2013高考物理复习 高效学习方略 2-3 受力分析 共点力的平衡练习

1 选修选修 1 1 第二章第二章 第第 3 3 讲讲 时间 60 分钟 满分 100 分 一 选择题 每小题 6 分 共 54 分 1 如图所示 物体A在竖直向上的拉力F的作用下能静止在斜面上 关于A受力的个 数 下列说法中正确的是 A A一定受两个力作用 B A一定受四个力作用 C A可能受三个力作用 D A不是受两个力作用就是受四个力作用 解析 D 若拉力F大小等于物体的重力 则物体A仅受F与G两个力的作用处于 平衡状态 若F小于G 则物体A受到拉力F 重力G 斜面对它的垂直于斜面向上的支持 力FN和沿斜面向上的静摩擦力Ff四个力处于平衡状态 所以 D 项正确 2 如图是一种测定风力的仪器的原理图 质量为m的金属球 固定在一细长的轻金属 丝下端 能绕悬点O在竖直平面内转动 无风时金属丝自然下垂 有风时金属丝将偏离竖 直方向一定角度 角 的大小与风力F的大小有关 下列关于风力F与 的关系式正 确的是 A F mgtan B F mgsin C F mgcos D F mg cos 解析 A 金属球受三个力 重力 绳子的拉力 水平风力 由三力平衡作出受力 示意图 由力的合成或分解可得出风力与重力关系是F mg tan A 正确 2 3 2012 苏北调研 如图所示 吊床用绳子拴在两棵树上等高位置 某人先坐在吊床 上 后躺在吊床上 均处于静止状态 设吊床两端系绳中的拉力为F1 吊床对该人的作用 力为F2 则 A 坐着比躺着时F1大 B 躺着比坐着时F1大 C 坐着比躺着时F2大 D 躺着比坐着时F2大 解析 A 吊床对该人的作用力F2为该人所受的重力 是不变 的 故 C D 错 如图所示 图中实线为坐着时的示意图 虚线为躺着时 的示意图 坐着时 2F1cos mg 躺着时 2F1cos mg 且 有坐着比躺着时F1大 故 A 正确 B 错误 4 将一细绳的两端固定于两面竖直墙的A B两点 通过一个光滑的挂钩将某重物挂 在细绳上 下面给出的四幅图中 有可能使物体处于平衡状态的是 解析 C 以挂钩为研究对象分析受力 受重力及两边细绳的拉力 因为细绳拉力 处处相等 将两拉力合成后合力必在其所构成的平行四边形的对角线上 且与重力等大反 向 两侧绳子竖直方向的夹角一定相等 可知选项 C 正确 5 如图所示 物块a b的质量均为m 水平地面和竖直墙面均光滑 在水平推力F 作用下 两物块均处于静止状态 则 A b受到的摩擦力大小等于mgB b受到的摩擦力大小等于 2mg C b对地面的压力大小等于mgD b对地面的压力大小等于 2mg 解析 AD 以a b作为整体分析 可知地面对b的支持力等于a b两物体的重 力之和 由牛顿第三定律可得b对地面的压力大小等于 2mg 选项 D 正确 隔离a物体进 行受力分析 在竖直方向上受重力mg及b对a竖直向上的静摩擦力作用而处于平衡 则静 摩擦力等于重力mg 根据牛顿第三定律可知b也受到a的摩擦力大小等于mg 选项 A 正 确 6 如图所示 物体m静止于倾斜角为 的木板上 在 缓慢增大至物体开始滑动之 3 前的过程中 下列说法中正确的是 A 物体所受的摩擦力逐渐增大 B 物体对木板的压力逐渐增大 C 物体所受支持力和摩擦力的合力逐渐增大 D 物体所受重力 支持力和摩擦力的合力逐渐增大 解析 A 物体在滑动之前 所受摩擦力为静摩擦力 通过对重力分解为平行于斜 面方向的分力和垂直于斜面方向的分力可知 F静 mgsin FN mgcos 增大 F 静增大 FN减小 A 正确 