（全国版）2019版高考物理一轮复习 第2章 相互作用 8 受力分析 共点力作用下物体的平衡（1）能力训练.doc

8 受力分析 共点力作用下物体的平衡（1）1一个质量为3 kg的物体，被放置在倾角为30的固定光滑斜面上，在如图所示的甲、乙、丙三种情况下处于平衡状态的是(g10 m/s2)()a仅甲图 b仅乙图c仅丙图 d甲、乙、丙图答案b解析因斜面光滑，没有摩擦力，要想使物体处于平衡状态，对物体受力分析可知：fmgsin310 n15 n，b正确。2如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，o点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球。当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与o点的连线与水平线的夹角为90，质量为m2的小球位于水平地面上，设此时质量为m2的小球对地面压力大小为fn，细线的拉力大小为ft，则()afn(m2m1)g bfnm2gcftm1g dftg答案b解析对m1进行受力分析，因碗内壁光滑，所以不可能受摩擦力，m1受重力，竖直向下，碗对小球支持力的方向竖直向上指向o点，所以绳子不可能有拉力。若有则m1不可能平衡，则小球m2不受绳子拉力。即fnm2g，b正确。3. 如图所示，木板b放在粗糙的水平面上，木块a放在b的上面，a的右端通过一不可伸长的轻绳固定在竖直墙上，用水平恒力f向左拉动b，使其以速度v做匀速运动，此时绳水平且拉力大小为ft，下面说法正确的是()a若木板b以2v匀速运动，则拉力仍为fb绳上拉力ft与水平恒力f大小相等c木块a受到的是静摩擦力，大小等于ftd木板b受到一个静摩擦力和一个滑动摩擦力，合力大小等于f答案a解析以b为研究对象分析受力，当其匀速运动时，受力平衡，受力情况与速度大小无关，a正确；以a、b整体为研究对象分析受力可知fftff地，故绳子拉力小于水平恒力，b错误；木块a与b之间发生相对滑动，所以a所受摩擦力为滑动摩擦力，c错误；木板b受到两个滑动摩擦力，木板b所受合力为零，d错误。4. (多选)在水平桌面上有一个质量为m且倾角为的斜面体。一个质量为m的物块，在平行于斜面的拉力f作用下，沿斜面向下做匀速运动。斜面体始终处于静止状态。已知物块与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。下列结论正确的是()a斜面对物块的摩擦力大小是fb斜面对物块的摩擦力大小是mgcosc桌面对斜面体的摩擦力大小是fcosd桌面对斜面体的支持力大小是(mm)g答案bc解析对物块受力分析，如图甲所示，由共点力的平衡条件得，fmgsinf1，mgcosfn1，f1fn1，解得斜面对物块的摩擦力大小f1fmgsin或f1mgcos，故a错误，b正确；对物块和斜面整体受力分析，如图乙所示，由共点力的平衡条件得，f2fcos，fn2fsin(mm)g，故桌面对斜面体的摩擦力大小为fcos，桌面对斜面体的支持力大小为fsin(mm)g，故c正确，d错误。5(多选)如图所示，在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为m1、m2的两物体，物体间用轻弹簧相连，弹簧与竖直方向夹角为。在m1左端施加水平拉力f，使m1、m2均处于静止状态，已知m1表面光滑，重力加速度为g，则下列说法正确的是()a弹簧弹力的大小为b地面对m2的摩擦力大小为fc地面对m2的支持力可能为零dm1与m2一定相等答案ab解析对整体受力分析可知，整体受重力、支持力、拉力，要使整体处于平衡，则水平方向一定有向右的摩擦力作用在m2上，且大小与f相同，故b正确；因m2与地面间有摩擦力，则支持力一定不为零，故c错误；对m2受力分析可知，弹簧弹力水平方向的分力应等于f，故弹簧弹力为，故a正确；因竖直方向上的受力不明确，无法确定两物体的质量关系，也无法求出弹簧弹力与重力的关系，故d错误。6如图所示，倾角为30的光滑斜面上固定有竖直光滑挡板p，横截面为直角三角形的物块a放在斜面与p之间。则物块a对竖直挡板p的压力与物块a对斜面的压力大小之比为()a21 b12 c.1 d.4答案b解析以物块a为研究对象，分析物块a的受力情况如图所示。根据平衡条件有fn2cosmg0，fn2sinfn10，将30代入解得fn1fn212，再由牛顿第三定律可知，物块a对竖直挡板p的压力与物块a对斜面的压力大小之比为12，故选b。7. (多选)如图所示，物体b靠在水平天花板上，在竖直向上的力f作用下，a、b保持静止，则关于a与b受力的个数判断正确的是()aa可能受3个力 bb可能受2个力ca一定受4个力 db可能受4个力答案cd解析以a为研究对象，a受到外力f、重力、b的压力和b的静摩擦力4个力的作用，a错误，c正确；以b为研究对象，若a对b的支持力和摩擦力的合力等于b的重力，则b受力平衡，天花板对b没有压力，此时b受到三个力的作用，若a对b的支持力和摩擦力的合力大于b的重力，则天花板对b有压力，此时b受到四个力的作用，故b错误，d正确。