高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題07 受力分析 共點力的平衡（練）（ 含解析）1

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專題07 受力分析 共點力的平衡（練） 1．電視臺體育頻道講解棋局節(jié)目中棋盤豎直放置，棋盤由磁石做成，棋子都可視為被磁石吸引的小磁體，若某棋子靜止，則：（） A．棋盤面可選足夠光滑的材料 B．棋盤對棋子作用力比棋子對棋盤作用力大 C．棋盤對棋子的作用力比棋子的重力大 D．若棋盤對棋子的磁力越大，則對其摩擦力也越大 【答案】C 【名師點睛】此題考查物體的平衡問題；掌握平衡力時應(yīng)注意其關(guān)鍵點：等大、反向、共線，二力是作用在同一個物體上的，而作用和反作用是作用在兩個物體上的力，明確這一點即可與作用力與反作用力進行區(qū)分；另外物體不產(chǎn)生滑動的條件是靜摩擦力不超過最大值. 2．如圖，墻上有兩個釘子a和b，它們的連線與水平方向的夾角為45，兩者的高度差為l。一條不可伸長的輕質(zhì)細繩一端固定于a點，另一端跨過光滑釘子b懸掛一質(zhì)量為m1的重物。在繩子距a端得c點有一固定繩圈，若繩圈上懸掛質(zhì)量為m2的鉤碼，平衡后繩的ac段正好水平，則重物和鉤碼的質(zhì)量比為：（） A． B．2 C． D． 【答案】C 【名師點睛】此題考查了物體的平衡問題；該題的關(guān)鍵在于根據(jù)題意畫出平衡后的物理情景圖．對繩子上c點進行受力分析，利用平衡狀態(tài)條件解決問題．注意力的計算離不開幾何關(guān)系和三角函數(shù)。ks5u 3．如圖所示，桌面上固定一個光滑豎直擋板，現(xiàn)將一個長方形物塊A與截面為三角形的墊塊B疊放在一起，用水平外力F緩緩向左推動B，使A緩慢升高，設(shè)各接觸面均光滑，則該過程中：（） A．A和B均受三個力作用而平衡 B．B對桌面的壓力越來越大 C．A對B的壓力越來越小 D．推力F的大小恒定不變 【答案】D 【解析】設(shè)B的傾角為θ，對A物體受力分析，如圖所示，則F3與豎直方向的夾角為θ，由平衡條件，F(xiàn)3cos θ＝GA，F(xiàn)3sin θ＝F2，所以A對B的壓力不變，選項C錯誤；A受三個力的作用，B受四個力的作用，選項A錯；對A、B整體受力分析，可知B對桌面的壓力F′＝GA＋GB，推力F＝F2，選項B錯；推力F不變，選項D正確；故選D。 【名師點睛】此題是關(guān)于物體的平衡問題；關(guān)鍵是首先分析物體的受力情況，根據(jù)平行四邊形法則來列出各力之間的關(guān)系；注意研究對象的選擇，靈活運用整體及隔離的方法；此題難度不大，考查學(xué)生基礎(chǔ)知識的運用能力. ks5u 4．輕桿的一端安裝有一個小滑輪P，用手握住桿的另一端支持著懸掛重物的繩子，如圖1所示。現(xiàn)保持滑輪的位置不變，使桿向下轉(zhuǎn)動一個角度到虛線位置，則下列關(guān)于桿對滑輪P的作用力的判斷正確的是：（） 圖1 A.變大 B.不變 C.變小 D.無法確定 【答案】B 【名師點睛】本題關(guān)鍵要滑輪為研究對象，抓住不變的條件：兩繩子的拉力不變，其合力不變，由平衡條件就能分析知道桿對滑輪P的作用力是保持不變的． 5．如圖所示，細繩OA的O端與質(zhì)量的重物相連，A端與輕質(zhì)圓環(huán)（重力不計）相連，圓環(huán)套在水平棒上可以滑動；定滑輪固定在B處，跨過定滑輪的細繩，兩端分別與重物m、重物G相連，若兩條細繩間的夾角，OA與水平桿的夾角圓環(huán)恰好沒有滑動，不計滑輪大小，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力．（已知;）： （1）圓環(huán)與棒間的動摩擦因數(shù)；（2）重物G的質(zhì)量M 【答案】（1）（2） 【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析，掌握整體法和隔離法的運用． 1．