高三物理总复习 2-3共点力作用下物体的平衡同步练习 新人教版

1 2 32 3 共点力作用下物体的平衡共点力作用下物体的平衡 一 选择题 1 2011 海南 如图所示 粗糙的水平地面上有一斜劈 斜劈上一物块正在沿斜面以 速度v0匀速下滑 斜劈保持静止 则地面对斜劈的摩擦力 A 等于零 B 不为零 方向向右 C 不为零 方向向左 D 不为零 v0较大时方向向左 v0较小时方向向右 答案 A 解析 物块受力如图 甲 由平衡条件得 mgsin Ff F mgcos 斜劈受力如 图 乙 设地面对斜劈的摩擦力为Ff地 方向向右 水平方向由平衡条件得Ff cos Ff 地 F sin 由牛顿第三定律可知 Ff Ff F F 由以上各方程解得 Ff 地 0 A 正确 2 如图所示 竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上 另一端与斜面体P连接 P的斜 面与固定挡板MN接触且处于静止状态 则斜面体P此刻所受的外力个数有可能为 2 A 2 个 B 3 个 C 4 个 D 5 个 答案 AC 解析 若斜面体P受到的弹簧弹力F等于其重力mg 则MN对P没有力的作用 如 图 a 所示 P受到 2 个力 A 对 若弹簧弹力大于P的重力 则MN对P有压力FN 只有 压力FN则P不能平衡 一定存在向右或有向右分量的力 只能是MN对P的摩擦力Ff 因 此P此时受到 4 个力 如图 b 所示 C 对 3 2011 安庆模拟 如图所示 在超市内倾角为 的电梯斜面上有一箱西瓜随电梯 匀速向上运动 在箱子的中央有一个质量为m的西瓜 则在该西瓜随箱一起匀速前进的过 程中 周围其他西瓜对它的作用力的方向为 3 A 沿斜面向上 B 沿斜面向下 C 竖直向上 D 垂直斜面向上 答案 C 解析 该西瓜受到重力和周围其他西瓜对它的作用力 由平衡条件可知 周围其他 西瓜对它的作用力的合力与重力大小相等 方向相反 故 C 正确 A B D 错误 4 2011 山东 如图所示 将两相同的木块a b置于粗糙的水平地面上 中间用一 轻弹簧连接 两侧用细绳固定于墙壁 开始时a b均静止 弹簧处于伸长状态 两细绳均 有拉力 a所受摩擦力Ffa 0 b所受摩擦力Ffb 0 现将右侧细绳剪断 则剪断瞬间 A Ffa大小不变 B Ffa方向改变 C Ffb仍然为零 D Ffb方向向右 答案 AD 解析 绳子剪断前 a b木块静止 水平受力如图 因为Ffb 0 所以弹簧弹力等于F2 又Ffa 0 所以a水平方向受了力作用 当剪断右侧细绳瞬间 右侧绳的力发生突变 F2立即变为零 弹簧弹力不发生突变 4 其大小方向不变 b木块受弹簧弹力作用 Ffb水平向右 对a木块 弹簧弹力不变 F1 Ffa大小方向也不变 故 A D 正确 B C 错误 5 2011 苏北四市模拟 如图所示 清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空 中 工人及其装备的总重量为G 悬绳与竖直墙壁的夹角为 悬绳对工人的拉力大小为 F1 墙壁对工人的弹力大小为F2 则 A F1 G sin B F2 Gtan C 若缓慢减小悬绳的长度 F1与F2的合力变大 D 若缓慢减小悬绳的长度 F1减小 F2增大 答案 B 解析 对工人受力分析如图所示 则F1 F2 Gtan 故 A 错误 B 正确 G cos 若缓慢减小悬绳的长度 则 角增大 所以F1和F2均增大 故 D 错误 5 F1与F2的合力与工人的重力G等大反向 故缓慢减小悬绳的长度时 F1与F2的合力 不变 故 C 错误 6 2011 长春模拟 两物体M m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连 如图放置 OA OB 与水平面的夹角分别为 30 60 物体M的重力大小为 20N M m均处于静止状态 则 A 绳OA对M的拉力大小为 10N 3 B 绳OB对M的拉力大小为 10N C m受到水平面的静摩擦力大小为 10N 3 D m受到水平面的静摩擦力方向为水平向左 答案 D 解析 对O点受力分析如图 甲 所示 则F1cos30 F2cos60 F1sin30 F2sin60 Mg 由以上两式解得绳OA拉力的大小为F1 10N 绳OB的拉力大小为 F2 10N 故 A B 均错误 对物体m受力分析如图 乙 所示 由于F1 F2 所以m受到 3 水平面的静摩擦力的方向水平向左 则F2 Ff F1 解得Ff 10 1 N 故 