高考物理一轮复习 第2章 相互作用 第3讲 受力分析 共点力的平衡课后限时训练 新人教版必修

我们在这里，召开私营企业家联谊会，借此机会，我代表成都市渝中工商局、渝中区私营企业协会，祝各位领导新年快乐、工作愉快、身体健康，祝各位企业家事业兴旺受力分析 共点力的平衡一、选择题(本题共10小题，15题为单选，610题为多选)1.(2016山东日照第一中学期末)如图所示，物块a、b的质量分别为2m、m，水平地面和竖直墙面均光滑，在水平推力F作用下，两物块均处于静止状态，则(B)A物块b受四个力作用B物块b受到的摩擦力大小等于2mgC物块b对地面的压力大小等于mgD物块a受到物块b的作用力水平向右解析对a分析，a受到竖直向下的重力、墙壁的支持力、b的弹力，要想保持静止，必须在竖直方向上受到b向上的静摩擦力，故fbaGa2mg，B正确；对b分析，受到竖直向下的重力、地面的支持力、a的静摩擦力、a的弹力以及推力F，共5个力作用，在竖直方向上有GbfabN，故N3mg，即物块b对地面的压力大小等于3mg，A、C错误；物块a受到物块b的水平向右的弹力和竖直向上的摩擦力，合力的方向不是水平向右，D错误。2(2016广东深圳第一次调研)在固定的斜面体Q上放一物块P，P静止不动；现分别将沿平行斜面向上、水平向左、竖直向下和垂直纸面向外(未画出)的力F作用于P，P仍静止不动，如图所示。下列判断正确的是(D)A图甲中Q对P的支持力增大B图乙中Q对P的摩擦力减小C图丙中P受到的合外力增大D图丁中P所受的摩擦力增大解析图甲中，Q对P的支持力等于P的重力垂直斜面方向的分力，与F的大小无关，所以Q对P的支持力不变，故A错误；图乙中，把F分解到沿斜面方向和垂直于斜面方向，根据平衡条件可知，P受到的摩擦力等于重力沿斜面向下的分力与F沿斜面向下的分力之和，所以摩擦力增大，故B错误；P处于静止状态，合力为零，则图丙中P受到的合外力不变，故C错误；图丁中，施加垂直纸面向外的力F，根据平衡条件可知，P受到的摩擦力fmgsin，所以P所受摩擦力增大，故D正确。3(2017吉林省重点中学第二次模拟考试)如图所示，物体P、Q用轻绳与轻弹簧跨过定滑轮连接。P静止在倾角为45的粗糙斜面上，Q悬挂着，定滑轮通过轻杆固定在斜面顶端，且轻杆与斜面平行。已知质量mP3mQ，不计滑轮摩擦，下列说法中正确的是(B)A支撑滑轮的轻杆对滑轮的弹力方向沿轻杆方向B轻弹簧中弹力等于mQgC物体P所受向上的摩擦力为mPgsin45D物体P所受支持力为mPgsin45解析滑轮在轻杆弹力和两侧轻绳的拉力作用下处于平衡状态，支撑滑轮的轻杆对滑轮的弹力方向沿两侧轻绳夹角的角平分线斜向上，选项A错误；轻弹簧中弹力等于mQg，选项B正确；由于物体P受到沿斜面向上的拉力作用，所以物体P所受沿斜面向上的摩擦力一定小于mPgsin45，选项C错误；物体P所受支持力为mPgcos45，选项D错误。4(2016安徽黄山质检)如图所示，一根细绳的上端系在O点，下端系一个小球B，放在斜面A上，斜面体放置于水平地面上，所有接触面光滑。现用水平推力F向右推斜面体使之在水平面上向右缓慢运动一段距离(细绳尚未到达平行于斜面的位置)。在此过程中(D)A斜面体对小球B的支持力减小B绳对小球B的拉力增大C地面对斜面体的支持力不变D水平推力F增大解析对球受力分析，如图甲所示，根据平衡条件，在向右缓慢运动的过程中，细绳的拉力逐渐变得与斜面平行，故细绳的拉力在减小，斜面体对小球B的支持力在增大，故A、B错误；根据牛顿第三定律，球对斜面体的压力也增大，对斜面体受力分析，受推力、支持力、重力和压力，如图乙所示，根据平衡条件有FNsin，NMgNcos，由于N增大，故支持力N和推力F均增大，故C错误，D正确。5(2016浙江嘉兴期末)科技的发展正在不断地改变着我们的生活，如图甲是一款手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上，如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图，若手机的重力为G，则下列说法正确的是(D)A手机受到的支持力大小为GcosB手机受到的支持力不可能大于GC纳米材料对手机的作用力大小为GsinD纳米材料对手机的作用力竖直向上解析因为采用了纳米微吸材料，斜面会对手机存在一个吸引力，所以手机受到的支持力大小不可能为Gcos，其大小可能大于G，也可能小于G，取决于吸引力的大小，A、B错误；手机受到竖直向下的重力和纳米材料的作用力，故纳米材料对手机的作用力竖直向上，大小等于G，C错误，D正确。易错分析：本题的关键是需要知道题目中的重要信息，如果做题不认真，会忽略斜面对手机的吸引力，从而错选A、B或C。6(2016辽宁沈阳东北育才学校月考)如图甲所示，一物块在粗糙斜面上，在平行斜面向上的外力F作用下，斜面体和物块始终处于静止状态。当外力F按照图乙所示规律变化时，下列说法正确的是(AC)A地面对斜面体的摩擦力逐渐减小B地面对斜面体的摩擦力逐渐增大C物块对斜面体的摩擦力可能一直增大D物块对斜面体的摩擦力可能一直减小解析设斜面倾角为，对整体分析，水平方向上受力平衡，有Fcosf，可知地面对斜面体的摩擦力逐渐减小，故A正确，B错误。