（全国版）2019版高考物理一轮复习 第2章 相互作用 9 共点力作用下物体的平衡（2）能力训练.doc

9 共点力作用下物体的平衡（2）1如图所示，斜面体放置在粗糙的水平地面上，在水平向右的推力f作用下，物体a和斜面体b均保持静止。若减小推力f，物体a仍然静止在斜面上，则()a物体a所受合力一定减小b斜面对物体a的支持力一定减小c斜面对物体a的摩擦力一定减小d斜面对物体a的摩擦力一定为零答案b解析物体a始终处于平衡状态，所以受到的合力始终等于零，故a错误；如图所示，对物体a进行受力分析，有f合xfcosfgsin0f合yfngcosfsin0解得fngcosfsin，当f减小时，则支持力减小，故b正确；fgsinfcos，由于摩擦力的方向未知，故当f沿斜面向上为正值时，f减小，则f增大，若f为负值即沿斜面向上时，当f减小，则f也减小，不一定为零，故c、d错误。2(多选)如图所示，一条细线一端与地板上的物体b相连，另一端绕过质量不计的定滑轮与小球a相连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的o点，细线与竖直方向所成角度为，开始时系统静止，则()a如果将物体b在地板上向右移动一点，角将增大b无论物体b在地板上左移还是右移，只要距离足够小，角将不变c增大小球a的质量，角一定减小d悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球a的重力答案ad解析对小球a进行受力分析，受重力和拉力，根据平衡条件，有tmg；如果将物体b在地板上向右移动稍许，则aob增大；对滑轮分析，受三个拉力，受力分析如图所示，aob2，故角将增大，故a正确，b错误；增大小球a的质量，b可能仍保持不动，系统平衡，拉力的方向不变，故角可能不变，故c错误；由于aob290，弹力f与两个拉力t的合力平衡，而tmg，故悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球a的重力，故d正确。3. (多选)如图所示，半圆柱体p放在粗糙的水平地面上，其右端有一竖直挡板mn。在二者之间夹着一个光滑均匀的小圆柱体q，整个装置处于静止状态。现使mn保持竖直并且缓慢地向右平移，在q滑落到地面之前，p始终保持静止。则在此过程中，下列说法正确的是()amn对q的弹力逐渐减小bp对q的弹力逐渐增大c地面对p的摩擦力逐渐增大dq所受的合力逐渐增大答案bc解析对q进行受力分析，q受到竖直向下的重力、挡板mn向左的支持力f1和半圆柱体p的支持力f2，如图所示，根据平衡条件，得到f1mgtan，f2，mn保持竖直并且缓慢地向右平移的过程中，增大，故f1、f2增大，a错误，b正确；对p、q整体进行分析，整体受到重力、挡板mn的支持力f1、地面的支持力、地面的静摩擦力f，根据共点力平衡条件，可得ff1mgtan，由于增大，故f增大，c正确；移动过程中q一直处于平衡状态，合力一直为零，d错误。4. 有一个直角支架aob，ao水平放置，表面粗糙，ob竖直向下，表面光滑。ao上面套有小环p，ob上面套有小环q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连，并在某一位置平衡(如图所示)。现将p环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，ao杆对p环的支持力fn和细绳上的拉力ft的变化情况是()afn不变，ft变大 bfn不变，ft变小cfn变大，ft变大 dfn变大，ft变小答案b解析以p、q两个环为整体，对其受力分析可知，竖直方向上fn2mg，与p环位置无关；以q环为研究对象并受力分析，设abo，分解拉力ft，ftcosmg，ft，角由于p环左移而减小时，拉力ft减小，b正确。5. (多选)如图所示，带有光滑竖直杆的三角形斜劈固定在水平地面上，放置于斜劈上的光滑小球与套在竖直杆上的小滑块用轻绳连接，开始时轻绳与斜面平行。现给小滑块施加一竖直向上的拉力，使小滑块沿杆缓慢上升，整个过程中小球始终未脱离斜面，则有()a轻绳对小球的拉力逐渐增大b小球对斜劈的压力先减小后增大c竖直杆对小滑块的弹力先增大后减小d对小滑块施加的竖直向上的拉力逐渐增大答案ad解析设斜面倾角为，斜面对小球的支持力为fn1，绳对小球的拉力为ft，小球的重力大小为g1，小滑块的重力大小为g2，竖直杆对小滑块的弹力大小为fn2。由于小滑块沿杆缓慢上升，所以小球沿斜面缓慢向上运动，小球处于动态平衡状态，受到的合力为零，作小球受力矢量三角形如图甲所示，绳对小球的拉力ft逐渐增大，所以a正确；斜面对小球的弹力fn1逐渐减小，故小球对斜面的压力逐渐减小，b错误；将小球和小滑块看成一个整体，对其进行受力分析如图乙所示，则由力的平衡条件可得：fn2fn1sin，fg1g2fn1cos，因fn1逐渐减小，所以fn2逐渐减小，f逐渐增大，c错误，d正确。6. (多选)如图所示，横截面为直角三角形的斜劈a，底面靠在粗糙的竖直墙面上，力f指向球心水平作用在光滑球b上，系统处于静止状态。当力f增大时，系统还保持静止，则下列说法正确的是()a斜劈a所受的合力增大b斜劈a对竖直墙壁的压力增大c球b对地面的压力一定增大d墙面对斜劈a的摩擦力增大答案bc解析斜劈a一直处于静止状态，所受的合力一直为零不变，故a错误；以a、b整体为研究对象，进行受力分析，根据平衡条件，水平方向nf，n为竖直墙壁对斜劈a的弹力，f增大，则n增大，由牛顿第三定律可得，斜劈a对竖直墙壁的压力增大，故b正确；对球b进行受力分析，如图所示，根据平衡条件有fnsin，f增大，则n增大，ngncos，n增大，则n增大，根据牛顿第三定律得，球b对地面的压力增大，c正确；以a、b整体为研究对象，竖直方向有nfmg，因f方向不确定，则大小变化不能确定，故d错误。