.將B端向下移動(dòng)很小一段距離到,再次穩(wěn)定,繩子張力變大C.將右邊豎直桿向右移動(dòng)一小段距離,再次穩(wěn)定,則繩上張力變小D.將右邊豎直桿向右移動(dòng)一小段距離,再次穩(wěn)定,則繩上張力變大練1.生活中晾衣服隨處可見(jiàn),某處有兩晾衣桿A和B,A桿豎直固定,B桿向右側(cè)傾斜。不可伸長(zhǎng)的輕繩一端a固定在桿A上,另一端b可以沿B桿移動(dòng),衣服用光滑掛鉤掛在繩子上。則下列說(shuō)法正確的是()A.將b端從B1移到B2,繩子張力不變B.將b端從B1移到B2,繩子張力變大C.將b端從B2移到B1,繩子張力變大D.b端在桿B上位置不變,將桿B再向右傾斜一點(diǎn),繩子張力不變二、力的合成中的力最小值問(wèn)題1.兩個(gè)分力和的合力為,若已知合力(或一個(gè)分力)的大小和方向,又知另一個(gè)分力(或合力)的方向,則第三個(gè)力與己知方向不知大小的那個(gè)力垂直時(shí)有最小值。2.利用三角函數(shù)求極值水平方向:豎直方向:令聯(lián)立可得:例題2.如圖所示,一小球用輕繩懸掛于O點(diǎn),用力F拉住小球,使輕繩與豎直方向的夾角為75°并保持不變,小球始終處于平衡狀態(tài),則當(dāng)F有最小值時(shí),力F與豎直方向的夾角θ應(yīng)為()A.90° B.75°C.15° D.0°練2.(多選)如圖所示,不可伸長(zhǎng)的懸線MO繩下端掛一質(zhì)量為m的物體,在拉力F作用下物體靜止,此時(shí)懸線與豎直方向的夾角為α。現(xiàn)保夾角持α不變,拉力F緩慢地由水平位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)到豎直位置的過(guò)程中(重力加速度為g)()

A.F逐漸減小,OM繩拉力逐漸減小B.F先減小后增大,OM繩拉力逐漸減小C.若F=mgtanα,則力F的方向一定水平向右D.F的最小值為mgsinα例題3.(多選)如圖所示,內(nèi),一物塊在傾角為的固定斜面上向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。時(shí)對(duì)物塊施加一與水平方向夾角為的作用力F,使其沿斜面向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,取,,。下列說(shuō)法正確的是()A.時(shí),物塊加速度的大小為B.時(shí),斜面受到的物塊所施加作用力的方向斜向右下方C.且力F指向右上方時(shí),F(xiàn)有最小值D.且力F指向右下方時(shí),F(xiàn)有最小值練3.一橫梁起重機(jī)移動(dòng)貨物時(shí)因斷電而失去動(dòng)力,工作人員在貨物上作用一水平恒力,使貨物和起重機(jī)一起勻速向右移動(dòng),此過(guò)程可簡(jiǎn)化為如圖1所示的模型:一質(zhì)量為的物塊A穿在粗糙的水平橫桿上,物塊通過(guò)輕質(zhì)細(xì)繩懸吊著一質(zhì)量為的物體。物塊A與橫桿的動(dòng)摩擦因數(shù),重力加速度為,現(xiàn)用水平恒力拉物塊,使物塊A、物體B一起向右勻速運(yùn)動(dòng)。(1)求水平恒力的大??;(2)如圖2所示,若要施加一個(gè)斜向右上的力拉物體B,使A、B一起向右勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)傾角多大時(shí),力最小,最小值是多少。三、整體法與隔離法處理共點(diǎn)力平衡問(wèn)題水平方向分析N物體受力情況時(shí)可用隔離法,分析地面與斜面體之間的作用力時(shí)可以將M和斜面體看作一個(gè)整體,繩上的拉力為外力。例題4.(多選)如圖,一細(xì)繩跨過(guò)光滑定滑輪,其一端懸掛物塊B,另一端與地面上的物塊A相連,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)用水平向右的拉力緩慢拉動(dòng)B,直至懸掛B的細(xì)繩與豎直方向成45°。已知A始終保持靜止,則在此過(guò)程中()A.水平拉力大小一直增大B.A所受細(xì)繩的拉力可能減少C.A所受地面的摩擦力一直增大D.A所受地面的支持力可能先增大后減少練4.如圖所示,傾角為30°、質(zhì)量為12kg的斜面體C置于水平地面上,放在斜面上質(zhì)量為8kg的小物塊B,通過(guò)細(xì)繩跨過(guò)光滑的定滑輪與物塊A相連接,連接B的細(xì)繩與斜面平行?,F(xiàn)A勻速下落,C處于靜止?fàn)顟B(tài),已知物塊B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù),重力加速度g=10m/s2。求:(1)物塊A的質(zhì)量;(2)地面對(duì)斜面體C的作用力大小。四、動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題解析法一般把力進(jìn)行正交分解,兩個(gè)方向上列平衡方程,寫出所要分析的力與變化角度的關(guān)系式然后進(jìn)行數(shù)學(xué)分析圖解法如果其中一個(gè)力的大小、方向均不變,另一個(gè)力的方向不變,求解第三個(gè)力的變化時(shí)可用圖解法相似三角形法如果其中的一個(gè)力大小、方向均不變,另外兩個(gè)力的方向都發(fā)生變化,可用力三角形與幾何三角形相似的方法求解拉密定理如果有兩個(gè)力的方向都發(fā)生變化,但是有確定的夾角,可以用拉密定理(正弦定理)列比例式進(jìn)行求解。右圖滿足:例題5.如圖所示,在彈性繩的彈性限度內(nèi),其一端固定在天花板上的O點(diǎn),另一端懸掛一質(zhì)量為m的小球,靜止時(shí)小球位于B點(diǎn),A點(diǎn)固定一光滑的小定滑輪,。現(xiàn)對(duì)小球施加一沿BC方向的拉力F,使小球沿BC緩慢運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)。已知ABC三點(diǎn)剛好組成一個(gè)正三角形,D為BC的中點(diǎn),重力加速度為g,則()A.小球在C點(diǎn)受到的拉力F等于小球重力的倍B.在D點(diǎn)時(shí)彈性繩的彈力大小為C.該彈性繩的原長(zhǎng)為D.從D到C的過(guò)程中拉力F可能先減小后增大練5.如圖甲所示,一可視為質(zhì)點(diǎn)的光滑小球靜止放置在固定的光滑半球面底端,某一學(xué)生用豎直放置的光滑擋板水平向左緩慢推動(dòng)小球,此過(guò)程擋板對(duì)小球的推力F1、半球面對(duì)小球的支持力F2,另有一學(xué)生用一細(xì)繩緩慢向左拉動(dòng)該球,且細(xì)繩始終沿半球面切線方向,此過(guò)程細(xì)繩對(duì)小球的拉力F3、半球面對(duì)小球的支持力F4,在小球兩次運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中未脫離球面,則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中四個(gè)力的變化情況正確的是()A.F1增大,F(xiàn)2增大,F(xiàn)3增大,F(xiàn)4減小B.F1增大,F(xiàn)2減小,F(xiàn)3增大,F(xiàn)4減小C.F1減小,F(xiàn)2增大,F(xiàn)3增大,F(xiàn)4減小D.F1減小,F(xiàn)2增大,F(xiàn)3減小,F(xiàn)4增大例題6.如圖所示,粗糙水平地面上放有橫截面為圓的柱狀物體A,A與墻面之間放有表面光滑的圓柱形物體B,A、B均保持靜止。若將A向左移動(dòng)少許,下列說(shuō)法正確的是(

