高考物理一轮复习 第二章 相互作用 第3讲 受力分析 共点力的平衡练习.doc

配餐作业受力分析共点力的平衡a组基础巩固题1(2018无锡期中考试)我国的高铁技术在世界处于领先地位，高铁(如图甲所示)在行驶过程中非常平稳，放在桌上的水杯几乎感觉不到晃动。图乙为高铁车厢示意图，a、b两物块相互接触放在车厢里的水平桌面上，物块与桌面间的动摩擦因数相同。a的质量比b的质量大，车在平直的铁轨上向右做匀速直线运动且相对于桌面始终保持静止，下列说法正确的是()aa受到2个力的作用bb受到3个力的作用ca受到桌面对它向右的摩擦力db受到a对它向右的弹力解析a、b两物块随车厢一起做匀速直线运动，处于平衡状态。a、b虽然接触但并没有相互作用，所以两物块都受到重力和支持力两个力作用，故a项正确。答案a2(多选)如图所示，桌面上固定一个光滑竖直挡板，现将一个长方形物块a与截面为三角形的垫块b叠放在一起，用水平外力f缓缓向左推动b，使a缓慢升高，设各接触面均光滑，则该过程中()aa和b均受三个力作用而平衡bb对桌面的压力保持不变ca对b的压力越来越小d外力f的大小恒定不变解析a受到重力、挡板的弹力和b的支持力三个力，b受到重力、a的压力、地面的支持力和外力f四个力，故a项错误；当b向左移动时，b对a的支持力和挡板对a的支持力方向均不变，根据平衡条件得，这两个力大小保持不变，则a对b的压力也保持不变。对整体分析受力如图所示，由平衡条件得，fn1，挡板对a的支持力n1不变，则外力f不变。桌面对整体的支持力ng总，保持不变，则b对桌面的压力不变，故c项错误，b、d项正确。答案bd3(2017全国卷)(多选)如图，柔软轻绳on的一端o固定，其中间某点m拴一重物，用手拉住绳的另一端n，初始时，om竖直且mn被拉直，om与mn之间的夹角为()。现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角不变。在om由竖直被拉到水平的过程中，下列说法正确的是()amn上的张力逐渐增大bmn上的张力先增大后减小com上的张力逐渐增大dom上的张力先增大后减小解析设该过程om转过的角度为，在该过程中重物受三个力的作用而处于平衡状态，设om绳的拉力为f1，mn绳的拉力为f2，重力为mg。则水平方向有平衡方程f1sinf2sin，竖直方向有f1cosf2cosmg，联立解得f1，f2，由于在该过程中角大小不变，而逐渐增大至90，sin逐渐增大；随的增大，开始为钝角，后为锐角，故sin先增大后减小，故mn绳的拉力增大，而om绳的拉力先增大后减小。故a、d项正确，b、c项错误。答案ad4如图所示，质量为m的小球置于倾角为30的光滑斜面上，劲度系数为k的轻弹簧一端系在小球上，另一端固定在p点，小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角为30，则弹簧的伸长量为()a.b.c.d.解析对小球受力分析可知小球受力平衡，由题意可知弹簧弹力与竖直方向夹角为30，竖直方向上弹簧弹力与斜面支持力的合力与重力平衡，根据几何关系可知2kxcos30mg，解得x，故c项正确。答案c5(2017天津)(多选)如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆m、n上的a、b两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是()a绳的右端上移到b，绳子拉力不变b. 将杆n向右移一些，绳子拉力变大c. 绳的两端高度差越小，绳子拉力越小d. 若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移解析受力分析如下图所示：若将绳的右端上移到b点，左端绳子与竖直方向夹角不变，由于衣服及挂钩的重力mg不变，又2tcosmg，则t，所以绳子拉力不变，故a项正确；若将杆向右移一些，则绳子与竖直方向夹角增大，由t知绳子拉力增大，故b项正确；绳的两端高度差无论如何变化，绳子与竖直方向的夹角都不变，由t知，绳子拉力始终不变，故c项错误；若换挂质量更大的衣服，只是衣服的重力增大，绳子与竖直方向的夹角不变，则衣架悬挂点不变，故d项错误。答案ab6如图所示，有一质量不计的杆ao，长为r，可绕a自由转动。用绳在o点悬挂一个重为g的物体，另一根绳一端系在o点，另一端系在圆弧形墙壁上的c点。当点c由图示位置逐渐向上沿圆弧cb移动过程中(保持oa与地面夹角不变)，oc绳所受拉力的大小变化情况是()a逐渐减小b逐渐增大c先减小后增大d先增大后减小解析对g分析，g受力平衡，则拉力等于重力，故竖直绳的拉力不变；再对o点分析，o受绳子的拉力、oa的支持力及oc的拉力而处于平衡；受力分析如图所示；将f和oc绳上的拉力合成，其合力与g大小相等，方向相反，则在oc上移的过程中，平行四边形的对角线保持不变，平行四边形发生图中所示变化，则由图可知oc的拉力先减小后增大，图中d点时力最小；故选c项。