高考物理一轮复习 第二章 相互作用 3 受力分析 共点力的平衡课时作业 新人教版

为深入贯彻落实党的十九大精神和习近平总书记的重要指示精神，保障人民安居乐业、社会安定有序、国家长治久安、进一步巩固党的执政基础，束城镇深入贯彻全市扫黑除恶会议精神，强化措施，深入扎实开展扫黑除恶专项斗争受力分析共点力的平衡一、选择题(16题只有一个选项符合题目要求，711题有多个选项符合题目要求)1(2017惠州市高三第二次调研考试)如图所示，三根相同的绳子末端连接于O点，A、B端固定，C端受一水平力F，当F逐渐增大时(O点位置保持不变)，最先断的绳子是()AOA绳 BOB绳COC绳 D三绳同时断解析：对结点O受力分析，受三个绳的拉力，根据平衡条件的推论得，水平和竖直两绳拉力的合力与OA绳的拉力等大反向，作出平行四边形，解得三个绳中OA绳的拉力最大，在水平拉力逐渐增大的过程中，OA绳先达到最大值，故OA绳先断，A项正确答案：A2(2017淮安市高三考前信息卷)如图所示，斜面的倾角为30，物块A、B通过轻绳连接在弹簧测力计的两端，A、B重力分别为10 N、6 N，整个装置处于静止状态，不计一切摩擦，则弹簧测力计的读数为()A1 N B5 NC6 N D11 N解析：对物块A由共点力平衡条件有FTGAsin300，由牛顿第三定律可知，弹簧测力计的读数为FT5 N选项B正确答案：B3.如图所示，斜面固定，倾角为30 ，物块m和M用轻质绳通过斜面上的定滑轮相连接(滑轮光滑)，一力F施加在绳上一点O使O点所受三力相互成120 角，已知M质量为10 kg，m与斜面恰无摩擦力，则m的质量和F的值各为(g取10 m/s2)()A10 kg100 N B20 kg100 NC5 kg50 N D20 kg50 N解析：“O”点所受三力互成120角且静止，则FMgmg sin，则FMg100 N，m2M20 kg.答案：B4.如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点处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拴着小球，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的大小和轨道对小球的弹力N的大小的变化情况是()AF大小将不变 BF大小将增大CFN大小将不变 DFN大小将增大解析：对小球受力分析如图所示：三角形AOC和三角形BCD相似，由可知C项正确，D项错误；由可知F将减小，A、B项错误答案：C5.如图所示，两个质量为m、横截面半径为r的半圆柱体A、B放置在粗糙水平面上，A、B的圆心O1、O2之间的距离为l，在A、B上放置一个质量为2m、横截面半径也为r的光滑圆柱体C(圆心为O3)，A、B、C始终处于静止状态则()AA对地面的压力大小为3mgB地面对A的作用力的方向由O1指向O3C若l减小，A、C之间的弹力减小D若l减小，地面对B的摩擦力增大解析：把A、B、C看作整体，分析受力，由平衡条件可知，地面对A的支持力的大小等于2mg，由牛顿第三定律可知，A对地面的压力大小为2mg，选项A错误；隔离A受力分析，A受地面对A的作用力(包括支持力和摩擦力)、重力和C对A的作用力，由于C对A的作用力的方向由O3指向O1，所以地面对A的作用力的方向不是由O1指同O3，而是C对A的作用力和A的重力的合力的反方向，选项B错误；隔离C分析受力，如图所示，在重力不变的情况下，若l减小，合力不变，分解为两个等大的分力，两分力随夹角的减小而减小，选项C正确隔离B受力分析，由平衡条件可知，若l减小，地面对B的摩擦力减小，选项D错误答案：C6(2017山西一模)如图所示，物块A和滑环B用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接，滑环B套在与竖直方向成37的粗细均匀的固定杆上，连接滑环B的绳与杆垂直并在同一竖直平面内，滑环B恰好不能下滑，滑环和杆间的动摩擦因数0.4，设滑环和杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块A和滑环B的质量之比为()A.B. C.D.解析：设物块A和滑环B的质量分别为m1、m2，若杆对B的弹力垂直于杆向下，因滑环B恰好不能下滑，则由平衡条件有m2gcos(m1gm2gsin)，解得；若杆对B的弹力垂直于杆向上，因滑环B恰好不能下滑，则由平衡条件有m2gcos(m2gsinm1g)，解得(舍去)综上分析可知应选C.答案：C7.如图所示，在竖直向上的恒力F作用下，a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，则关于它们受力情况的说法正确的是()Aa一定受到4个力Bb可能受到4个力Ca与墙壁之间一定有弹力和摩擦力Da与b之间一定有摩擦力解析：将a、b看成整体，其受力图如图甲所示，说明a与墙壁之间没有弹力和摩擦力作用；对物体b进行受力分析，如图乙所示，b受到3个力作用，所以a受到4个力作用答案：AD8.