（通用版）高考物理一轮复习第二章第3讲受力分析共点力的平衡课时作业（含解析）.docx

受力分析 共点力的平衡一、选择题(本题共10小题，16题为单选题，710题为多选题)1“阶下儿童仰面时，清明妆点正堪宜游丝一断浑无力，莫向东风怨别离”这是红楼梦中咏风筝的诗，风筝在风力F、线的拉力FT以及重力G的作用下，能够高高地飞在蓝天上关于风筝在空中的受力可能正确的是()解析：A在B、C、D三个图中，合力不可能为零，不能处于平衡状态，只有A图，在三个力的作用下能处于平衡，故A正确，B、C、D错误2.如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为90，质量为m2的小球位于水平地面上，设此时质量为m2的小球对地面压力大小为FN，细线的拉力大小为FT，则()AFN(m2m1)g BFNm2gCFTm1g DFT(m2m1)g解析：B分析小球m1的受力情况，由物体的平衡条件可得，绳的拉力FT0，故C、D均错误；分析m2受力，由平衡条件可得：FNm2g，故A错误，B正确3某些农村一大家人过春节时常用简易灶做菜，如图甲所示，将一个半球形铁锅用三个轻小石块支起用柴火烧菜，铁锅边缘水平，小石块成正三角形放在水平灶台上，石块到铁锅球心的连线与竖直方向的夹角均成30，已知锅与菜的总质量为9 kg，不计铁锅与石块间的摩擦，重力加速度g10 m/s2，则下列说法正确的是()A灶台对每个石块的作用力均竖直向上B灶台受到每个石块的压力为90 NC每个石块与铁锅之间的弹力大小为20 ND灶台对每个石块的摩擦力为10 N解析：C灶台对石块有竖直向上的支持力和水平方向的摩擦力作用，故灶台对每个石块的作用力不是竖直向上的，A错误对铁锅和石块的整体而言，竖直方向对灶台的压力等于铁锅和三个石块的重力之和，故灶台受到每个石块的压力等于G锅G石，B错误对锅由平衡知识得3FNcos 30G锅，解得FN20 N，C正确对石块，在水平方向，FfFNsin 3010 N，则灶台对每个石块的摩擦力为10 N，D错误4.(2018济南模拟)如图所示，半圆形线框竖直放置在粗糙的水平地面上，质量为m的光滑小球P在水平外力F的作用下处于静止状态，P与圆心O的连线与水平面的夹角为，将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢转过90，框架与小球始终保持静止状态，在此过程中下列说法正确的是()A拉力F一直增大B拉力F的最小值为mgsin C地面对框架的摩擦力先增大后减小D框架对地面的压力始终在减小解析：D对球受力分析，如图所示，从图看出，将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢转过90，拉力先减小后增加，当拉力与支持力垂直时最小，为mgcos ，故A、B错误；再分析球和框整体，受重力、拉力、支持力和摩擦力，如果将图中的拉力F沿着水平和竖直方向正交分解，将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢转过90过程中，其水平分力减小、而竖直分力增加，根据平衡条件可知，支持力减小、摩擦力也减小，根据牛顿第三定律，对地面的压力减小，故C错误，D正确5.(2018河北衡水武邑中学第二次调研)如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔质量为m的小球套在圆环上一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力FN的大小变化情况是()AF不变，FN增大 BF不变，FN减小CF减小，FN不变 DF增大，FN减小解析：C小球沿圆环缓慢上移可看作静止，对小球进行受力分析，作出受力示意图如图所示，由图可知OABGFA即：，当A点上移时，半径不变，AB长度减小，故F减小，FN不变，故C正确6(2018银川模拟)如图所示，轻质弹簧一端系在质量为m1 kg的小物块上，另一端固定在墙上物块在斜面上静止时，弹簧与竖直方向的夹角为37，已知斜面倾角37，斜面与小物块间的动摩擦因数0.5，斜面固定不动设物块与斜面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，下列说法正确的是()A小物块可能只受三个力B弹簧弹力大小一定等于4 NC弹簧弹力大小不可能等于3 ND斜面对物块支持力可能为零解析：C假如物块受3个力作用：重力、斜面的支持力以及摩擦力，则mgsin 376 N，而最大静摩擦力为mgcos 374 N6 N，则物块不能静止，故选项A错误；要使物块静止，则弹簧弹力最小为F，则满足mgsin 37(Fmgcos 37)，解得F4 N，故当弹力不小于4 N时，物块均能静止，选项B错误，选项C正确；若斜面对物块支持力为零，则物体与斜面之间的摩擦力为零，则物体不可能静止，选项D错误7.(2018安徽A10联盟联考)如图所示，斜面体放在水平面上，C是斜面体斜面AB上的一点，AC部分粗糙，CB部分光滑，一物块在AC部分匀速下滑，此时斜面体对物块的作用力为F1、地面对斜面体的摩擦力为f1，物块在CB部分下滑时，斜面体对物块的作用力为F2、地面对斜面体的摩擦力为f2，整个过程斜面体始终处于静止，不计空气阻力，则()Af1F2 DF1F2解析：AC物块在AC段匀速下滑时，物块和斜面体整体处于平衡状态，因此地面对斜面体的摩擦力为零，即f10，这时斜面对物块的作用力大小等于物块的重力，即F1mg.