【导与练】（浙江专用）高考物理大一轮总复习 第二章 第3课时 受力分析 共点力的平衡知能达标训练(1).doc

第3课时受力分析共点力的平衡 【测控导航】考点题号1.受力分析9、102.共点力的平衡条件及其应用6、11、123.动态平衡问题3、5、7、84.临界与极值问题45.整体法、隔离法的应用1、2一、单项选择题1.(2013蚌埠模拟)如图所示,质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力f的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面,m2在空中),力f与水平方向成角.则m1所受支持力fn和摩擦力ff正确的是(a)a.fn=m1g+m2g-fsin b.fn=m1g+m2g-fcos c.ff=f/cos d.ff=fsin 解析:对于m1、m2和轻弹簧组成的系统受力分析如图.由平衡条件知:水平方向:ff=fcos 竖直方向:fn+fsin =m1g+m2g.由以上两式得:ff=fcos ,fn=m1g+m2g-fsin ,故选项a正确.当研究系统受外力时,需采用整体法;当研究系统内各部分之间的相互作用时,宜采用隔离法.2.(2013潍坊市一模)如图所示,固定在水平地面上的物体a,左侧是圆弧面,右侧是倾角为的斜面,一根轻绳跨过物体a顶点上的小滑轮,绳两端分别系有质量为m1、m2的小球,当两球静止时,小球m1与圆心连线跟水平方向的夹角也为,不计一切摩擦,则m1、m2之间的关系是(b)a.m1=m2 b.m1=m2tan c.m1=m2cot d.m1=m2cos 解析:设绳中张力大小为f,分别对m1和m2两球进行受力分析如图所示.由于两球均静止,受力平衡,对m1有:f-m1gcos =0对m2有:f-m2gsin =0联立、两式可得:m1=m2tan ,所以答案是b.3.(2013福州市高三期末质量检查)如图所示,a,b两物体的质量分别为ma,mb,且mamb,整个系统处于静止状态.滑轮的质量和一切摩擦均不计.如果绳一端由q点缓慢地向左移到p点,整个系统重新平衡后,绳的拉力f和两滑轮间绳与水平方向的夹角变化情况是(d)a.f变大,角变大b.f变小,角变小c.f不变,角变小d.f不变,角不变解析:重新平衡后,绳的拉力f仍等于a物体的重力,b物体所受的绳的拉力等于b物体的重力,所以有:2magsin =mbg,即sin =mb2ma,不变,选项d正确.本题常错选a项,其原因是没有明确绳的拉力等于a物体的重力;解答本题的另一个难点是如何选取研究对象,选取滑轮为研究对象是关键.4.(2012福州模拟)如图所示,重50 n的物体a放在倾角为37的粗糙斜面上,有一根原长为10 cm,劲度系数为800 n/m的弹簧,其一端固定在斜面顶端,另一端放置物体a后,弹簧长度伸长为14 cm,现用一测力计沿斜面向下拉物体a,若物体a与斜面间的最大静摩擦力为20 n,当弹簧的长度仍为14 cm时,测力计的读数不可能为(sin 37=0.6)(c)a.10 nb.20 nc.40 nd.0 n解析:a在斜面上处于静止状态时合外力为零,a在斜面上受五个力的作用,分别为重力、支持力、弹簧弹力、摩擦力、拉力f,当摩擦力的方向沿斜面向上时f+mgsin 37ffm+f弹,f22 n,当摩擦力沿斜面向下时,f最小值为零.选项c正确.5.如图所示,将两个质量均为m的小球a、b用细线相连悬挂于o点,用力f拉小球a,使整个装置处于平衡状态,且悬线oa与竖直方向的夹角为=30,则f的大小(c)a.可能为33mgb.可能为32mgc.可能为mgd.不可能为2mg解析:对小球a受力分析,受重力、两绳的拉力和f共四个力作用,受力分析如图所示.当f的方向垂直于f0的方向时,f有最小值.根据共点力的平衡条件可得f的最小值为fmin=2mgsin 30=mg,选项c正确.由于f方向未知,则f的大小有多种可能,确定f的大小范围可以用图解法分析出f的最小值.6.(2013宁波六校期中)如图所示,两个完全相同的光滑球的质量为m,放在竖直挡板和倾角为的固定斜面间.若缓慢转动挡板至与斜面垂直,则在此过程中(a)a.a、b两球间的弹力不变b.b球对斜面的压力逐渐增大c.b球对挡板的压力逐渐增大d.a球对斜面的压力逐渐增大解析:缓慢转动挡板表示a、b两球始终处于平衡状态.本题采用先隔离后整体的分析方法.先对a球,共受三个力而平衡,b对a的弹力与a的重力沿斜面方向的分力相等,大小与方向均不变,即选项a正确,a球对斜面的压力等于其重力沿垂直斜面方向的分力,大小与方向均不变,选项d错误;再对a、b整体,也是共受三个力而平衡,其中a、b的重力为恒力,斜面对a、b的弹力方向不变,挡板对b的弹力沿斜面方向的分力与a、b的重力沿斜面方向的分力相等,大小不变,当挡板缓慢转动时,挡板对b的弹力减小,进而可知斜面对b球的支持力也减小,由牛顿第三定律知选项b、c均错误.7.