(完整)2019年高考物理一轮复习第二章相互作用第3讲受力分析共点力的平衡练习

1、 配餐作业 受力分析 共点力的平衡a 组基础巩固题1(2018无锡期中考试)我国的高铁技术在世界处于领先地位，高铁(如图甲所示)在行驶过程中非常平稳，放在桌上的水杯几乎感觉不到晃动。图乙为高铁车厢示意图， a、b两物块相互接触放在车厢里的水平桌面上，物块与桌面间的动摩擦因数相同。a 的质量比 b的质量大，车在平直的铁轨上向右做匀速直线运动且相对于桌面始终保持静止，下列说法正确的是()aa 受到 2 个力的作用bb 受到 3 个力的作用ca 受到桌面对它向右的摩擦力db 受到 a 对它向右的弹力解析 a、b 两物块随车厢一起做匀速直线运动，处于平衡状态。a、b 虽然接触但并没有相互作用，所以两物

2、块都受到重力和支持力两个力作用，故a 项正确。答案 a2(多选)如图所示，桌面上固定一个光滑竖直挡板，现将一个长方形物块a 与截面为三角形的垫块 b 叠放在一起，用水平外力f 缓缓向左推动 b，使 a 缓慢升高，设各接触面均光滑，则该过程中()aa 和 b 均受三个力作用而平衡bb 对桌面的压力保持不变 ca 对 b 的压力越来越小d外力 f 的大小恒定不变解析 a 受到重力、挡板的弹力和 b 的支持力三个力，b 受到重力、a 的压力、地面的支持力和外力 f 四个力，故 a 项错误；当b 向左移动时，b 对 a 的支持力和挡板对 a 的支持力方向均不变，根据平衡条件得，这两个力大小保持不变，则

3、a 对 b 的压力也保持不变。对整体分析受力如图所示，由平衡条件得，fn ，挡板对a 的支持力 n 不变，则外力f 不变。11桌面对整体的支持力 ng ，保持不变，则 b 对桌面的压力不变，故 c 项错误，b、d 项正总确。答案 bd3(2017全国卷)(多选)如图，柔软轻绳 on 的一端 o 固定，其中间某点 m 拴一重物，用手拉住绳的另一端 n，初始时，om 竖直且 mn 被拉直，om 与 mn 之间的夹角为 ( )。2现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角 不变。在 om 由竖直被拉到水平的过程中，下列说法正确的是()amn 上的张力逐渐增大bmn 上的张力先增大后减小com 上的张力逐渐

4、增大 dom 上的张力先增大后减小解析 设该过程om转过的角度为，在该过程中重物受三个力的作用而处于平衡状态，设 om 绳的拉力为 f ，mn 绳的拉力为 f ，重力为 mg。则水平方向有平衡方程 f sin121mgsin )()()f sin ，竖直方向有 f cosf cos mg，联立解得 f ，sin2121mgsinf sin2，由于在该过程中 角大小不变，而 逐渐增大至 90，sin 逐渐增大；()随()先增大后减小，故的增大，开始为钝角，后为锐角，故 sinmn 绳的拉力增大，而 om 绳的拉力先增大后减小。故 a、d 项正确，b、c 项错误。答案 ad4如图所示，质量为m 的

5、小球置于倾角为 30的光滑斜面上，劲度系数为k 的轻弹簧一端系在小球上，另一端固定在 p 点，小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角为 30，则弹簧的伸长量为()mgk3mg2ka.c.b.3mg3k3mgkd.解析 对小球受力分析可知小球受力平衡，由题意可知弹簧弹力与竖直方向夹角为30，竖直方向上弹簧弹力与斜面支持力的合力与重力平衡，根据几何关系可知 2kxcos303mg3kmg，解得 x答案 c，故 c 项正确。5(2017天津)(多选)如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆m、n上的 a、b 两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静

6、止时，下列说法正确的是() a绳的右端上移到 b，绳子拉力不变b. 将杆 n 向右移一些，绳子拉力变大c. 绳的两端高度差越小，绳子拉力越小d. 若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移解析 受力分析如下图所示：若将绳的右端上移到 b点，左端绳子与竖直方向夹角 不变，由于衣服及挂钩的重mg力 mg 不变，又 2tcosmg，则t，所以绳子拉力不变，故a 项正确；若将杆向右2cosmg移一些，则绳子与竖直方向夹角 增大，由 t2cos知绳子拉力增大，故 b 项正确；绳mg2cos的两端高度差无论如何变化，绳子与竖直方向的夹角 都不变，由 t知，绳子拉力始终不变，故 c 项错误；若换挂质量更大的衣服

7、，只是衣服的重力增大，绳子与竖直方向的夹角 不变，则衣架悬挂点不变，故 d 项错误。答案 ab6如图所示，有一质量不计的杆 ao，长为 r，可绕 a 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。当点 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先增大后减小解析 对g分析，g受力平衡，则拉力等于重力，故竖直绳的拉力不变；再对o点分析，o受绳子的拉力、oa的支持力及oc的拉力而处于平衡；受力分析如图所示；将f和oc绳上的

8、拉力合成，其合力与g大小相等，方向相反，则在oc上移的过程中，平行四边形的对角线保持不变，平行四边形发生图中所示变化，则由图可知oc的拉力先减小后增大，图中d点时力最小；故选 c 项。答案 c7a、b、c三个物体通过细线和光滑的滑轮相连，处于静止状态，如图所示，c是一箱砂子，砂子和箱的重力都等于g，动滑轮的质量不计，打开箱子下端开口，使砂子均匀流出，经过时间 t 流完，则下图中哪个图线表示在这个过程中桌面对物体b 的摩擦力f 随时间的0变化关系 () 解析 选择a、b整体作为研究对象，由于这个整体开始处于静止状态，所以后来应该一直处于静止状态，整体共受到5 个力的作用，即：重g力ggg，支持力