如图所示，两个相同的光滑小球甲和乙放在倾角为45的斜面上，被一固定在斜面上的竖直挡板挡住，设每个小球的重力大小为G，甲球对乙球的作用力大小为F1，斜面对乙球的作用力大小为F2，则以下结论正确的是()AF1F1CGF1 DF1F2解析：将乙球的重力分解，由平衡条件可得甲球对乙球的作用力大小为F1Gsin45，斜面对乙球的作用力大小为F2Gsin 45，显然，F1F2，GF1，选项B、D正确，A、C错误答案：BD9.半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有竖直挡板MN.在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态如图所示是这个装置的纵截面图若用外力使MN保持竖直并缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止在此过程中，下列说法中正确的是()AMN对Q的弹力逐渐减小B地面对P的摩擦力逐渐增大CP、Q间的弹力先减小后增大DQ受到P和MN的合力不变解析：对圆柱体Q受力分析，如图所示，P对Q的弹力为F，MN对Q的弹力为FN，挡板MN向右运动时，F和竖直方向的夹角逐渐增大，如图所示，而圆柱体所受重力大小不变，所以F和FN的合力大小不变，故选项D正确；由图可知，F和FN都在不断增大，故选项A、C都错；对P、Q整体受力分析知，地面对P的摩擦力大小等于FN，所以地面对P的摩擦力逐渐增大，选项B正确答案：BD10.如图所示，与水平面夹角为30的固定斜面上有一质量m1.0 kg的物体细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连物体静止在斜面上，弹簧测力计的示数为4.9 N关于物体受力的判断(g取9.8 m/s2)，下列说法正确的是()A斜面对物体的摩擦力大小为零B斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N，方向沿斜面向上C斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向垂直斜面向上D斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向垂直于斜面向上解析：在斜面方向上，物体重力沿斜面向下的分力为F下mgsin4.9 N，与细绳的拉力平衡，所以摩擦力为0.在垂直于斜面的方向上，支持力FNmgcos4.9N，方向垂直于斜面向上故选项A、C正确答案：AC11如图所示，重物A被绕过小滑轮P的细线所悬挂，小滑轮P被一根细线系于天花板上的O点B物体放在粗糙的水平桌面上，O是三根线的结点，bO水平拉着B物体，cO竖直拉着重物C，aO、bO与cO夹角如图所示细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，整个装置处于静止状态若悬挂小滑轮的细线OP的张力是20 N，则下列说法中正确的是(g10 m/s2)()A重物A的质量为2 kgB桌面对B物体的摩擦力为10 NC重物C的质量为1 kgDOP与竖直方向的夹角为60解析：由图中几何关系可知滑轮两侧细线的夹角为60，悬挂小滑轮的细线OP的张力是20 N，对小滑轮P，由平衡条件有2Fcos3020 N，可得F20 N，根据重物A静止，FmAg，解得重物A的质量mA2 kg，选项A正确；对结点O受力分析，由平衡条件有Fcos30Fb，Fsin30Fc，对B物体，由平衡条件有FfFb，解得桌面对B物体的摩擦力Ff10 N，选项B正确；对重物C，由平衡条件有mCgFc，解得重物C的质量mC1 kg，选项C正确根据平衡条件，OP方向在OPA的角平分线上，与竖直方向的夹角为30，选项D错误答案：ABC二、非选择题12擦黑板也许同学们都经历过，若黑板擦的质量为0.1 kg，现假定某同学正对黑板，用力将黑板擦在黑板表面缓慢竖直向上擦黑板，当手臂对小黑板擦的作用力F与黑板面成45角时，F20 N，g取10 m/s2.求：(1)此小黑板擦与黑板之间的动摩擦因数(2)擦黑板时有这样的现象：粉笔字的位置越高的地方，即使用同样的力却不容易擦干净，请用物理知识简要解释(3)当手臂对黑板擦的作用力与黑板面的夹角超过某一临界值时，不管用多大力都不可能使黑板擦从静止开始运动求这一临界角的正切值tan.解析：(1)小黑板擦向上缓慢移动，处于平衡状态，它的受力如图所示水平方向：FNFsin0竖直方向：FcosmgFf0又FfFN所以110.93(2)在手臂的用力大小相同时，由FfFsin，可知作用点的高度越高，手臂与黑板面的夹角越小，黑板擦与黑板间的摩擦力也就越小，所以手臂与黑板面的夹角越小的地方越不容易擦干净(3)若不管用多大力都不可能使黑板擦从静止开始运动，应满足：水平方向：FNFsin0竖直方向：FcosmgFfFfFN解得F