江苏省2020版高考物理大一轮复习第二章第3讲受力分析共点力的平衡精练.docx

第3讲受力分析共点力的平衡一、单项选择题1.(2018南京、盐城一模)质量为m的物块沿着倾角为的粗糙斜面匀速下滑,物块与斜面间的动摩擦因数为。斜面对物块的作用力是()A.大小mg,方向竖直向上B.大小mg cos ,方向垂直斜面向上C.大小mg sin ,方向沿着斜面向上D.大小mg cos ,方向沿着斜面向上答案A对物块进行受力分析:重力G,斜面对物块的支持力N,摩擦力f,斜面对物块的作用力即支持力与摩擦力的合力,由于物块匀速下滑,所以支持力与摩擦力的合力应与重力等大反向,故A项正确。2.(2018南通中学期中)如图所示,光滑斜面的倾角为=37,一个可以看成质点的小球在细线的拉力作用下静止在斜面上,细线与斜面间的夹角也为37,若小球的重力为G,sin 37=0.6,cos 37=0.8,则手对细线的拉力等于()A.GB.G2C.3G4D.4G5答案C球受重力、拉力和支持力,处于平衡状态,受力分析如图所示,由几何关系可知,F与竖直方向之间的夹角:=90-37-37=16,则在水平方向:F sin =FNsin 37,竖直方向:F cos +FN cos 37=G,联立得:F=3G4,选项C正确,A、B、D错误。3.(2019启东中学月考)如图所示,用轻杆拴接同种材料制成的a、b两物体,它们沿斜面向下做匀速运动。关于a、b的受力情况,下列说法中正确的是()A.a受三个力作用,b受四个力作用B.a受四个力作用,b受三个力作用C.a、b均受三个力作用D.a、b均受四个力作用答案C对a、b和轻杆组成的整体分析,根据平衡条件有Mg sin =Mg cos ,解得=tan ,再隔离对a分析,假设受到拉力,有mg sin =FT+mg cos ,解得FT=0,所以轻杆无拉力,a、b均受三个力,即重力、支持力和摩擦力,选项C正确,A、B、D错误。4.(2018淮安、宿迁质检)质量为m的物体用轻绳AB悬挂于竖直墙壁上,今用水平向右的拉力F拉动绳的中点O至图示位置。用T表示绳OA段拉力的大小,在拉力F由图示位置逆时针缓慢转过90的过程中,始终保持O点位置不动,则()A.F先逐渐变小后逐渐变大,T逐渐变小B.F先逐渐变小后逐渐变大,T逐渐变大C.F先逐渐变大后逐渐变小,T逐渐变小D.F先逐渐变大后逐渐变小,T逐渐变大答案A若保持O点位置不变,将F由水平位置绕O点逆时针缓慢转动90的过程中,F和AO的拉力的合力始终与mg等大、反向、共线,由平行四边形定则可知,当F竖直时,F拉力最大,最大值Fmax=mg,此时T=0;当FAO时,F最小,则F先逐渐变小后逐渐变大,T逐渐变小,故选A。5.(2018无锡期末)如图,轻质细绳AC、BC系于天花板上,在结点C的下方吊一个重力为G的物体而处于静止状态。下列说法正确的是()A.BC绳和AC绳的拉力大小之比为13B.BC绳和AC绳的拉力大小之和为GC.天花板所受拉力的合力竖直向下D.物体对竖直轻绳的拉力与竖直轻绳对物体的拉力是一对平衡力答案C以C点为研究对象,对其受力分析如图所示,根据平衡条件可知BC绳和AC绳拉力的合力与重力平衡,即BC绳和AC绳拉力的矢量之和为G,方向竖直向上,由相互作用力可知,天花板所受拉力的合力竖直向下,B错误,C正确;根据题意,由几何关系可知,BC绳和AC绳的拉力大小之比为31,A错误;物体对竖直轻绳的拉力与竖直轻绳对物体的拉力是一对相互作用力,D错误。二、多项选择题6.(2019江阴一中月考)如图所示,一个大人拉着载有两个小孩的小车(其拉杆可自由转动)沿水平地面匀速前进,则对小孩和车下列说法正确的是()A.拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力B.拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小C.拉力与摩擦力的合力方向竖直向上D.