【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2021高考物理(山東專用)三輪體系大通關(guān)-專練3-受力分析-物體的平衡

專練3受力分析物體的平衡1．如圖1所示，質(zhì)量為2kg的物體B和質(zhì)量為1kg的物體C用輕彈簧連接并豎直地靜置于水平地面上．再將一個(gè)質(zhì)量為3kg的物體A輕放在B上的一瞬間，彈簧的彈力大小為(取g＝10m/s2)()圖1A．30NB．0C．20ND．12N答案C2．(2022·上海單科，9)如圖2，光滑的四分之一圓弧軌道AB固定在豎直平面內(nèi)，A端與水平面相切，穿在軌道上的小球在拉力F作用下，緩慢地由A向B運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)始終沿軌道的切線方向，軌道對(duì)球的彈力為FN，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()圖2A．F增大，F(xiàn)N減小B．F減小，F(xiàn)N減小C．F增大，F(xiàn)N增大D．F減小，F(xiàn)N增大解析對(duì)球受力分析，受重力、支持力和拉力，依據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，有：FN＝mgcosθ和F＝mgsinθ，其中θ為支持力FN與豎直方向的夾角；當(dāng)物體向上移動(dòng)時(shí)，θ變大，故FN變小，F(xiàn)變大；故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．答案A3．(2022·貴州六校聯(lián)考，15)如圖3所示，放在粗糙水平面上的物體A上疊圖3放著物體B.A和B之間有一根處于壓縮狀態(tài)的彈簧，物體A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)．下列說(shuō)法中正確的是()A．B受到向左的摩擦力B．B對(duì)A的摩擦力向右C．地面對(duì)A的摩擦力向右D．地面對(duì)A沒(méi)有摩擦力解析彈簧被壓縮，則彈簧給物體B的彈力水平向左，因此物體B平衡時(shí)必受到A對(duì)B水平向右的摩擦力，則B對(duì)A的摩擦力水平向左，故A、B均錯(cuò)誤；取A、B為一整體，因其水平方向不受外力，則地面對(duì)A沒(méi)有摩擦力作用，故D正確，C錯(cuò)誤．答案D4．(2022·山東煙臺(tái)5月適應(yīng)性考試)圖4如圖4所示，質(zhì)量均為m的a、b兩物體，放在兩固定的水平擋板之間，物體間用一豎直放置的輕彈簧連接，在b物體上施加水平拉力F后，兩物體始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，已知重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)物體對(duì)水平面的壓力大小可能為2mgB．a(chǎn)物體所受摩擦力的大小為FC．b物體所受摩擦力的大小為FD．彈簧對(duì)b物體的彈力大小可能等于mg解析隔離a物體，對(duì)其受力分析時(shí)結(jié)合a物體保持靜止?fàn)顟B(tài)可知a與地面間沒(méi)有摩擦力(可以用假設(shè)法推斷)，故B錯(cuò)誤；在b物體上施加水平拉力F后，兩物體始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，則物體b受到接觸面的靜摩擦力且大小為F，故C正確；由物體b受到接觸面的靜摩擦力可知它們之間肯定存在彈力，且彈簧的彈力大于物體b的重力，故D錯(cuò)誤；由整體法可知，a物體對(duì)水平面的壓力大小大于2mg，故A錯(cuò)誤．答案C5．如圖5所示，小車(chē)M在恒力F的作用下，沿水平地面做直線運(yùn)動(dòng)，由此可推斷()圖5A．若地面光滑，則小車(chē)肯定受三個(gè)力的作用B．若地面粗糙，則小車(chē)肯定受四個(gè)力的作用C．若小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)，則小車(chē)肯定受四個(gè)力的作用D．若小車(chē)做加速運(yùn)動(dòng)，則小車(chē)可能受三個(gè)力的作用解析先分析重力和已知力F，再分析彈力．由于F的豎直分力可能等于重力，因此地面可能對(duì)小車(chē)無(wú)彈力作用，無(wú)彈力也就無(wú)摩擦力，A、B錯(cuò)誤；若小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)，那么水平方向所受摩擦力和F的水平分力平衡，這時(shí)小車(chē)肯定受重力、恒力F、地面的彈力、摩擦力四個(gè)力的作用，C正確；若小車(chē)做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)孛婀饣瑫r(shí)，小車(chē)可能受重力、恒力F、地面的彈力三個(gè)力作用，D正確．