如圖所示，用恒力F將物體壓在粗糙豎直面上，當(dāng)F從實線位置繞O點順時針轉(zhuǎn)至虛線位置，物體始終靜止，則在這個過程中，摩擦力f與墻壁對物體彈力的變化情況是：（） A. f方向可能一直豎直向上 B. f先變小后變大 C. FN先變小后變大 D. FN先變小后變大再變小 【答案】A 【解析】物體始終靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，對物體受力分析，若F斜向下，設(shè)與水平方向的夾角為θ，根據(jù)平衡條件得：f=mg+Fsinθ，方向向上，F(xiàn)N=Fcosθ，當(dāng)F從實線位置繞O點順時針轉(zhuǎn)至水平位置的過程中，θ減小，則sinθ減小，cosθ增大，所以f減小，F(xiàn)N增大，若F斜向下，設(shè)與水平方向的夾角為θ，根據(jù)平衡條件得：f=mg-Fsinθ，若Fsinθ＜mg，則摩擦力方向向上，F(xiàn)N=Fcosθ，當(dāng)F從水平位置轉(zhuǎn)至虛線位置時，θ增大，則sinθ增大，cosθ減小，所以f減小，F(xiàn)N減小，綜上可知，f的方向可以一直向上，大小逐漸減小，F(xiàn)N先增大后減小，故A正確，BCD錯誤．故選A。 【名師點睛】本題關(guān)鍵是對物體受力分析后根據(jù)共點力平衡條件，將各力按水平方向和豎直方向分解列式求解即可，基礎(chǔ)題。 2．如圖所示，傾角θ=37o的斜面固定在水平面上，一質(zhì)量M=1.5kg的物塊受平行于斜面向上的輕質(zhì)橡皮筋拉力F=9N作用，平行于斜面的輕繩一端固定在物塊M上，另一端跨過光滑定滑輪連接A、B兩個小物塊，物塊M處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，mA=0.2kg，mB=0.4kg，g取l0m/s2。則剪斷A、B間輕繩后，關(guān)于物塊M受到的摩擦力的說法中正確的是( sin37o=0.6)：（） A．滑動摩擦力，方向沿斜面向下，大小為4NB．滑動摩擦力，方向沿斜面向下，大小為2N C．靜摩擦力，方向沿斜面向下，大小為7ND．靜摩擦力，方向沿斜面向上，大小為2N 【答案】D 【名師點睛】此題考查了物體的平衡問題及靜摩擦力的問題；解題的關(guān)鍵是討論剪斷細繩前后的靜摩擦力變化情況；此題采用的是假設(shè)的方法，即假設(shè)剪斷細線后物體仍靜止，求解靜摩擦力，和剪斷前時的靜摩擦力比較即可得出假設(shè)是否正確. 3．如圖所示，質(zhì)量均為m的甲、乙兩同學(xué)，分別靜止于水平地面的臺秤P、Q上，他們用手分別豎直牽拉一只彈簧秤的兩端，穩(wěn)定后彈簧秤的示數(shù)為F，若彈簧秤的質(zhì)量不計，重力加速度為g，下列說法正確的是：（） A．兩臺秤的讀數(shù)之和為2mg B．臺秤P的讀數(shù)等于mg－F C．臺秤Q的讀數(shù)為mg－2F D．甲受到的拉力大于F，乙受到的拉力小于F 【答案】A 【名師點睛】兩同學(xué)的重力不變；分別分析兩人的受力可得出兩臺秤的示數(shù)；再對兩人用整體法進行分析可得出兩臺秤的示數(shù)之和；本題考查共點力作用下物體的平衡，要掌握整體法的應(yīng)用，注意應(yīng)用整體法時，彈簧秤的拉力為內(nèi)力，不再考慮。 4．（多選）重為G的物體系在OA、OB兩根等長的輕繩上，輕繩的A端和B端掛在半圓形的支架BCD上，如圖7所示。若固定A端的位置，將OB繩子的B端沿半圓形支架從水平位置逐漸移至豎直位置C的過程中，以下說法正確的是：（） 圖7 A．OB繩上的拉力先增大后減小 B．OB繩上的拉力先減小后增大 C．OA繩上的拉力先減小后增大 D．OA繩上的拉力逐漸減小 【答案】BD 【解析】對結(jié)點O受力分析如圖：結(jié)點O始終處于平衡狀態(tài)，所以O(shè)B繩和OA繩拉力的合力與重力等大、反向、共線，所以該合力大小保持不變，方向始終是豎直向上的；作出兩個拉力的合力，如圖，由圖知OA繩受力大小不斷變??；OB繩受力大小是先減小后增大；故AC錯誤，BD正確；故選BD. ks5u 【名師點睛】此題為物體平衡條件的一個應(yīng)用：動態(tài)分析，處理這個類型的題需要首先畫出受力圖，建立平行四邊形，找出不變的物理量，然后作圖或找變化的物理量與不變的物理量之間的關(guān)系再加以分析，就是以不變應(yīng)萬變. 5．如圖所示，質(zhì)量為m＝0.8 kg的砝碼懸掛在輕繩PA和PB的結(jié)點上并處于靜止?fàn)顟B(tài)。