对物块分析，受重力、支持力、拉力和摩擦力处于平衡，若拉力的最大值大于重力的下滑分力，静摩擦力沿着斜面向下，则Ffmgsin0，故拉力减小后，静摩擦力先减小后反向增大；若拉力的最大值小于重力的下滑分力，静摩擦力沿着斜面向上，则Ffmgsin0，故拉力减小后，静摩擦力一直增大，故C正确，D错误。7(2016吉林东北师大附中二模)如图，在楔形木块的斜面与竖直墙之间放置一个质量为m的光滑铁球，楔形木块置于水平粗糙地面上，斜面倾角为，球的半径为R。现对球再施加一个水平向左的压力F，F的作用线通过球心O。若F缓慢增大而整个装置仍保持静止。则在此过程中(AC)A竖直墙对铁球的作用力始终大于水平外力FB斜面对铁球的作用力缓慢增大C斜面对地面的摩擦力保持不变D地面对楔形木块的支持力缓慢增大解析以铁球为研究对象，分析受力，作出受力分析图如图所示，根据平衡条件得知，竖直墙对铁球的作用力N2FN1sinF，即竖直墙对铁球的作用力始终大于水平外力F，故A正确。由图得到mgN1cos，因为mg、均不变，则斜面对铁球的支持力N1保持不变，故B错误。以楔形木块为研究对象，球对楔形木块的压力不变，楔形木块受力情况不变，则楔形木块对地面的摩擦力保持不变，地面对楔形木块的支持力也不变，故C正确，D错误。8(2016湖南郴州质量监测)如图所示，形状和质量完全相同的两个圆柱体a、b靠在一起，表面光滑，重力为G，其中b的下半部刚好固定在水平面MN的下方，上边露出另一半，a静止在平面上。现过a的轴心施加水平作用力F，可缓慢地将a拉离平面一直滑到b的顶端，对该过程分析，则应有(BC)A拉力F先增大后减小，最大值是GB开始时拉力F最大为G，以后逐渐减小为0Ca、b间的压力开始最大为2G，以后逐渐减小到GDa、b间的压力由0逐渐增大，最大为G解析对于a球，受到重力G、拉力F和b的支持力N，由平衡条件得FNcos，NsinG，则F，N，根据数学知识可知，从30增大到90，F和N均逐渐减小；当30时，F有最大值为G，N有最大值为2G，故B、C正确。9.(2017湖南长沙第一中学月考)如图所示，倾角为的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行，在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则下列说法正确的是(ABD)Ab对c的摩擦力可能始终增大B地面对c的支持力始终变大Cc对地面的摩擦力方向始终向左D滑轮对绳的作用力方向始终不变解析a中沙子缓慢流出的过程中，a的重力不断减小，与之相连的绳子中的拉力也减小，对于b，它受重力、支持力、拉力和摩擦力而静止，因a、b间质量关系不明确，故b所受的摩擦力可能始终增大，也可能先向下减小到零后反向再增大，故A正确；再以b、c为整体分析，它在一个逐渐减小的拉力作用下静止，因拉力在竖直方向上的分力逐渐减小，在水平方向上的分力也逐渐减小，致使地面对c的支持力变大，地面对c的摩擦力方向始终向左，且逐渐减小，故B正确，C错误；绳中的拉力大小逐渐减小，而轻绳的一侧平行于斜面，另一侧在竖直方向上，由平行四边形定则知，滑轮对绳的作用力方向始终不变，故D正确。10(2016浙江六校联考)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测力计固定在竖直的墙壁上，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，三者稳定后弹簧测力计的示数为T。则下列说法正确的是(ACD)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解析由题意知，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fN可知B、C之间的滑动摩擦力大于A、B之间的滑动摩擦力，因此在力F作用下，B、C作为一整体运动；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。因为物体间力的作用是相互的，则物体B、C整体受到A对它水平向右的摩擦力，大小为T；由于B、C整体做匀速直线运动，则B、C整体受到的水平向左的拉力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。二、非选择题11如图所示，质量M2kg的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量mkg的小球相连。今用跟水平方向成30角的力F10N拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m的相对位置保持不变，g10m/s2，求运动过程中轻绳与水平方向的夹角及木块M与水平杆间的动摩擦因数。答案30解析以M、m整体为研究对象。由平衡条件得水平方向Fcos30FN0竖直方向FNFsin30Mgmg0由得以m为研究对象，由平衡条件得水平方向Fcos30FTcos0竖直方向Fsin30FTsinmg0由得3012重为G的木块与水平地面间的动摩擦因数为，一人欲用最小的作用力F使木块做匀速运动