答案c7a、b、c三个物体通过细线和光滑的滑轮相连，处于静止状态，如图所示，c是一箱砂子，砂子和箱的重力都等于g，动滑轮的质量不计，打开箱子下端开口，使砂子均匀流出，经过时间t0流完，则下图中哪个图线表示在这个过程中桌面对物体b的摩擦力f随时间的变化关系 ()解析选择a、b整体作为研究对象，由于这个整体开始处于静止状态，所以后来应该一直处于静止状态，整体共受到5个力的作用，即：重力ggagb，支持力n、静摩擦力f、两根绳子的拉力f1和f2，其中f1f2，根据力的平衡得ff1f2gc，所以当砂子均匀流出时，b项正确。答案b8如图所示，一竖直放置的大圆环，在其水平直径上的a、b两端系着一根不可伸长的柔软轻绳，绳上套有一光滑小铁环。现将大圆环在竖直平面内绕o点顺时针缓慢转过一个微小角度，则关于轻绳对a、b两点拉力fa、fb的变化情况，下列说法正确的是()afa变小，fb变小 bfa变大，fb变大cfa变大，fb变小 dfa变小，fb变大解析柔软轻绳上套有光滑小铁环，两侧轻绳中拉力相等。将大圆环在竖直平面内绕o点顺时针缓慢转过一个微小角度，a、b两点之间的水平距离减小，光滑小铁环两侧轻绳间夹角2减小，由2fcosmg可知，轻绳中拉力f减小，轻绳对a、b两点的拉力fa和fb都变小，a项正确。答案ab组能力提升题9在水平地面上固定一个上表面光滑的斜面体，在它上面放有质量为m的木块，用一根平行于斜面的细线连接一个轻环，并将轻环套在一根两端固定、粗糙的水平直杆上，整个系统处于静止状态，如图所示，则杆对环的摩擦力大小为()amgsin bmgcoscmgtan dmgsincos解析设细线的弹力为f，对斜面上的物块由共点力平衡条件有fmgsin0，对轻环由共点力平衡条件有fcosf0，解得杆对环的摩擦力大小为fmgsincos。答案d10如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，o是球心，碗的内表面光滑，一根轻质杆的两端固定有两个小球，质量分别是m1、m2，当它们静止时，m1、m2与球心的连线跟水平面分别成60、30，则碗对两小球m1、m2的弹力大小之比是()a12b.1c1d.2解析m1、m2组成的系统处于平衡状态，对m1、m2整体受力分析如图所示，n1、n2分别为碗对m1和m2的弹力，水平方向上合力为零，n1sin30n2sin60，则n1n21，b项正确。答案b【解题技巧】本题是平衡条件的应用，关键是研究对象的选择，选择好合适的研究对象可以方便快捷地解决问题，此题也可对两球分别分析，但是较麻烦。11如图所示，在细绳ac和水平拉力共同作用下竖直轻杆ab处于平衡状态。若ac加长，使c点左移，ab仍保持平衡状态。细绳ac上的拉力t和杆ab受到的压力n与原先相比，下列说法正确的是()at和n都增大bt和n都减小ct增大，n减小dt减小，n增大解析若ac加长，由于悬挂的重物质量不变，水平拉力不变，分析结点a处受力情况，细绳ac上拉力t在水平方向分力大小等于悬挂的重物重力，在竖直方向分力等于ab受到的压力，若ac加长，使c点左移，ab仍保持平衡状态，显然t和n都减小，故b项正确。答案b12. (2018霞浦一中月考)如图所示，高层住宅外安装空调主机时，电机通过缆绳牵引主机沿竖直方向匀速上升。为避免主机与阳台、窗户碰撞，通常会用一根拉绳拽着主机，地面上拽拉绳的人通过移动位置，使拉绳与竖直方向的夹角保持不变，则在提升主机过程中，下列结论正确的是()a缆绳拉力f1和拉绳拉力f2都增大b缆绳拉力f1和拉绳拉力f2都不变c缆绳与竖直方向的夹角可能大于角d缆绳拉力f1的功率保持不变解析对物体受力分析如图，物体匀速运动，故合力为零，在竖直方向：f1cosmgf2cos0，在水平方向：f1sinf2sin0，在上升过程中，增大，而不变，联立可以判断缆绳拉力f1和拉绳拉力f2都增大，故a项正确，b项错误；因f1大于f2，故缆绳与竖直方向的夹角小于角，故c项错误；缆绳拉力的功率pf1vcos，由于f1cosmgf2cos增大，v不变，故p增大，故d项错误。答案a13.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90，框架与小球始终保持静止状态。在此过程下列说法正确的是()a框架对小球的支持力一直减小b拉力f的最小值为mgsinc地面对框架的摩擦力先减小后增加d框架对地面的压力一直增大解析用图解法求解，力f顺时针转过90的过程中，f先减小后增大，最小值为mgcos，b项错误；框架对小球的支持力n一直减小，a项正确；以框架为研究对象，由平衡条件得地面对框架的摩擦力大小等于ncos，随n减小，ncos减小，c项错误；框架对地面的压力等于mgnsin，随n的减小而减小，d项错误。答案a14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b相连。今用跟水平方向成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，g取10 m/s2。求