高中物理 共点力的平衡 动态平衡分析同步练习（含解析）新人教版必修1.doc

共点力的平衡-动态平衡分析 同步练习1如图所示，mamb，设地面对a的支持力为fn，绳子对a的拉力为f1，地面对a的摩擦力为f2，若水平方向用力f拉a，使b匀速上升，则在此过程中（ ）afn增大，f2增大，f1不变bfn减小，f2减小，f1不变cfn减小，f2减小，f1增大dfn增大，f2减小，f1增大2如图所示，一根轻弹簧上端固定在o点，下端拴一个钢球p，钢球处于静止状态现对钢球施加一个方向向右的外力f，使钢球缓慢偏移若外力f方向始终水平，移动中弹簧与竖直方向的夹角90且弹簧的伸长量不超过弹性限度，下面给出的弹簧伸长量x与cos 的函数关系图象中，最接近的是 3如图所示，一滑块静止在水平粗糙木板上，现将木板的一端缓慢抬高至其与水平成90角，则在此过程中，滑块所受的摩擦力a逐渐增大 b逐渐减小c先减小后增大 d先增大后减小4如图所示，桌面上固定一个光滑竖直挡板，现将一个重球a与截面为三角形垫块b叠放在一起，用水平外力f可以缓缓向左推动b，使球慢慢升高，设各接触面均光滑，则该过程中 aa和b均受三个力作用而平衡 bb对桌面的压力越来越大ca对b的压力越来越小 d推力f的大小恒定不变5如图，物体在水平力f作用下静止在斜面上。若稍许增大f，仍使物体静止在斜面上，则斜面对物体的静摩擦力ff、支持力fn以及ff和fn的合力f变化情况是（ ）aff不一定增大，fn一定增大，f一定增大 bff一定增大，fn一定增大，f不变cff、fn、f均增大 dff、fn不一定增大，f一定增大6如图所示，两个质量都是的小球、用轻杆连接后斜放在墙上处于平衡状态已知墙面光滑，水平地面粗糙现将球向上移动一小段距离两球再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，地面对球的支持力和轻杆上的压力的变化情况是不变，变大 b变大，变大 c不变，变小 变大，变小7如图所示，不计重力的轻杆op能以o为轴在竖直平面内自由转动，p端挂一重物，另用一根轻绳通过滑轮系住p端，当op和竖直方向的夹角缓慢增大时（），op杆所受作用力的大小a、恒定不变 b、逐渐增大c、逐渐减小 d、先增大后减小8如图所示，两根细绳拉住一个小球，开始时ac水平，现保持两细线间的夹角不变，而将整个装置顺时针缓慢转过，则在转动过程中，ac绳的拉力和bc绳的拉力大小变化情况是a、先变大后变小，一直变小 b、先变大后变小，一直变小c、先变小后变大，一直变小 d、先变小后变大，一直变大9如图所示，用与竖直方向成角的倾斜轻绳子a和水平轻绳子b共同固定一个小球，这时绳b的拉力为f1.现在保持小球在原位置不动，使绳子b在原竖直平面内，逆时针转过角固定，绳b拉力变为f2；再转过角固定，绳b拉力变为f3，则（ ）af1f2f3 bf1= f3f2cf1= f3f2 d绳a拉力一直减小10如图所示，把球夹在竖直墙壁ac和木板bc之间，不计摩擦，设球对墙壁的压力大小为f1，对木板的压力大小为f2，现将木板bc缓慢转至水平位置的过程中（ ）af1、f2都增大 bf1增加、f2减小 cf1减小、f2增加 df1、f2都减小11两个大小相同的小球带有同种电荷（可看作点电荷），质量分别为m1和m2，带电量分别是q1和q2，用两等长的绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与竖直方向成夹角和，如图所示，若，则下述结论正确的是（ ）a.q1一定等于q2 b.一定满足 c.m1一定等于m2d.