8. (多选)如图所示，光滑水平地面上有一直角三角形斜面体b靠在竖直墙壁上，物块a放在斜面体b上，开始时a、b静止。现用水平力f推a，a、b仍静止，则此时a、b受力个数的组合可能是()a3个、5个 b3个、3个c4个、5个 d3个、4个答案cd解析先对a、b整体受力分析，a、b整体受推力、重力、地面的支持力、墙壁的支持力；再对物块a受力分析，a受重力、推力、斜面体的支持力，可能还受到静摩擦力，所以a可能受到3个或4个力，分析b的受力情况，b受到重力、墙壁的支持力、地面的支持力、a对b的压力，可能还受到a对b的静摩擦力，所以b可能受到4个或5个力，故c、d均正确。9. (2017全国卷)如图，一物块在水平拉力f的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持f的大小不变，而方向与水平面成60角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为()a2 b. c. d.答案c解析当f沿水平方向时，物块受力如图甲所示，有ff，fn，nmg，联立解得fmg。当f与水平面成60角时，物块受力如图乙所示，有fcos60f，fn，nmgfsin60，联立解得fcos60(mgfsin60)。联立解得，c正确。10(2017全国卷)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上，弹性绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()a86 cm b92 cm c98 cm d104 cm答案b解析将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡后对钩码进行受力分析，如图所示，设钩码质量为m，弹性绳的拉力为t，弹性绳与竖直方向的夹角为，由平衡条件知2tcosmg，由胡克定律得tkx，联立解得k，将弹性绳两端拉至同一点重新平衡后，设弹性绳上拉力为t1，弹性绳的形变量为x，由平衡条件知2t1mg，由胡克定律有t1kx，联立解得k。由几何关系得cos，x0.2 m，联立解得x0.12 m，故弹性绳的总长度变为92 cm，b正确。11. (山东高考)如图所示，用完全相同的轻弹簧a、b、c将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧a与竖直方向的夹角为30，弹簧c水平，则弹簧a、c的伸长量之比为()a.4 b4 c12 d21答案d解析将两小球及弹簧b视为一个整体系统，该系统水平方向受力平衡，故有kxasin30kxc，可得xaxc21，d正确。12. (2017抚顺一模)如图所示，用平行于斜面体a的轻弹簧将物块p拴接在挡板b上，在物块p上施加沿斜面向上的推力f，整个系统处于静止状态。下列说法正确的是()a物块p与斜面之间一定存在摩擦力b弹簧的弹力一定沿斜面向下c地面对斜面体a的摩擦力水平向左d若增大推力，则弹簧弹力一定减小答案c解析对物块p受力分析可知，若推力f与弹簧弹力和物块重力沿斜面向下的分力的合力平衡，则物块p与斜面之间无摩擦力，a错误；弹簧处于拉伸或压缩状态物块p均可能保持静止，b错误；由整体法可知地面对斜面体a的静摩擦力平衡了推力f沿水平方向向右的分力，c正确；增大推力f，若物块p仍保持静止，则弹簧的弹力不变，d错误。13(2018江西五校联考)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()a12 b.1 c1 d.2答案b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，fn1、fn2分别为碗对m1和m2的弹力，水平方向上合力为零，fn1sin30fn2sin60，则fn1fn21，b正确。14. (2017河南模拟)如图，支架固定在水平地面上，其倾斜的光滑直杆与地面成30角，两圆环a、b穿在直杆上，并用跨过光滑定滑轮的轻绳连接，滑轮的大小不计，整个装置处于同一竖直平面内。圆环平衡时，绳oa竖直，绳ob与直杆间夹角为30。则环a、b的质量之比为()a1 b12 c.1 d.2答案a解析分别对a、b两圆环受力分析，运用合成法，如图：以a为研究对象，则a只能受到重力和绳子的拉力的作用，杆对a不能有力的作用，否则a水平方向受力不能平衡。所以：tmag；以b为研究对象，根据共点力平衡条件，结合图可知，绳子的拉力t与b受到的支持力n与竖直方向之间的夹角都是30，所以t与n大小相等，得：mbg2tcos30t，故mamb1。15(2017江西师大附中模拟)如图所示，质量为m的小球系于轻质弹簧的一端，且套在光滑竖直的圆环上，弹簧的上端固定于环的最高点a，小球静止时处于圆环的b点，此时aob60，弹簧伸长量为l。现用该弹簧沿水平方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为l。则此时物体所受的摩擦力()a等于零b大小为0.5mg，方向沿水平面向右c大小为mg，方向沿水平面向左d大小为2mg，方向沿水平面向右答案c解析当小球处于圆环的b点时，对小球进行受力分析：受到重力、弹簧的弹力和圆环对小球的支持力