高考物理常见难题大盘点共点力作用下的物体的平衡

1、1/92013高考物理常见难题大盘点：共点力作用下的物体的平衡1.如图1-14所示， 用两根长度相等的轻绳，下端悬挂一个质量m的物体，上端分别固定在水平大花板上的MN点，MN可距为已知两绳所能承受的最大拉力为T,则每根绳的长度不得短于解答假设两绳的拉力都为T,受力分析如图1-15所示。绳与大花板的夹角为0,根据平衡条件得mg=2Tsin0,设绳子长为L,根据几何关系可得cos,2LTs根据式得L=。.4T2(mg)22.如图1-16所示，A、B两.均匀直杆上端分别用细线悬挂于天花板上，下端搁在水平地面上，处于静止状态，悬挂A杆的绳倾斜,悬挂B杆的绳恰好竖直.则关于两杆的受力情况，下列说法中正确

2、的有()。(A)A、B都受三个力作用(B)A、B都受四个力作用(C)A受三个力，B受四个力(D)A受四个力，B受三个力解答对AB杆进行受力分析可知，它们都受到重力、弹力和绳子拉力的作用。对B来说这三个力都是在竖直方向上， 所以能保持平衡， 地面没有摩擦力作用。对A来说重力和弹力在竖直方向上，而绳子拉力是倾斜的，它有水平分量，要使定有摩擦力的作用，因此A受四个力。本题的正确选项为(D)。3.如图1-17所示， 质量为M的大圆环，用轻绳悬挂于大花板上，两个质量均为m的小环同时从等高处由静止滑下，当两小圆环滑至与圆心等高时所受到的摩擦力均为f,则此时大环对绳的拉力大小是()。(A)Mg(B)(雄2m

3、g本题的正确答案为Ts,；4T2(mg)2A也能平衡，地面对AG图1-15图1-172013高考物理常见难题大盘点共点力作用下的物体的平衡图1-232/9(C)M计2f(D)(雄2mg+2f解答大圆环的受力分析如图1-18所示，根据平衡条件可得T=M02f,本题的正确选项为(C)。Mg图1-183/94.如图1-19所示，AB两物体用细绳相连跨过光滑轻小滑轮悬挂起来，B物体放在水平地面上，A、B两物体均静止，现将B物体稍向左移一点，A、B两物体仍静止，则此时与原来相比()。(A)绳子拉力变大(B)地面对物体B的支持力变大(C)地面对物体B的摩擦力变大(D)物体B受的合力变大解答由于A始终处于平

4、衡状态，所以绳子拉力T不变，始终为1-20所示，根据平衡条件可得TsinNGB,Tcosf,由题意e变小，由式可得N变大，由式可知f变大。本题的正确选项为(B)(C)。5.如图1-21所示，斜面的倾角=37，斜面上的物体A重10N.物体A和斜面间的动摩擦因数为=0.2,为使物体A在斜面上做匀速运动，定滑轮所吊的物体B的重力大小应为多大？解答由于A物体的运动方向不知道，所以应分情况讨论：(1)当A物体沿斜面向上匀速运动时，受力分析如图1-22所示，根据平衡条件可得T=f+Gsin9,N=Gcos0,f=N,T=GB,由以上式可解得GBGAcossin7.6N。(2)当A物体沿斜面向下匀速运动时，

5、同理可得T+f=Gsin9,N=Gcos0,f=N,T=GB,由式可得GBGAsincos4.4N。A所以物体B的重力大小应为7.6N或4.4N。6.如图1-23所示，AB两长方体木块放在水平面上,上面，用水平力F拉木块A,使AB、C一起沿水平面向右匀速运动，则()。图1-19G。B物体的受力如图2013高考物理常见难题大盘点共点力作用下的物体的平衡图1-234/9(A)A对C的摩擦力向右它们高度相等，长木板C放在它们5/9(B)C对A的摩擦力向右(C)B对C的摩擦力向右(D)C对B的摩擦力向右解答由于C靠A对它的摩擦力作用使其向右运动，所以A对C摩擦力向右。同理B靠C对它的摩擦力作为动力使其

6、向右运动， 所以C对B的摩擦力也向右，C对A和B对C的摩擦力方向可根据牛顿第三定律得到。本题的正确选项为(A)(D)。7.如图1-24所示，质量为g5kg的物体，置于倾角为=30。的粗糙斜面块上，用一平行于斜面的大小为30N的力推物体， 使其沿斜面向上匀速运动.求地面对斜面块M的静摩擦力是多少？解答把Mm作为一个整体进行受力分析，如图所示，根据水平方向的平衡条件可得f=Fcos0,其中F=30N,0=30,代入可得f=1*/3No所以地面对斜面M的静摩擦力为1即No8.如图1-26所示， 物体A、B叠放在倾角为=37的斜面上，并通过细线跨过光滑滑轮相连，细线与斜面平行，两物体质量分别为mi=5

7、kg,mi=10kg,A、B间动摩擦因数为=0.1,B与斜面间的动摩擦因数为2=0.2，现对A施一平行于斜面向下的拉力F,使A平行于斜面向下匀速运动，求F的大小。解答A、B的受力分析如图1-27所示，对于A根据平衡条件可得F+migsina=T+f1,N=mAgcosa,f1=p,1N1,对于B有f1+f2+-mgsina=T,N2=N+mgcosa,f2=2N2,由以上各式可解得代入数据可得F=62No所以沿斜面向下拉力F的大小为62N。9.如图1-28所示， 在一粗糙水平面上有两个质量分别为m和m的木块1和2,中间用一原长为I、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与地面间的滑动摩擦因数为.现

