2021届高考物理三轮强化：受力分析训练（解析版）

2021届高考物理三轮强化：受力分析训练

1.如图所示，一根不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于。点，右端跨过位

于点。’的固定光滑轴，悬挂一质量为M的物体。轻绳O。'段水平，长度

为3绳子上套一可沿绳滑动的轻环尸。现在轻环上悬挂一质量为"2钩

码，平衡后，物体上升3则钩码与物体的质量之比为（）

2.如图所示，固定的木板与竖直墙面的夹角为e,重力为G的物块静止在

木板与墙面之间，不计一切摩擦，贝I"）

A.物块对墙面的压力大小为GtanOB.物块对墙面的压力大小为GsinOcos。

C.物块对木板的压力大小为Geos。D.物块对木板的压力大小为£

sing

3.如图所示，静止在水平地面上倾角为。斜面光滑的斜面体上，有一斜劈A,A

的上表面水平且放有一斜劈3,3的上表面上有一物块C,A、B、C一起沿斜

面匀加速下滑.已知A、B、C的质量均为九重力加速度为g.下列说法正确

A.A的上表面可以是光滑的BC可能只受两个力作用

C.A加速度大小为geos。D.斜面体受到地面的摩擦力为零

4.如图，光滑球4与粗糙半球B放在倾角为30°的斜面C上，C放在水

平地面上，均处于静止状态。若A与8的半径相等，A的质量为2〃1,B

的质量为m,重力加速度大小为g,贝！J（）

A.C对A的支持力大小为石叫B.C对B的摩擦力大小为:，魅

C.8对A的支持力大小为竺〃吆D.地面对C的摩擦力大小为手冲

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5.如图所示,用甲、乙两根筷子夹一个小球，甲倾斜，乙始终竖直。在竖直