C 错误 D 3 正确 7 2011 上饶模拟 如图所示 整个装置处于静止状态 A B两球由一根跨过定滑 6 轮的轻绳相连接 A为一带孔小球 穿在光滑固定的竖直杆OD上 且A球与斜面不接触 B受到水平向左的拉力F1作用 C处滑轮摩擦不计 C B之间的绳与竖直方向成 30 角 C A之间的绳与斜面平行 斜面倾角 为 30 则A B两球的质量比为 A B 1 4 3 C D 3 1 3 答案 D 解析 对B球受力分析如图 甲 所示 则F 对A球受力分析如图 mBg cos30 乙 所示 则F 由以上两式解得 故 D 正确 mAg sin30 mA mB 1 3 8 2011 济南模拟 如图所示 三根长度均为l的轻绳分别连接于C D两点 A B 两端被悬挂在水平天花板上 相距 2l 现在C点上悬挂一个质量为m的重物 为使CD绳保 持水平 在D点上可施加力的最小值为 7 A mg B mg 3 3 C mg D mg 1 2 1 4 答案 C 解析 对C点受力分析如图 甲 所示 由于AB间距离为 2l CD间距离为l 由 几何关系得 30 则CD绳的拉力大小为F1 mgtan30 mg 对D点受力分析 3 3 可知 D点受CD绳拉力F1 BD绳的拉力F2和在D点施加的力F 且F1 F1 F2和F 的合力F1 与F1 等大反向 则F2 F和F1 构成的矢量三角形如图 乙 所示 当F与 F2垂直时 F最小 则F F sin60 F1 sin60 mg 故 C 正确 1 2 二 非选择题 9 在装修工程中 用与竖直方向成 角的力F使质量为m的物体静止在斜板的某一 位置上 如图所示 斜板与水平方向成 角 请在图中画出这个物体的受力示意图 并写 出计算斜板对它的压力大小的表达式 8 答案 Fcos mgcos 解析 物体受力如图所示 沿垂直于斜板面的合力为零 则有FN Fcos mgcos 10 如图所示 木板B放在粗糙的水平地面上 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直立墙壁上 用水平力F向左拉动B 使B以速度v做匀速运动 A B的质量均为m 且A B间及B与水平地面间的动摩擦因数都是 则绳的拉力 FT 水平拉力F 9 答案 mg 3 mg 解析 对A受力分析知FT FfA mg 对B受力分析知F FfA Ff地 Ff地 2 mg 故F 3 mg 11 如图所示 楼梯口一倾斜天花板与水平面的夹角 37 一装璜工人手持木杆 绑着刷子粉刷天花板 工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上 大小为F 10N 刷子的质量为m 0 5kg 刷子可视为质点 且沿天花板向上匀速运动 取 sin37 0 6 试求刷子与天花板间的动摩擦因数 答案 0 75 解析 刷子受四个力作用 如图 由平衡条件 得 Fsin mgsin Ff Fcos mgcos FN 且Ff FN 由三式得 tan 0 75 12 在医院里常用如图所示装置对小腿受伤的病人进行牵引治疗 其中a为动滑轮 其他滑轮为定滑轮 不计滑轮的摩擦和绳子的质量 绳子下端所挂重物的质量是 5kg 问 10 1 病人的脚所受水平方向的牵引力是多大 2 病人的脚和腿所受的竖直向上的牵引力一共是多大 g取 10N kg 答案 1 93 3N 2 75N 解析 因绳子中间各处与其他物体没有结点 所以绳子中间各处的张力 拉力 都等 于所悬挂的重物的重力 即FT mg 50N 将ab段的绳子拉力沿水平方向和竖直方向分解 如图所示 F水平 FTcos30 43 3N F竖直 FTsin30 25N 1 由图知 病人的脚所受水平方向的牵引力 F牵 FT F水平 50N 43 3N 93 3N 2 由图知 病人的脚和腿所受的竖直向上的牵引力 F 牵 FT F竖直 50N 25N 75N 13 某同学表演魔术时 将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里 然后对着一悬挂的金属 小球指手画脚 结果小球在他神奇的功力下飘动起来 假设当隐藏的小磁铁位于小球的左 上方某一位置C QCS 30 时 金属小球偏离竖直方向的夹角 也是 30 如图所 示 已知小球的质量为m 该同学 含磁铁 的质量为M 求此时 11 1 悬挂小球的细线的拉力大小为多少 2 该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少 答案 1 mg