答案CD6．(2022·廣州綜合測(cè)試)如圖6所示，兩梯形木塊A、B疊放在水平地面上，A、B之間的接觸面傾斜．A的左側(cè)靠在光滑的豎直墻面上，關(guān)于兩木塊的受力，下列說(shuō)法正確的是()圖6A．A、B之間肯定存在摩擦力作用B．木塊A可能受三個(gè)力作用C．木塊A肯定受四個(gè)力作用D．木塊B受到地面的摩擦力作用方向向右解析A、B之間可能不存在摩擦力作用，木塊A可能受三個(gè)力作用，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確；木塊B也可能不受地面的摩擦力作用，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案B圖77．一件行李重為G，被繩OA和OB吊在空中，OA繩和OB繩的拉力分別為F1、F2，如圖7所示，則()A．F1、F2的合力是GB．F1、F2的合力是FC．行李對(duì)繩OA的拉力方向與F1方向相反，大小相等D．行李受到重力G、OA繩拉力F1、OB的拉力F2，還有F共四個(gè)力解析合力與分力具有等效替代的關(guān)系．所謂等效是指力F的作用效果與其分力F1、F2共同作用產(chǎn)生的效果相同．F1和F2的合力的作用效果是把行李提起來(lái)，而G的作用效果是使行李下落，另外產(chǎn)生的緣由(即性質(zhì))也不相同，故A錯(cuò)誤；F1和F2的作用效果和F的作用效果相同，故B正確；行李對(duì)繩OA的拉力與拉行李的力F1是相互作用力，等大、反向，不是一個(gè)力，故C正確；合力F是為爭(zhēng)辯問(wèn)題便利而假想出來(lái)的力，實(shí)際上不存在，應(yīng)與實(shí)際受力區(qū)分開(kāi)來(lái)，故D錯(cuò)誤．答案BC8．(2022·佛山調(diào)研考試)圖8如圖8所示是人們短途出行、購(gòu)物的簡(jiǎn)便雙輪小車(chē)，若小車(chē)在勻速行駛的過(guò)程中支架與水平方向的夾角保持不變，不計(jì)貨物與小車(chē)間的摩擦力，則貨物對(duì)桿A、B的壓力大小之比FA∶FB為()A．1∶eq\r(3)B.eq\r(3)∶1C．2∶1D．1∶2解析以貨物為爭(zhēng)辯對(duì)象進(jìn)行受力分析，如圖所示，利用力的合成法可得tan30°＝eq\f(FB′,FA′)，依據(jù)牛頓第三定律可知FB＝FB′、FA＝FA′，解得FA∶FB＝eq\r(3)∶1，選項(xiàng)B正確．答案B9.圖9(2022·昆明市質(zhì)量檢測(cè))如圖9所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球用輕質(zhì)細(xì)桿連接靜止于內(nèi)壁光滑的半球形碗內(nèi)，桿及碗口平面均水平、碗的半徑及兩小球之間的距離均為R，不計(jì)小球半徑，則碗對(duì)每個(gè)小球的支持力大小為()A.eq\f(\r(3),3)mgB.eq\f(2\r(3),3)mgC.eq\r(3)mgD．2mg解析以其中一小球?yàn)闋?zhēng)辯對(duì)象，受力狀況如圖所示．依據(jù)題意可知θ＝30°，依據(jù)平衡條件可知：FN1＝eq\f(mg,cosθ)＝eq\f(2\r(3),3)mg，選項(xiàng)B正確．答案B10.圖10傾角為α、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上，質(zhì)量為m的木塊靜止在斜面體上．下列結(jié)論正確的是()A．木塊受到的摩擦力大小是mgcosαB．木塊對(duì)斜面體的壓力大小是mgcosαC．桌面對(duì)斜面體的摩擦力大小是mgsinαcosαD．桌面對(duì)斜面體的支持力大小是(M＋m)g解析以木塊為爭(zhēng)辯對(duì)象有Ff＝mgsinθ，F(xiàn)N＝mgcosθ，所以A錯(cuò)、B對(duì)，以整體為爭(zhēng)辯對(duì)象有：FN′(M＋m)g，F(xiàn)f′＝0，所以C錯(cuò)、D對(duì)．答案BD11．(2022·湖北黃岡質(zhì)檢)圖11如圖11所示，用一根不行伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線將小球懸掛在天花板上，現(xiàn)對(duì)小球施加一個(gè)方向始終垂直細(xì)線的拉力F將小球緩慢拉起，在小球拉起的過(guò)程中，下列推斷正確的是()A．拉力F始終增大B．拉力F先增大后減小C．細(xì)線的拉力始終減小D．細(xì)線的拉力先增大后減小解析小球在拉起的過(guò)程中，設(shè)線與豎直方向的夾角為θ，由于F與細(xì)線垂直，將重力分解可得F＝mgsinθ，θ漸漸增大，F(xiàn)漸漸增大，A正確．