高三物理一轮复习 题组层级快练7 第二章 物体的平衡 第4讲 受力分析共点力平衡.doc

受力分析共点力平衡一、选择题(其中18题，只有一个选项正确，912题有多个选项正确)1(2016河北衡水)在2014年8月28日第二届南京青年奥林匹克运动会闭幕式举行现场，国际奥委会主席托马斯巴赫再次提议全场观众使用智能手机拍照“传情”，这已经成为本届青奥会最时尚的“传情”方式若他们拿手机进行自拍时，只用两个手指捏着手机，则下列说法正确的是()a手机一定只受到弹力和重力作用，处于平衡状态b手机可能受到摩擦力、弹力、重力作用，处于平衡状态c手机一定只受到摩擦力和重力作用，处于平衡状态d手机受到摩擦力、手臂的举力、弹力、重力作用，处于平衡状态解析如果人捏手机时两根手指是一前一后，那么手机受重力、手指的压力和竖直向上的摩擦力，如果人捏手机时两手指是一上一下，则手机只受重力和压力，因为拍照时手机静止成像效果最好，因此手机应该处于平衡状态，综上本题选b项答案b设置目的受力分析特别是接触面的作用力的大小及方向2.(2016宁夏银川)如图所示，一箱苹果沿着倾角为的斜面，以速度v匀速下滑在箱子的中央有一个质量为m的苹果，它受到周围苹果对它的作用力的方向()a沿斜面向上b沿斜面向下c竖直向上 d垂直斜面向上解析这个质量为m的苹果是匀速下滑的，这说明受力平衡，它自身受到的重力竖直向下，大小为mg，以及来自下面苹果和周围苹果的力，说明周围苹果对它的合力与重力的大小相等方向相反，所以周围苹果对它的作用力大小为mg，方向竖直向上，选项c正确答案c设置目的整体法与隔离体法的选取3.(2015山东潍坊)将三个小球a、b、c用轻弹簧和细绳相连悬挂于o点，a球的质量为m，b、c球的质量均为，用力f拉小球a，使弹簧oa与竖直方向夹角为30，如图所示，整个装置处于平衡状态，则此时f的大小可能为()a.mg b.mgcmg d.mg解析以三个小球组成的整体为研究对象，分析受力如图所示，当f与绳子oa垂直时，f有最小值，即图中2位置，f的最小值为：fmin2mgsinmg，故此时fmg.答案c学法指导共点力作用下物体平衡专题在共点力的平衡中要注意几何关系的应用，特别是求最小力时一定要通过几何图形进行分析4如图所示，质量为m的木块a放在水平面上的质量为m的斜面b上，现用大小相等、方向相反的两个水平推力f分别作用在a、b上，a、b均保持静止不动则()aa与b之间一定存在摩擦力bb与地面之间一定存在摩擦力cb对a的支持力一定等于mgd地面对b的支持力大小一定等于(mm)g解析a项，若重力、推力、支持力的合力为零时，a、b间没有摩擦力，a项错误；对a的支持力无法求出，所以c项错误；把a、b视为一个整体，水平方向两推力恰好平衡，故b与地面间没有摩擦力，所以b项错误；地面对b的支持力等于(mm)g，故d项正确答案d设置目的本题考查了受力分析，意在考查学生对常见力的分析、整体法与隔离法和牛顿第二定律的掌握情况5.(2016安徽省安师大附中)如图所示，为一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登，由于身背较重的行囊，重心上移至肩部的o点，运动员的质量为60 kg，运动员双手臂所能承受的拉力不能超过540 n此时手臂与身体垂直，手臂与岩壁夹角为53，则此时行囊的质量不能超过(设手、脚受到的作用力均通过重心o，g取10 m/s2，sin530.8，cos 530.6)()a60 kg b50 kgc40 kg d30 kg解析以运动员和行囊整体为研究对象，分析受力情况，作出受力图，如图所示设运动员和行囊的质量分别为m和m.根据平衡条件，得(mm)g，当岩壁对手臂的拉力f1达到最大值540 n时，行囊的质量最大，最大值为mm，代入解得m30 kg，选项d正确答案d设置目的体育项目中的受力分析，建立质点模型6.(2015山西忻州)如图所示，ac是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆ab一端通过铰链固定在a点，另一端b悬挂一重为g的物体，且b端系有一根轻绳并绕过定滑轮c，用力f拉绳，开始时bac90，现使bac缓慢变小，直到杆ab接近竖直杆ac.此过程中，轻杆b端所受的力()a大小不变 b逐渐减小c逐渐增大 d先减小后增大解析本题考查了受力分析、力的平衡条件等知识点，意在考查考生的分析能力和运用数学知识解决物理问题的能力b端受沿轻绳bc的拉力f、沿竖直方向轻绳的拉力ftg、沿轻杆ab的支持力fn，三个力而平衡，三个力构成的矢量三角形与几何abc相似，因ab、ac为定值，bc减小，可知拉力f逐渐减小，沿轻杆ab的支持力fn的大小不变，轻杆b端所受的力与fn是相互作用力，fn大小不变，所以轻杆b端所受的力大小不变所以a项对，b、c、d项不对答案a7(2015黑龙江大庆)如图所示，两个截面半径均为r、质量均为m的半圆柱体a、b放在粗糙水平面上，a、b截面圆心间的距离为l.