)A.B對(duì)A的作用力不變 B.墻對(duì)B的作用力不變C.地面對(duì)A的摩擦力不變 D.地面對(duì)A的支持力不變練6.(多選)如圖所示,甲乙兩輕繩連接重物于O點(diǎn),重物始終在同一位置處于靜止?fàn)顟B(tài),輕繩甲與豎直方向夾角始終為30°,輕繩乙從水平方向逆時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)至豎直過(guò)程中,輕繩甲對(duì)重物的彈力,輕繩乙對(duì)重物的彈力,物體所受的重力大小為G,下列說(shuō)法正確的是()A.T1先增大后減小 B.T2先減小后增大C.T2的最小值為 D.與的合力增大例題7.如圖所示,截面為四分之一圓的柱體放在墻腳,一個(gè)小球用細(xì)線拉著靜止在光滑圓弧面上,細(xì)線的懸點(diǎn)在豎直墻面上A點(diǎn),保持細(xì)線伸直長(zhǎng)度不變,小球大小不計(jì),將懸點(diǎn)沿豎直墻面緩慢向上移,在小球沿圓弧面向上緩慢移動(dòng)過(guò)程中,下列判斷正確的是()A.細(xì)線的拉力大小不變 B.細(xì)線的拉力減小C.圓弧面對(duì)小球的支持力大小不變 D.圓弧面對(duì)小球的支持力增大練7.(多選)如圖所示,四分之一圓柱體固定在水平地面上,在截面圓心的正上方有一個(gè)大小可忽略的定滑輪,一根輕繩跨過(guò)定滑輪,一端和置于圓柱體上的小球連接(可視為質(zhì)點(diǎn)),另一端系在固定豎直桿上的點(diǎn)?,F(xiàn)將一鉤碼掛在輕繩上,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。不計(jì)一切摩擦,則()A.將輕繩端沿桿向上緩慢移動(dòng)一小段距離,繩子的拉力不變B.將輕繩端沿桿向上緩慢移動(dòng)一小即距離,對(duì)的支持力變小C.若將換成質(zhì)量較小的鉤碼后,整個(gè)裝置仍處于靜止?fàn)顟B(tài),則對(duì)的支持力不變D.若將換成質(zhì)量較小的鉤碼后,整個(gè)裝置仍處于靜止?fàn)顟B(tài),則繩子的拉力變大例題8.如圖所示,質(zhì)量為m的光滑圓柱體放在“V”型擋板上,OA,OB兩板之間的夾角為120°固定不變。初始時(shí)刻OB板水平,現(xiàn)將“V”型擋板繞О軸在豎直面內(nèi)沿順時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)動(dòng),直至OA板水平。已知重力加速度大小為g,在此過(guò)程中()A.圓柱體對(duì)OA板的壓力先增大后減小B.圓柱體對(duì)OB板的壓力先增大后減小C.當(dāng)OB板轉(zhuǎn)過(guò)30°時(shí),圓柱體對(duì)OB板的作用力大小為mgD.當(dāng)OB板轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí),圓柱體對(duì)OA板的作用力大小為mg練8.(多選)如圖所示,一根細(xì)線系著一個(gè)小球,細(xì)線上端固定?,F(xiàn)給小球施加力F,小球平衡后細(xì)線跟豎直方向的夾角為30°,F(xiàn)與細(xì)線的夾角為,。要使小球保持平衡,下列判斷正確的是()A.若小球位置不動(dòng),改變F的方向,夾角的變化范圍是B.若小球位置不動(dòng),F(xiàn)由圖示位置逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度,力F可能先減小后增大,細(xì)線的彈力一定減小C.若保持夾角不變,細(xì)線逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)至水平,F(xiàn)一直增大D.若保持夾角不變,細(xì)線逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)至水平,細(xì)線的彈力先增大后減?。ńㄗh用時(shí):60分鐘)一、單選題1.如圖所示,兩根直桿M、N豎直固定,一根長(zhǎng)度一定的輕繩繞過(guò)動(dòng)滑輪,一端固定在M桿上,另一端連接在套在N桿上的光滑圓環(huán)上,動(dòng)滑輪上吊著一個(gè)重物,現(xiàn)給圓環(huán)施加一個(gè)豎直向上的拉力F,使重物緩慢上移,則在重物上移的過(guò)程中(

