2020版高考物理总复习第二章专题探究二共点力的平衡练习（含解析）.docx

专题探究二共点力的平衡1.如图所示,一重为10 N的球固定在支杆AB的上端,今用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,已知绳的拉力为7.5 N,则AB杆对球的作用力(D)A.大小为7.5 NB.大小为10 NC.方向与水平方向成53角斜向右下方D.方向与水平方向成53角斜向左上方解析:对小球进行受力分析可得,AB杆对球的作用力F和绳的拉力的合力与小球的重力等大、反向,可得F方向斜向左上方,设AB杆对小球的作用力与水平方向夹角为,可得tan =,=53,F=12.5 N.2.(2019云南开远测试)如图所示是一名登山运动员攀登陡峭山壁的情形,如果认为峭壁的平面是竖直的平面,壁面是光滑的,腿与峭壁面是垂直的,轻绳与壁面的夹角为30,运动员的质量为80 kg.则轻绳对运动员的拉力大小为(g取10 m/s2)(C)A. NB.800 NC. ND.1 600 N解析:对运动员受力分析可知,轻绳对运动员的拉力T= N.3.(2017浙江4月选考)重力为G的体操运动员在进行自由体操比赛时,有如图所示的比赛动作,当运动员竖直倒立保持静止状态时,两手臂对称支撑,夹角为,则(A)A.当=60时,运动员单手对地面的正压力大小为B.当=120时,运动员单手对地面的正压力大小为GC.当不同时,运动员受到的合力不同D.当不同时,运动员与地面之间的相互作用力不相等解析:运动员竖直倒立在地面上保持静止状态时,地面对两手的支持力竖直向上,人的受力如图所示,由平衡关系可知,2FN=G,即FN=,FN与角无关,所以选项A正确,B错误.不管角度如何,运动员受到的合力都为零,即地面对运动员的支持力与重力大小相等、方向相反,选项C,D错误.4.(2019山西太原调研)如图所示,轻绳OA一端固定在天花板上,另一端系一光滑的圆环,一根系着物体的轻绳穿过圆环后,另一端固定在墙上B点,且OB处于水平.现将A点缓慢沿天花板水平向右移动,且OB段的轻绳始终保持水平,则OA,OB段轻绳所受的拉力的大小FTA,FTB的变化情况是(B)A.FTA增大,FTB不变B.FTA,FTB均不变C.FTA不变,FTB增大D.FTA,FTB均减小解析:因为圆环光滑,则OC,OB段轻绳所受的拉力的大小FTC,FTB始终相等,且等于物体的重力.又OB段轻绳始终保持水平,OC段轻绳始终保持竖直,则A点缓慢右移,圆环也随之右移,角不变,由平衡条件可知OA段绳上所受的拉力不变.5.在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直墙面间放一光滑圆球B,整个装置处于静止状态,截面如图所示.现对B施加一竖直向下的力F,F的作用线通过球心,设墙对B的作用力为F1,B对A的作用力为F2,地面对A的摩擦力为F3.若F缓慢增大而整个装置仍保持静止,在此过程中(C)A.F1保持不变,F3缓慢增大B.F1缓慢增大,F3保持不变C.F2缓慢增大,F3缓慢增大D.F2缓慢增大,F3保持不变解析:球B受力情况如图所示,墙对球B的作用力及A对球B的作用力的合力与F及重力的合力大小相等,方向相反,故当F增大时,B对A的压力增大,即F2增大,同理可知,墙对B的作用力F1增大;对整体分析,整体竖直方向受重力、支持力及压力F,水平方向受墙的作用力F1和地面对A的摩擦力F3而处于平衡,由平衡条件得,当F增大时,地面对A的摩擦力F3增大,故选项C正确.6.如图所示,轻质弹簧一端系在质量为m=1 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,g取 10 m/s2,下列说法正确的是(C)A.小物块可能只受三个力B.弹簧弹力大小一定等于4 NC.弹簧弹力大小可能等于5 ND.斜面对物块支持力可能为零解析:由于mgcos 37=4 N,mgsin 37=6 N,故mgcos 37F2,如图(乙)所示.则在两个小物块沿斜面下滑的过程中,下列说法正确的是(C)A.斜劈可能向左运动B.斜劈受到地面向右的摩擦力作用C.斜劈对地面的压力大小等于(M+m1+m2)gD.斜劈对地面的压力大小等于(M+m1+m2)g+F1sin +F2sin 解析:在未施加力之前,三个物体都处于平衡状态,故可以对三个物体作为整体受力分析,受重力和支持力,故支持力为(M+m1+m2)g,没有摩擦力;施加力之后,两个物体对斜劈的压力和摩擦力不变,故斜劈受力情况不变,故斜劈仍保持静止,斜劈对地面的压力大小等于(M+m1+m2)g,与地面间没有摩擦力,故选项C正确.11.(2018四川攀枝花三诊)如图所示,a,b两细绳一端系着质量为m的小球,另一端系在竖直放置的圆环上,小球位于圆环的中心,开始时绳a水平,绳b倾斜.现将圆环在竖直平面内顺时针缓慢地向右滚动至绳b水平,在此过程中(D)A.a上的张力逐渐增大,b上的张力逐渐增大B.a上的张力逐渐减小,b上的张力逐渐减小C.a上的张力逐渐减小,b上的张力逐渐增大D.a上的张力逐渐增大,b上的张力逐渐减小解析:对小球进行受力分析,如图所示.在缓慢转动的过程中,小球始终处于平衡状态,由正弦定理得=,角不变,角增大,sin 逐渐增大,可得Fa逐渐增大,角减小,sin 逐渐减小,可得,Fb逐渐减小.12.(2019河北衡水中学期初考试)(多选)如图所示,光滑轻滑轮通过支架固定在天花板上,一足够长的细绳跨过滑轮,一端悬挂小球b,另一端与套在水平细杆上的小球a连接.小球a在水平拉力F作用下从图示虚线位置开始缓慢向右移动.已知小球b的质量是小球a的2倍,小球a与细杆间的动摩擦因数为.则下列说法正确的是(AC)A.当细绳与细杆的夹角为60时,拉力F的大小为(2-)mgB.支架对轻滑轮的作用力大小逐渐增大C.拉力F的大小一直增大D.拉力F的大小先减小后增大解析:由于小球a缓慢向右移动,所以小球a与小球b均处于平衡状态.设细绳与细杆的夹角为,当=30时,细绳的拉力在竖直方向的分力等于小球a的重力,细杆对小球a的弹力为零;当30时,细绳的拉力在竖直方向的分力大于小球a的重力,所以细杆对小球a的弹力方向竖直向下;当30时,拉力F=(2mgsin -mg)+2mgcos =2mgsin(+)-mg(其中tan =,=60),+,此时随着减小,F增大;当细杆对小球a的弹力方向竖直向上时,即30,拉力F=(mg-2mgsin )+2mgcos =mg+2mgsin(-),0-,此时随着减小,F也增大,故C正确,D错误.13.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,求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数;(2)这一临界角0的大小.解析:(1)对物体受力分析,由平衡条件得mgsin 30-m