高考物理（必考点+热考点+预测点）第二部分 热考点 专练4 受力分析和物体的平衡.doc

专练4 受力分析和物体的平衡命题特点高考对本考点的考查4年4考，以静止或匀速直线运动为背景，主要考查整体法和隔离法、受力分析、正交分解法和共点力平衡.特别要注意对各种性质力特点的理解.1.在2015年9月3日抗战胜利70周年阅兵中，20架直升机组成数字“70”字样飞过天安门上空.如图1所示，为了使领航的直升机下悬挂的国旗不致上飘，在国旗的下端悬挂了重物，假设国旗与悬挂物(可看成一个物体)的质量为m，直升机的质量为m，直升机水平匀速飞行，在飞行过程中，悬挂国旗的细线与竖直方向的夹角始终为.以下说法正确的是()图1a.国旗受到2个力的作用 b.细线的拉力大于mgc.空气对国旗的阻力大小为mgcos d.空气给直升机的力方向竖直向上答案b解析对国旗受力分析可知如图，国旗受三个力，重力、绳子的拉力和空气的阻力，其中空气的阻力与运动的方向相反，沿水平方向.根据共点力平衡：f，ffmgtan ，故b正确，a、c、d错误.2. (多选)如图2所示，质量为m的物体处于静止状态，伸直的轻绳的一端连接物体，另一端固定在左侧竖直墙壁上，轻弹簧的一端连接物体，另一端固定在右侧竖直墙壁上，物体与地面均不光滑，关于物体的受力情况，下列说法正确的是()图2a.物体可能只受重力和地面的支持力b.物体一定受重力和地面的支持力c.物体可能受重力、地面的支持力、弹簧的弹力、绳的拉力、地面的摩擦力这五个力d.物体一定受地面的摩擦力答案ac3.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3所示，则杆对环的摩擦力大小为()图3a.mgsin b.mgcos c.mgtan d.mgsin cos 答案d解析设细线的弹力为f，对斜面上的木块由共点力平衡条件有fmgsin 0，对轻环由共点力平衡条件有fcos ff0，解得杆对环的摩擦力大小为ffmgsin cos .4.如图4所示，倾角为30的斜面体固定于水平地面上，挡板ad可绕a点自由转动，光滑小球置于挡板与斜面之间，调整挡板与地面夹角，使得小球对斜面的压力大小等于小球的重力，则挡板与地面的夹角为()图4a.15 b.30 c.45 d.75答案d解析对光滑小球受力分析，如图所示：小球处于静止状态，受力平衡，则重力和斜面的支持力的合力与挡板的作用力大小相等，方向相反，而fnmg，则合力的平行四边形为菱形，根据几何关系可知，75，则75，故d正确.5.如图5所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体a，a与竖直墙之间放一光滑半圆球b，整个装置处于平衡状态.已知a、b两物体的质量分别为m和m，则下列说法正确的是()图5a.a物体对地面的压力大小为mgb.a物体对地面的压力小于(mm)gc.a物体对地面的摩擦力可能为零d.b物体对a物体的压力一定大于mg答案d6.如图6所示为建筑工地一个小型起重机起吊重物的示意图.一根轻绳跨过光滑的动滑轮，轻绳的一端系在位置a处，动滑轮的下端挂上重物，轻绳的另一端挂在起重机的吊钩c处，起吊重物前，重物处于静止状态.起吊重物的过程是这样的：先让吊钩从位置c竖直向上缓慢地移动到b，然后再让吊钩从位置b水平向右缓慢地移动到d，最后把重物卸在某一个位置.则关于轻绳上的拉力大小变化情况，下列说法正确的是()图6a.吊钩从c向b移动过程中，轻绳上的拉力不变b.吊钩从b向d移动过程中，轻绳上的拉力变小c.吊钩从c向b移动过程中，轻绳上的拉力变大d.吊钩从b向d移动过程中，轻绳上的拉力不变答案a7.两个不计质量的轻质杆在b处用铰链衔接，如图7所示，a端固定在墙面，c端固定在一位于桌面上的物体上，b端受竖直向下的恒定外力f作用，现保持ab杆水平，适当调节桌面高度，增加bc与竖直方向的夹角，那么()图7a.物体对桌面的压力变大b.物体对桌面的摩擦力变小c.轻杆ab对墙面的压力不变d.