2019版高考物理相互作用8受力分析共点力作用下物体的平衡1能力训练.docx

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