)A.輕繩上張力越來(lái)越小 B.輕繩上張力越來(lái)越大C.拉力F越來(lái)越小 D.拉力F大小不變2.小院里一條輕質(zhì)葫蘆藤(視為輕繩)上結(jié)了三只葫蘆,輕質(zhì)藤1繞在橫梁上與豎直方向的夾角為θ=30°,輕質(zhì)藤4水平纏繞在豎直立柱上,三個(gè)葫蘆的質(zhì)量均為m=10g,四條輕質(zhì)葫蘆藤的拉力分別是F1、F2、F3、F4。重力加速度g取10m/s2。下列說(shuō)法正確的是()A.N B.N C.N D.N3.如圖所示,豎直平面內(nèi)有一固定的圓環(huán),圓環(huán)上P處有一小定滑輪,圓環(huán)上套著兩個(gè)小球A、B,A、B用輕繩繞過(guò)定滑輪相連,當(dāng)兩球在圖示位置靜止時(shí),A、B兩球的連線過(guò)環(huán)心O,為等腰直角三角形且段輕繩水平。若A的質(zhì)量為,不計(jì)一切摩擦,兩小球及定滑輪均視為質(zhì)點(diǎn),則B的質(zhì)量為()A. B. C. D.4.如圖所示,一根細(xì)線系著一個(gè)質(zhì)量為m的小球,細(xì)線上端固定在天花板上,給小球施加力F,小球平衡后細(xì)線與豎直方向的夾角?,F(xiàn)改變F的方向,但仍要使小球在圖中位置保持平衡,即角不變,則F的最小值為()A. B. C. D.5.如圖所示的矩形框架,將一質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩拴接在框架上等高的兩定點(diǎn)M、N處,一質(zhì)量不計(jì)的光滑圓環(huán)穿過(guò)細(xì)繩后下端掛上重物,平衡時(shí),且MO、NO的拉力大小為、。則下列說(shuō)法正確的是()A.圖示狀態(tài)下B.如果框架繞N點(diǎn)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過(guò)一小角度,那么、均變大C.如果框架繞N點(diǎn)逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過(guò)一小角度,那么、均變大D.不論框架繞N點(diǎn)順時(shí)針或逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過(guò)一小角度,、都變小6.一個(gè)小朋友在搭積木時(shí),將兩個(gè)相同的三棱柱甲、乙相鄰置于水平地面上,表面光滑的圓柱體丙架在兩個(gè)三棱柱之間,截面如圖所示。三塊積木的質(zhì)量均為m且處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說(shuō)法正確的是()(重力加速度為g)A.甲受到3個(gè)力的作用B.甲對(duì)丙的支持力為mgC.若增大甲、乙間的距離,丙未落地且三者仍靜止,則甲對(duì)丙的作用力變大D.地面對(duì)甲的支持力大小為3mg二、多選題7.如圖所示,兩物塊A、B的質(zhì)量分別為mA、mB,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),設(shè)此時(shí)輕質(zhì)動(dòng)滑輪右端的輕繩與水平面之間的夾角為θ。滑輪光滑。下列說(shuō)法正確的是(

A.若,則 B.若,可能C.若,則 D.若,則8.如圖所示,一質(zhì)量不計(jì)的光滑定滑輪用一小段輕繩懸掛在天花板上,傾角為的斜面體放在粗糙的水平面上,小物體和兩個(gè)鉤碼用輕細(xì)繩連接后跨過(guò)定滑輪,平衡時(shí)細(xì)繩與水平方向的夾角也為;現(xiàn)摘掉一個(gè)鉤碼,整個(gè)系統(tǒng)仍處于平衡狀態(tài)且定滑輪的位置不變,則下列說(shuō)法正確的是()A.小物體所受的摩擦力大小一定減小B.小物體所受的作用力一定先減小后增大C.輕繩對(duì)定滑輪的作用力一定減小D.地面對(duì)斜面體的摩擦力一定減小9.如圖甲所示為烤腸機(jī),香腸放置在兩根水平的平行金屬桿中間,其截面圖如圖乙所示。假設(shè)香腸可視為質(zhì)量為m的均勻圓柱體,烤制過(guò)程中香腸質(zhì)量不變,半徑變大。忽略摩擦及金屬桿的熱脹冷縮,重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是(

)A.香腸烤熟前,金屬桿1對(duì)烤腸的支持力大小為B.香腸烤熟后,金屬桿1對(duì)烤腸的支持力與豎直方向的夾角比烤熟前變小C.香腸烤熟后,金屬桿1對(duì)烤腸的支持力比烤熟前變大D.香腸烤熟后與烤熟前相比,兩根金屬桿對(duì)烤腸的合力不變10.抓娃娃機(jī)是一種深受青少年喜愛(ài)的游戲設(shè)備,其利用機(jī)器自身所帶的爪子抓取箱柜內(nèi)的物品。下圖為某款抓娃娃機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,其中機(jī)械臂15一端鉸鏈在水平橫梁上,另一端鉸鏈在質(zhì)量為m的抓手16上。機(jī)械臂可當(dāng)成長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕繩。12為輕質(zhì)細(xì)繩。設(shè)重力加速度為g,機(jī)械臂拴結(jié)點(diǎn)與橫梁左端點(diǎn)水平間距為2L,繩12上拉力為F1,機(jī)械臂15上拉力為F2,某次游戲時(shí)通過(guò)輕繩牽引將抓手從最低點(diǎn)緩慢提升到最高點(diǎn),針對(duì)這個(gè)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(

)A.機(jī)械臂上拉力大于輕繩上的拉力 B.輕繩中的張力F1一直在增加C.機(jī)械臂中彈力F2先增大再減小 D.三、解答題11.如圖所示,在水平地面上固定著一個(gè)傾角為30°斜面,上表面粗糙,平行于斜面的細(xì)繩一端連接放置在斜面上質(zhì)量為1kg的物體A,跨過(guò)滑輪,細(xì)繩另一端連接著B(niǎo)物體,細(xì)繩與豎直方向夾角為30°,B物體在拉力F作用下靜止,已知F的方向與水平方向夾角為30°,大小為5N,重力加速度為g=10m/s2。求:(1)B物體的質(zhì)量;(2)A物體對(duì)斜面的摩擦力。12.如圖所示,圓心為О、半徑為R的圓環(huán)豎直放置并固定在水平面上,其左側(cè)緊貼圓環(huán)固定一根豎直桿,圓環(huán)上方有一小定滑輪P,P位于О點(diǎn)的正上方,OP之間的距離為2R。質(zhì)量為m的小球A穿在豎直桿上,小球B穿在圓環(huán)上,一輕繩跨過(guò)定滑輪Р將A、B連接,輕繩的長(zhǎng)度為3R。當(dāng)A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),A、P之間的輕繩與豎直方向的夾角為53°,不計(jì)一切摩擦,重力加速度大小為g,求:(1)輕繩拉力F的大?。唬?)小球B的質(zhì)量M(結(jié)果可用分式表示)。1.共點(diǎn)力平衡——備考2025高考物理“二級(jí)結(jié)論”精析與培優(yōu)爭(zhēng)分練一、晾衣服問(wèn)題設(shè)繩與豎直方向夾角為,兩桿距離為,繩長(zhǎng)為,則有。若只將端點(diǎn)上下移動(dòng),則不變,繩的拉力不變;若端點(diǎn)(桿)左右移動(dòng),則會(huì)相應(yīng)變化。例題1.如圖甲所示,小明同學(xué)在微風(fēng)天氣晾衣服,其示意圖可簡(jiǎn)化為如圖乙所示,晾衣繩的兩端分別系在兩根豎直桿上的A、B兩點(diǎn),光滑晾衣架懸掛在晾衣繩上并處于靜止?fàn)顟B(tài),整個(gè)裝置處于水平向右且大小恒定的風(fēng)力F中.保持A端位置不變,則下列說(shuō)法中正確的是(