在a、b上放一个截面半径为r、质量为2m的光滑圆柱体c，a、b、c始终都处于静止状态，则()ab对地面的压力大小为3mgb地面对a的作用力沿ac圆心连线方向cl越小，a、c间的弹力越小dl越小，地面对a、b的摩擦力越大解析本题主要考查弹力、共点力平衡条件以及力的合成；选项a，使用整体法，三个物体整体受到两个向上等大的支持力，以及整体的重力，由共点力平衡条件可知支持力为整体重力的一半，即2m，故选项a错误；选项b，a物体受到4个力，合力为零，则mg、n2的合力与n1、f的合力等大反向，n2沿着ac方向，则n1、f的合力一定不沿着ac方向，故选项b错误；选项c，对c来说，2n2cos2mg，则n2，l越小，越小，cos越大，则n2越小，故选项c正确；选项d，对a来说，n2sinfn2sinmgtan，l越小，越小，tan越小，则f越小，故选项d错误答案c8(2016山东胶东)如图所示，物体a和b叠放在水平面上，a与b之间的动摩擦因数为1，b与水平面之间的动摩擦因数为2，已知20.51，a和b的重力分别为g1和g2，已知g22g1.用水平拉力f作用于a，使a匀速向右运动；连接a、b之间的绳子和滑轮的质量以及它们之间的摩擦不计，那么水平拉力f的大小应为()af3.51g1 bf2.51g1cf21g1 df31g1解析本题考查受力分析、共点力作用下物体的平衡，意在考查考生的综合分析能力水平拉力f作用于a，使a匀速向右运动，对a进行受力分析，如图甲所示：ftf1，其中f11g1；对b进行受力分析，如图乙所示：f1f2t，其中f22n20.513g11.51g1.又f1f1，联立以上各式可得，f1.51g121g13.51g1，故选项a正确答案a9(2015辽宁育才高三)如图所示，一辆小车静止在水平地面上，车内固定着一个倾角为60的光滑斜面oa，光滑挡板ob可绕转轴o在竖直平面内转动现将一重力为g的圆球放在斜面与挡板之间，挡板与水平面的夹角60.下列说法正确的是()a若保持挡板不动，则球对斜面的压力大小为gb若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60，则球对斜面的压力逐渐增大c若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60，则球对挡板的压力逐渐减小d若保持挡板不动，使小车水平向右做匀加速直线运动，则球对挡板的压力可能为零解析若保持挡板不动挡板与水平面的夹角60，则球对斜面的压力大小为g；若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60，则球对挡板的压力先减小后增大；若保持挡板不动，使小车水平向右做匀加速直线运动，如图的合力产生的加速度时，则球对挡板的压力可能为零故选项a、d正确答案ad设置目的本题考查力的平衡10.如图所示，固定斜面上有一光滑小球，有一竖直轻弹簧p与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可能的是()a1 b2c3 d4解析本题主要考查共点力平衡；选项a，小球能够处于平衡，必有外力与重力平衡，至少受到两个力，故选项a项错误；选项b，小球可能受到重力以及弹簧p的弹力，故选项b正确；选项c，小球可能受到重力、支持力以及弹簧q的弹力而处于平衡状态，故选项c正确；选项d，小球可能受到重力、支持力、弹簧p的拉力以及弹簧q的弹力而处于平衡状态，故选项d正确答案bcd设置目的本题考查共点力平衡的条件及其整体法、隔离法的应用11(2016天津市和平区)如图所示，质量为m的木板c放在水平地面上，固定在c上的竖直轻杆的顶端分别用细绳a和b连接小球a和小球b，小球a、b的质量分别为ma和mb，当与水平方向成30角的力f作用在小球b上时，a、b、c刚好相对静止一起向右匀速运动，且此时绳a、b与竖直方向的夹角分别为30和60，则下列判断正确的是()a力f的大小为mbgb地面对c的支持力等于(mmamb)gc地面对c的摩擦力大小为mbgdmamb解析对小球b受力分析，水平方向fcos30ftbcos30，得ftbf，竖直方向fsin30ftbsin30mbg，解得fmbg，故a项正确；对小球a受力分析，竖直方向magftbsin30ftasin60，水平方向：ftasin30ftbsin60联立得mamb，故d项正确；以a、b、c整体为研究对象受力分析，竖直方向fnfsin30(mmamb)g可见fn小于(mmamb)g，故b项错误；水平方向fffcos30mbgcos30mbg，故c项正确答案acd学法指导连接体视为整体的条件是各物体具有相同的加速度平衡问题中各物体的加速度均为零，在不涉及各物体间作用力的情况下，可将连接体视为整体若涉及物体间的作用力，可先以整体为研究对象，分析求解连接体以外物体对它们的作用力，然后隔离出连接体中受力较少的物体为研究对象，分析求解连接体内物体间的作用力设置目的本题考查共点力平衡的条件及其整体法、隔离法的应用12(2015山东烟台)如图所示，滑块穿在水平横杆上并可沿杆左右滑动，它的下端通过一根细线与小球相连，小球受到水平向右的拉力f的作用，此时滑块与小球处于静止状态保持拉力f始终沿水平方向，将其大小缓慢增大，细线偏离竖直方向的角度将增大，这一过程中滑块始终保持静止，则()a滑块对杆的压力增大b滑块受到杆的摩擦力增大c小球受到细线的拉力大小增大d小球所受各力的合力增大解析对于滑块与小球的整体受力分析可知，竖直方向滑块对杆的压力大小等于整体的重力，因此压力不变，选项a错误；对整体分析，水平方向拉力f等于摩擦力，由于拉力增大，则摩擦力增大，选项b正确；由图可知，fmgtan，由于f增大，使得增大，又因为t，故绳子拉力t增大，选项c正确；小球始终静止，合外力一直为零，故选项d错误答案bc设置目的本题主要考查共点力平衡条件以及力的合成与分解二、非选择题13(2015山东烟台)如图所