2025屆高考物理一輪復習課時作業(yè)7受力分析共點力的平衡含解析魯科版

PAGEPAGE8課時作業(yè)7受力分析共點力的平衡時間：45分鐘1.如圖所示，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的左側靠在光滑的豎直墻面上，關于兩木塊的受力，下列說法正確的是(B)A．A、B之間肯定存在摩擦力作用B．木塊A可能受三個力作用C．木塊A肯定受四個力作用D．木塊B受到地面的摩擦力作用方向向右解析：由于A、B間接觸面狀況未知，若AB接觸面光滑，則AB間可以沒有摩擦力，故A錯誤；對整體受力分析可知，A肯定受向右的彈力，另外受重力和支持力，因為AB間可能沒有摩擦力，故A可能只受三個力，故B正確，C錯誤；木塊B受重力、支持力、A對B的垂直于接觸面的壓力以及推力F作用，若壓力向右的分力等于F，則B可能不受摩擦力，故D錯誤．2．(多選)如圖所示，A、B、C三個物塊重力均為100N，小球P重40N，作用在物塊B上的水平力F＝20N，整個系統(tǒng)靜止，不計繩子質(zhì)量，下列說法正確的是(AC)A．物塊C受6個力作用B．A和B之間的摩擦力是20NC．B和C之間的摩擦力是20ND．C與桌面間的摩擦力是40N解析：水平繩子對C的拉力F1＝GP＝40N；A與B之間沒有摩擦力，C對B的摩擦力向右，大小為20N，則B對C的摩擦力大小為20N，向左，那么桌面對C的摩擦力大小也為20N，向左，C受重力、B對C的壓力、桌面對C的支持力、繩子的拉力、桌面對C的摩擦力、B對C的摩擦力，共受6個力，故選A、C.3.如圖所示，在傾角為θ＝37°的斜面上放置一質(zhì)量為0.5kg的物體，用一大小為1N，平行于斜面底邊的水平力F推物體時，物體保持靜止．已知物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),2)，物體受到的摩擦力大小為(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)(C)A．3N B．2eq\r(3)NC.eq\r(10)N D.eq\r(26)N解析：物體重力沿斜面對下的分力為mgsin37°＝0.5×10×0.6N＝3N，用平行于斜面底邊的水平力F＝1N推物體時，物體保持靜止，由平衡條件可得物體受到沿斜面對上的摩擦分力f1＝3N，平行于斜面底邊的摩擦分力f2＝1N，則物體受到的摩擦力大小為f＝eq\r(32＋12)N＝eq\r(10)N，選項C正確．4.如圖所示，細繩上端固定于天花板上的A點，細繩的下端掛一質(zhì)量為m的物體P，用力F作用于細繩上的O點；使細繩偏離豎直方向的夾角為α，且保持物體平衡，此時F與水平方向的夾角為β，若β＝α，重力加速度為g，則F的大小等于(B)A．mgcosα B．mgsinαC．mgtanα D.eq\f(mg,sinα)解析：本題利用力的合成法考查共點力平衡問題．對結點O受力分析如圖，由于β＝α，則F與AO垂直，O點受三個拉力處于平衡，依據(jù)幾何關系知F＝mgsinα.故B正確，A、C、D錯誤．5．如圖所示，一條細繩跨過定滑輪連接物體A、B，A懸掛起來，B穿在一根豎直桿上，兩物體均保持靜止，不計繩與滑輪、B與豎直桿間的摩擦，已知繩與豎直桿間的夾角為θ，則物體A、B的質(zhì)量之比mAmB等于(A)A．1cosθ B．cosθ1C．tanθ1 D．1sinθ解析：本題考查隔離法在共點力平衡中的應用．設繩子的拉力為T，隔離A分析有T＝mAg，隔離B分析有mBg＝Tcosθ，聯(lián)立解得mAmB＝1cosθ，故A正確，B、C、D錯誤．6.