A.將B端向上移動(dòng)很小一段距離到,再次穩(wěn)定,繩子張力變小B.將B端向下移動(dòng)很小一段距離到,再次穩(wěn)定,繩子張力變大C.將右邊豎直桿向右移動(dòng)一小段距離,再次穩(wěn)定,則繩上張力變小D.將右邊豎直桿向右移動(dòng)一小段距離,再次穩(wěn)定,則繩上張力變大【答案】D【解析】A.受力分析如圖所示

將重力與風(fēng)力合成后等效為新的重力場(chǎng),新的重力為,設(shè)虛線與兩繩的夾角為,左邊繩長(zhǎng)為,右邊繩長(zhǎng)為,兩桿之間與虛線垂直的距離為d,則有得繩中的張力為B端移動(dòng)到,再次穩(wěn)定,、兩點(diǎn)沿垂直虛線方向的距離即d增大,則繩中張力增大,故A錯(cuò)誤;B.B端移動(dòng)到,再次穩(wěn)定,、兩點(diǎn)沿垂直虛線方向的距離即d減小,則繩中的張力減小,故B錯(cuò)誤;C.若保持端位置不變,將右邊豎直桿向右移動(dòng)一小段距離,再次穩(wěn)定,、兩點(diǎn)沿垂直虛線方向的距離即d增大,則繩中張力增大,故C錯(cuò)誤;D.由C知,D正確;故選D。練1.生活中晾衣服隨處可見(jiàn),某處有兩晾衣桿A和B,A桿豎直固定,B桿向右側(cè)傾斜。不可伸長(zhǎng)的輕繩一端a固定在桿A上,另一端b可以沿B桿移動(dòng),衣服用光滑掛鉤掛在繩子上。則下列說(shuō)法正確的是()A.將b端從B1移到B2,繩子張力不變B.將b端從B1移到B2,繩子張力變大C.將b端從B2移到B1,繩子張力變大D.b端在桿B上位置不變,將桿B再向右傾斜一點(diǎn),繩子張力不變【答案】C【解析】AB.對(duì)光滑掛鉤受力分析,設(shè)繩子與豎直方向夾角為θ,根據(jù)平衡條件有2Tcosθ=mg將b端從B1移到B2,相當(dāng)于兩桿間距減小,繩子總長(zhǎng)度不變,所以θ變小,張力變小,故AB錯(cuò)誤;C.將b端從B2移到B1,相當(dāng)于兩桿間距增大,繩子總長(zhǎng)度不變,所以θ變大,張力變大,故C正確;D.b端在桿B上位置不變,將桿B再向右傾斜一點(diǎn),相當(dāng)于兩桿間距增大,θ變大,張力變大,故D錯(cuò)誤。故選C。二、力的合成中的力最小值問(wèn)題1.兩個(gè)分力和的合力為,若已知合力(或一個(gè)分力)的大小和方向,又知另一個(gè)分力(或合力)的方向,則第三個(gè)力與己知方向不知大小的那個(gè)力垂直時(shí)有最小值。2.利用三角函數(shù)求極值水平方向:豎直方向:令聯(lián)立可得:例題2.如圖所示,一小球用輕繩懸掛于O點(diǎn),用力F拉住小球,使輕繩與豎直方向的夾角為75°并保持不變,小球始終處于平衡狀態(tài),則當(dāng)F有最小值時(shí),力F與豎直方向的夾角θ應(yīng)為()A.90° B.75°C.15° D.0°【答案】C【解析】小球受三個(gè)力處于平衡,重力的大小和方向都不變,繩子拉力方向不變,因?yàn)槔K子拉力和外力F的合力等于重力,通過(guò)作圖法知當(dāng)F的方向與繩子方向垂直時(shí),由于垂線段最短,所以F最小,則θ=15°。故選C。練2.(多選)如圖所示,不可伸長(zhǎng)的懸線MO繩下端掛一質(zhì)量為m的物體,在拉力F作用下物體靜止,此時(shí)懸線與豎直方向的夾角為α?,F(xiàn)保夾角持α不變,拉力F緩慢地由水平位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)到豎直位置的過(guò)程中(重力加速度為g)()

A.F逐漸減小,OM繩拉力逐漸減小B.F先減小后增大,OM繩拉力逐漸減小C.若F=mgtanα,則力F的方向一定水平向右D.F的最小值為mgsinα【答案】BCD【解析】AB.根據(jù)題意,以結(jié)點(diǎn)O為受力分析點(diǎn),做出受力分析的矢量三角形,如下圖所示

由上圖可知,保持夾角α不變,拉力F緩慢地由水平位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)到豎直位置的過(guò)程中,根據(jù)矢量三角形的邊長(zhǎng)表示力的大小,可得:拉力F先減小后增大,OM繩拉力T逐漸減小,故A錯(cuò)誤,B正確;C.當(dāng)力F的方向水平向右時(shí),受力分析如圖所示

