2017届高三物理第07期好题速递分项解析汇编专题02相互作用共点力的平衡含解析.docx

专题02 相互作用 共点力的平衡一、选择题1.【山东省泰安市2017届高三第一轮复习质量检测】如图，斜面光滑的斜劈静止在水平地面上，放在斜劈上的物体受到平行于斜面向下的力F作用，沿斜面向下运动，斜劈保持静止。下列说法正确的是A. 地面对斜劈没有摩擦力作用B. 地面对斜劈的摩擦力方向水平向右C. 若F增大，地面对斜劈的摩擦力也增大D. 若F反向，地面对斜劈的摩擦力也反向【答案】B点睛：本题考查物体的平衡以及受力分析的内容，要注意掌握整体法与隔离法的应用，分别对物体和斜面受力分析，根据光滑斜面上物体对斜面只有压力，与物体运动状态，及运动方向无关，并依据摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反，即可求解。2.【2017年安徽省“江南十校”高三联考】如图所示，竖直面光滑的墙角有一个质量为m，半径为r的半球体均匀物块A现在A上放一密度和半径与A相同的球体B，调整A的位置使得A、B保持静止状态，已知A与地面间的动摩擦因数为0.5。则 A球球心距墙角的最远距离是 A. 2rB. C. D. 【答案】C点睛：对于共点力平衡条件的直接应用，解题时注意整体法和隔离法的应用，明确当地面对A的摩擦力达到最大静摩擦力时，A球球心距墙角的距离最远。3.【2017年南平市普通高中毕业班适应性检测】如图所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，光滑的小球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地转过900，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. 框架对小球的支持力先减小后增大B. 拉力F的最小值为mgsinC. 地面对框架的摩擦力始终在减小D. 框架对地面的压力先增大后减小【答案】C【解析】小球受重力G、框架给的支持力N、拉力F，由动态三角形可知框架对小球的支持力一直在减小，故A错误；当拉力与弹力垂直时拉力最小且为：，故B错误；把小球和框架看成一个整体，框架受到地面的摩擦力为拉力沿水平方向的分量，在转动过程中水平方向分量逐渐减小，所以地面对框架的摩擦力始终在减小，故C正确；把小球和框架看成一个整体，框架受到地面的压力等于二者重力之和减去拉力在竖直方向的分量，而拉力在竖直分量逐渐增加，所以框架对地面的压力逐渐减小，故D错误。所以C正确，ABD错误。4.【湖南省邵阳市2017届高三第二次大联考】如图所示，物体甲和物体乙通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，斜面体固定，甲、乙处于静止状态。下列说法正确的是A. 甲一定受到沿斜面向上的摩擦力B. 甲一定受到沿斜面向下的摩擦力C. 甲的质量可能等于乙的质量D. 甲的质量一定大于乙的质量【答案】C 5.【吉林省延边州2017届高三下学期复习质量检测】如图所示，用两根细线AC和BD悬挂一薄板，使之静止。下列说法正确的是A. 薄板的重心一定在AC和BD的延长线的交点处B. BD的拉力大于AC的拉力C. 剪断BD瞬间，薄板的加速度方向一定沿BD斜向下D. 若保持AC位置不变，缓慢移动BD至竖直方向，则AC的拉力一直减小【答案】D点睛:解决本题的关键：一要理解并掌握三力汇交原理，即三力平衡时，不平行，力所在的直线交于一点二要运用图解法分析动态平衡问题，比较直观6.【江苏省苏锡常镇四市2017届高三教学情况调研】某人骑自行车沿平直坡道向下滑行，其车把上挂有一只水壶，若滑行过程中悬绳始终竖直，如图所示，不计空气阻力，则下列说法错误的是A. 自行车一定做匀速运动B. 壶内水面一定水平C. 水壶及水整体的重心一定在悬绳正下方D. 壶身中轴一定与坡道垂直【答案】D【解析】因滑行过程中悬绳始终竖直,则自行车匀速下行，故水壶处于平衡状态，故壶内水面一定水平；由平衡知识可知水壶及水整体的重心一定在悬绳正下方；壶身中轴一定与水平面垂直，故ABC正确，D错误；此题选择错误的选项，故选D. 7.