細(xì)線的拉力FT＝mgcosθ，θ漸漸增大，cosθ漸漸減小，C正確．答案AC12.圖12在機(jī)械設(shè)計(jì)中常用到下面的力學(xué)原理，如圖12所示，只要使連桿AB與滑塊m所在平面間的夾角θ大于某個(gè)值，那么，無(wú)論連桿AB對(duì)滑塊施加多大的作用力，都不行能使之滑動(dòng)，且連桿AB對(duì)滑塊施加的作用力越大，滑塊就越穩(wěn)定，工程力學(xué)上稱為“自鎖”現(xiàn)象．設(shè)滑塊與所在平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，為使滑塊能“自鎖”應(yīng)滿足的條件是()A．μ≥tanθB．μ≥cotθC．μ≥sinθD．μ≥cosθ解析滑塊m的受力如圖所示，建立直角坐標(biāo)系，將力F正交分解，由物體的平衡條件可知：豎直方向有FN＝mg＋Fsinθ，水平方向有Fcosθ＝Ff≤μFN.由以上兩式解得Fcosθ≤μmg＋μFsinθ.由于力F很大，所以上式可以寫(xiě)成Fcosθ≤μFsinθ故應(yīng)滿足的條件為μ≥cotθ，B對(duì)．答案B13．(2022·四川成都六校檢測(cè))圖13如圖13所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m，帶電荷量均為＋q的小球A、B，一個(gè)固定在O點(diǎn)的正下方L處，另一個(gè)用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，靜止時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角為60°，以下說(shuō)法正確的是()A．O點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為eq\f(\r(3)kq,L2)B．A在B處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為eq\f(kq,L2)C．細(xì)線上的拉力為eq\f(\r(3)kq2,L2)D．B球所受A球的庫(kù)侖力和線的拉力的合力方向豎直向上解析由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式，A在O處或B處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為E1＝keq\f(q,L2)，O點(diǎn)處的電場(chǎng)為A、B分別在O處產(chǎn)生的電場(chǎng)的疊加，即E2＝2E1cos30°＝eq\r(3)keq\f(q,L2)，則A、B正確；對(duì)B球，由平衡條件得，B球所受A球的庫(kù)侖力和線的拉力的合力方向豎直向上，且細(xì)線上的拉力FT＝eq\f(kq2,L2)，則D正確，C錯(cuò)誤．答案ABD14．如圖14所示，圖14傾角為α的斜劈放置在粗糙水平面上，斜面粗糙，物體a放在斜面上．一根輕質(zhì)細(xì)線一端固定在物體a上，細(xì)線繞過(guò)兩個(gè)光滑小滑輪，滑輪1固定在斜劈上、滑輪2下吊一物體b，細(xì)線另一端固定在c上，c穿在水平橫桿上，物體a和滑輪1間的細(xì)線平行于斜面，系統(tǒng)靜止．物體a受到斜劈的摩擦力大小為Ff1，c受到橫桿的摩擦力大小為Ff2，若將c向右移動(dòng)少許，a始終靜止，系統(tǒng)仍靜止，則()A．Ff1由沿斜面對(duì)下改為沿斜面對(duì)上，F(xiàn)f2始終沿橫桿向右B．細(xì)線對(duì)a和c的拉力都將變大C．Ff1和Ff2都將變大D．斜劈受到地面的摩擦力和橫桿受到物體c的摩擦力都將變大解析將c向右移動(dòng)少許，a位置不變，則夾角β將變大，依據(jù)力的合成可知細(xì)線上的張力將變大，B正確；對(duì)c，細(xì)線與橫桿的夾角減小，又細(xì)線對(duì)c的拉力增大，細(xì)線沿桿向左的分力增大，則c受到桿的摩擦力Ff2將增大，對(duì)a、b、c、斜劈和兩個(gè)小滑輪整體，可知斜劈受到地面的摩擦力和物體c受到橫桿的摩擦力等大反向，則斜劈受到地面的摩擦力和橫桿受到物體c的摩擦力都將變大，D正確；對(duì)a，不能確定重力沿斜面對(duì)下的分力和細(xì)線拉力的大小關(guān)系，則不能確定a受到斜面的摩擦力的大小和方向，A、C均錯(cuò)．答案BD15．如圖15甲、乙所示，傾角為θ的斜面上放置一滑塊M，在滑塊M上放置一個(gè)質(zhì)量為m的物塊，M和m相對(duì)靜止，一起沿斜面勻速下滑，下列說(shuō)法正確的是()圖15A．圖甲中物塊m受到摩擦力B．圖乙中物塊m受到摩擦力C．圖甲中物塊m受到水平向左的摩擦力D．圖乙中物塊m受到與斜面平行向上的摩擦力解析對(duì)圖甲：設(shè)m受到摩擦力，則物塊m受到重力、支持力、摩擦力，而重力、支持力平衡．若物體受摩擦力作用，其方向與接觸面相切，方向水平，則物體m受力將不平衡，與題中條件沖