小孩和车所受的合力为零答案CD小孩和车整体受重力、支持力、拉力和摩擦力,根据共点力平衡条件,拉力的水平分力等于小孩和车所受的摩擦力,故A项错误;拉力、摩擦力的合力与重力、支持力的合力平衡,重力、支持力的合力竖直,故拉力与摩擦力的合力方向竖直向上,故B项错误,C项正确;小孩和车做匀速直线运动,故所受的合力为零,故D项正确。7.(2017天津理综)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是()A.绳的右端上移到b,绳子拉力不变B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移答案AB衣架挂钩为“活结”模型,设衣架悬挂点为o,oa、ob为一根绳,两端拉力相等,设绳aob长为L,M、N的水平距离为d,bo延长线交M于a,如图所示,由几何知识知ao=ao,sin =dL,由平衡条件有2F cos =mg,则F=mg2cos,当b上移到b时,d、L不变,不变,故F不变,选项A正确,C错误。将杆N向右移一些,L不变,d变大,变大,cos 变小,则F变大,选项B正确。只改变m,其他条件不变,则sin 不变,不变,衣架悬挂点不变,选项D错误。8.(2017苏锡常镇四市调研)如图所示,将长为l的橡皮筋上端O固定在竖直放置的木板上,另一端M通过细线悬挂重物。某同学用水平力F在M处拉住橡皮筋,缓慢拉动M至A点处,松开后,再次用水平力拉M,缓慢将橡皮筋也拉至OA直线上,此时M位于图中的B点处。则下列判断正确的是()A.当M被拉至A点处时,橡皮筋长度OA可能小于lB.当M被分别拉到A、B两点处时,橡皮筋的弹力TA=TBC.当M被分别拉到A、B两点处时,所用水平拉力FAT2B.T1=T2C.F1F2答案BD以B球为研究对象,B球受到重力G、弹簧的弹力F和绳子的拉力T,如图所示。B球平衡时,F与T的合力与重力G大小相等、方向相反,即G=G。根据三角形相似得GOA=TOB=FAB,换成原长相同但劲度系数小的弹簧,形变量增大,AB减小,则T不变,F减小,B、D项正确。三、非选择题10.(2019启东中学月考)某同学表演魔术时,将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里,然后对着一悬挂的金属小球“指手画脚”,结果小球在他神奇的功力下飘动起来。假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置C(QCS=30)时,金属小球偏离竖直方向的夹角也是30,如图所示。已知小球的质量为m,该同学(含磁铁)的质量为M,求此时:(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少;(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少。答案(1)33mg(2)Mg+12mg36mg解析(1)对小球受力分析:重力、细线的拉力和磁铁的引力。设细线的拉力和磁铁的引力分别为F1和F2根据平衡条件得在水平方向上F1 sin 30=F2 sin 30在竖直方向上F1 cos 30+F2 cos 30=mg解得F1=F2=33mg(2)以该同学为研究对象,分析受力情况:重力Mg、地面的支持力N、静摩擦力f和小球的引力F2根据牛顿第三定律有F2=F2=33mg根据平衡条件得在水平方向上f=F2 sin 30在竖直方向上N=F2 cos 30+Mg解得N=Mg+12mg,f=36mg11.(2018启东质检)如图所示,在倾角为的粗糙斜面上,一个质量为m的物体被水平力F推着静止于斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为,且tan ,求力F的取值范围。答案sin-cossin+cosmgFcos+sincos-sinmg解析因为tan ,所以当F=0时,物体不能静止。若物体在力F的作用下刚好不下滑,则物体受沿斜面向上的最大静摩擦力,且此时F最小,对物体受力分析,如图甲所示,由平衡条件得:mgsin =Fmin cos +FfFN=mg cos +