全国通用2020版高考物理一轮复习第二章微专题13平衡条件的应用加练半小时含解析.docx

教学资料范本全国通用2020版高考物理一轮复习第二章微专题13平衡条件的应用加练半小时含解析编 辑：_时 间：_平衡条件的应用方法点拨(1)三力平衡一般用合成法，合成后力的问题转换成三角形问题.(2)多力平衡一般用正交分解法.(3)遇到多个有相互作用的物体一般先整体后隔离.1.(多选)如图1所示，质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上，通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B，则()图1A.A对地面的压力等于(Mm)gB.A对地面的摩擦力方向向左C.B对A的压力大小为mgD.细线对小球的拉力大小为mg2.(20xx山西省市模拟)如图2所示，一只半球形碗倒扣在水平桌面上始终处于静止状态，碗的半径为R，质量为m的蚂蚁只有在离桌面高度大于或等于R时，才能停在碗上，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则蚂蚁和碗面间的动摩擦因数为()图2A.B.C.D.3.(20xx四川省市二诊)如图3所示，物体A、B用细绳与弹簧连接后跨过滑轮，A静止在倾角为45的粗糙斜面上，B悬空且处于静止状态，已知两物体质量mA3mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45减小到30，下列说法正确的是()图3A.弹簧的弹力大小将增大B.物体A受到的静摩擦力将减小C.弹簧的弹力及A受到的静摩擦力都不变D.物体A对斜面的压力将减小4.如图4所示，两完全相同、质量均为m的光滑球A、B，放在竖直挡板和倾角为的斜面间处于静止状态，则下列说法错误的是()图4A.两球对斜面的压力大小相等B.斜面对A球的弹力大小为mgcosC.斜面对B球的弹力大小为mgD.B球对A球的弹力大小为mgsin5.(20xx陕西省市联考)如图5所示，物体A、B置于水平地面，与地面间的动摩擦因数均为，物体A、B用一跨过动滑轮的细绳相连，现用逐渐增大的力向上提升滑轮，某时刻拉A物体的绳子与水平面的夹角为53，拉B物体的绳子与水平面的夹角为37，此时A、B两物体都刚好要发生滑动，则A、B两物体的质量之比为(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin370.6，cos370.8)()图5A.B.C.D.6.(20xx福建省市一模)如图6所示，倾角为的斜面体c置于水平地面上，物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体a连接，连接b的一段细绳与斜面平行，连接a的一段细绳竖直，a连接在竖直固定在地面的弹簧上，各物体始终处于静止状态，则()图6A.地面对c的摩擦力方向一定向左B.物块b一定受四个力作用C.在物块b上施加竖直向下的力F，弹簧的弹力可能增大D.在物块b上施加竖直向下的力F，则b对c的摩擦力大小可能不变7.(多选)(20xx陕西省黄陵中学模拟)如图7所示，A、B两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为60和45，A、B间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则下列判断正确的是()图7A.A、B的质量之比为1B.A、B所受弹簧弹力大小之比为C.悬挂A、B的细线上拉力大小之比为1D.快速撤去弹簧的瞬间，A、B的瞬时加速度大小之比为18.如图8甲所示，两段等长轻质细绳将质量分别为m、2m的小球A、B(均可视为质点)悬挂在O点，小球A受到水平向右的恒力F1的作用，小球B受到水平向左的恒力F2的作用，当系统处于静止状态时，出现了如图乙所示的状态，小球B刚好位于O点正下方.则F1与F2的大小关系正确的是()图8A.F14F2B.F13F2C.2F13F2D.2F15F29.(20xx河北省县调研)表面光滑、半径为R的半球固定在水平地面上，球心O的正上方O处有一无摩擦定滑轮，轻质细绳两端各系一个可视为质点的小球挂在定滑轮上，如图9所示，两小球处于平衡状态时，若滑轮两侧细绳的长度分别为L12.4R和L22.5R，这两个小球的质量之比为，小球与半球之间的弹力大小之比为，则以下说法正确的是()图9A.B.C.1D.10.(多选)(20xx辽宁省沈阳九中月考)如图10所示，质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m的小球B置于斜面上，整个系统处于静止状态.已知斜面倾角及轻绳与竖直方向夹角均为30.不计小球与斜面间的摩擦，则()图10A.轻绳对小球的作用力大小为mgB.斜面体对小球的作用力大小为mgC.斜面体对水平面的压力大小为(Mm)gD.斜面体对水平面的摩擦力大小为mg11.(20xx广东省市三校模拟)如图11所示，重力为G的圆柱体A被平板B夹在板与墙壁之间，平板B与底座C右端的铰链相连，左端由液压器调节高度，以改变平板B与水平底座C间的夹角，B、C及D总重力也为G，底座C与水平地面间的动摩擦因数为(0.51)，平板B的上表面及墙壁是光滑的.底座C与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是()图11A.C与地面间的摩擦力总等于2G不变B.