PA與豎直方向的夾角37，PB沿水平方向。質(zhì)量為M＝10kg的木塊與PB相連，靜止于傾角為37的斜面上，求： （1）輕繩PB拉力的大??；（2）木塊所受斜面的摩擦力大小和彈力大小. 【答案】（1）6N；（2）64.8N；76.4N （2）對木塊受力分析如圖所示由共點力作用下物體的平衡條件得： 聯(lián)立解得： 故木塊所受斜面的摩擦力大小和彈力大小分別為64.8N和76.4N。ks5u 【名師點睛】此題是對物體的平衡問題的考查；解題時必須要選擇合適的研究對象，并且對研究對象受力分析，畫出規(guī)范的受力圖，然后選擇合適的直角坐標(biāo)系，根據(jù)正交分解法列出兩個方向的方程聯(lián)立解答，此題難度中等，同時也考查學(xué)生的計算能力. 1．【2016全國新課標(biāo)Ⅱ卷】質(zhì)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 【名師點睛】此題是物體的平衡問題，考查平行四邊形定則的應(yīng)用；圖解法是最簡單快捷的方法，注意搞清各個力的大小及方向變化的特點，變換平行四邊形即可。此題還可以列方程討論。 2．【2016全國新課標(biāo)Ⅰ卷】（多選）如圖，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?fàn)顟B(tài)。若F方向不變，大小在一定范圍內(nèi)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(nèi)變化 B．物塊b所受到的支持力也在一定范圍內(nèi)變化 C．連接a和b的繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化 D．物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化 【答案】BD 【名師點睛】本題主要考查共點力作用下物體的平衡、力的動態(tài)分析。當(dāng)有多個物體相互作用而平衡時，應(yīng)注意靈活選擇研究對象，可以讓題目變得更簡潔明晰，此題的難點是對選項A的判斷。 3．【2015浙江20】（多選）如圖所示，用兩根長度相同的絕緣細線把一個質(zhì)量為0.1kg的小球A懸掛到水平板的MN兩點，A上帶有的正電荷。兩線夾角為120，兩線上的拉力大小分別為和。A的正下方0.3m處放有一帶等量異種電荷的小球B，B與絕緣支架的總質(zhì)量為0.2kg（重力加速度??；靜電力常量，AB球可視為點電荷）則：（） A．支架對地面的壓力大小為2.0N B．兩線上的拉力大小 C．將B水平右移，使M、A、B在同一直線上，此時兩線上的拉力大小為 D．將B移到無窮遠處，兩線上的拉力大小 【答案】BC 【名師點睛】做此類問題受力分析是關(guān)鍵，特別本題的第二問，求解兩小球之間的距離是關(guān)鍵 4．【2015山東16】如圖，滑塊A置于水平地面上，滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊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，A與地面間的動摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。A與B的質(zhì)量之比為：（） B A A． B． C． D． 【答案】B 【解析】物體AB整體在水平方向受力平衡，由平衡條件可得：；對物體B在豎直方向平衡有：；聯(lián)立解得：，選項B正確. ks5u 【名師點睛】解題的關(guān)鍵是正確選擇研究對象；并對研究對象列得平衡方程. 5．【2014海南卷】如圖，一不可伸長的光滑輕繩，其左端固定于O點，右端跨過位于O點的固定光滑軸懸掛一質(zhì)量為M的物體；OO段水平，長度為L；繩上套一可沿繩滑動的輕環(huán)?，F(xiàn)在輕環(huán)上懸掛一鉤碼，平衡后，物體上升L。則鉤碼的質(zhì)量為：（） A． B． C． D． 【答案】D 【方法技巧】解決共點力平衡的相關(guān)問題時，對正確的研究對象（如系統(tǒng)、單個物體、結(jié)點等）做出受力分析往往是解決問題的關(guān)鍵，還要注意幾何關(guān)系的應(yīng)用。