【导与练】高考物理大一轮复习 2.4 受力分析 共点力的平衡对点训练 新人教版(1).doc

第4讲受力分析共点力的平衡a对点训练练熟基础知识题组一受力分析1如图2413所示，物块a、b质量分别为2m、m，水平地面和竖直墙面均光滑，在水平推力f作用下，两物块均处于静止状态，则()图2413a物块b受四个力作用b物块b受到的摩擦力大小等于2mgc物块b对地面的压力大小等于mgd物块a受到物块b的作用力水平向右解析物块b受重力、地面的支持力、物块a的水平弹力、物块a的竖直向下的摩擦力及外力f作用而静止，a错；物块a受重力、墙壁的弹力、物块b的水平弹力和竖直向上的摩擦力作用而静止，所以物块a受到物块b的作用力是斜向右上方的，d错；物块b对物块a的摩擦力大小为2mg，所以物块b受到的摩擦力大小等于2mg，b对；由整体法可知物块b对地面的压力大小等于3mg，c错答案b2l形木板p(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块q相连，如图2414所示若p、q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力则木板p的受力个数为()图2414a3 b4 c5 d6解析木板p受到自身的重力、斜面的摩擦力、斜面的支持力、弹簧的弹力及滑块q的压力5个力的作用，故选项c正确答案c题组二共点力作用下的静态平衡3(2013东莞市三模)如图2415所示，质量为m的物体a在竖直向上的力f(fmb，对于图中的两种放置方式，下列说法正确的是()图2418a两种情况对于容器左壁的弹力大小相同b两种情况对于容器右壁的弹力大小相同c两种情况对于容器底部的弹力大小相同d两种情况两球之间的弹力大小相同解析由几何知识可知，两种情况下两球球心的连线互相平行，也就是说，下面小球对上面小球弹力的方向相同上面小球受到的弹力的竖直方向上的分力大小等于重力，水平方向上的分力等于对左壁的弹力，显然a球在上面时对左壁的弹力大，两球之间的弹力也大，a、d两项错误；将两球看做整体分析可知，在同一容器里对左壁的弹力大小等于对右壁的弹力，所以是b球在下面时对右壁作用力大，而对底部的作用力大小相同，b项错误、c项正确答案c7(2013山西部分重点高中联考)如图2419所示，左侧是倾角为60的斜面，右侧是圆弧面的物体固定在水平地面上，圆弧面底端的切线水平，一根两端分别系有质量为m1、m2小球的轻绳跨过其顶点上的小滑轮当它们处于平衡状态时，连接m2小球的轻绳与水平线的夹角为60，不计一切摩擦，两小球可视为质点两小球的质量之比m1m2等于()图2419a11 b23 c32 d34解析设轻绳的张力为f，圆弧面对m2的弹力为fn，由对称性可知，fnf，由于m1、m2均静止，由平衡条件可得：fm1gsin 60，fcos 30fncos 30m2g联立解得，b正确答案b题组三共点力作用下的动态平衡8(2013山西省四校第二次联考，15)如图2420所示，在拉力f作用下，小球a沿光滑的斜面缓慢地向上移动，在此过程中，小球受到的拉力f和支持力fn的大小变化是()图2420af增大，fn减小 bf和fn均减小cf和fn均增大 df减小，fn不变解析设斜面倾角为，拉力与斜面的夹角为，对小球，由平衡条件得mgsin fcos ，fsin fnmgcos ；小球a沿光滑的斜面缓慢地向上移动，夹角增大，则f增大，fn减小，故a正确答案a9半圆柱体p放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板mn在p和mn之间放有一个光滑均匀的小圆柱体q，整个装置处于静止状态如图2421所示是这个装置的纵截面图若用外力使mn保持竖直，缓慢地向右移动，在q落到地面以前，发现p始终保持静止在此过程中，下列说法中正确的是()图2421amn对q的弹力逐渐减小b地面对p的摩擦力逐渐增大cp、q间的弹力先减小后增大dq所受的合力逐渐增大解析对圆柱体q受力分析如图所示，p对q的弹力为f，mn对q的弹力为fn，挡板mn向右运动时，f和竖直方向的夹角逐渐增大，如图所示，而圆柱体所受重力大小不变，所以f和fn的合力大小不变，故d选项错误；由图可知，f和fn都在不断增大，故a、c两项都错；对p、q整体受力分析知，地面对p的摩擦力大小就等于fn，所以地面对p的摩擦力也逐渐增大故选b答案b10两个质量相等的物块通过轻绳绕过两个光滑的定滑轮处于如图2422所示的静止状态，ab与水平方向成45角，过a的水平线与过b的竖直线交于c点，现给ab的中点o施加一外力f，使o点缓慢地向c点做直线运动，则运动过程中下列说法正确的是()图2422af的方向总是指向c bf的方向在不断地变化cf大小不变 df先增大后减小解析由于ab与水平方向成45角，因此abc是等腰直角三角形在o点缓慢向c点移动的过程中，f始终和作用在o点绳上的两个力的合力等大反向，由于绳上的两个力大小相等，在o点向c点移动的过程中，作用在o点绳上的两个力的合力的反向延长线过c点，因此f的方向总是指向c，由于o点受到绳的两个拉力且力的夹角在不断减小，因此它们的合力在不断增大，因此f在不断增大答案ab深化训练提高能力技巧11如图2423所示，将两根劲度系数均为k、原长均为l的轻弹簧一端固定于水平天花板上相距为2l的两点，另一端共同连接一质量为m的物体，平衡时弹簧与竖直方向的夹角为37，若将物体的质量变为m，平衡时弹簧与竖直方向的夹角为53(sin 3706)，则等于()图2423a b c d解析取连接点为研究对象，可知其受竖直向下的拉力mg、两弹簧弹力f作用而平衡，利用效果分解法得，所以fmg，由胡克定律知fkkl，同理可得fmg，fkl，联立可得，a对答案a12(创新题)如图2424所示，用轻滑轮悬挂重为g的物体轻绳总长为l，绳能承受的最大拉力是2g，现将轻绳一端固定，另一端缓慢向右移动距离d而使绳不断，则d的最大值为()图2424a bl c dl解析以轻绳与滑轮接触处的一小段绳为研究对象，其受到轻滑轮对它的作用力大小等于g，两边的轻绳对它的等大的拉力为ft，设当d达到最大值时两绳张角为2，则ftcos ，cos ，比较两式易得最大值为l，d项正确答案d13(2013漳州一中质检)如图2425所示，水平细杆上套一环a，环a与球b间用一不可伸长轻质绳相连，质量分别为ma和mb，由于b球受到水平风力作用，a与b球一起向右匀速运动已知细绳与竖直方向的夹角为，则下列说法中正确的是()图2425ab球受到的风力为mbgtan b风力增大时，轻质绳对b球的拉力保持不变c杆对a环的支持力随着风力的增加而增加da环与水平细杆间的动摩擦因数为解析以b球为研究对象，受三个力的作用，b球的重力mbg、绳子的拉力fab、风力f，利用正交分解法可知b球受到风力fmbgtan ，a正确；fab，风力f增大，轻质绳对b球的拉力fab增大，b错误；以a、b整体为研究对象，竖直方向合力为零，杆对a的支持力fn(mamb)g，大小不变，c错误；以a、b整体为研究对象，fmbgtan (mamb)g，a与水平细杆间的动摩擦因数为，d错误答案a14(2013武汉高三调考)如图2426所示，有5 000个质量均为m的小球，将它们用长度相等的轻绳依次连接，再将其左端用细绳固定在天花板上，右端施加一水平力使全部小球静止若连接天花板的细绳与水平方向的夹角为45则第2 011个小球与2 012个小球之间的轻绳与水平方向的夹角的正切值等于()图2426a b c d解析对15 000号球整体受力分析，受到水平向右的拉力f、天花板处绳子拉力t0以及5 000个球的重力5