高考物理一轮复习第二章相互作用第5讲共点力平衡问题的应用夯基提能作业本.docx

第5讲共点力平衡问题的应用基础巩固1.(2017河南鹤壁段考)(多选)如图所示,用轻绳吊一个重为G的小球,欲施一力F使小球在图示位置平衡(30),下列说法正确的是()A.力F最小值为G sin B.若力F与绳拉力大小相等,力F方向与竖直方向必成角C.若力F与G大小相等,力F方向与竖直方向可能成角D.若力F与G大小相等,力F方向与竖直方向可能成2角2.(2017河北邯郸第一次月考)如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态。若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则() A.f1=0,f20,f30B.f10,f2=0,f3=0C.f10,f20,f3=0D.f10,f20,f303.(2016天津统考)一个挡板固定于光滑水平地面上,截面为圆的柱状物体甲放在水平地面上,半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间,没有与地面接触而处于静止状态,如图所示。现在对甲施加一个水平向左的力F,使甲沿地面极其缓慢地移动,直至甲与挡板接触为止。设乙对挡板的压力为F1,甲对地面的压力为F2,在此过程中()A.F1缓慢增大,F2缓慢增大B.F1缓慢增大,F2不变C.F1缓慢减小,F2不变D.F1缓慢减小,F2缓慢增大4.将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后,再用细线悬挂于O点,如图所示,用力F拉小球b,使两个小球都处于静止状态,且细线OA与竖直方向的夹角保持=30,则F取最小值时OA线上的拉力为()A.mgB.mgC.mgD.mg5.(2017云南临沧第一中学第二次月考)(多选)如图所示,斜面体置于粗糙水平面上,斜面光滑,小球被轻质细线系住放在斜面上,细线另一端跨过光滑定滑轮,通过控制细线使小球沿斜面缓慢下移一段距离,斜面体始终静止,移动过程中,下列说法正确的是()A.细线对小球的拉力变大B.斜面对小球的支持力变大C.斜面体对地面的压力变大D.地面对斜面体的摩擦力变大6.(多选)如图所示,在倾角为的斜面上放一质量为m的小球,小球被竖直的木板挡住,若斜面和木板都是光滑的,则()A.球对斜面的压力为mg cos B.球对斜面的压力为mg/cos C.球对木板的压力为mg tan D.在木板从竖直位置缓慢放到水平位置的过程中球对斜面的压力一直减小7.质量为M的斜面倾角为,在水平面上保持静止,当将一质量为m的木块放在斜面上时正好匀速下滑,若用与斜面成角的力F拉着木块匀速上升,如图。求:(1)当为多少时,拉力F有最小值,并求出这个最小值。(2)此时水平面对斜面的摩擦力是多少?综合提升8.如图所示,有一质量不计的杆AO,长为R,可绕A端自由转动。用绳在O点悬挂一个重为G的物体,另一根绳一端系在O点,另一端系在圆弧形墙壁上的C点。点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中(保持OA与地面夹角不变),OC绳所受拉力的大小变化情况是() A.逐渐减小B.逐渐增大C.先减小后增大D.先增大后减小9.(2015广东理综,19,6分)(多选)如图所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳长度不同,下列说法正确的有() A.三条绳中的张力都相等B.杆对地面的压力大于自身重力C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力10.如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千。某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后()A.F1不变,F2变大B.F1不变,F2变小C.F1变大,F2变大D.F1变小,F2变小11.(2016北京东城期中,8)如图所示,质量为m的小球置于倾角为30的光滑斜面上,劲度系数为k的轻质弹簧一端系在小球上,另一端固定在墙上的P点。小球静止时,弹簧与竖直墙壁间的夹角为30,则弹簧的伸长量为()A.B.C.D.12.(2016福建厦门一中期中)如图所示,用一细绳将光滑小球P系于竖直墙壁上的O点,在墙壁和球P之间夹有一长方体物块Q,P、Q均处于静止状态,现有一铅笔紧贴墙壁从O点开始缓慢下移,则在铅笔缓慢下移的过程中()A.细绳的拉力逐渐变小B.Q受到墙壁的弹力逐渐增大C.Q受到墙壁的摩擦力逐渐变大D.Q将从墙壁和小球之间滑落13.如图所示,有一倾角=30的斜面体B,质量为M。质量为m的物体A静止在B上。现用水平力F推物体A,在F由零逐渐增加至 mg再逐渐减为零的过程中,A和B始终保持静止。对此过程下列说法正确的是()A.地面对B的支持力大于(M+m)gB.A对B的压力的最小值为 mg,最大值为mg C.A所受摩擦力的最小值为0,最大值为 D.A所受摩擦力的最小值为mg,最大值为mg14.如图所示,绳OC与竖直方向成30角,O为质量不计的光滑的滑轮,用一根绳连接物体A和B,已知物体B重1 000 N,物体A重400 N,物体A在空中静止,物体B在地面上静止。(不计绳的重力)求:(1)OC绳的拉力为多大?