角增大时，地面对C的摩擦力增大C.要保持底座C静止不动，应满足tan2D.若保持45不变，圆柱体重力增大G，仍要保持底座C静止，则G的最大值GmG12.(20xx江西省临川一中段测)如图12所示，质量为m(可视为质点)的小球P，用两根轻绳OP和OP与小球拴接后再分别系于竖直墙上相距0.4m的O、O两点上，绳OP长0.5m，绳OP长0.3m，今在小球上施加一方向与水平方向成37角的拉力F，将小球缓慢拉起，OP绳刚拉直时，OP绳拉力为FT1，OP绳刚松弛时，OP绳拉力为FT2，则为(sin370.6，cos370.8)()图12A.34B.43C.35D.45答案精析1.AC对A、B整体受力分析，受重力和支持力，相对地面无运动趋势，故不受摩擦力，根据平衡条件，支持力大小等于整体的重力，为(Mm)g；根据牛顿第三定律，A对地面的压力等于(Mm)g，故A正确，B错误.对球B受力分析，如图所示，根据平衡条件有F，FTmgtan，其中cos，tan，故Fmg，FTmg，故C正确，D错误.2.D当蚂蚁离桌面高度等于R时，蚂蚁受重力、支持力和摩擦力处于平衡状态，根据平衡条件有FfmgsinFNmgcos，其中为蚂蚁所受支持力与竖直方向的夹角，而cos0.8，可得tan，故D正确.3.B设mA3mB3m，对物体B受力分析，可得FTmg，则弹簧的弹力不变，故A错误；再对物体A受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，如图所示，刚开始由于mAgsin45mgFTmg，所以摩擦力沿斜面向上，大小为Ff13mgsin45mgmg，斜面倾角变为30以后，由于mAgsin30mgFTmg，所以摩擦力仍然沿斜面向上，大小为Ff23mgsin30mgmg，则Ff1Ff2，即物体A受到的静摩擦力减小，根据平衡条件得FN3mgcos0，解得FN3mgcos，当变小时，斜面对物体A的支持力FN增大，由牛顿第三定律得物体A对斜面的压力增大，故B正确，C、D错误.4.A对球A进行受力分析，如图甲所示，可知斜面对A的弹力FNAmgcos，B说法正确；B对A的弹力FBAmgsin，D说法正确；对B球进行受力分析，如图乙所示，则由受力平衡可得沿斜面方向mgsinFABFcos，垂直于斜面方向mgcosFsinFNB，而FBAFAB，联立可得斜面对B球的弹力大小为FNBmgcos2mgtansinmg，因此C说法正确，A说法错误.5.A对A、B分别受力分析，如图所示，对A有FTcos53(mAgFTsin53)，可得mA，对B有FTcos37(mBgFTsin37)，可得mB，则，故A正确.6.D若a受到的弹簧弹力和重力等大，则细绳没有拉力，这种情况下将b和c看成一个整体，整体水平方向不受力，故此时地面对c没有摩擦力，A错误；若细绳的拉力FTmbgsin，则b与斜面之间没有摩擦力，此时b只受重力、斜面的支持力、绳子的拉力三个力作用，B错误；因为a始终静止，弹簧形变不发生变化，故弹簧弹力不会增大，C错误；假设F从零开始增大，若b所受摩擦力方向一开始沿斜面向下，则摩擦力先沿斜面方向向下减小，再沿斜面方向向上增大，故可能存在与初始状态反向，等大的摩擦力，则由牛顿第三定律可知，b对c的摩擦力大小可能不变，D正确.7.CD弹簧对A、B的弹力大小相等，设为kx，对A、B分别进行受力分析，由平衡条件可知mAgkxtan60，FA，mBgkxtan45，FB，联立解得A、B两物体质量之比为mAmBtan60tan451，悬挂A、B的细线上拉力之比为FAFBcos45cos601，故A、B错误，C正确；快速撤去弹簧的瞬间，物体A、B将以悬点为圆心做圆周运动，将重力分解为沿半径和沿切线方向的两个分力，沿半径方向合力为零，合力沿切线方向对A物体：mAgsin30mAaA，得aAg对B物体：mBgsin45mBaB，得aBg联立得，故D正确.8.DA受到水平向右的力F1，B受到水平向左的力F2，以整体为研究对象，受力分析如图甲所示，设OA绳与竖直方向的夹角为，则由平衡条件得tan；以B球为研究对象，受力分析如图乙所示，设AB绳与竖直方向的夹角为，则由平衡条件得tan，由几何关系得，解得2F15F2，D项正确.9.B先以左侧小球为研究对象，分析受力情况，它受重力m1g、绳子的拉力FT和半球的弹力FN1，作出受力图如图所示，由平衡条件得，拉力FT和弹力FN1的合力与重力m1g大小相等、方向相反.设OOh，根据三角形相似得，得m1g，FN1；同理有，得m2g，FN2，所以，故B正确.10.AD小球处于平衡状态，支持力垂直于斜面且与竖直方向成30角，小球与斜面间没有摩擦力，将轻绳的拉力FT和斜面对小球的支持力FN进行正交分解可得：FTsin30FNsin30，FTcos30FNcos30mg，故斜面体和轻绳对小球的作用力均为mg，A正确，B错误；对小球和斜面体整体进行受力分析，可得斜面体对水平面的压力大小为(Mm)g，斜面体对水平面的摩擦力大小为mg，C错误，D正确.11.D对A进行受力分析，如图甲所示，根据平衡条件得：FN，对B、C及D整体进行受力分析，如图乙所示，当B、C及D整体静止时，摩擦力FfFNsinGtan，当角增大时，地面对C的摩擦力增大，当摩擦力超过最大静摩擦力后，B、C及D整体向左滑动，摩擦力变为滑动摩擦力，此时Ff滑2G，故A、B错误；要保持底座C静止不动，则FfFf滑，即Gtan2G，解得tan2，故C错误；若保持45不变，圆柱体的重力增大Gm，则FN(G