必定同时满足q1=q2，m1=m212如图所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平力fb=5 n、fc=10 n，分别作用于物体b、c上，a、b和c仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小，则（ ）a.f1=5 n, f2=0, f3=5 n b.f1=5 n, f2=5 n, f3=0c.f1=0, f2=5 n, f3=5 n d.f1=0, f2=10 n, f3=5 n13某欧式建筑物屋顶为半球形，一警卫人员为执行特殊任务，必须冒险在半球形屋顶上向上缓慢爬行（如图），他在向上爬过程中 （ ）a屋顶对他的支持力变大 b屋顶对他的支持力变小c屋顶对他的摩擦力变大 d屋顶对他的摩擦力不变14如图所示，固定的半球面右侧是光滑的，左侧是粗糙的，o点为球心，a、b为两个完全相同的小物块（可视为质点），小物块a静止在球面的左侧，受到的摩擦力大小为f1，对球面的压力大小为n1；小物块b在水平力f2作用下静止在球面的右侧，对球面的压力大小为n2，已知两小物块与球心连线和竖直方向的夹角均为，则af1：f2=cos：1 bf1：f2sin：1 cn1：n2cos2：1 d.n1：n2sin2：115如图所示，总质量为460kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s2，当热气球上升到180m时，以5m/s的速度向上匀速运动.若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，所受空气阻力与速度成正比，重力加速度g=10m/s2 .关于热气球，下列说法正确的是（ ）a所受浮力大小为4830nb加速上升过程中热气球处于完全失重状态c从地面开始上升10s后的速度大小为5m/sd以5m/s匀速上升时所受空气阻力大小为200n16如图所示，物体在水平力作用下，静止在斜面上.若稍许减小水平推力，而物体仍保持静止，设斜面对物体的静摩擦力为,物体所受的支持力为，则 ( )a.和都一定减小 b.不一定减小，一定减小 c.和都不一定减小 d.一定减小，不一定减小17如图所示，一质量为m的物体a恰能在倾角为a的斜面体上匀速下滑。若用与水平方向成角、大小为f的力推a，使a加速下滑，斜面体始终静止。下列关于斜面体受地面的摩擦力的说法正确的是（ ）a方向水平向右，大小为mg cossinb方向水平向左，大小为mg cossinc方向水平向左，大小为fcos0d大小为018轻绳一端系在质量为m的物体a上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆mn的圆环上。现用水平力f拉住绳子上一点o，使物体a从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来位置不动。则在这一过程中，环对杆的摩擦力ff和环对杆的压力fn的变化情况是oanmfaff保持不变，fn逐渐增大bff逐渐增大，fn保持不变cff逐渐减小，fn保持不变dff保持不变，fn逐渐减小19一个木块静止在固定斜面上，现用水平推力f作用于木块上当f的大小由零逐渐增加到一定值，而木块总保持静止，如图所示，则（ ）a木块受到的静摩擦力增加。b木块与斜面之间的最大静摩擦力增加。c木块受的合力增加。d木块所受到的斜面支持力不变。20如图所示，a、b两物体的质量分别是ma和mb，整个系统处于静止状态，滑轮的质量和一切摩擦不计。