高考物理必修知识点巩固练习平衡条件下的受力分析（提高）

【巩固练习】一、 选择题：1.如图所示，位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力的( ) A方向可能沿斜面向上 B方向可能沿斜面向下 C大小可能等于零 D大小可能等于F2. 如图所示，用一根长1m的轻质细绳将一幅质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上已知绳能承受的最大张力为10N为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g取10m/s2)( ) Am Bm Cm Dm3. 如图(甲)所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为，斜面的倾角为30，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为( )Amg和mg Bmg和mgCmg和mg Dmg和mg4. 物块静止在固定的斜面上，分别按图所示的方向对物块施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上，B中，垂直于斜面向下，C中F竖直向上，D中F竖直向下，施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是( )5. 如图(甲)所示，质量为m的物体悬挂在轻质支架上，斜梁OB与竖直方向的夹角为设横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2，以下结果正确的是( )A B C D6. 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点的连线与水平线夹角60两个球的质量比为( ) A B C D7.如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端装有一滑轮，两物块P、Q用跨过滑轮的轻绳连接(不计滑轮的质量和摩擦)，P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态，当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则( ) AQ受到的摩擦力一定变小 BQ受到的摩擦力一定变大 C轻绳上的拉力一定变小D轻绳上的拉力一定不变8、（2015 山东泰安市期末考）如图所示，用绳索将重球挂在墙上，不考虑墙的摩擦，如果把绳的长度增加一些，则球对绳的拉力F1和球对墙的压力F2的变化情况是（ ）AF1和F2都减小 BF1减小，F2增大CF1增大，F2减小 DF1和F2都增大9、（2015 山东临忻市期末考）如图所示，质量为m的光滑小球被竖直挡板挡住，静止在倾角为的斜面上，现将挡板绕其下端O从竖直位置沿逆时针方向缓慢转到水平位置，在此过程中，挡板和斜面对小球的弹力变化情况是（ ）A挡板对小球的弹力一直变大，在水平放置时最大B挡板对小球的弹力先变小后变大C斜面对小球的弹力一直减小，最小值为零D斜面对小球的弹力先减小后增大二、计算题：1. 跨过光滑定滑轮的轻绳，两端各拴一个物体，如图所示物体A和B重均为20N，水平拉力F12N若物体A和B均处于静止状态，试分析物体A和B的受力情况，画出受力的示意图，并计算各力的大小2、（2015 山东枣庄期末考）如图所示，轻绳OA一端系于天花板上，与竖直方向的夹角为，水平轻绳OB的一端系于竖直墙上，O点挂一重物当重物的重力为时，水平绳OB的拉力为，求：（1）角的大小；（2）此时绳OA的拉力是多大？3用细绳AC和BC吊起一重物，两绳与竖直方向的夹角如图所示，AC绳能承受的最大拉力为150N，BC绳能承受的最大拉力为100 N，为使绳子不断开，所吊重物的质量不得超过多少?(g取10N/kg)4如图所示，楔形物体倾角为30，放在水平地面上，轻质硬杆下端带有滑轮，上端顶有重1000 N的物体，硬杆只能沿滑槽上下滑动不计一切摩擦，则当作用于楔形物体上的水平推力为多大时，才能将重物顶起?5如图所示，在水平面上放一个质量为m2的物体B，物体A的质量为m1，AB间用劲度系数为k的轻质弹簧相连，原来处于静止状态现对物体A施加一竖直向上的拉力，使A以加速度a向上做匀加速直线运动，问A至少运动多长时间才能将B拉离地面? 【答案与解析】一、 选择题： 1.ABCD解析:在斜面方向上，M所受重力沿斜面向下的分力为G sin、静摩擦力f、沿斜面向上的推力F三个力作用而平衡，取沿斜面向上为正方向，由平衡条件得F-Gsin+f0，所以可求得fGsin-F 当GsinF时，f0 当GsinF时，f0 当GsinF时，f0 当Gsin2F时，fF2. A解析:当两个挂钉间距最大时绳的张力达到最大值10N设此时绳与竖直方向的夹角为，将重力分解，由平行四边形定则可得，则有60， 再由几何关系可得挂钉间距最大为m，选项A对3. A解析:据重力G产生两个效果：沿斜面向下有运动趋势效果和挤压斜面的效果，分别对应两分力F1和F2且有静摩擦力，支持力FNF2 又由力的分解图知，即，4. D解析：施加力F之前，物体重力沿斜面向下的分量等于物体受到的斜面的静摩擦力，选项A、B对物体施加的是垂直于斜面的力，所以平行于斜面的力没有改变，静摩擦力也不变，A、B项错误；选项C、D对物体施加竖直方向的力而物体没动，可以把力等效到重力里，选项C静摩擦力减小，选项D静摩擦力增大，C项错误，D项正确，5. D解析:力mg产生两个效果，分别沿OA方向和OB方向压梁OA、OB，则分解为图(乙)所示的两个分力和，依题意，6. A 解析：效果分解如图所示，由几何关系有，又，故7. D解析:解法一(直接判断法)：由于两物块一直处于静止状态，所以轻绳上的拉力大小总与P物块的重力大小相等，因此选项D正确；因为Q和P两物块的质量、斜面的倾角未确定，所以Q物块所受静摩擦力方向无法确定又由于水平向左的恒力大小未知，所以Q物块相对斜面的运动趋势也无法确定，因此不能判定Q物块所受摩擦力的大小变化情况 解法二(假设法)：假设开始时Q的重力沿斜面方向的分量与P的重力大小相等，则Q不受摩擦力，因此选项A错误；假设开始时Q所受摩擦力的方向沿斜面向上，则选项B错误；同理，选项C错误，因此只有选项D正确8、A解析：以小球为研究对象，分析受力如图设绳子与墙的夹角为，由平衡条件得，根据牛顿第三定律得：球对绳的拉力，球对墙的压力把绳的长度增大，减小，cos增大，tan减小，则得到F1和F2都减小故选：A9、BC解析：挡板转动时，挡板给球的弹力FN2与斜面给球的弹力FN1合力大小方向不变，其中FN1的方向不变，作辅助图如上，挡板转动过程中，FN2的方向变化如图中a、b、c的规律变化，为满足平行四边形定则，其大小变化规律为先变小后变大，其中挡板与斜面垂直时为最小与此对应，FN1的大小为一直减小，最小值为零，故BC正确，AD错误故选：BC二、计算题：1.答案见解析解析：根据各种力的概念和物体处于平衡状态，全面分析物体的受力情况，针对静摩擦力是被动力的特点，判断物体A所受静摩擦力的方向 物体受力情况如图所示物体A和B均处于静止状态，它们所受合力均为零，物体B受重力GB和拉力，GBF20N物体A受重力GA20N，水平拉力F12N，绳子拉力F20N，水平面支持力FNCA-Fsin3010N，F水平分力为Fcos3017N由于方向向左的F水平分力比方向向右的水平拉力F大5N，所以物体A还受到5N的静摩擦力作用，其方向应该向右，即图中的F为向右的静摩擦力2、（1）角的大小为30；（2）此时绳OA的拉力是为600N解析：根据O点受力由正交分解有： 联立，解得：，则：=303解析：设重物质量为m，将重物所受的重力G分解为图示的两个分力：， 又由数学关系知， 若F1150 N，则则重物质量不得超过4解析：水平推力F有两个效果，垂直于斜面向上支持滑轮和垂直于水平面向下压地