如圖所示，內(nèi)壁光滑的等邊三角形框架中放置一鐵球，鐵球跟三角形框架的三個面剛好接觸，在一次搬運過程中，工人將框架以A為軸逆時針緩慢抬起，當AC邊轉(zhuǎn)到向左偏離豎直方向的夾角為15°時eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(sin75°＝\f(\r(6)＋\r(2),4))).AB邊與AC受到的壓力之比為(A)A.eq\f(\r(3)＋1,2)B.eq\f(\r(3)－1,2)C.eq\f(\r(3)＋1,4)D.eq\f(\r(3)－1,4)解析：當AC邊以A為軸逆時針轉(zhuǎn)動到向左偏離豎直方向15°角時，對鐵球進行受力分析可知，此時BC邊跟鐵球之間沒有作用力，鐵球受到重力G、AB邊作用力FAB和AC邊作用力FAC三個力作用，力的方向及力的矢量三角形如圖所示，依據(jù)正弦定理有eq\f(FAB,FAC)＝eq\f(sin75°,sin45°)＝eq\f(\r(3)＋1,2)，A正確，B、C、D錯誤．7.(多選)如圖所示，光滑的半球形物體固定在水平地面上，球心O正上方的C點有一光滑的定滑輪，輕繩的一端系一小球，小球與半球形物體相切于A點，另一端繞過定滑輪后用力拉住，使小球靜止．現(xiàn)緩慢地拉繩，在使小球沿球面由A點移動到半球的頂點B的過程中，球面對小球的支持力N和繩對小球的拉力T的改變狀況是(BC)A．N變大B．N不變C．T變小D．T先變小后變大解析：小球受力如圖所示，由三角形相像有eq\f(N,OA)＝eq\f(T,AC)＝eq\f(G,OC)，可得N＝eq\f(OA,OC)G，T＝eq\f(AC,OC)G，又OA、OC、G均為定值，而在小球沿球面由A點緩慢移動到半球的頂點B的過程中，AC變小，故N不變，T變小，選項B、C正確，A、D錯誤．8．(2024·全國卷Ⅰ)(多選)如圖，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端裝有一光滑定滑輪．一細繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊N，另一端與斜面上的物塊M相連，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動N，直至懸掛N的細繩與豎直方向成45°.已知M始終保持靜止，則在此過程中(BD)A．水平拉力的大小可能保持不變B．M所受細繩的拉力大小肯定始終增加C．M所受斜面的摩擦力大小肯定始終增加D．M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加解析：對N進行受力分析如圖所示，因為N的重力與水平拉力F的合力和細繩的拉力T是一對平衡力，從圖中可以看出水平拉力的大小漸漸增大，細繩的拉力也始終增大，選項A錯誤，B正確；M的質(zhì)量與N的質(zhì)量的大小關系不確定，設斜面傾角為θ，若mNg≥mMgsinθ，則M所受斜面的摩擦力大小會始終增大，若mNg<mMgsinθ，則M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增大，選項D正確，C錯誤．9.兩個質(zhì)量均為m的A、B小球用輕桿連接，A球與固定在斜面上的光滑豎直擋板接觸，B球放在傾角為θ的斜面上，A、B均處于靜止狀態(tài)，B球沒有滑動趨勢，則A球?qū)醢宓膲毫Υ笮?B)A．mgtanθ B．2mgtanθC.eq\f(mg,tanθ) D.eq\f(2mg,tanθ)解析：本題借助整體法、力的合成考查平衡問題．由于B球沒有滑動趨勢，因此B球不受斜面的摩擦力，對A、B整體探討，受力分析如圖所示．依據(jù)平衡條件可得擋板對A球的彈力大小為F＝2mgtanθ，依據(jù)牛頓第三定律可知，A球?qū)醢宓膲毫Υ笮∫矠?mgtanθ，選項B正確，A、C、D錯誤．10．如圖所示，傾斜直桿的左端固定在水平地面上，與水平面成θ角，桿上穿有質(zhì)量為m的小球a和輕質(zhì)圓環(huán)b，兩者通過一條細繩跨過定滑輪相連接．當a、b靜止時，Oa段繩與桿的夾角也為θ，不計一切摩擦，重力加速度為g.