物体对桌面的压力不变答案d解析因为a、c端固定，在b处是用铰链衔接，所以杆的弹力方向沿着杆的方向，对b点受力分析，受到f、ab杆对b点水平向左的弹力f1以及bc杆对b点沿杆向上的弹力f2，根据平衡条件得：f1ftan ，f2，对c物体受力分析，受到重力、桌面的支持力fn、bc杆沿杆向下的压力以及摩擦力ff，根据平衡条件得：fnf2cos gfg，fff2sin ftan ，若增大，则fn不变，所以物体对桌面的压力不变，ff增大，所以物体对桌面的摩擦力变大，f1增大，则轻杆ab对墙面的压力增大，故d正确，a、b、c错误.8.如图8所示，等腰直角斜劈a的直角边靠在粗糙的竖直墙壁上，一根不可伸长的轻绳一端固定在竖直墙上，另一端与半径不可忽略的光滑球b连接，轻绳与水平方向成30角，现将轻绳上端点沿竖直墙缓慢向上移动，a始终处于静止状态，则()图8a.绳子拉力逐渐增大b.竖直墙对a的摩擦力先减小后增大c.竖直墙对a的摩擦力可能为零d.竖直墙对a的支持力逐渐减小答案d解析以b为研究对象，对其进行受力分析如图：由图可知，当f1与斜面平行时，即与f2的方向垂直时最小，所以绳子的拉力先减小后增大.故a错误；由图可知，轻绳上端点沿竖直墙缓缓向上移动时，f1沿竖直方向的分力增大，沿水平方向的分力减小.以a与b组成的整体为研究对象，整体受到重力、墙的支持力和摩擦力以及绳子的拉力，由于绳子的拉力沿竖直方向向上的分力增大，所以a受到的向上的摩擦力将减小.故b错误；由于绳子的拉力沿水平方向的分力减小，所以a整体受到的支持力也减小.故d正确；以a为研究对象，a受到重力、墙壁的支持力、摩擦力以及b对a斜向下的压力，a处于平衡状态，竖直方向的合外力等于0，所以摩擦力的大小等于a的重力与b对a的压力向下的分力的和，不可能等于0.故c错误.9.(多选)如图9所示，用等长绝缘线分别悬挂两个大小和电性都相同的带电小球a和b，a的质量是b的2倍，a的带电量是b的3倍.两线上端固定于o点，b球固定在o点正下方.当a球静止时，两悬线夹角为.能保持夹角不变的方法是()图9a.同时使两悬线长度和两球的质量减半b.同时使b球的质量和电量都减半c.同时使a球的质量和电量都减半d.同时使两悬线长度和两球的电量都减半答案cd10.如图10所示，两竖直杆顶端m、n位于等高处，将一根不可伸长的轻绳两端分别固定在m、n两点，物体通过轻质光滑挂钩挂在轻绳中间，静止时轻绳所成夹角为120.若保持绳长不变，只适当增加两竖直杆之间的水平距离，此时()图10a.轻绳的弹力比物体的重力小b.轻绳的弹力与物体的重力相等 c.轻绳的弹力比物体的重力大d.轻绳的弹力大小与物体的重力无关答案c11.如图11所示，在楼道内倾斜天花板上需要安装灯泡照明，两根轻质细线的一端拴在o点、另一端分别固定在天花板上a点和b点，一灯泡通过轻质细线悬挂于o点，系统静止，oa水平、ob与竖直方向成一定夹角.现在对灯泡施加一个水平向右的拉力，使灯泡缓缓向右移动一小段距离的过程中()图11a.oa上的拉力f1可能不变b.oa上的拉力f1不断增大c.ob上的拉力f2不断减小d.ob上的拉力f2可能增大答案b解析设灯泡为c.选择灯泡为研究对象，开始时灯泡受到重力和细线的拉力，所以细线的拉力等于灯泡的重力；对灯泡施加一个水平向右的拉力后，设oc与竖直方向之间的夹角为，如图甲，则：fc选择节点o点为研究对象，则o点受到三个力的作用处于平衡状态，受力如图乙， 由图可知，在竖直方向：f2沿竖直方向的分力始终等于fccos mg，而且f2的方向始终不变，所以f2始终不变；沿水平方向：f1的大小等于f2沿水平方向的分力与fc沿水平方向分力的和，由于fc沿水平方向分力随的增大而增大，所以f1逐渐增大.可知四个选项中只有b正确.12.(多选)如图12所示，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球a和物块b，跨过固定于斜面体顶端的小滑轮o，倾角为30的斜面体置于水平地面上.a的质量为m，b的质量为4m.