平面内，甲与竖直方向的夹角为e，筷子与小球间的摩擦很小，可以忽略不

计。小球质量一定，随着。缓慢减小，小球始终保持静止，则下列说法正确

的是（）

A.筷子甲对小球的弹力变小B.筷子乙对小球的弹力不变

C.两根筷子对小球的弹力均增大D.两根筷子对小球的合力将增大

6.如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔，

质量为〃？的小球套在圆环上，一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔

用力F拉住，绳与竖直方向夹角为e，小球处于静止状态.设小球受支持

力为入，则下列关系正确的是（）

9

A.F=2，"gtan6B.F=C.FN=mgD.=2mg

7.如图所示，MN是一正点电荷产生的电场中的一条电场线.一个带负

电的粒子（不计重力）从。到6穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所

示.下列结论正确的是（）

M----------------N

A.点电荷一定位于M点的左侧

B.带电粒子从。至Ijb的过程中动能逐渐减小

C.带电粒子在a点的加速度大于在6点的加速

度

D.带电粒子在a点时的电势能大于在6点时的

电势能

8.如图所示的4、B、。、。中，滑轮本身的重力忽略不计，滑轮的轴。安

装在一根轻木杆尸上。一根轻绳/绕过滑轮，a端固定在墙上，力端悬挂

一个质量都是心的重物，当滑轮和重物都静止时，/、C、。图中杆。与

竖直方向夹角均为仇图3中杆。在竖直方向上，假设/、B、C、。四图

中滑轮受到木杆弹力的大小依次66、七、殳，则以下判断正确的是

（）

ABD

A.FA=FB=FC=FD^.FD>FA^FB>FCC.FA=FC=FD>FBD.FC>FA=FB>FD

9.物体A放在物体8上，物体放在光滑的水平面上，已知外=6kg,〃%=2kg,A、B

间的动摩擦因数〃=0.2,物体4B均静止。如图所示，现用水平向右的拉力厂

作用于物体A上，已知48间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=I0m/s2,则

下列说法正确的是（）

A.当拉力F<12N时4一定相对于8滑动

B.当拉力F=16N时,A对B方的摩擦力等于4N

C.当拉力尸>16N时,A一定相对于3滑动

D.无论拉力F多大,A始终相对于B静止

10.在机械设计中常用到下面的力学原理,如图所示,只要使连杆AB与滑块

m所在平面间的夹角9大于某个值，那么，无论连杆AB对滑块施加多大的

作用力，都不可能使之滑动,且连杆AB对滑块施加的作用力越大,滑块就越

稳定，工程力学上称这为“自锁”现象。为使滑块能“自锁”夕应满足什

么条件？（设滑块与所在平面间的动摩擦因数为U）

11.如图甲所示，细绳AQ跨过固定的水平轻杆8c右端的轻质光滑定滑轮悬

挂一质量为M的物体，ZACB=30°；图乙中轻杆"G一端用钱链固定在竖直

墙壁上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向的夹角为30°,在轻

杆的G点用细绳GF悬挂一质量为％的物体（都处于静止状态）。求：

(1)细绳AC段的张力7c与细绳EG的张力噎G之比；

(2)轻杆BC对C端的支持力；

(3)轻杆”G对G端的支持力。

12用AC绳和8c绳吊起一重为10kg的重物，两绳与水平方向的夹角如图

(1)求AC绳和8C绳受到的拉力大小.

⑵如果AC绳和BC绳的最大承受力分别为100N和150N,试分析若逐渐增

大重物的质量，哪一根绳将先断，并求出此时的重物的质量为多

大.(g=10m/s2)

13.如图所示，两个正三棱柱48紧靠着静止于水平地面上，三棱柱的中间

有一个半径为R的光滑圆柱C,C的质量为为，48的质量均为相。48与

地面的动摩擦因数为〃。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为

(1)三者均静止时A对C的支持力为多大？

(2)4B若能保持不动，〃应该满足什么条件？

14.如图甲所示，轻杆。8可绕3点自由转动，另一端。点用细绳OA拉住,

固定在左侧墙壁上，质量为〃？的重物用细绳0C悬挂在轻杆上的。点，0A

与轻杆的夹角NBOA=30。，轻杆08水平。图乙中水平轻杆08一端固定在竖

直墙壁上，另一端。装有光滑小滑轮，用一根细绳跨过滑轮后悬挂一质量

为机的重物，图中NBOA=30。，(重力加速度为g)则:

(1)图甲、乙中细绳的拉力各是多大?

(2)图甲中轻杆受到的弹力是多大？

(3)图乙中轻杆对滑轮的作用力是多大？

参考答案

1.答案：D

解析：重新平衡后，绳子形状如下图：

L/2

n

由几何关系知：绳子与竖直方向夹角为3。。,则环两边绳子的夹角为6。。,则根

据平行四边形定则，环两边绳子拉力的合力为6批,

根据平衡条件，则钩码的质量为6M

故选：D

2.答案：D

3.答案：B

解析：对B、C整体受力分析，受重力、支持力,B、C沿斜面匀加速下滑，则

A、B间摩擦力不为零，故A错误；

如果B的上表面是光滑的，倾角也为e,c可能只受两个力作用,B正确；

选A、B、C整体为研究对象，根据牛顿第二定律可知A加速度大小为gsin

0,C错误；

对A、B、C和斜面体整体分析，斜面体受地面的摩擦力水平向左，故D错误.

4.答案：C

解析：AC.由几何关系可知，C对A的支持力、B对A的支持力与A的重

力的反向延长线的夹角都是30。，由平衡条件可知%=&=鼻;=与，

2cos3003

故C正确，B错误；B.以AB整个为对象，沿斜面方向静摩擦力与重力的

分力平衡，所以C对B的摩擦力大小为号=（电+d）•3。。=等，故B错误；

D.以ABC整体为对象，水平方向不受力，所以地面对C的摩擦力大小为

0,故D错误；故选C。

5.答案：C

解析：根据平衡条件可知：%COS6=FN2，FN\SINO=mg,解得:

FN2=9,%="，随着。减小，小，外,都在增大，选项A错误，B

tan0sin0

错误，c正确；由于小球处于静止状态，两只筷子对小球的合力等于小球

的重力，故一直不变，选项D错误。

6.答案：C

解析：对小球进行受力分析，小球受力G,F,国,三个力，满足受力平衡，

作出受力分析图如下：

由图可知△OAB~Z\GFA,吗嘘+解得/崂G=2cose.G=2gse,

FN=G=mg.