根據(jù)幾何關(guān)系可得解得故C正確;D.根據(jù)題意易得:當(dāng)力F垂直于OM繩上的拉力T時(shí),力F有最小值,根據(jù)幾何關(guān)系可得解得故D正確。故選BCD。例題3.(多選)如圖所示,內(nèi),一物塊在傾角為的固定斜面上向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。時(shí)對(duì)物塊施加一與水平方向夾角為的作用力F,使其沿斜面向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,取,,。下列說(shuō)法正確的是()A.時(shí),物塊加速度的大小為B.時(shí),斜面受到的物塊所施加作用力的方向斜向右下方C.且力F指向右上方時(shí),F(xiàn)有最小值D.且力F指向右下方時(shí),F(xiàn)有最小值【答案】BC【解析】A.內(nèi),物塊在斜面上向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律可得解得物塊的加速度大小為故A錯(cuò)誤;B.內(nèi),物塊在斜面上向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng),物塊的加速度沿斜面向上,則斜面對(duì)物塊的作用力方向斜向左上方,根據(jù)牛頓第三定律可知,斜面受到的物塊所施加作用力的方向斜向右下方,故B正確;CD.對(duì)物塊施加一與水平方向夾角為的作用力F,使其沿斜面向下做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)受力平衡可得聯(lián)立可得其中可得當(dāng)即則且力F指向右上方時(shí),F(xiàn)有最小值,故C正確,D錯(cuò)誤。故選BC。練3.一橫梁起重機(jī)移動(dòng)貨物時(shí)因斷電而失去動(dòng)力,工作人員在貨物上作用一水平恒力,使貨物和起重機(jī)一起勻速向右移動(dòng),此過(guò)程可簡(jiǎn)化為如圖1所示的模型:一質(zhì)量為的物塊A穿在粗糙的水平橫桿上,物塊通過(guò)輕質(zhì)細(xì)繩懸吊著一質(zhì)量為的物體。物塊A與橫桿的動(dòng)摩擦因數(shù),重力加速度為,現(xiàn)用水平恒力拉物塊,使物塊A、物體B一起向右勻速運(yùn)動(dòng)。(1)求水平恒力的大??;(2)如圖2所示,若要施加一個(gè)斜向右上的力拉物體B,使A、B一起向右勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)傾角多大時(shí),力最小,最小值是多少。【答案】(1);(2),【解析】(1)如圖1以A、B整體為研究對(duì)象,水平方向受水平力F,滑動(dòng)摩擦力,豎直方向上受重力,橫桿的支持力,則解得(2)以A、B整體為研究對(duì)象,受與水平方向成角的力F,滑動(dòng)摩擦力,豎直方向上受重力,橫桿的支持力,如圖所示解得其中,則當(dāng)時(shí),最大,F(xiàn)最小,代入得三、整體法與隔離法處理共點(diǎn)力平衡問(wèn)題水平方向分析N物體受力情況時(shí)可用隔離法,分析地面與斜面體之間的作用力時(shí)可以將M和斜面體看作一個(gè)整體,繩上的拉力為外力。例題4.(多選)如圖,一細(xì)繩跨過(guò)光滑定滑輪,其一端懸掛物塊B,另一端與地面上的物塊A相連,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)用水平向右的拉力緩慢拉動(dòng)B,直至懸掛B的細(xì)繩與豎直方向成45°。已知A始終保持靜止,則在此過(guò)程中()A.水平拉力大小一直增大B.A所受細(xì)繩的拉力可能減少C.A所受地面的摩擦力一直增大D.A所受地面的支持力可能先增大后減少【答案】AC【解析】AB.對(duì)物塊A、B進(jìn)行受力分析如圖所示對(duì)物塊B有解得根據(jù)題意可知,增大,則細(xì)繩的拉力一直增大,水平拉力也一直增大,A正確,B錯(cuò)誤;CD.根據(jù)上述受力分析,對(duì)物塊A有解得可知,增大,則A所受地面的摩擦力一直增大,A所受地面的支持力一直減小,C正確,D錯(cuò)誤。故選AC。練4.如圖所示,傾角為30°、質(zhì)量為12kg的斜面體C置于水平地面上,放在斜面上質(zhì)量為8kg的小物塊B,通過(guò)細(xì)繩跨過(guò)光滑的定滑輪與物塊A相連接,連接B的細(xì)繩與斜面平行。現(xiàn)A勻速下落,C處于靜止?fàn)顟B(tài),已知物塊B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù),重力加速度g=10m/s2。求:(1)物塊A的質(zhì)量;(2)地面對(duì)斜面體C的作用力大小?!敬鸢浮浚?);(2)【解析】(1)設(shè)斜面對(duì)B的摩擦力大小為fB,對(duì)物塊B受力如圖由平衡條件有解得(2)研究B、C整體,受到重力、拉力T、地面的支持力N和地面的摩擦力作用,如圖所示。由平衡條件有對(duì)A有解得地面對(duì)斜面體C的作用力是地面的支持力N和地面的摩擦力f的合力,即四、動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題解析法一般把力進(jìn)行正交分解,兩個(gè)方向上列平衡方程,寫出所要分析的力與變化角度的關(guān)系式然后進(jìn)行數(shù)學(xué)分析圖解法如果其中一個(gè)力的大小、方向均不變,另一個(gè)力的方向不變,求解第三個(gè)力的變化時(shí)可用圖解法相似三角形法如果其中的一個(gè)力大小、方向均不變,另外兩個(gè)力的方向都發(fā)生變化,可用力三角形與幾何三角形相似的方法求解拉密定理如果有兩個(gè)力的方向都發(fā)生變化,但是有確定的夾角,可以用拉密定理(正弦定理)列比例式進(jìn)行求解。右圖滿足:例題5.如圖所示,在彈性繩的彈性限度內(nèi),其一端固定在天花板上的O點(diǎn),另一端懸掛一質(zhì)量為m的小球,靜止時(shí)小球位于B點(diǎn),A點(diǎn)固定一光滑的小定滑輪,。現(xiàn)對(duì)小球施加一沿BC方向的拉力F,使小球沿BC緩慢運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)。已知ABC三點(diǎn)剛好組成一個(gè)正三角形,D為BC的中點(diǎn),重力加速度為g,則()A.小球在C點(diǎn)受到的拉力F等于小球重力的倍B.在D點(diǎn)時(shí)彈性繩的彈力大小為C.該彈性繩的原長(zhǎng)為D.從D到C的過(guò)程中拉力F可能先減小后增大【答案】C【解析】A.小球在C點(diǎn)時(shí),結(jié)合幾何知識(shí)對(duì)小球進(jìn)行受力分析可知,此時(shí)小球受到的拉力故A錯(cuò)誤;B.設(shè)小球在D點(diǎn)時(shí)彈性繩的彈力大小為FT,對(duì)小球進(jìn)行受力分析并沿水平和豎直方向正交分解可得兩式聯(lián)立可解得故B錯(cuò)誤;C.設(shè)彈性繩的原長(zhǎng)為,則當(dāng)小球在B點(diǎn)時(shí),由胡克定律可得在D點(diǎn)時(shí)有兩式聯(lián)立可解得故C正確;D.從D到C的過(guò)程中,設(shè)A點(diǎn)下方的彈性繩與水平方向的夾角為α,對(duì)小球受力分析并沿水平和豎直方向正交分解,在水平方向上有解得因此過(guò)程中彈性繩的伸長(zhǎng)量越來(lái)越大,由可知彈性繩的彈力FT越來(lái)越大,而α由60°逐漸減小到30°,cosα越來(lái)越大,可知拉力F也越來(lái)越大,故D錯(cuò)誤。故選C。練5.如圖甲所示,一可視為質(zhì)點(diǎn)的光滑小球靜止放置在固定的光滑半球面底端,某一學(xué)生用豎直放置的光滑擋板水平向左緩慢推動(dòng)小球,此過(guò)程擋板對(duì)小球的推力F1、半球面對(duì)小球的支持力F2,另有一學(xué)生用一細(xì)繩緩慢向左拉動(dòng)該球,且細(xì)繩始終沿半球面切線方向,此過(guò)程細(xì)繩對(duì)小球的拉力F3、半球面對(duì)小球的支持力F4,在小球兩次運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中未脫離球面,則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中四個(gè)力的變化情況正確的是()A.F1增大,F(xiàn)2增大,F(xiàn)3增大,F(xiàn)4減小B.F1增大,F(xiàn)2減小,F(xiàn)3增大,F(xiàn)4減小C.F1減小,F(xiàn)2增大,F(xiàn)3增大,F(xiàn)4減小D.F1減小,F(xiàn)2增大,F(xiàn)3減小,F(xiàn)4增大【答案】A【解析】對(duì)甲圖中小球進(jìn)行受力分析,如圖所示,根據(jù)平衡條件得F1=mgtanθ由于θ不斷增大,故F1增大,F(xiàn)2增大;對(duì)乙圖中小球進(jìn)行受力分析,如圖所示,根據(jù)平衡條件得F3=mgsinθF4=mgcosθ由于θ不斷增大,故F3增大,F(xiàn)4減小。故選A。例題6.如圖所示,粗糙水平地面上放有橫截面為圓的柱狀物體A,A與墻面之間放有表面光滑的圓柱形物體B,A、B均保持靜止。若將A向左移動(dòng)少許,下列說(shuō)法正確的是(

