高考物理一轮复习 2.4受力分析 共点力的平衡课时作业 新人教版必修1.doc

第4课时受力分析共点力的平衡基本技能练1如图1所示，固定斜面上有一光滑小球，分别与一竖直轻弹簧p和一平行斜面的轻弹簧q连接着，小球处于静止状态，则关于小球所受力的个数不可能的是()图1a1 b2 c3 d4解析设斜面倾角为，小球质量为m，假设轻弹簧p对小球的拉力大小恰好等于mg，则小球受二力平衡；假设轻弹簧q对小球的拉力等于mgsin ，小球受到重力、弹簧q的拉力和斜面的支持力作用，三力平衡；如果两个弹簧对小球都施加了拉力，那么除了重力，小球只有再受到斜面的支持力才能保证小球受力平衡，即四力平衡；小球只受单个力的作用，合力不可能为零，小球不可能处于静止状态。答案a2(2014山东高考针对性训练)如图2所示，一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演。已知独轮车和演员的总质量为60 kg，两侧钢索的夹角为150，钢索所能承受的最大拉力为2 000 n，g取10 m/s2。当独轮车和演员在图示位置静止不动时，钢索对独轮车的作用力大小为()图2a600 n b1 200 n c2 000 n d4 000 n解析选独轮车和演员整体为研究对象，进行受力分析，受重力g和钢索的作用力f，由平衡条件可知，fg600 n，所以选项a正确。答案a3某班级同学要调换座位，一同学用斜向上的拉力拖动桌子沿水平地面匀速运动，则下列说法正确的是()a拉力的水平分力等于桌子所受的合力b拉力的竖直分力小于桌子所受重力的大小c拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小d拉力与重力的合力方向一定沿水平方向解析由于桌子沿水平地面匀速运动，所以一定沿地面有向后的滑动摩擦力，根据摩擦力的产生条件，一定有竖直向上的弹力，所以桌子应受到四个力的作用而平衡，即重力，斜向上的拉力，竖直向上的支持力和沿水平地面向后的摩擦力，且四个力的合力为零，故a错；将斜向上的拉力分解成竖直向上的分力和水平向前的分力，则竖直方向上三力平衡，水平方向上二力平衡，故b正确；拉力与摩擦力的合力大小等于拉力的竖直分力，小于重力，故c错；拉力和重力的合力方向一定斜向下不沿水平方向，故d错。答案b4如图3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3af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a5(2014上海单科，9)如图4所示，光滑的四分之一圆弧轨道ab固定在竖直平面内，a端与水平面相切。穿在轨道上的小球在拉力f作用下，缓慢地由a向b运动，f始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为fn。在运动过程中()图4af增大，fn减小 bf减小，fn减小cf增大，fn增大 df减小，fn增大解析由题意知，小球在由a运动到b过程中始终处于平衡状态。设某一时刻小球运动至如图所示位置，则对球由平衡条件得：fmgsin ，fnmgcos ，在运动过程中，增大，故f增大，fn减小，a正确。答案a6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5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5amn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b选项正确。答案b7(2014昆明市质量检测)如图6所示，两个质量均为m的小球用轻质细杆连接静止于内壁光滑的半球形碗内，杆及碗口平面均水平，碗的半径及两小球之间的距离均为r，不计小球半径，则碗对每个小球的支持力大小为()图6a.mg b.mg c.mg d2mg解析以其中一小球为研究对象，受力情况如图所示。根据题意可知30，根据平衡条件可知：fn1mg，选项b正确。答案b8. (2014南通市、扬州市、泰州市、连云港市、淮安市高三第三次模拟)如图7所示，当风水平吹来时，风筝面与水平面成一夹角，人站在地面上拉住连接风筝的细线。则()图7a空气对风筝的作用力方向水平向右b地面对人的摩擦力方向水平向左c地面对人的支持力大小等于人和风筝的总重力d风筝处于稳定状态时，拉直的细线可能垂直于风筝面解析空气对风筝的作用力应该是垂直于风筝面，方向为斜向右上方，选项a错误；把人和风筝看作一个整体，系统受到竖直向下的重力、地面对系统竖直向上的支持力、空气对系统垂直风筝面斜向上的作用力，要使系统静止，人必然受到地面对他的水平向左的摩擦力，选项b正确；空气对整个系统的作用力有向上的分力，因此地面对人的支持力要小于人和风筝的总重力，选项c错误；以风筝为研究对象，风筝受重力、细线的拉力、空气对风筝垂直风筝面斜向上的作用力，三力的合力为零，所以风筝所受的拉力与空气对风筝的作用力不在一条直线上，即细线不会垂直于风筝面，选项d错误。