A.f'uZmgtan。,与分析不符，故A错误;B.F=mgcose,与分析不符，故B错

误;C.Rv=mg,与分析相符，故C正确；D.FN=2mg,与分析不符，故D错

误;故选：Co

7.答案：D

解析：A.由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，电场力指向轨迹内

侧，电场力方向大致向右，对带电粒子做正功，其动能增加。故A错误。

B.带正电的粒子所受电场力向右，电场线由M指向N,说明负电荷在直

线N点右侧。故8错误。

C.a点离负点电荷较远，〃点的电场强度小于匕点的电场强度，带电粒子

在。点的小于在b点的电场力，根据牛顿第二定律得知，带电粒子在a点

的加速度小于在6点的加速度。故C错误。

D.电场力对带电粒子做正功，电势能减小，则带电粒子在a点的电势能大

于在。点的电势能。故。正确。

故选：D.

8.答案：B

解析：由于两个绳子的拉力大小等于重物的重力，大小不变，即四个选项

中绳子的拉力是大小相等的，根据平行四边形定则知两个力的夹角越小，

则合力越大，即滑轮两边绳子的夹角越小，绳子拉力的合力越大，故D中

绳子拉力合力最大，则杆的弹力最大，C中夹角最小，绳子拉力合力最

小，则杆的弹力最小，顺序为：FD>F,=FB>FC,故B正确ACD错误。

9.答案：B

解析：本题考查连接体问题与摩擦力问题的综合分析。单独对3分析，知3

在摩擦力作用下运动4对B的最大摩擦力fm=™=i2N,B的最大加速度

.=£=6m/s2,对A、B整体分析可知，使B恰好达到最大加速度时的拉力

"%

F=(mA+mB)aBm=48N，则当尸<48N时,A、8相对静止并一起加速运动，当产=16N

时，整体的加速度优=2m/s2,则A对B的摩擦力/=，3=2X2N=4N,综上分析可

知,B项正确。

10.答案：根据共点力平衡条件，有:

N-Fsin0-mg=0

Fcos0-f=0

其中/4"N

联立解得：；

mg+FsinJ

当尸—8时，//>—_=cot。

mg+Fsin6

11.答案：⑴2M2

(2)Mt§,方向与水平方向成30。指向右上方

(3)6M*,方向水平向右

解析：题图甲和乙中的两个物体都处于平衡状态，根据平衡条件，可得与

物体相连的细绳，其张力大小等于物体所受的重力；分别取。点和G点

为研究对象，进行受力分析如图1和2所示

(1)图1中细绳相＞跨过轻质光滑定滑轮悬挂质量为M的物体，物体处于

平衡状态，细绳4c段的拉力/c=

图2中由/cSin30°=%g,得耳印=2加记

所以£生=电1_

飞2M2

(2)图1中,小、FNC、Mg三个力之间的夹角都为120°,根据几何关系

FNC=FTAC=MlS,L的方向与水平方向成30°,指向右上方。

(3)图2中,根据平衡条件有Sin3()。=M2g,FTECcos30°=FNC,所以

百％g，方向水平向右。

12.答案：(1)AC绳BC绳产生的拉力的合力与重物的重力是平衡力

sin30

TAC=mgTBC=mgcos30°

♦c=50N,TBC=50x/3N

(2)AC绳8c绳产生的拉力的合力与重物的重力是平衡力，合力竖直向

上。

TAC=TBCtg300

若7；c=150N,则7；C=50