(2)物体B所受地面的摩擦力和支持力分别为多大?答案全解全析基础巩固1.ABD小球受到三个力,由于三个力中重力大小、方向都一定,绳子拉力方向一定,大小未知,拉力F大小、方向都未知,则将重力按照另外两个力的反方向分解,如图所示,结合几何关系可知,当拉力F与绳子垂直时,拉力最小,最小值为G sin ,故A正确;若力F与绳的拉力大小相等,绳的拉力与力F的合力必然在两个力的角平分线上,同时还要与重力方向相反并在一条直线上,由几关系可知,力F方向与竖直方向必成角,故B正确;若力F与G大小相等,如果是三力平衡,则两力的合力必须与绳子在一条直线上,并且在两个力的角平分线上,由几关系可知,力F方向与竖直方向成2角;如果是二力平衡,力F竖直向上,故C错误、D正确。2.C对a物块受力分析可知,a物块受重力、支持力的作用,有沿斜面向下滑动的趋势,因此a受到b给其沿斜面向上的摩擦力;f10;再对ab整体分析可知,ab整体受重力、支持力的作用,有沿斜面向下滑动的趋势,因此b受到P给其沿斜面向上的摩擦力;f20;对ab及P组成的整体分析,由于整体在水平方向不受外力,因此P不受地面的摩擦力;f3=0,故C正确。3.C以乙为研究对象,乙受到挡板的弹力F1,方向始终水平向右;乙受到甲的弹力FN,与竖直方向的夹角逐渐减小,但二者的合力与乙的重力为一对平衡力,由图(a)可知,F1、FN都减小。将甲乙看做整体,受力分析如图(b)所示F2=(m甲+m乙)g,故F2保持不变,由牛顿第三定律知,选项C正确。4.A以a、b为整体,整体受重力2mg、细线OA的拉力FT及拉力F三个力而平衡;如图所示,三力构成的矢量三角形中,当力F垂直于细线拉力FT时有最小值,且最小值Fmin=2mg sin =mg,此时OA线上的拉力FT=mg,选项A正确。5.BCD设小球和斜面体的质量分别为m和M,细线与斜面的夹角为,取小球研究:小球受到重力mg、斜面的支持力N和细线的拉力T,由平衡条件得,沿斜面方向:mg sin =T cos ,垂直斜面方向:N+T sin =mg cos ,使小球沿斜面缓慢下移时,减小,由式知,T减小,由知,N变大,故A错误,B正确;取斜面体研究:斜面体受重力Mg、小球的压力N、地面的支持力FN、摩擦力f,由平衡条件得:f=(Mg+Ncos ),FN=Mg+Ncos ,N、N为相互作用力,N变大,则N也变大,则f变大、FN变大,由牛顿第三定律知,斜面体对地面的压力变大,故C、D正确。6.BCD小球在三个力作用下处于平衡状态,如图1所示,根据平衡条件有:F1=mgtan ,F2=,由牛顿第三定律得A错,B、C均正确。在木板从竖直位置缓慢放到水平位置的过程中,斜面对球的支持力大小F2和木板对球的弹力大小F1的变化情况如图2所示,可见F1先减小后增大,F2一直减小,由牛顿第三定律得D正确。7.答案(1)见解析(2)mg sin 4解析(1)m匀速下滑时处于平衡状态,对其受力分析,如图甲所示,则有mg sin =mg cos ,解得:=tan m在F作用下匀速下滑时处于平衡状态,对其受力分析,如图乙所示,则有F cos =(mg cos -F sin )+mg sin 解得F=当=时,F有最小值为Fmin=mg sin 2。(2)对整体,在水平方向有Ff=F cos (+)=mg sin 2cos 2=mg sin 4。综合提升8.C对O点受力分析如图所示,O受竖直绳子的拉力FG、OA杆的支持力F及OC绳的拉力FC而处于平衡状态。将杆的支持力F和OC绳上的拉力FC合成,其合力与FG=G大小相等,方向相反,则在C点上移的过程中,平行四边形竖直方向的对角线保持不变,平行四边形发生图中所示变化,则由图可知OC绳的拉力先减小后增大,故选C。9.BC由于三条绳长度不同,则三条绳与竖直杆间的夹角不相等,因竖直杆仅是压在地面上而没有固定,则三条绳对杆的拉力在水平方向的分力必平衡,但三个水平分力在水平面内的方向关系不确定,故不能确定三条绳中张力的大小关系,A错误、C正确;由于三条绳对杆的拉力在竖直方向的分力都向下,故B正确;绳子拉力的合力竖直向下,杆的重力也竖直向下,它们不是一对平衡力,故D错误。10.A木板静止时受力情况如图所示,设轻绳与竖直木桩的夹角为,由平衡条件知,合力F1=0,故F1不变,F2=,剪短轻绳后,增大,cos 减小,F2增大,故A正确。11.D对小球进行受力分析,受到重力、斜面的支持力以及弹簧的弹力,受力平衡根据几何关系可知弹力方向和支持力方向间夹角为60根据平衡条件及几何关系得:F弹 cos 30=mg解得:F弹=mg根据胡克定律得:x=12.B对球P分析,球P受到重力、绳的拉力和Q对P的弹力处于静止状态,设拉力与竖直方向的夹角为,根据共点力平衡有:拉力F=,Q对P的支持力N=mg tan ,铅笔缓慢下移的过程中,增大,则拉力F增大,Q对P的支持力增大;对Q分析知,在水平方向上P对Q的压力增大,则墙壁对Q的弹力增大,在竖直方向上重力与摩擦力相等,所以Q受到的摩擦力不变,Q不会从墙壁和小球之间滑落,故A、C、D错误、B正确。13.B因为A、B始终保持静止,对A、B整体受力分析可知,地面对B的支持力一直等于(M+m)g,A错误。当F=0时,A对B的压力最小,为mg cos 30=mg;当 F=mg时,A对B的压力最大,为mg cos 30+F sin 30=mg,B正确。当F cos 30=mg sin 30时,即F=mg时,A所受摩擦力为0,当F=0时,A所受摩擦力大小为mg,方向沿斜面向上,当F=mg时,A所受摩擦力大小为