2022年高考物理總復習 第5課 受力分析 共點力平衡練習

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1、2022年高考物理總復習 第5課 受力分析 共點力平衡練習 1． 受力分析與共點力平衡 a．應用隔離法解決多個物體的受力分析問題 (1)(多選)(2016全國Ⅰ，6分)如圖所示，一光滑的輕滑輪用細繩OO′懸掛于O點；另一細繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b。外力F向右上方拉b，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。若F方向不變，大小在一定范圍內變化，物塊b仍始終保持靜止，則(　　) A．繩OO′的張力也在一定范圍內變化 B．物塊b所受到的支持力也在一定范圍內變化 C．連接a和b的繩的張力也在一定范圍內變化 D．物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內變化 答案：

2、BD 解析：由于物塊a、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FT＝mag，所以物塊a受到繩的拉力保持不變?；唭蓚壤K的拉力相等，所以b受到繩的拉力大小、方向均保持不變，故C項錯誤。a、b受到繩的拉力大小、方向均不變，所以OO′的張力不變，故A項錯誤。對b進行受力分析，如圖所示，由平衡條件得FTcos β＋Ff＝Fcos α，F(xiàn)sin α＋FN＋FTsin β＝mbg。其中FT和mbg始終不變，當F大小在一定范圍內變化時，支持力在一定范圍內變化，故B項正確。摩擦力也在一定范圍內發(fā)生變化，故D項正確。 b．應用整體法解決多個物體組成的系統(tǒng)受力分析問題 (2)(20

3、13山東理綜，6分)如圖所示，用完全相同的輕彈簧A、B、C將兩個相同的小球連接并懸掛，小球處于靜止狀態(tài)，彈簧A與豎直方向的夾角為30°，彈簧C水平，則彈簧A、C的伸長量之比為(　　) A.∶4 B．4∶ C．1∶2 D．2∶1 答案：D 解析：把兩個小球和彈簧B看成整體，分析受力，由平衡條件可得FAsin 30°＝FC，又FA＝kxA，F(xiàn)C＝kxC，聯(lián)立解得彈簧A、C的伸長量之比xA∶xC＝1∶sin 30°＝2∶1，故D項正確。 c．交替使用整體法與隔離法解決受力分析問題 (3)(2015山東理綜，6分)如圖所示，滑塊A置于水平地面上，滑塊B在一水平力作用

4、下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直)，此時A恰好不滑動，B剛好不下滑。已知A與B間的動摩擦因數(shù)為μ1，A與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。A與B的質量之比為(　　) A. B. C. D. 答案：B 解析：取B作為研究對象，B恰好不下滑時，μ1F＝mBg，取A、B整體作為研究對象，A恰好不滑動，則F＝μ2(mAg＋mBg)，所以＝，故B項正確。 (4)(多選)(2018改編，6分)如圖所示，水平細桿上套一環(huán)A，環(huán)A與球B間用一輕繩相連，質量分別為mA、mB，由于B球受到風力作用，環(huán)A與球B一起向右勻速運動，已知細繩與豎直方向的夾角為θ，則下列

5、說法中正確的是(　　) A．輕繩拉力大小為 B．球B受到的風力大小為mBgtan θ C．風力增大時，桿對環(huán)A的支持力不變 D．環(huán)A與水平細桿間的動摩擦因數(shù)為 答案:BC 解析：法一(隔離法) 以球B為研究對象，受到重力、風力和拉力，三力平衡，則可得到拉力FT＝，風力F＝mBgtan θ，故A項錯誤，B項正確。以環(huán)A為研究對象，則A受重力、繩子的拉力、桿對A的支持力和摩擦力，由牛頓第三定律得A受到繩的拉力FT＝，在豎直方向和水平方向分解A受到的拉力，再由平衡條件，豎直方向上桿對環(huán)A的支持力FN＝mAg＋FTcos θ＝(mA＋mB)g，故C項正確。水平方向上桿對A的摩擦力f＝

6、FTsin θ＝mBgtan θ＝F＝μFN＝μ(mA＋mB)g，解得μ＝，故D項錯誤。 法二(整體法與隔離法) 以B球為研究對象，B受到重力、風力和拉力，三力平衡，則可得到拉力FT＝，風力F＝mBgtan θ，故A項錯誤，B項正確。利用整體法，豎直方向上桿對環(huán)A的支持力FN＝(mA＋mB)g，故C項正確。水平方向上有F＝μ(mA＋mB)g，解得μ＝，故D項錯誤。 d．應用力的合成與分解解決三力平衡問題 (5)(多選)(2017天津理綜，6分)如圖所示，輕質不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點，懸掛衣服的衣架鉤是光滑的，掛于繩上處于靜止狀態(tài)。如果只人為改變一個條