(2013黄山七校联考)如图所示,质量为m的小球用细线拴住放在光滑斜面上,斜面足够长,倾角为的斜面体置于光滑水平面上,用水平力f推斜面体使斜面体缓慢地向左移动,小球沿斜面缓慢升高.当线拉力最小时,推力f等于(d)a.mgsin b.12mgsin c.mgsin 2d.12mgsin 2解析:对小球进行受力分析,当细线与斜面平行时,线的拉力最小,如图(甲)所示,可知斜面对小球的支持力fn=mgcos .由牛顿第三定律可知,小球对斜面的压力fn=mgcos ,将压力fn正交分解为水平向右的分力fn1=fnsin 和竖直向下的分力fn2=fncos ,如图(乙)所示,斜面体为平衡状态,所以推力f=fn1=mgcos sin =12mgsin 2,故选项d正确.8.如图所示,在某同学通过滑轮组将一重物缓慢吊起的过程中,该同学对绳的拉力将(滑轮与绳的重力及摩擦不计)(a)a.逐渐变大b.逐渐变小c.先变大后变小d.先变小后变大解析:“缓慢吊起”说明重物始终处于平衡状态,对绳与滑轮的接触点受力分析,如图所示,其中绳上的弹力f1=f2,设绳子与水平方向的夹角为,三力平衡,利用正交分解法,在竖直方向上,可得f1sin +f2sin =g,联立解得:f1=f2=g/2sin ;在重物被缓慢吊起的过程中,夹角变小,所以绳上弹力f1和f2逐渐变大,该同学对绳的拉力逐渐变大.本题答案为a.二、不定项选择题9.(2013萧山中学月考)如图所示,木块b放在一固定斜面上,其上表面水平,木块a放在b上.用平行于斜面向上的力f作用于a,结果a、b均保持静止.则木块b的受力个数可能是(cd)a.2个b.3个c.4个d.5个解析:由木块a在力f作用下静止可知,木块a一定受木块b给它的支持力与摩擦力,由此得木块b一定受的力有:重力、斜面的支持力、木块a对它的压力和摩擦力,而斜面对它的摩擦力可以有也可以没有,所以b可能受到4个力或5个力,即选项c、d正确,a、b错误.10.如图所示,一倾角为45的斜面固定于竖直墙上,为使一光滑的铁球静止,需加一水平力f,且f过球心,下列说法中正确的是(bc)a.球一定受墙的弹力且水平向左b.球可能受墙的弹力且水平向左c.球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上d.球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上解析:对球受力分析,可以确定的力是水平力f和重力mg,根据平衡条件,斜面对球一定有弹力的作用,墙对球可能有弹力,也可能没有弹力,故选项b、c正确.三、非选择题11.(2012铜陵模拟)如图所示,轻杆bc的c点用光滑铰链与墙壁固定,杆的b点通过水平细绳ab使杆与竖直墙壁保持30的夹角.若在b点悬挂一个定滑轮(不计重力),某人用它匀速地提起重物.已知重物的质量m=30 kg,人的质量m=50 kg,g取10 m/s2.试求:(1)此时地面对人的支持力的大小;(2)轻杆bc和绳ab所受力的大小.解析:(1)因匀速提起重物,则ft=mg,且绳对人的拉力为mg,所以地面对人的支持力为:fn=mg-mg=(50-30)10 n=200 n,方向竖直向上.(2)定滑轮对b点的拉力方向竖直向下,大小为2mg,杆对b点的弹力方向沿杆的方向,如图所示,由共点力平衡条件得:fab=2mgtan 30=2301033 n=2003 nfbc=2mgcos30=2301032 n=4003 n.答案:(1)200 n(2)4003 n2003 n12.(2012江苏锡南质量检测)如图(甲)所示,轻绳ad跨过固定在水平横梁bc右端的定滑轮挂住一个质量为m1的物体,acb=30;如图(乙)中轻杆hg一端用铰链固定在竖直墙上,另一端g通过细绳eg拉住,eg与水平方向也成30,轻杆的g点用细绳gk挂住一个质量为m2的物体,求:(1)细绳ac段的张力fac与细绳eg的拉力feg之比;(2)轻杆bc对c端的支持力;(3)轻杆hg对g端的支持力.解析:图(甲)和图(乙)中的两个物体m1、m2都处于平衡状态,根据平衡条件,可判断与物体相连的细绳的拉力大小等于物体的重力;分别取c点和g点为研究对象,进行受力分析如图(丙)、(丁)所示,(1)图(丙)中轻绳ad跨过定滑轮挂住质量为m1的物体,物体处于平衡状态,绳ac段的拉力fac=fcd=m1g;图(丁)中由于fegsin 30=m2g得feg=2m2g,所以