2020版高考物理第二章第4课时受力分析共点力的平衡（能力课时）限时规范训练（含解析）.docx

受力分析 共点力的平衡基础巩固题组(20分钟，50分)1(2019山西大学附中月考)如图所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，一边紧贴墙壁若再在斜面上加一物体m，且M、m相对静止，此时小车受力个数为()A3B4C5 D6解析：选B.先对物体m受力分析，受到重力、支持力和静摩擦力；再对M受力分析，受重力、m对它的垂直向下的压力和沿斜面向下的静摩擦力，同时地面对M有向上的支持力，共受到4个力，故B正确2(2018肇庆二模)设雨点下落过程中受到的空气阻力与雨点(可看成球形)的横截面积S成正比，与下落速度v的二次方成正比，即fkSv2，其中k为比例常数，且雨点最终都做匀速运动已知球的体积公式为Vr3(r为半径)若两个雨点的半径之比为12，则这两个雨点的落地速度之比为()A1 B12C14 D18解析：选A.当雨点做匀速直线运动时，重力与阻力相等，即fmg，故kr2v2mgr3g，即v2，由于半径之比为12，则落地速度之比为1，选项A正确3(多选)如图所示，物体m通过定滑轮牵引另一水平面上的物体沿斜面匀速下滑，此过程中斜面仍静止，斜面质量为M，则水平地面对斜面体()A无摩擦力 B有水平向右的摩擦力C支持力为(Mm)g D支持力小于(Mm)g解析：选BD.设斜面夹角为，细绳的拉力为FT，M、m整体处于平衡状态，对M、m整体受力分析可得平衡方程FTcos F静，FTsin FN(Mm)g，故F静方向水平向右，B、D正确4如图所示，在一水平长木板上放一木块P，缓慢抬起木板的右端，木块P和木板始终相对静止，则()A木块受到木板的支持力减小、摩擦力减小B木块受到木板的支持力增大、摩擦力增大C木块受到木板的作用力大小不变、方向不变D木块受到木板的作用力大小变化、方向变化解析：选C.对木块受力分析可知，木块受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力的作用，木块开始滑动前，木块受力平衡，所以摩擦力和重力沿斜面向下的分力相等，即fmgsin ，所以夹角增大的过程中，木块所受的摩擦力一直在增大；木块受到的支持力FNmgcos ，由于运动过程中，夹角增大，故支持力减小，故A、B错误；由于木块一直处于平衡状态，故木块受到木板的作用力始终等于重力，故木块受到木板的作用力大小不变、方向不变，故C正确，D错误5(2019山东师大附中一模)如图所示，三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2L，现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为()Amg BmgC.mg Dmg解析：选C.由题图可知，要使CD水平，各绳均应绷紧，则AC与水平方向的夹角为60；结点C受力平衡，受力分析如图所示，则CD绳的拉力FTmgtan 30mg；D点受绳子拉力大小等于FT，方向向左；要使CD水平，D点两绳的拉力与外界的力的合力为零，则绳子对D点的拉力可分解为沿BD绳的F1，及另一分力F2，由几何关系可知，当力F2与BD垂直时，F2最小，而F2的大小即为拉力的大小；故最小力FFTsin 60mg.故C正确6一物块用轻绳AB悬挂于天花板上，用力F拉住套在轻绳上的光滑小圆环O(圆环质量忽略不计)，系统在图示位置处于静止状态，此时轻绳OA段与竖直方向的夹角为，力F与竖直方向的夹角为.当缓慢拉动圆环使(090)增大时()AF变大，变大 BF变大，变小CF变小，变大 DF变小，变小解析：选B.圆环受到三个力，拉力F以及两段绳子的拉力FT，且三力平衡，故两段绳子的拉力的合力与拉力F始终等值、反向、共线，由于两个绳子的拉力大小均等于mg，夹角越小，合力越大，且合力在角平分线上，故拉力F逐渐变大，由于始终与两段细绳拉力的合力反向，故拉力F逐渐竖直，逐渐变小，故选B.7(2019湖南株洲二中模拟)(多选)如图所示，A球被固定在竖直支架上，A球正上方的点O悬有一轻绳拉住B球，两球之间连有轻弹簧，平衡时绳长为L，张力为T1，弹簧弹力为F1.若将弹簧换成原长相同的劲度系数更小的轻弹簧，再次平衡时绳中的张力为T2，弹簧弹力为F2，则()AT1T2 BT1T2CF1F2解析：选BD.以B球为研究对象，B球受到重力G、弹簧的弹力F和绳子的张力T，如图所示B球受力平衡时，F与T的合力与重力G大小相等、方向相反，即GG.根据三角形相似得，换成劲度系数小的轻弹簧，形变量增大，AB减小，则T不变，F减小，选项B、D正确能力提升题组(25分钟，50分)1(多选)如图所示，将一充有氢气的气球系在一个石块上，风沿水平方向吹，气球受到的风力大小为F风kSv2(k是阻力系数，S是迎风横截面积)，石块开始静止于水平地面上，则()A若风速逐渐增大，气球会连同石块一起离开地面B无论风速多大，气球连同石块都不会离开地面C若风速逐渐增大，气球会连同石块一起沿地面向左滑动D无论风速多大，气球连同石块都不会被吹动解析：选BC.