【江西省九校2017届高三联考】如图，两段等长轻质细线将质量分别为m、3m的小球a、b，悬挂于O点。现在两个小球上分别加上水平方向的外力，其中作用在a球上的力大小为F1、作用在b球上的力大小为F2，则此装置平衡时,出现了如图右所示的状态，b球刚好位于O点的正下方。则F1与F2的大小关系应为：（） A. F14F2 B. F13F2 C. 3F14F2 D. 3F17F2【答案】D点睛：本题一要灵活选择研究对象，二要分析受力采用整体法和隔离法相结合的方法研究，比较简便8.【内蒙古包头市2017届高三下学期第一次模拟考试】如图，斜面A放在水平地面上物块B放在斜面上，有一水平力F作用在B上时，A、B均保持静止。A受到水平地面的静摩擦力为f1，B受到A的静摩擦力为f2，现使F逐渐增大，但仍使A、B处于静止状态，则A. f1一定增大B. f1、f2都不一定增大C. f1、f2均增大D. f2一定增大【答案】A 9.【山东省济宁市2017届高三第一次模拟（3月）】智能手机的普及使“低头族”应运而生。低头时，颈椎受到的压力会增大（当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头部的重量）。现将人体头颈部简化为如图所示的模型：重心在头部的P点，在可绕O转动的颈椎OP（轻杆）的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下处于静止。当低头时，若颈椎与竖直方向的夹角为45，PQ与竖直方向的夹角为53，此时颈椎受到的压力与直立时颈椎受到压力的比值为（sin53=0.8，cos53=0.6）A. 4B. 5C. D. 【答案】C【解析】受力分析，如图所示。在水平方向：，竖直方向：，联立解得，所以C正确；A、B、D错误。10.【山东省日照市2017届高三下学期第一次模拟考试】如图，一光滑的轻滑轮用轻绳OO悬挂于O点，另一轻绳跨过滑轮，一端连着斜面上的物体A，另一端悬挂物体B，整个系统处于静止状态。现缓慢向左推动斜面，直到轻绳平行于斜面，这个过程中物块A与斜面始终保持相对静止。则下列说法正确的是A. 物块A受到的摩擦力一定减小B. 物块A对斜面的压力一定增大C. 轻绳OO的拉力一定减小D. 轻绳OO与竖直方向的夹角一定减小【答案】BC 【解析】对B分析，因为过程缓慢，故B受力平衡，所以绳子的拉力，由于同一条绳子上的拉力大小相同，故绳子对A的拉力大小恒为，11.【山东省枣庄市2017届高三下学期第一次模拟考试】如图所示，穿在一根光滑固定杆上的小球A、B通过一条跨过定滑轮的细绳连接，杆与水平方向成角，不计所有摩擦。当两球静止时，OA绳沿竖直方向，OB绳与杆的夹角为，则下列说法正确的是A. 小球A可能受到3个力的作用B. 小球B一定受到3个力的作用C. 小球A、B的质量之比mA：mB=1：tanD. 小球A、B的质量之比mA：mB=tan：1【答案】BD点睛：本题考查了隔离法对两个物体的受力分析，关键是抓住同一根绳子上的拉力处处相等结合几何关系将两个小球的重力联系起来12.【山西省太原市2017届高三模拟考试】如图质量为M的滑块a，置于水平地面上，质量为m的滑块b在a上。二者接触面水平。现将一方向水平向右的力F作用在b上。让F从0缓慢增大。当F增大到某一值时,b相对a滑动,同时b与地面间摩擦力达到最大。已知ab间的动摩擦因数为，a与地面之间的动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则与之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】D【解析】由题意知当b相对a滑动，同时a与地面间摩擦力达到最大。以a为研究对象，由平衡条件得，解得，所以A、B、C错误；D正确。13.【榆林市2017届高考模拟第一次测试】如图所示，一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢地杯从底部爬到a处，则下列说法正确的是（ ）A. 