則下列說法正確的是(C)A．a(chǎn)可能受到2個力的作用B．b可能受到3個力的作用C．繩對a的拉力大小為mgtanθD．桿對a的支持力大小為mgcosθ解析：對小球a受力分析，如圖所示，小球a肯定受3個力的作用，由于b為輕質(zhì)圓環(huán)，因此其不受重力的作用，b靜止時，只受兩個力的作用，由力的平衡條件可知F＝FNb，A、B錯誤；對小球a由力的平衡條件可知，沿桿方向有F′cosθ＝mgsinθ，解得繩對a的拉力F′＝mgtanθ，C正確；垂直桿方向有mgcosθ＝F′sinθ＋FNa，解得FNa＝mgcosθ－mgsinθtanθ，D錯誤．11.如圖所示，質(zhì)量為m的小球用一輕繩懸掛，在恒力F作用下處于靜止狀態(tài)，靜止時懸線與豎直方向的夾角為60°.若把小球換成一質(zhì)量為2m的小球，仍在恒力F作用下處于靜止狀態(tài)時，此時懸線與豎直方向的夾角為30°.已知重力加速度為g，則恒力FA．mg B．2mgC.eq\r(3)mg D．2eq\r(3)mg解析：本題利用三角形法考查靜態(tài)平衡問題．分別對小球在兩個位置時受力分析，并建立如圖所示的力的矢量三角形．設恒力F與豎直方向的夾角為θ，依據(jù)正弦定理可得eq\f(F,sin30°)＝eq\f(2mg,sin150°－θ)，eq\f(F,sin60°)＝eq\f(mg,sin120°－θ)，聯(lián)立解得F＝mg，故A正確，B、C、D錯誤．12.如圖所示，傾角為45°的斜面體A放在水平地面上，A與地面間的動摩擦因數(shù)為0.75，光滑半球體B靜止在豎直墻和斜面體之間，已知A、B的重力均為G.近似認為最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，若在B的球心處施加一豎直向下的力F，要保持斜面靜止不動，則F的最大值為(C)A．G B．1.5C．2G D．解析：本題利用力的分解法考查共點力平衡問題．未加F前，對A、B整體受力分析，斜面體與地面間的正壓力為2G，最大靜摩擦力為fm＝2μG，加上力F后，最大靜摩擦力為fm′＝μ(2G＋F)，對半球體受力分析，則F1＝(G＋對整體，斜面體與地面間的摩擦力f＝F1＝(G＋F)tan45°，要使斜面體A靜止不動，則f≤fm′，即(G＋F)tan45°≤μ(2G＋F)，解得F≤213.如圖所示，在光滑水平地面上與豎直墻壁平行放置一個截面為四分之一圓的光滑柱狀物體A，A與豎直墻壁之間懸放一個光滑圓球B，為使整個裝置處于靜止狀態(tài)，需對A右側豎直施加一水平向左的推力F.現(xiàn)將A向左移動一段較小的距離使整個裝置仍保持靜止狀態(tài)，關于移動前后兩個靜止狀態(tài)受力狀況的比較，下列說法正確的是(A)A．推力F變小B．地面受到的壓力變小C．墻壁對B的彈力變大D．A對B的彈力變大解析：先以小球為探討對象，分析受力狀況，當柱狀物體向左移動時，N2與豎直方向的夾角減小，由圖1看出，柱狀物體對球的彈力N2與墻對球的彈力N1均減小．則由牛頓第三定律得知，球?qū)χ鶢钗矬w的彈力減小．再對整體分析受力如圖2所示，由平衡條件得知，F(xiàn)＝N1，推力F變?。孛鎸φw的支持力N＝G總，保持不變．故A正確．14．如圖所示，在傾角θ＝30°的斜面上放一木板A，重為GA＝100N，板上放一重為GB＝500N的木箱B，斜面上有一固定的擋板，先用平行于斜面的繩子把木箱與擋板拉緊，然后在木板上施加一平行斜面方向的拉力F，使木板從木箱下勻速抽出，此時，繩子的拉力T＝400N．設木板與斜面間的動摩擦因數(shù)μ1＝eq\f(\r(3),4)，求：(1)A、B間的摩擦力fB的大小和動摩擦因數(shù)μ2；(2)拉力F的大?。馕觯罕绢}考查摩擦力的動靜突變問題．(1)對B受力分析如圖甲所示．由平衡條件，沿斜面方向有GBsinθ＋fB＝T，代入數(shù)據(jù)，解得A、B間的摩擦力fB