)A.B對(duì)A的作用力不變 B.墻對(duì)B的作用力不變C.地面對(duì)A的摩擦力不變 D.地面對(duì)A的支持力不變【答案】D【解析】B.對(duì)物體B受力分析,受到重力mg、A對(duì)B的支持力和墻壁對(duì)B的支持力N,如圖當(dāng)A向左移動(dòng)后,A對(duì)B的支持力的方向不斷變化,根據(jù)平衡條件結(jié)合合成法可以知道A對(duì)B的支持力和墻壁對(duì)B的支持力N都在不斷減小。由牛頓第三定律可知B對(duì)A的作用力在不斷減小。故AB錯(cuò)誤;CD.對(duì)A和B整體受力分析,受到總重力G、地面支持力FN,地面的摩擦力f和墻壁的彈力N,如圖根據(jù)平衡條件,有f=N,F(xiàn)N=G故地面的支持力不變,地面的摩擦力f隨著墻壁對(duì)B的支持力N的不斷減小而不斷減小。故C錯(cuò)誤;D正確。故選D。練6.(多選)如圖所示,甲乙兩輕繩連接重物于O點(diǎn),重物始終在同一位置處于靜止?fàn)顟B(tài),輕繩甲與豎直方向夾角始終為30°,輕繩乙從水平方向逆時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)至豎直過(guò)程中,輕繩甲對(duì)重物的彈力,輕繩乙對(duì)重物的彈力,物體所受的重力大小為G,下列說(shuō)法正確的是()A.T1先增大后減小 B.T2先減小后增大C.T2的最小值為 D.與的合力增大【答案】BC【解析】ABC.因?yàn)榕c的合力與重物重力等大反向,則對(duì)物體受力分析,根據(jù)力的矢量三角形法則分析可以看出,輕繩乙從水平方向逆時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)至豎直過(guò)程中,輕繩甲對(duì)重物的彈力T1一直減小,當(dāng)輕繩乙與輕繩甲垂直時(shí),輕繩乙上拉力最小,即輕繩乙對(duì)重物的彈力T2先減小后增大,輕繩乙上拉力最小值為故A錯(cuò)誤,BC正確;D.由題意知,重物始終處于平衡狀態(tài),所以與的合力與重物重力等大反向,即與的合力始終保持不變,故D錯(cuò)誤。故選BC。例題7.如圖所示,截面為四分之一圓的柱體放在墻腳,一個(gè)小球用細(xì)線拉著靜止在光滑圓弧面上,細(xì)線的懸點(diǎn)在豎直墻面上A點(diǎn),保持細(xì)線伸直長(zhǎng)度不變,小球大小不計(jì),將懸點(diǎn)沿豎直墻面緩慢向上移,在小球沿圓弧面向上緩慢移動(dòng)過(guò)程中,下列判斷正確的是()A.細(xì)線的拉力大小不變 B.細(xì)線的拉力減小C.圓弧面對(duì)小球的支持力大小不變 D.圓弧面對(duì)小球的支持力增大【答案】B【解析】設(shè)懸點(diǎn)到水平面的距離為h,圓的半徑為R,細(xì)線長(zhǎng)為L(zhǎng),小球重力為mg,支持力為N,細(xì)線拉力為F,如圖根據(jù)相似三角形法有隨著h增大,F(xiàn)減小,N減小。故選B。練7.(多選)如圖所示,四分之一圓柱體固定在水平地面上,在截面圓心的正上方有一個(gè)大小可忽略的定滑輪,一根輕繩跨過(guò)定滑輪,一端和置于圓柱體上的小球連接(可視為質(zhì)點(diǎn)),另一端系在固定豎直桿上的點(diǎn)?,F(xiàn)將一鉤碼掛在輕繩上,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。不計(jì)一切摩擦,則()A.將輕繩端沿桿向上緩慢移動(dòng)一小段距離,繩子的拉力不變B.將輕繩端沿桿向上緩慢移動(dòng)一小即距離,對(duì)的支持力變小C.若將換成質(zhì)量較小的鉤碼后,整個(gè)裝置仍處于靜止?fàn)顟B(tài),則對(duì)的支持力不變D.若將換成質(zhì)量較小的鉤碼后,整個(gè)裝置仍處于靜止?fàn)顟B(tài),則繩子的拉力變大【答案】ACD【解析】A.M靜止時(shí),設(shè)其兩端繩與豎直方向夾角為α,由平衡條件設(shè)間繩子長(zhǎng)度為,間水平距離為,根據(jù)幾何關(guān)系可得,,聯(lián)立可得可知將輕繩端沿桿向上緩慢移動(dòng)一小即距離,連接的繩子與豎直方向的夾角不變,繩子的拉力不變,故A正確;B.由A中分析可知,將輕繩B端沿桿向上慢移動(dòng)一小段距離,小球位置不變,繩子拉力不變,故對(duì)的支持力不變,故B錯(cuò)誤;CD.小球受重力,A對(duì)它的支持力以及輕繩對(duì)它的拉力,其受力如圖所示由相似三角形可知其中,為四分之一圓柱體的半徑,為定滑輪左側(cè)輕繩的長(zhǎng)度,將換成質(zhì)量較小的鉤碼,鉤碼上移,小球?qū)⒀貓A柱體下移,小球再次靜止時(shí),由于、、不變,增大,則大小不變,增大,即輕繩的張力增大,A對(duì)的支持力不變,CD正確。故選ACD。例題8.如圖所示,質(zhì)量為m的光滑圓柱體放在“V”型擋板上,OA,OB兩板之間的夾角為120°固定不變。初始時(shí)刻OB板水平,現(xiàn)將“V”型擋板繞О軸在豎直面內(nèi)沿順時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)動(dòng),直至OA板水平。已知重力加速度大小為g,在此過(guò)程中()A.圓柱體對(duì)OA板的壓力先增大后減小B.圓柱體對(duì)OB板的壓力先增大后減小C.當(dāng)OB板轉(zhuǎn)過(guò)30°時(shí),圓柱體對(duì)OB板的作用力大小為mgD.當(dāng)OB板轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí),圓柱體對(duì)OA板的作用力大小為mg【答案】D【解析】AB.設(shè)OB板轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為,對(duì)圓柱體受力分析如圖甲,由正弦定理可得圓柱體在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中從0°增大至60°,再由牛頓第三定律可知,圓柱體對(duì)OA板壓力逐漸增大,對(duì)OB板壓力逐漸減小,故AB錯(cuò)誤;C.當(dāng)OB板轉(zhuǎn)過(guò)30°時(shí),兩板與水平方向夾角均為30°,兩板對(duì)圓柱體的支持力大小均為,與豎直方向夾角為30°,如圖乙所示,可得故C錯(cuò)誤;D.當(dāng)OB板轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí),OA板處于水平位置,棉包只受到重力和OA板的支持力,由二力平衡得由牛頓第三定律知圓柱體對(duì)OA板的作用力大小為mg,故D正確。故選D。練8.(多選)如圖所示,一根細(xì)線系著一個(gè)小球,細(xì)線上端固定?,F(xiàn)給小球施加力F,小球平衡后細(xì)線跟豎直方向的夾角為30°,F(xiàn)與細(xì)線的夾角為,。要使小球保持平衡,下列判斷正確的是()A.若小球位置不動(dòng),改變F的方向,夾角的變化范圍是B.若小球位置不動(dòng),F(xiàn)由圖示位置逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度,力F可能先減小后增大,細(xì)線的彈力一定減小C.若保持夾角不變,細(xì)線逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)至水平,F(xiàn)一直增大D.若保持夾角不變,細(xì)線逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)至水平,細(xì)線的彈力先增大后減小【答案】BC【解析】A.若=,小球不能在原位置保持平衡,故A錯(cuò)誤;B.設(shè)細(xì)線拉力大小為T,對(duì)小球受力分析,做力的矢量三角形若小球位置不動(dòng),F(xiàn)由圖示位置逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度,力F可能先減小后增大,細(xì)線的彈力一定減小,故B正確;CD.由圖若保持夾角不變,細(xì)線逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)至水平,F(xiàn)一直增大,若時(shí),細(xì)線的彈力一直減小,故C正確,D錯(cuò)誤。故選BC。(建議用時(shí):60分鐘)一、單選題1.如圖所示,兩根直桿M、N豎直固定,一根長(zhǎng)度一定的輕繩繞過(guò)動(dòng)滑輪,一端固定在M桿上,另一端連接在套在N桿上的光滑圓環(huán)上,動(dòng)滑輪上吊著一個(gè)重物,現(xiàn)給圓環(huán)施加一個(gè)豎直向上的拉力F,使重物緩慢上移,則在重物上移的過(guò)程中(