如果绳的一端由p点缓慢向左运动到q点，整个系统始终处于平衡状态，关于绳子拉力大小f和两滑轮间绳子与水平方向的夹角的变化，以下说法中正确的是af变小，a变小 bf变大，a变小cf不变，a不变 df不变，a变大参考答案1a【解析】试题分析：由题，b保持匀速上升，由平衡条件得知，绳子的拉力大小t不变根据定滑轮的特点可知，a受到轻绳的拉力f1大小也不变 对a分析受力情况如图，则竖直方向力平衡得：fn+f1cos=ga，得 fn=ga-tcos；a沿地板向右运动时，增大，cos减小，f1不变，则fn逐渐增大，而f2=n，不变，则f2也逐渐增大故a正确，bcd错误故选：a考点：物体的平衡.2d【解析】试题分析：对小球进行研究，分析受力情况：重力mg、水平外力f和弹簧的弹力f由平衡条件得，又由胡克定律得，则有，得由数学知识得知，k、mg一定，x与成反比，故d正确考点：考查了胡克定律3d【解析】试题分析：开始时物体受重力和支持力，抬起后受到向上的静摩擦力；静摩擦力等于重力沿斜面向下的分力，即，随角度的增大，摩擦力增大；当角度达一定程度时，物体开始滑动，由静摩擦力变化滑动摩擦力，而滑动摩擦力，随角度的增加而增小，故摩擦力将减小故摩擦力是先增大后减小的，d正确考点：考查了摩擦力的计算4d【解析】试题分析：先以小球a为研究对象，分析受力情况：重力、墙的弹力和斜面的支持力三个力b受到重力、a的压力、地面的支持力和推力f四个力，故a错误；当柱状物体向左移动时，斜面b对a的支持力和墙对a的支持力方向均不变，根据平衡条件得知，这两个力大小保持不变则a对b的压力也保持不变对整体分析受力如图所示，由平衡条件得知，墙对a的支持力不变，则推力f不变地面对整体的支持力，保持不变则b对地面的压力不变，故b、c错误，d正确。考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用5a【解析】试题分析：物体受重力、支持力、推力及摩擦力而处于平衡状态；根据受力分析及正交分解可得：在垂直斜面方向上，fn=gcos+fsin；增大推力f，则支持力一定增大；沿斜面方向上有：fcos=mgsin+f；若推力沿斜面向上的分力大于重力的分力，则摩擦力向下，若推力增大，则摩擦力增大；若推力沿斜面向下的分力小于重力的分力，则摩擦力向上，若推力增大，则摩擦力减小；物体处于静止，合力为零：ff和fn的合力f与重力与f的合力等大反向，推力f增大，则重力与f的合力增大，则ff和fn的合力f增大；故选：a考点：物体的平衡及正交分解法。6c【解析】试题分析：对整体进行受力分析，竖直方向只总2mg和地面对b的支持力n，则知n=2mg，移动两球后，仍然平衡，则n仍然等于2mg，所以n不变再隔离对a进行受力分析，轻杆对a的作用力等于轻杆上受到的压力，设轻杆对a球的作用力f与竖直方向的夹角为，则得：fcos=mg，得，当a球向上移动一小段距离，夹角减小，cos变大，所以f减小故c正确考点：物体的平衡；整体法及隔离法。7 a【解析】 在op杆和竖直方向夹角缓慢增大时（），结点p在一系列不同位置处于准静态平衡，以结点p为研究对象，如图1所示，结点p受向下的拉力g，qp绳的拉力t， op杆的支持力，三力中，向下的拉力恒定（大小、方向均不变），绳、杆作用力大小均变，绳pq的拉力t总沿绳pq收缩的方向，杆op支持力方向总是沿杆而指向杆恢复形变的方向（方向变化有依据），做出处于某一可能位置时对应的力三角形图，如图2所示，则表示这两个力的有向线段组成的三角形与几何线段组成的三角形相似，根据相似三角形知识即可求得，由图可知，得，即不变，正确答案为选项a8 b【解析】 整个装置顺时针缓慢转过时，小球可在一系列不同位置处于准静态平衡，以小球为研究对象，如图所示，小球受重力g， ac绳的拉力， bc绳的拉力，三力中，重力恒定（大小、方向均不变），两绳拉力均变化，但方向总沿绳，随绳的方位而变化（即变化有依据），做出绳处于各可能位置时对应的力三角形图，由图可知，先逐渐增大（弦增大直径）后逐渐减小，一直减小，到转过90时减为零。