在a点碗对蚂蚁的支持力大于在b点的支持力B. 在a点碗对蚂蚁的作用力大于在b点的作用力C. 在a点碗对蚂蚁的摩擦力大于在b点的摩擦力D. 在a点蚂蚁受到的合力大于在b点受到的合力【答案】C点睛：蚂蚁缓慢上爬，可以认为蚂蚁处于平衡状态，合力为零，蚂蚁所受的摩擦力为静摩擦力，越往上爬，所受静摩擦力越大，根据共点力的平衡条件列方程分析支持力大小。14.【天一大联考 20162017学年高中毕业班阶段性测试】如图所示，滑块放在水平地面上，左边受一个弹簧拉力作用，弹簧原长小于悬挂点的高度，水平向右的拉力F拉动滑块，使滑块向右缓慢移动,并且滑块始终没有离开地面，则在上述过程中，下列说法正确的是A. 弹簧弹力在竖直方向的分量不变，枏块受到的摩擦力不变B. 弹簧殚力在竖直方向的分量不变，滑块受到的摩擦力变小C. 弹簧弹力在竖直方向的分星增大，滑块受到的摩擦力变小D. 弹簧弹力在竖直方向的分量增大，滑块受到的摩擦力不变【答案】C【解析】设悬挂点的高度为H，弹簧的原长为，劲度系数为k，弹簧弹力在竖直方向的分量，故，当滑块向右移动时夹角减小，可知弹簧弹力的竖直分量在增大，增大，故滑块与地面间的弹力减小，滑块与地面间的摩擦力减小，C正确。15.【江苏省联盟大联考2017届高三2月联考】在天花板上用相同的两根轻质细线1和2悬挂一块薄板，细线1和2与竖直方向分别成、角，薄板处于静止状态，如图所示，则下列说法正确的是A. 细线2对薄板的拉力大于细线1对板的拉力B. 设法保持重心位置不变，缓慢增加薄板的质量，则细线1先断C. 细线1和2延长线的交点一定是薄板的重心位置D. 细线2 端点Q2缓慢向右侧移动，细线1对薄板的拉力减小【答案】B16.【江西省重点中学盟校2017届高三第一次联考】如图所示，倾角为的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物体a放在斜面上，轻质细线一端固定在物体a上，另一端绕过光滑的滑轮固定在c点，滑轮2下悬挂物体b，系统处于静止状态.若将固定点c向右移动少许，而a与斜劈始终静止，下列说法错误的是 A. 斜劈对物体a的摩擦力一定减小B. 斜劈对地面的压力一定不变C. 细线对物体a的拉力一定增大D. 地面对斜劈的摩擦力一定增大【答案】A点睛：整体法和隔离法的使用技巧：当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；而在分析系统内各物体（或一个物体各部分）间的相互作用时常用隔离法整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法17.【合肥市第一中学2017届高三上学期第一次月考】如图，在水平桌面上放置一斜面体，两长方体物块a和b叠放在斜面体上，整个系统处于静止状态，若将a和b、b与斜面体，斜面体与桌面之间摩擦力的大小分别用和表示，则ABCD【答案】C考点：考查了摩擦力 【名师点睛】摩擦力的方向是与物体间的相对运动方向和相对运动趋势方向相反，但不一定与物体的运动方向相反，即摩擦力的方向和物体运动方向没有关系，所以摩擦力可以是动力也可以是阻力，在判断摩擦力的方向时，一定首先判断两者之间的相对运动方向或者相对运动趋势方向18.【合肥市第一中学2017届高三上学期第一次月考】如图所示，倾角为的斜面体放在水平地面上，一个重为G的球在水平力F的作用下，静止与光滑斜面上，此时水平力的大小为F；若将力F从水平方向逆时针转过某一角度后，仍保持F的大小不变，且小球和斜面依然保持静止，此时水平地面对斜面体的摩擦力为，那么F和的大小分别是ABCD【答案】D【解析】考点：考查了共点力平衡条件的应用【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解19.【合肥市第一中学2017届高三上学期第一次月考】如图所示，A、B为竖直墙面上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆，转轴C在AB中点D的正下方，AOB在同一水平面内，AOB=90，COD=60，若在O点处悬挂一个质量为m的物体，则绳AO所受的拉力和杆OC所受的压力分别为A B C D【答案】B考点：考查了共点力平衡条件的应用 【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解20.