)A.輕繩上張力越來(lái)越小 B.輕繩上張力越來(lái)越大C.拉力F越來(lái)越小 D.拉力F大小不變【答案】D【解析】由于兩桿間距離不變,繩長(zhǎng)不變,根據(jù)幾何關(guān)系可知,滑輪兩邊輕繩與豎直方向的夾角相等,則夾角不變,根據(jù)力的平衡可知,繩上的拉力始終不變,對(duì)環(huán)研究可知,根據(jù)力的平衡,拉力F不變。故選D。2.小院里一條輕質(zhì)葫蘆藤(視為輕繩)上結(jié)了三只葫蘆,輕質(zhì)藤1繞在橫梁上與豎直方向的夾角為θ=30°,輕質(zhì)藤4水平纏繞在豎直立柱上,三個(gè)葫蘆的質(zhì)量均為m=10g,四條輕質(zhì)葫蘆藤的拉力分別是F1、F2、F3、F4。重力加速度g取10m/s2。下列說(shuō)法正確的是()A.N B.N C.N D.N【答案】C【解析】AD.將三個(gè)葫蘆視為整體,由平衡得故AD錯(cuò)誤;B.設(shè)藤2與豎直夾角為,對(duì)1、2之間的葫蘆分析得解得故B錯(cuò)誤;C.設(shè)藤3與豎直夾角為,對(duì)2、3之間的葫蘆分析得解得故C正確。故選C。3.如圖所示,豎直平面內(nèi)有一固定的圓環(huán),圓環(huán)上P處有一小定滑輪,圓環(huán)上套著兩個(gè)小球A、B,A、B用輕繩繞過(guò)定滑輪相連,當(dāng)兩球在圖示位置靜止時(shí),A、B兩球的連線過(guò)環(huán)心O,為等腰直角三角形且段輕繩水平。若A的質(zhì)量為,不計(jì)一切摩擦,兩小球及定滑輪均視為質(zhì)點(diǎn),則B的質(zhì)量為()A. B. C. D.【答案】B【解析】對(duì)兩小球分別受力分析,有則故選B。4.如圖所示,一根細(xì)線系著一個(gè)質(zhì)量為m的小球,細(xì)線上端固定在天花板上,給小球施加力F,小球平衡后細(xì)線與豎直方向的夾角?,F(xiàn)改變F的方向,但仍要使小球在圖中位置保持平衡,即角不變,則F的最小值為()A. B. C. D.【答案】B【解析】對(duì)小球受力分析,其受到自身的重力、繩子的拉力以及外力F。若讓小球保持平衡狀態(tài),則這三個(gè)力恰好能做成首尾相連的三角形,如圖所示由幾何關(guān)系可知?jiǎng)tF的最小值為與繩子垂直時(shí)的力即故選B。5.如圖所示的矩形框架,將一質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩拴接在框架上等高的兩定點(diǎn)M、N處,一質(zhì)量不計(jì)的光滑圓環(huán)穿過(guò)細(xì)繩后下端掛上重物,平衡時(shí),且MO、NO的拉力大小為、。則下列說(shuō)法正確的是()A.圖示狀態(tài)下B.如果框架繞N點(diǎn)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過(guò)一小角度,那么、均變大C.如果框架繞N點(diǎn)逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過(guò)一小角度,那么、均變大D.不論框架繞N點(diǎn)順時(shí)針或逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過(guò)一小角度,、都變小【答案】D【解析】A.選擇圓環(huán)為研究對(duì)象,受豎直向下的拉力,大小等于懸吊的重物的重力,又由于MON為一條輕繩且圓環(huán)光滑,因此圓環(huán)左右兩側(cè)的輕繩的拉力大小相等,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;BCD.由之前的分析可知。繩子兩段拉力大小相等,即由力的平衡條件可知,兩側(cè)輕繩的拉力的合力大小等于懸吊的重物的重力,無(wú)論框架繞N點(diǎn)如何緩慢轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)小角度,由幾何關(guān)系可知均減小,由平衡條件有所以其拉力應(yīng)該減小,故BC錯(cuò)誤,D正確。故選D。6.一個(gè)小朋友在搭積木時(shí),將兩個(gè)相同的三棱柱甲、乙相鄰置于水平地面上,表面光滑的圓柱體丙架在兩個(gè)三棱柱之間,截面如圖所示。三塊積木的質(zhì)量均為m且處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說(shuō)法正確的是()(重力加速度為g)A.甲受到3個(gè)力的作用B.甲對(duì)丙的支持力為mgC.若增大甲、乙間的距離,丙未落地且三者仍靜止,則甲對(duì)丙的作用力變大D.地面對(duì)甲的支持力大小為3mg【答案】C【解析】A.分析可知,甲受到重力、地面的支持力、丙對(duì)甲的壓力,而由于丙對(duì)甲的壓力斜向左下方,因此甲有向做運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),所以甲還受到地面對(duì)其水平向右的靜摩擦力的作用,即甲一共受4個(gè)力的作用,故A錯(cuò)誤;B.對(duì)丙受力分析如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可知,甲乙對(duì)丙的支持力大小相等,有根據(jù)平衡條件有解得故B錯(cuò)誤;C.若增大甲、乙間的距離,丙未落地且三者仍靜止,此時(shí)甲、乙對(duì)丙的支持力與豎直方向的夾角將大于,而根據(jù)可知,甲乙對(duì)丙的支持力將變大,故C正確;D.將甲乙丙看成一個(gè)整體,整體在豎直方向上受力平衡,有而根據(jù)對(duì)稱性可知,地面對(duì)甲、乙的支持力相等,設(shè)為,則由解得故D錯(cuò)誤。故選C。二、多選題7.如圖所示,兩物塊A、B的質(zhì)量分別為mA、mB,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),設(shè)此時(shí)輕質(zhì)動(dòng)滑輪右端的輕繩與水平面之間的夾角為θ?;喒饣O铝姓f(shuō)法正確的是(