9、n、静摩擦力f、两根绳子的拉力f 和f，其中ff ，根据力的c2ab1212平衡得fffg，所以当砂子均匀流出时，b 项正确。12c答案 b8如图所示，一竖直放置的大圆环，在其水平直径上的a、b两端系着一根不可伸长的柔软轻绳，绳上套有一光滑小铁环。现将大圆环在竖直平面内绕o点顺时针缓慢转过一个微小角度，则关于轻绳对a、b两点拉力f、f 的变化情况，下列说法正确的是()abaf 变小，f 变小 bf 变大，f 变大ababcf 变大，f 变小 df 变小，f 变大abab解析 柔软轻绳上套有光滑小铁环，两侧轻绳中拉力相等。将大圆环在竖直平面内绕o 点顺时针缓慢转过一个微小角度，a、b 两点之间的

10、水平距离减小，光滑小铁环两侧轻绳间夹角 2减小，由 2fcosmg可知，轻绳中拉力f减小，轻绳对a、b两点的拉力f 和fab都变小，a 项正确。答案 ab 组能力提升题9在水平地面上固定一个上表面光滑的斜面体，在它上面放有质量为m的木块，用一根平行于斜面的细线连接一个轻环，并将轻环套在一根两端固定、粗糙的水平直杆上，整个系统处于静止状态，如图所示，则杆对环的摩擦力大小为()amgsin bmgcoscmgtan dmgsincos解析 设细线的弹力为f，对斜面上的物块由共点力平衡条件有fmgsin0，对轻环由共点力平衡条件有fcosf0，解得杆对环的摩擦力大小为fmgsincos。答案 d10

11、如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，o是球心，碗的内表面光滑，一根轻质杆的两端固定有两个小球，质量分别是m、m，当它们静止时，m、m 与球心的连1212线跟水平面分别成 60、30，则碗对两小球m、m 的弹力大小之比是()12a12b. 31d. 32c1 3 解析 m 、m 组成的系统处于平衡状态，对 m 、m 整体受力分析如图所示，n 、n 分别121212为碗对 m 和 m 的弹力，水平方向上合力为零，n sin30n sin60，则n n 31，b121212项正确。答案 b【解题技巧】本题是平衡条件的应用，关键是研究对象的选择，选择好合适的研究对象可以方便快捷地解决问题，此

12、题也可对两球分别分析，但是较麻烦。11如图所示，在细绳 ac 和水平拉力共同作用下竖直轻杆 ab 处于平衡状态。若 ac 加长，使 c 点左移，ab 仍保持平衡状态。细绳 ac 上的拉力 t 和杆 ab 受到的压力 n 与原先相比，下列说法正确的是()at 和 n 都增大 bt 和 n 都减小ct 增大，n 减小dt 减小，n 增大解析 若 ac 加长，由于悬挂的重物质量不变，水平拉力不变，分析结点 a 处受力情况，细绳 ac 上拉力 t 在水平方向分力大小等于悬挂的重物重力，在竖直方向分力等于 ab 受到的压力，若 ac 加长，使 c 点左移，ab 仍保持平衡状态，显然 t 和 n 都减小，

13、故 b 项正确。 答案 b12. (2018霞浦一中月考)如图所示，高层住宅外安装空调主机时，电机通过缆绳牵引主机沿竖直方向匀速上升。为避免主机与阳台、窗户碰撞，通常会用一根拉绳拽着主机，地面上拽拉绳的人通过移动位置，使拉绳与竖直方向的夹角 保持不变，则在提升主机过程中，下列结论正确的是()a缆绳拉力 f 和拉绳拉力 f 都增大12b缆绳拉力 f 和拉绳拉力 f 都不变12c缆绳与竖直方向的夹角 可能大于角 d缆绳拉力 f 的功率保持不变1解析 对物体受力分析如图，物体匀速运动，故合力为零，在竖直方向：f cosmg1f cos0，在水平方向：f sinf sin0，在上升过程中， 增大，而

14、不变，212联立可以判断缆绳拉力 f 和拉绳拉力 f 都增大，故 a 项正确，b 项错误；因 f 大于 f ，故1212缆绳与竖直方向的夹角小于角，故c项错误；缆绳拉力的功率pf vcos，由于f cos11mgf cos 增大，v 不变，故 p 增大，故 d 项错误。2 答案 a13.如图所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，光滑的小球 p 在水平外力 f的作用下处于静止状态，p 与圆心 o 的连线与水平面的夹角为 ，将力 f 在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过 90，框架与小球始终保持静止状态。在此过程下列说法正确的是()a框架对小球的支持力一直减小b拉力 f 的最小值为 mgsinc

15、地面对框架的摩擦力先减小后增加d框架对地面的压力一直增大解析 用图解法求解，力 f 顺时针转过 90的过程中，f 先减小后增大，最小值为mgcos，b 项错误；框架对小球的支持力n 一直减小，a 项正确；以框架为研究对象，由平衡条件得地面对框架的摩擦力大小等于 ncos，随 n 减小，ncos 减小，c 项错误；框架对地面的压力等于 mgnsin，随 n 的减小而减小，d 项错误。 答案 a14如图所示，质量m2 3 kg 的木块a套在水平杆上，并用轻绳将木块a与质量m 3 kg 的小球b相连。今用跟水平方向成30角的力f10 3 n，拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中m、m相对位置保持不变，g取 10 m/s