7、件，當衣架靜止時，下列說法正確的是(　　) A．繩的右端上移到b′，繩子拉力不變 B．將桿N向右移一些，繩子拉力變大 C．繩的兩端高度差越小，繩子拉力越小 D．若換掛質量更大的衣服，則衣架懸掛點右移 答案：AB 解析：設兩桿間距離為d，繩長為l，Oa、Ob段長度分別為la和lb，則l＝la＋lb，兩部分繩子與豎直方向夾角為α，受力分析如圖所示。 繩子中各部分張力相等，F(xiàn)a＝Fb＝F，2Fcos α＝mg，d＝lasin α＋lbsin α，即sin α＝，F(xiàn)＝，d和l均不變，則sin α為定值，α為定值，cos α為定值，繩子的拉力保持不變，故A項正確，C項、D項均錯誤。

8、將桿N向右移一些，d增大，則sin α增大，cos α減小，繩子的拉力增大，故B項正確。 e．應用正交分解法解決多力平衡問題 (6)(2013全國Ⅱ，6分)如圖所示，在固定斜面上的一物塊受到一外力F的作用，F(xiàn)平行于斜面向上。若要物塊在斜面上保持靜止，F(xiàn)的取值應有一定范圍，已知其最大值和最小值分別為F1和F2(F2＞0)。由此可求出(　　) A．物塊的質量 B．斜面的傾角 C．物塊與斜面間的最大靜摩擦力 D．物塊對斜面的正壓力 答案：C 解析：物塊受與斜面平行的外力F作用，而在斜面上靜止，此時摩擦力的大小和方向將隨F的變化而變化。設斜面傾角為θ，物體受力F1時，將物體所受

9、的力正交分解，如圖(a)所示， 圖（a） 由平衡條件Fx＝0得F1－mgsin θ－Ffmax＝0。物體受力F2時，將物體所受的力正交分解，如圖(b)所示，故F2－mgsin θ＋Ffmax＝0，上式聯(lián)立解得Ffmax＝，由上面兩個等式無法解出物塊的質量和斜面的傾角及物塊對斜面的正壓力，故C項正確，A項、B項、D項均錯誤。 圖（b） f．應用圖解法或解析法解決動態(tài)平衡問題 (7)(2016全國Ⅱ，6分)質量為m的物體用輕繩AB懸掛于天花板上。用水平向左的力F緩慢拉動繩的中點O，如圖所示。用T表示繩OA段拉力的大小，在O點向左移動的過程中(　　) A．F逐漸變大，T逐

10、漸變大 B．F逐漸變大，T逐漸變小 C．F逐漸變小，T逐漸變大 D．F逐漸變小，T逐漸變小 答案：A 解析：法一(圖解法)，OB上拉力的大小等于物體的重力，OA、OB上的拉力與F構成一個三角形，如圖所示，其中mg大小、方向都不變，F(xiàn)的方向不變，當O點向左移動時，T與水平方向的夾角θ減小，如圖所示，可知，T增大，F(xiàn)增大，故A項正確。 法二(解析法)，由圖可得，T＝，F(xiàn)＝mgtan α，O向左移動的過程α變大，故T增大，F(xiàn)增大，故A項正確。 (8)(2018改編，6分)一輕桿AB用鉸鏈連接在一豎直平面上，B端用輕繩懸掛重物P，再系一輕繩穿過定滑輪O用力FT拉住使重物靜止，如圖所示?，F(xiàn)緩慢地拉細繩，使輕桿AB向上轉動，則在此過程中輕桿AB的彈力大小FN和繩子拉力大小FT的變化情況是(　　) A．FN增大，F(xiàn)T減小 B．FN減小，F(xiàn)T減小 C．FN不變，F(xiàn)T減小 D．FN不變，F(xiàn)T增大 答案：C 解析：B端受三力平衡，受力情況如圖所示，B端所受的三力組成的力的三角形與三角形OAB相似，則有＝＝，在輕桿AB緩慢向上轉動的時候，AB的長度不變，故桿AB的彈力大小FN不變，OB段的長度減小，故繩子拉力大小FT減小，故C項正確。