解析法分析动态变化如图，整体分析气球与石块开始时受力平衡，水平风力增大，不改变竖直方向的各个力，则石块不会离开地面，故选项A错误，B正确；开始时系统平衡，有F风Ff，又有FfFfmaxFN(为石块与地面的动摩擦因数)，解得F风FN，若F风增大，竖直方向FN(Mm)gF浮不变，当F风增大到FN时，系统会沿地面向左滑动，故选项C正确，D错误2如图所示，物体A、B置于水平地面上，与地面间的动摩擦因数均为，物体A、B用一根跨过动滑轮的细绳相连现用逐渐增大的力向上提升滑轮，某时刻拉A物体的绳子与水平面成53，拉B物体的绳子与水平面成37，此时A、B两物体刚好处于平衡状态，则A、B两物体的质量之比为(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 370.6，cos 370.8)()A. BC. D解析：选A.设绳中张力大小为F，对A应用平衡条件得Fcos 53(mAgFsin 53)，对B应用平衡条件得Fcos 37(mBgFsin 37)，联立以上两式解得，选项A正确3如图所示，光滑水平面上有一的球体，球体的左侧面也光滑质量分别为m1、m2的小球(均可看成质点)，通过柔软光滑的轻绳连接，且与球体一起以共同速度v0向左匀速运动，此时m2与球心O的连线与水平线成45角m2与球面间的动摩擦因数为0.5，设m2与球面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则的最小值是()A. BC2 D解析：选B.当m1有最大值时，的值最小，摩擦力方向沿球面向下，小球m2受力如图所示，根据共点力平衡条件得m2gsin 45fT，fFNm2gcos 45，Tm1g，联立三式解得，选项B正确4如图所示，质量为m的小球用细线拴住放在光滑斜面上，斜面足够长，倾角为的斜面体置于光滑水平面上，用水平力F推斜面体使斜面体缓慢地向左移动，小球沿斜面缓慢升高(细绳尚未到达平行于斜面的位置)在此过程中()A绳对小球的拉力减小B斜面体对小球的支持力减小C水平推力F减小D地面对斜面体的支持力不变解析：选A.对小球受力分析，如图甲所示，斜面体左移会引起FT的方向及大小的变化而FN的方向不变，三力的合力为0，则形成闭合三角形，FT与FN相互垂直时FT最小，此时细线和斜面平行，则细线尚未到达平行于斜面的位置时，FT逐渐变小，FN逐渐变大，故选项A正确，B错误；对斜面体受力分析，如图乙所示，根据平衡条件，有：FFNsin FNsin ，FN地MgFNcos MgFNcos .由于FN增大，故支持力FN地和推力F均增大，故C、D错误5(2019广东省百校联盟高三模拟)质量为M的半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端固定一个竖直挡板AB，在P上放两个大小相同的光滑小球C和D，质量均为m，整个装置的纵截面如图所示开始时P、C球心连线与水平面的夹角为，点P、D球心连线处于竖直方向，已知重力加速度为g.则下列说法正确的是()AP和挡板对C的弹力分别为和B地面对P的摩擦力大小为零C使挡板缓慢地向右平行移动，但C仍在P和挡板AB作用下悬于半空中，则地面对P的摩擦力将不断增大D使挡板绕B点顺时针缓慢转动，P始终保持静止，则D一定缓慢下滑解析：选C.对D受力分析，受到重力mg和P的支持力FN；对C受力分析，受到重力mg、挡板AB的支持力FN1和P对C的支持力FN2，如图所示，根据平衡条件，得FN1，FN2，选项A错误；以P、C、D整体为研究对象，进行受力分析，受到三者的重力、挡板AB的支持力FN1，地面的支持力FN3，地面的静摩擦力f，根据共点力平衡条件，有FN3(M2m)g，fFN1，选项B错误；使挡板缓慢地向右平行移动，由于不断减小，故f不断增大，选项C正确；由于P、D球心连线处于竖直方向，当使挡板绕B点顺时针缓慢地转动时，小球D可继续保持静止，选项D错误6(2017高考全国卷)(多选)如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N.初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为.现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角不变在OM由竖直被拉到水平的过程中()AMN上的张力逐渐增大BMN上的张力先增大后减小COM上的张力逐渐增大DOM上的张力先增大后减小解析：选AD.设重物的质量为m，绳OM中的张力为TOM，绳MN中的张力为TMN.开始时，TOMmg，TMN0.由于缓慢拉起，则重物一直处于平衡状态，两绳张力的合力与重物的重力mg等大、反向如图所示，已知角不变，在绳MN缓慢拉起的过程中，角逐渐增大，则角()逐渐减小，但角不变，在三角形中，利用正弦定理得：，()由钝角变为锐角，则TO M先增大后减小，选项D正确；同理知，在由0变为的过程中，TMN一直增大，选项A正确7(2019广东佛山测试)(多选)如图所示，质量均为m的两光滑小环A和B用轻绳连接，分别套在水平和竖直的固定直杆上在绳上O点施一水平力F拉紧轻绳，设法使整个系统处于静止状态，重力加速度为g.随后使力F缓慢增大，则在此过程中()AOA段绳中的张力始终大于mg，且逐渐增大B杆对A环的作用力始终大于2mg，且逐渐增大COB段绳中的张力始终大于mg，且逐渐增大DOB段绳与竖直方向的夹角逐渐增大解析：选CD.以A、B两个小环整体为研究对象，对整体受力分析，整体受总重力2mg、水平力F、水平杆对A环向上的支持力FNA、竖直杆对B环水平向左的支持力FNB，据平衡条件可得，水平杆