正确答案为选项b，总结：按受力图，首先画出恒力（大小方向都不变的力），将另二力按方向依据来确定力矢量依次首尾相接，力三角形与相应的几何三角形的性质比照，勾画出闭合的矢量三角形。9bd【解析】试题分析：据题意，b绳第一次转过角后f2与a绳拉力fa垂直，再转过角后，f3和f1关于f2对称，则有，且f2最小，则有：f1= f3f2，故b选项正确；从力的三角形可以看出fa的对应边长度一直在减小，故a绳拉力一直在减小，d选项正确。考点：本题考查力的动态平衡问题。10d【解析】试题分析：设球对墙壁的压力大小为f1，对木板的压力大小为f2，根据牛顿第三定律知，墙壁和木板对球的作用力分别为f1和f2以小球研究对象，分析受力情况，作出力图设木板与水平方向的夹角为根据平衡条件得：f1=gtan，f2=，将木板bc缓慢转至水平位置的过程中，减小，tan减小，cos增大，则得到 f1，f2均减小考点：本题考查共点力作用下的动态平衡。11 c【解析】试题分析: 题中电荷电量可能不同，也可能相同，但各自所受的电场力大小却相同，方向相反由于它们与竖直线所成的角度均为，且两球同处一水平线上，所以根据共点力平衡条件可确定，它们的质量一定相等故abd错误，c正确.考点： 库仑定律；共点力平衡的条件及其应用12c【解析】试题分析：以a为研究对象进行受力分析可知，a受重力、支持力，二力平衡，水平方向上若受摩擦力作用，那么物体a不能保持平衡，所以ab之间的摩擦力为零，所以ab错误；以ab整体为研究对象，进行受力分析，水平、竖直方向上受力平衡，水平方向受fb及物体c对b的支持力，二力平衡，所以可知，所以d错误；再以三个物体整体为研究对象分析受力，水平方向上受地面摩擦力、fb、fc三力平衡，有，代入数据解得，所以选项c正确；考点：共点力平衡13a【解析】试题分析：以人为研究对象分析受力可知，人受到重力、摩擦力、屋顶的支持力，其中屋顶支持力和摩擦力的方向都在变化，所以可以采用相似三角形的方法把物理问题转化为数学问题求解，如下图所示：如上图可以看出，下方的红色几何三角形与上方力的矢量三角形相似，即满足，故可知屋顶对人的支持力在变大，摩擦力在变小，所以只有选项a正确；考点：共点力平衡之动态平衡问题14ac【解析】试题分析：分别对a、b两个相同的小物块受力分析如图，a受到重力，沿球面斜向上的摩擦力f1，垂直于球向斜向上的支持力，它的大小等于它对球面的压力n1，故f1=mgsin；n1=mgcos；b受到重力，作用力f2及球面对它的支持力，其大小等于它对球面的压力n2，故f2=mgtan，n2=，所以f1：f2=，故a是正确的，b不对；n1：n2cos：= cos2：1，c是正确的，d是不对的。考点：受力分析，力的平衡。15a【解析】试题分析：热气球从地面刚开始竖直上升时，速度为零，故阻力为零，气球受重力和浮力，根据牛顿第二定律有：，解得，故a正确.上升过程中先是向上的加速度，处于超重状态，后匀速运动处于平衡状态，选项b错误.刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s2，气球是变加速运动，加速度逐渐减小，故10s后的速度大小小于5m/s，故c错误.以5m/s匀速上升时，根据平衡条件，有：,解得f=230n，故d错误.故选a考点：本题考查了共点力平衡的条件及其应用、力的合成与分解的运用、牛顿第二定律16b【解析】试题分析：物体受重力、支持力、推力及摩擦力而处于平衡状态；受力分析及正交分解如图所示： 在y轴方向上，减小推力，则支持力一定减小.沿斜面方向上有： ，若推力沿斜面向上的分力大于重力的分力，则摩擦力向下，若推力减小，则摩擦力减小；若推力沿斜面向下的分力小于重力的分力，则摩擦力向上，若推力减小，则摩擦力变大.故a、c、d错误，b正确；故选b考点：本题考查了共点力平衡的条件及其