答案b9(2014扬州市高三检测)在水平地面上固定一个上表面光滑的斜面体，在它上面放有质量为m的木块，用一根平行于斜面的细线连接一个轻环，并将轻环套在一根两端固定、粗糙的水平直杆上，整个系统处于静止状态，如图8所示，则杆对环的摩擦力大小为()图8amgsin bmgcos cmgtan dmgsin cos 解析设细线的弹力为f，对斜面上的物块由共点力平衡条件有fmgsin 0，对轻环由共点力平衡条件有fcos ff0，解得杆对环的摩擦力大小为ffmgsin cos 。答案d10(多选)如图9所示，a、b两物体用轻细绳跨过光滑轻小滑轮相连，a物体悬在空中，b物体放在水平地面上，a、b两物体均静止，现将b物体稍向左移一点，a、b两物体仍保持静止，则此时与移动b前相比()图9a细绳拉力不变b地面对物体b的支持力减小c地面对物体b的摩擦力增大d物体b受到的合力增大解析同一根绳子各处拉力都等于a物体重力，故不变，a对；将b物体稍向左移一点，绳与水平方向的夹角减小，其向右的水平分力变大，故地面对物体b的向左的摩擦力变大，c对；绳与水平方向的夹角减小，其向上的竖直分力变小，物体b的重力不变，故竖直方向上，地面对物体b的支持力变大，b错；物体b仍保持静止，其受到的合力始终为零，故d错。答案ac能力提高练11(多选)平板车以速度v向正东方向匀速运动，车上一物体在水平力f作用下相对车以速度v向正南方向匀速运动(车速不变，物体没有脱离平板车)。物体质量m，物体与平板车间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则()af的大小为mg bf的大小为mgcf的方向为东偏南45 df的方向为正南解析物体与平板车间的正压力fnmg，由fffn得：ffmg，又因物体做匀速运动，所以fffmg，选项b正确，a错误；滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，物体相对车向正南方向匀速运动，摩擦力的方向向正北，水平力f的方向向正南，选项d正确，c错误。答案bd12(多选)(2014茂名市高三模拟)在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体a，a与竖直墙之间放一光滑半圆球b，整个装置处于静止状态(如图10)。已知a、b两物体的质量分别为ma和mb，则下列说法正确的是()图10aa物体对地面的压力大小为magba物体对地面的压力大小为(mamb)gcb物体对a物体的压力大于mbgd地面对a物体没有摩擦力解析对整体受力分析，根据平衡条件得地面对a的支持力fn(mamb)g，a错误，b正确；对b受力分析，受重力、a对b的弹力和墙对b的支持力，根据平衡条件作平行四边形，可知a对b的弹力大于b的重力，c正确；对整体受力分析，水平方向上，墙对物体b向右的弹力等于地面对a向左的摩擦力，d错误。答案bc13(2014济南模拟)如图11所示，在粗糙水平面上放置a、b、c、d四个小物块，各小物块之间由四根完全相同的轻弹簧相互连接，正好组成一个菱形，bad120，整个系统保持静止状态。已知a物块所受的摩擦力大小为ff，则d物块所受的摩擦力大小为()图11a.ff bff c.ff d2ff解析设弹簧的弹力为f，以a物块为研究对象受力如图甲所示，根据平衡条件可得：fff；再以d物块为研究对象受力如图乙所示，ff2fcos 302fcos 30ff，选项c正确，选项a、b、d错误。答案c14(多选)如图12所示，带有光滑竖直杆的三角形斜壁固定在水平地面上，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，开始时轻绳与斜劈平行。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劈，则有()图12a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，所以选项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，选项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，故选项c错误，d正确。答案ad15如图1