B 错误 物体处于平衡状态 物体所受外力的合力为零 物体所 受支持力和摩擦力的合力大小等于物体的重力 方向竖直向上 大小不变 C D 错误 7 2010 广东理综 如图为节日里悬挂灯笼的一种方式 A B点等高 O为结点 轻 绳AO BO长度相等 拉力分别为FA FB 灯笼受到的重力为 G 下列表述正确的是 A FA一定小于GB FA与FB大小相等 C FA与FB是一对平衡力D FA与FB大小之和等于G 解析 B 三力平衡问题 用正交分解法 设 AOB 2 O点受到FA FB F三 力作用 其中F G 建立如图所示的坐标系 列平衡方程得 Error 解出 FA FB G 2cos 当 120 时 FA FB G 当 120 时 FA FB120 时 FA FB G 故选 B 8 2011 滨州模拟 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 60 则两小球的质量比为 m2 m1 4 A B 3 3 2 3 C D 3 2 2 2 解析 A 质量为m1的小球受力情况为 重力m1g 方向向下 碗对小球的支持力 FN 方向沿半径方向斜向上 绳对小球的拉力F 沿绳子方向斜向上 运用合成法或分解 法处理这三个力的平衡并考虑到F m2g可得 选项 A 正确 m2 m1 3 3 9 2011 海口模拟 如图所示 轻杆AB下端固定在竖直墙上 上端有一光滑的轻质 小滑轮 一根细绳一端C系在墙上 绕过滑轮另一端系一质量为m的物体 当C端缓慢地 上移过程中 则杆对滑轮的作用力将 A 变小 B 变大 C 不变 D 无法确定 解析 A 杆对滑轮的作用力的大小等于两绳子上拉力的合力的大小 由于两绳子 上拉力相等 都等于G 设绳子夹角为 则F合 2Gcos 当C上移时 变大 则F 2 合减小 杆对滑轮的作用力将减小 A 正确 二 非选择题 共 46 分 10 14 分 物体A的质量为 2 kg 两根轻细绳b和c的一端连接于竖直墙上 另一端 系于物体A上 在物体A上另施加一个方向与水平线成 角的拉力F 相关几何关系如图 所示 60 若要使两绳都伸直 求拉力F的大小范围 g取 10 m s2 解析 作出物体A的受力分析图如图所示 由平衡条件得 Fsin F1sin mg 0 Fcos F2 F1cos 0 由 式得F F1 mg sin 由 式得F mg 2sin F2 2cos 5 要使两绳都伸直 则有F1 0 F2 0 所以由 式得Fmax N mg sin 40 3 3 由 式得Fmin N mg 2sin 20 3 3 综合得F的取值范围为 N F N 20 3 3 40 3 3 答案 N F N 20 3 3 40 3 3 11 16 分 如图所示 将一条轻而柔软的细绳一端固定在天花板上的A点 另一端固 定在竖直墙上的B点 A和B到O点的距离相等 绳长为OA的两倍 滑轮的大小与质量均 可忽略 滑轮下悬挂一质量为m的重物 忽略一切摩擦力 求平衡时绳所受的拉力为多大 解析 以滑轮为研究对象 由于绳与滑轮摩擦不计 则两段绳中拉力相等 与竖 直方向的夹角也相等 受力分析如图所示 由平衡条件得 2FTsin mg 设左 右两侧绳长分别为l1 l2 AO l 则由几何关系得 l1cos l2cos l l1 l2 2l 由以上三式解得 60 FT mg 3 3 答案 mg 3 3 12 16 分 2011 长沙高三质检 如图所示 总长为l的轻绳两端各系一个重力为 G的小圆环 两环都套在同一水平直杆上 在轻绳的中点O处挂一个重力为 2G的物体 已