当物块在CB段下滑时，物块加速下滑，整体有向左的加速度，则地面对斜面体有向左的摩擦力，因此有f1F2，C正确，D错误8.(2018盘锦模拟)如图所示，木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点，物体A、B叠放在木板上且处于静止状态，此时物体B的上表面水平现使木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，物体A、B仍保持静止，与原位置的情况相比()AA对B的作用力减小 BB对A的支持力减小C木板对B的支持力增大 D木板对B的摩擦力增大解析：BC设木板与水平地面的夹角为.以A为研究对象，A原来只受到重力和支持力而处于平衡状态，所以B对A的作用力与A的重力大小相等，方向相反；当将P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，B的上表面不再水平，A受力情况如图1，A受到重力和B对A的支持力、摩擦力三个力的作用，其中B对A的支持力、摩擦力的合力仍然与A的重力大小相等，方向相反，则B对A的作用力保持不变根据牛顿第三定律可知，A对B的作用力也不变，故A错误；当将P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置时，设B的上表面与水平方向之间的夹角是，由于支持力与摩擦力相互垂直，则N1GAcos ，所以A受到的支持力一定减小了，故B正确；以AB整体为研究对象，分析受力情况如图2，总重力GAB、木板的支持力N2和摩擦力f2，N2GABcos ，f2GABsin ，减小，N2增大，f2减小，故C正确，D错误9.(2018温州模拟)如图所示，木板C放在水平地面上，木板B放在C的上面，木板A放在B的上面，A的右端通过轻质弹簧秤与固定的竖直墙壁相连，A、B、C质量相等，且各接触面间动摩擦因数相同，用大小为F的力向左拉动C，使它以速度v匀速运动，三者稳定后弹簧秤的示数为T.则下列说法正确的是()AB对A的摩擦力大小为T，方向向左BA和B保持静止，C匀速运动CA保持静止，B和C一起匀速运动DC受到地面的摩擦力大小为FT解析：ACD由题意，A、B、C质量相等，且各接触面间动摩擦因数相同，再依据滑动摩擦力公式FFN可知，B、C之间的滑动摩擦力大于A、B之间的，因此在F作用下，B、C作为一整体运动，对A、BC受力分析：A受水平向右的拉力和水平向左的摩擦力，根据平衡条件，可知，B对A的摩擦力大小为T，方向向左，故A、C正确，B错误；又因为木板间力的作用是相互的，则BC受到A对它水平向右的摩擦力，大小为T；由于BC做匀速直线运动，则BC受到水平向左的拉力F和水平向右的两个摩擦力平衡(A对B的摩擦力和地面对C的摩擦力)，根据平衡条件可知，C受到地面的摩擦力大小为FT，故D正确10.如图所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定圆环上的A、B两点，O为圆心O点下面悬挂一物体M，绳OA水平，拉力大小为F1，绳OB与绳OA的夹角120，拉力大小为F2.将两绳同时缓慢顺时针转过75，并保持两绳之间的夹角始终不变，物体始终保持静止状态则在旋转过程中，下列说法正确的是()AF1逐渐增大 BF1先增大后减小CF2逐渐减小 DF2先减小后增大解析：BC物体始终保持静止，则物体所受合外力为零，所以Mg、F1、F2构成封闭的矢量三角形如图所示，由于重力不变，F1和F2的夹角120不变，即60，当60，F1为圆的直径，最大，所以F1先增大后减小，F2一直减小二、计算题(需写出规范的解题步骤)11.(2018铜陵模拟)如图所示，质量M2 kg的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块A与质量m kg的小球相连今用与水平方向成30角的力F10 N，拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，取g10 m/s2.求：(1)运动过程中轻绳与水平方向的夹角；(2)木块与水平杆间的动摩擦因数.解析：(1)设轻绳对小球的拉力为FT，小球受力如图甲所示，由平衡条件可得Fcos 30FTcos 0Fsin 30FTsin mg0解得FT10 N，30.(2)以木块和小球组成的整体为研究对象，受力分析如图乙所示，由平衡条件得Fcos 30Ff0FNFsin 30(Mm)g0又FfFN，解得.答案：(1)30(2)12.如图所示，质量为m的物体，放在一固定斜面上，当斜面倾角为30时恰能沿斜面匀速下滑对物体施加一大小为F的水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角0时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，试求：(1)物体与斜面间的