A.若,則 B.若,可能C.若,則 D.若,則【答案】AC【解析】以A為對(duì)象,根據(jù)受力平衡可得以滑輪為對(duì)象,根據(jù)受力平衡可得聯(lián)立可得若,則有若,則有若,則有故選AC。8.如圖所示,一質(zhì)量不計(jì)的光滑定滑輪用一小段輕繩懸掛在天花板上,傾角為的斜面體放在粗糙的水平面上,小物體和兩個(gè)鉤碼用輕細(xì)繩連接后跨過(guò)定滑輪,平衡時(shí)細(xì)繩與水平方向的夾角也為;現(xiàn)摘掉一個(gè)鉤碼,整個(gè)系統(tǒng)仍處于平衡狀態(tài)且定滑輪的位置不變,則下列說(shuō)法正確的是()A.小物體所受的摩擦力大小一定減小B.小物體所受的作用力一定先減小后增大C.輕繩對(duì)定滑輪的作用力一定減小D.地面對(duì)斜面體的摩擦力一定減小【答案】CD【解析】A.設(shè)斜面體的質(zhì)量為M、小物體的質(zhì)量為m、鉤碼的總質(zhì)量為m0,系統(tǒng)靜止時(shí),鉤碼所受的拉力大小等于鉤碼的重力,當(dāng)時(shí),小物體所受的摩擦力等于零,摘掉鉤碼后,小物體所受的摩擦力沿斜面向上增大;當(dāng)時(shí),小物體所受的摩擦力沿斜面向上,由力的平衡條件可知摘掉鉤碼后,小物體所受的摩擦力變大;當(dāng)時(shí),小物體所受的摩擦力沿斜面體向下,由力的平衡條件可知摘掉鉤碼后,小物體所受的摩擦力可能沿斜面體向下減小甚至減為零,也可能變?yōu)檠匦泵骟w向上甚至大小變大。故A錯(cuò)誤;B.由于小物體始終靜止,則小物體所受的合力始終等于零。故B錯(cuò)誤;C.摘掉鉤碼后,細(xì)繩的拉力減小,則滑輪兩側(cè)細(xì)繩拉力的合力減小,所以輕繩對(duì)定滑輪的作用力一定減小。故C正確;D.以小物體和斜面體為研究對(duì)象,分析受力為根據(jù)平衡條件得水平面對(duì)斜面體的摩擦力摘掉一個(gè)鉤碼后地面對(duì)斜面體的摩擦力一定減小。故D正確。故選CD。9.如圖甲所示為烤腸機(jī),香腸放置在兩根水平的平行金屬桿中間,其截面圖如圖乙所示。假設(shè)香腸可視為質(zhì)量為m的均勻圓柱體,烤制過(guò)程中香腸質(zhì)量不變,半徑變大

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