8、用一水平F21mAgcos2mAmgcosmtmAgsin1-25图1-262013高考物理常见难题大盘点共点力作用下的物体的平衡图1-236/9力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是(2013高考物理常见难题大盘点共点力作用下的物体的平衡7/9.,mim2、1()gkm1m2解答对木块1进行受力分析，它在水平方向受弹簧拉力和滑动摩擦力的作用，这两力平衡有kxmg,可得xmg,k所以此时弹簧的总长度为1一m1g。k本题的正确选项为(A)。10.S和S2表示劲度系数分别为ki和k2的两根弹簧，kik2；a 和b表示质量分别为 ma和mb的两个小物体，mamb，将弹簧与物块按图1

9、-29方式悬挂起来，现要求两根弹簧的总长度最大，则应使()。(A)SI在上，a 在上(B)SI在上，b在上(C)S2在上，a 在上(D)S2在上，b在上解答先讨论a、b的悬挂位置。对于上面弹簧而言，无论a、b怎么放，它的伸长量不变。对于下面弹簧，下面所挂物体越重，其伸长量越大。所以应该重一点的物体在下面，即b在上、a在下。再讨论两根弹簧的位置，可比较两种情况的伸长量若 SI在上：XImagmbgkmagk2，若S2在上：X2magmbgk2京。k由于k1k2，所以XI90),物体保持静止状态，在旋转过程中，设绳为 TI，绳OB的拉力为T2,则()。(A)lmg(B)k13m2)g(C)1m2g

10、(D)k图1-28图1-292013高考物理常见难题大盘点共点力作用下的物体的平衡FfPP TBAO14.如图1-36所示，相距4m的两根柱子上拴着一根5m长的细绳，细绳上有一光滑的小滑图1-36解答在斜面平面内物体的受力分析如图1-33所示，根据平5/9(A)T1先减小后增大实线所示，假设转过0角度的受力如图中虚线所示，当转过90时，T1=mgTa=0。12.质量为0.8kg的物块静止在倾角为30。的斜面上，若用平行于斜面沿水平方向大小等于3N的力推物块， 物块仍保持静止， 如图1-32所示，则物块所受的摩擦力大小等于()。(A)5N(B)4N(C)3N(D)3.3N图1-322fmgsin

11、,F2其中F=3N,昨0.8kg,0=30,代入得f=5N。FImgsin9图1-33解答同一条绳子拉力处处相等，所以 TI=T2=T,且与竖直线夹角均图1-3113.如图1-34所示，水平放置的两固定光滑硬杆OAOB成角，在两杆上各套一轻环P、Q两环用细绳相连，现用一大小为F的恒力沿OB方向拉圆环Q当两环处于平衡状态时，绳子的拉力大小为。O解答当两环平衡时，如图1-35所示，P所受弹力方向必垂直OA否则P无法平衡。Q受三力作用处于平衡状态，由平衡条件得本题的正确答案为“Fsin图1-34TsinF,FTsin图1-35NAQAOFB2013高考物理常见难题大盘点共点力作用下的物体的平衡9/9

12、arctan登。为。，如图1-37所示，根据平衡条件得2Tcosmg,延长BO至墙于C点，过C作水平线交右墙于D点，根据几何关系得所以BC=OBOC=5m在BCD43,有3cos-,55由式得T-mg150N,所以静止时AOBO的子所受拉力各是“150N,150N”。AOOC而AGBO=5m15.如图1-38所示，AB两小球固定在水平放置的细杆上，相距为l,两小球各用一根长也是l的细绳连接小球C,三个小球的质量都是m求杆对小球A的作用力的大小和方向.解答C球受力如图1-39所示，根据平衡条件有2Tcos30mg,r得T=mg3A球受力如图1-40所示，根据平衡条件有图1-37Tsin60mgN

13、,(2Tcos60.3由可碍N=mg2f3f=mg6*mg因此杆对小球A的作用力 F=JN2f2,代入可得F=Jmg与竖直方向成a角,3tana所以杆对小球A的作用力大小为J7mg,方向为竖直向上偏左3a角，其中a=2013高考物理常见难题大盘点共点力作用下的物体的平衡10/992013高考物理常见难题大盘点共点力作用下的物体的平衡11/916.如图1-41所示， 两个重都为G半径都为r的光滑均匀小圆柱，靠放在半径为R(42r)的弧形凹面内，处于静止状态，试求凹面对小圆柱的弹力及小圆柱相互间的弹力大小.解答设大圆弧圆心为O,两小圆柱的圆心分别为O2、Q,连接QQ,连线必定经过两圆柱的切点，设切

14、点为A,连接OA令ZOOA为0,根据几何关系得17.如图1-43，跨过两个定滑轮的轻绳上系着两个质量分别为m、m2和M的重物，两滑轮的悬挂点在同一高度，不计摩擦.求当整个系统处于平衡状态时，三个重物质量之间的关系.解答各物体的受力如图1-44所示，由平衡条件可得TImg,T2m2g,对于M受三力作用平衡，则三力构成一个封闭的三角形，如图1-45所示，由三角形知识可得222222MmmMm2m1sin1,sin22Mm2Mm2cos左边圆柱的受力如图22Rrr21-42N1cosG,N1sinN2,由得NIcosR2rRtgOR2rR所示，根据平衡条件得R2rRrGoR2rR所以凹面对小圆柱的弹力为巨r)G,小圆柱相(R2r)R互间的弹力大小为rG.(R2r)R图1-41图1-43图1-442013高考物理常见难题大盘点共点力作用下的物体的平衡12/9对于此系统，必须满足：01-,02-o可解得三个重物质量之间应市街足的关系为 Mm1m2,且222Mm1m。Mg匕图1-4518.如图1-46所示，质量为m的物体放在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为土3想用大小为F的力推动物体沿水平地面滑动，推力方向与水