7. 如图所示，一根轻绳上端固定在o点，下端拴一个小球，球处于静止状态，现对球施加一个水平向右的外力f，球缓慢移动，绳与竖直方向夹角为，且90，则下图中能正确描述绳子的拉力t与cos的函数关系的是()答案d解析对小球进行受力分析，如图所示。由图可知，小球竖直方向受力平衡，故tcosmg0，即t，即t与cos成反比关系，d正确。8. 固定在水平面上的光滑半球半径为r，球心o的正上方c处固定一个光滑定滑轮(大小可忽略)，细线一端拴一小球(可视为质点)置于半球面上a点，另一端绕过定滑轮，如图所示，现将小球缓慢地从a点拉向b点，则此过程中小球对半球的压力大小fn、细线的拉力大小ft的变化情况是()afn不变，ft不变 bfn不变，ft变大cfn不变，ft变小 dfn变大，ft变小答案c解析小球受力如图所示，根据平衡条件知，小球所受支持力fn和细线拉力ft的合力f与重力是一对平衡力，即fg，根据几何关系知，力三角形与几何coa相似，设滑轮到半球顶点b的距离为h，ac线长为l，则有，由于小球从a点移向b点的过程中，g、r、h均不变，l减小，故fn大小不变(fnfn)，ft减小，c正确。9. (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()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答案ad解析对重物受力分析，画出甲、乙、丙三个特殊位置的受力图，其中tom和tmn的合力大小、方向均不变，大小等于g，在重物移动的过程中om与mn的夹角不变，由图甲、乙、丙可知tom先增大后减小，tmn逐渐增大，a、d正确。10. (2018衡水检测)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先增大后减小答案c解析对物体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、杆oa的支持力及绳oc的拉力而处于平衡，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c正确。11. (2017洛阳检测)(多选)如图所示，半径相同、质量相同且分布均匀的两个圆柱体a、b靠在一起，表面光滑，重力均为g，其中b的下一半刚好固定在水平面mn的下方，上边露出另一半，a静止在平面上，现过a的轴心施以水平作用力f，可缓慢地将a拉离水平面mn一直滑到b的顶端，对该过程进行分析，应有()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间压力由0逐渐增大，最大为gda、b间的压力开始最大为2g，而后逐渐减小到g答案bd解析根据几何关系可知：sin，30，对a受力分析，如图所示，应用平衡条件，fg，之后a缓慢移动过程中，两轴心连线与竖直方向的夹角越来越小，由图可知：fn一直变小，f也一直变小，可得拉力从最大值fmg逐渐减小为0，a错误，b正确；a、b间的压力开始时最大为fn2g，而后逐渐减小到g，c错误，d正确。12(2017广东深圳中学六模)(多选)如图所示，a是一质量为m的盒子，b的质量为m，a、b用细绳相连，跨过光滑的定滑轮，a置于倾角30的斜面上，b悬于斜面之外而处于静止状态。现在向a中缓慢加入沙子，整个系统始终保持静止，则在加入沙子的过程中()a绳子的拉力逐渐减小ba对斜面的压力逐渐增大ca所受的摩擦力逐渐增大da所受的合力不变答案bd解析绳子的拉力等于b的重力，保持不变，故a错误；a对斜面的压力大小等于a及沙子的总重力沿垂直于斜面的分力大小，随着沙子质量的增加，a对斜面的压力逐渐增大，故b正确；未加沙子时，a所受的重力沿斜面向下的分力为g，小于绳子的拉力，a静止，则静摩擦力方向沿斜面向下。当向a中缓慢加入沙子时，a所受的重力沿斜面向下的分力增大，由平衡条件分析可知，a所受的摩擦力逐渐减小，当沙子和a所受的重力沿斜面向下的分力等于b的重力后再加沙子，则a受到的摩擦力反向并逐渐增大，所以a所受的摩擦力先逐渐减小然后反向逐渐增大，故c错误；整个系统始终保持静止，a所受的合力为零，不变，故d正确。13. (2017桓台质检)如图所示，在倾角为的粗糙斜面上，一个质量为m的物体被水平力f推着静止于斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，且tan，求力f的取值范围。答案mgfmg解析因为mgcos，所以当f0时，物体不能静止。若物体在力f的作用下刚好不下滑，则物体受沿斜面向上的最大静摩擦力，且此时f最小，对物体受力分析，如图甲所示，由平衡条件得：mgsinfmincosfffnmgcosfminsinfffn由解得fminmg；若物体在力f的作用下刚好不上滑，则物体受沿斜面向下的最大静摩擦力，且此时f最大，对物体受力分析，如图乙所示，由平衡条件得：mgsinfffmaxcosfnmgcosfmaxsinfffn由解得fmaxmg。14(2017山西师范大学附中联考)一个底面粗糙、质量为m的劈放在粗糙的水平面上，劈的斜面光滑且与水平面成30角；现用一端固定的轻绳系一质量为m的小球，小球放在斜