【合肥市第一中学2017届高三上学期第一次月考】a、b为截面完全相同的直角楔形物体，分别在垂直于斜边的恒力、作用下静止在相同的竖直墙面上，如图所示，下列说法错误的是Aa、b受力个数可能 不相同Bb受到的摩擦力一定小于a受到的摩擦力Ca、b所受摩擦力方向一定沿墙面向上D、大小一定相等【答案】BCD（1）若，没有摩擦力，此时b受3个力（2）若，摩擦力向下，b受四个力（3）若，摩擦力向上，b受四个力。当，b只受3个力而a一定受四个力，故A正确；由摩擦力公式得，b受到摩擦力小于a受到的摩擦力，故B错误；当时，b受到的摩擦力为0，故C错误；和有可能相等，但也有可能不等，故D错误考点：卡车了共点力平衡条件的应用【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解，21.【合肥市第一中学2017届高三上学期第一次月考】表面光滑、半径为R的半球固定在水平地面上，球心O的正上方处有一无摩擦定滑轮，轻质细绳两端各系一个可视为质点的小球挂在定滑轮上，如图所示。两小球平衡时，若滑轮两侧细绳的长度分别为和，则这两个小球的质量之比为，小球与半球之间的压力之比为，则以下说法正确的是A B C D【答案】BC【解析】考点：考查了共点力平衡条件的应用 【名师点睛】该题中，在处理共点力的华晨宇分解时，运用三角形相似法处理非直角三角形的力平衡问题，抓住两球所受的绳子拉力相等是桥梁22.【合肥市第一中学2017届高三上学期第一次月考】如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静止；现用力F沿斜面向上推A，但AB并未运动，下列说法正确的是 AA、B之间的摩擦力可能大小不变BA、B之间的摩擦力一定变小CB与墙之间可能没有摩擦力D弹簧弹力一定不变【答案】AD【解析】考点：考查了共点力平衡条件的应用【名师点睛】解决本题的关键能够正确地进行受力分析，运用共点力平衡进行求解，以及掌握整体法和隔离法的运用23.【广东省深圳市2017届高三2月第一次调研】解决物理疑难问题的过程，往往伴随新理论的建立，在物理学史中，下列现象与物理新理论的建立不存在必然联系的是A. 行星绕太阳运动与万有引力 B. 电荷间作用力与电场C. 光电效应现象与光子说D. 氢原子光谱与质能方程【答案】D【解析】行星绕太阳运动是由万有引力提供向心力的，两者之间有联系，A不符合题意；库仑在前人的基础上，通过实验得到了真空中点电荷相互作用规律，而电荷之间的作用力是通过电场发生的，B不符合题意；爱因斯坦提出了光子说解释了光电效应现象，C不符合题意；波尔理论解释了氢原子光谱，与爱因斯坦的质能方程没有必然联系，D符合题意。24. 【广东省深圳市2017届高三2月第一次调研】如图，一个轻型衣柜放在水平地面上，一条光滑轻绳两端分别固定在两侧顶端A、B上，再挂上带有衣服的衣架若保持绳长和左端位置点不变，将右端依次改在C点或D点后固定，衣柜一直不动，下列说法正确的是 A. 若改在C点，绳的张力大小不变 B. 若改在D点，衣架两侧绳的张力不相等C. 若改在D点，衣架两侧绳的张力相等且不变 D. 若改在C点，衣柜对地面的压力将会增大【答案】C 二、非选择题1.【合肥市第一中学2017届高三上学期第一次月考】如图所示，质量为m的物体被劲度系数为的弹簧2悬挂在天花板上，下面还栓着劲度系数为的轻弹簧1，将弹簧的端点A用力竖直向上托，当弹簧2的弹力大小为0.5mg时，弹簧1的下端点A上移的高度是多少？（重力加速度为g）【答案】，或【解析】考点：考查了胡可定律，共点力平衡条件【名师点睛】A点上升的高度等于弹簧2和弹簧1缩短长度之和，弹簧2的弹力2为，可能处于压缩，也可能处于伸长，结合胡克定律和共点力平衡求出A点上升的高度2.【合肥市第一中学2017届高三上学期第一次月考】如图所