2025届高考物理一轮复习课时作业7受力分析共点力的平衡含解析鲁科版

PAGEPAGE8课时作业7受力分析共点力的平衡时间：45分钟1.如图所示，两梯形木块A、B叠放在水平地面上，A、B之间的接触面倾斜，A的左侧靠在光滑的竖直墙面上，关于两木块的受力，下列说法正确的是(B)A．A、B之间肯定存在摩擦力作用B．木块A可能受三个力作用C．木块A肯定受四个力作用D．木块B受到地面的摩擦力作用方向向右解析：由于A、B间接触面状况未知，若AB接触面光滑，则AB间可以没有摩擦力，故A错误；对整体受力分析可知，A肯定受向右的弹力，另外受重力和支持力，因为AB间可能没有摩擦力，故A可能只受三个力，故B正确，C错误；木块B受重力、支持力、A对B的垂直于接触面的压力以及推力F作用，若压力向右的分力等于F，则B可能不受摩擦力，故D错误．2．(多选)如图所示，A、B、C三个物块重力均为100N，小球P重40N，作用在物块B上的水平力F＝20N，整个系统静止，不计绳子质量，下列说法正确的是(AC)A．物块C受6个力作用B．A和B之间的摩擦力是20NC．B和C之间的摩擦力是20ND．C与桌面间的摩擦力是40N解析：水平绳子对C的拉力F1＝GP＝40N；A与B之间没有摩擦力，C对B的摩擦力向右，大小为20N，则B对C的摩擦力大小为20N，向左，那么桌面对C的摩擦力大小也为20N，向左，C受重力、B对C的压力、桌面对C的支持力、绳子的拉力、桌面对C的摩擦力、B对C的摩擦力，共受6个力，故选A、C.3.如图所示，在倾角为θ＝37°的斜面上放置一质量为0.5kg的物体，用一大小为1N，平行于斜面底边的水平力F推物体时，物体保持静止．已知物体与斜面间的动摩擦因数为eq\f(\r(3),2)，物体受到的摩擦力大小为(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)(C)A．3N B．2eq\r(3)NC.eq\r(10)N D.eq\r(26)N解析：物体重力沿斜面对下的分力为mgsin37°＝0.5×10×0.6N＝3N，用平行于斜面底边的水平力F＝1N推物体时，物体保持静止，由平衡条件可得物体受到沿斜面对上的摩擦分力f1＝3N，平行于斜面底边的摩擦分力f2＝1N，则物体受到的摩擦力大小为f＝eq\r(32＋12)N＝eq\r(10)N，选项C正确．4.如图所示，细绳上端固定于天花板上的A点，细绳的下端挂一质量为m的物体P，用力F作用于细绳上的O点；使细绳偏离竖直方向的夹角为α，且保持物体平衡，此时F与水平方向的夹角为β，若β＝α，重力加速度为g，则F的大小等于(B)A．mgcosα B．mgsinαC．mgtanα D.eq\f(mg,sinα)解析：本题利用力的合成法考查共点力平衡问题．对结点O受力分析如图，由于β＝α，则F与AO垂直，O点受三个拉力处于平衡，依据几何关系知F＝mgsinα.故B正确，A、C、D错误．5．如图所示，一条细绳跨过定滑轮连接物体A、B，A悬挂起来，B穿在一根竖直杆上，两物体均保持静止，不计绳与滑轮、B与竖直杆间的摩擦，已知绳与竖直杆间的夹角为θ，则物体A、B的质量之比mAmB等于(A)A．1cosθ B．cosθ1C．tanθ1 D．1sinθ解析：本题考查隔离法在共点力平衡中的应用．设绳子的拉力为T，隔离A分析有T＝mAg，隔离B分析有mBg＝Tcosθ，联立解得mAmB＝1cosθ，故A正确，B、C、D错误．6.如图所示，内壁光滑的等边三角形框架中放置一铁球，铁球跟三角形框架的三个面刚好接触，在一次搬运过程中，工人将框架以A为轴逆时针缓慢抬起，当AC边转到向左偏离竖直方向的夹角为15°时eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(sin75°＝\f(\r(6)＋\r(2),4))).AB边与AC受到的压力之比为(A)A.eq\f(\r(3)＋1,2)B.eq\f(\r(3)－1,2)C.eq\f(\r(3)＋1,4)D.eq\f(\r(3)－1,4)解析：当AC边以A为轴逆时针转动到向左偏离竖直方向15°角时，对铁球进行受力分析可知，此时BC边跟铁球之间没有作用力，铁球受到重力G、AB边作用力FAB和AC边作用力FAC三个力作用，力的方向及力的矢量三角形如图所示，依据正弦定理有eq\f(FAB,FAC)＝eq\f(sin75°,sin45°)＝eq\f(\r(3)＋1,2)，A正确，B、C、D错误．7.(多选)如图所示，光滑的半球形物体固定在水平地面上，球心O正上方的C点有一光滑的定滑轮，轻绳的一端系一小球，小球与半球形物体相切于A点，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止．现缓慢地拉绳，在使小球沿球面由A点移动到半球的顶点B的过程中，球面对小球的支持力N和绳对小球的拉力T的改变状况是(BC)A．N变大B．N不变C．T变小D．T先变小后变大解析：小球受力如图所示，由三角形相像有eq\f(N,OA)＝eq\f(T,AC)＝eq\f(G,OC)，可得N＝eq\f(OA,OC)G，T＝eq\f(AC,OC)G，又OA、OC、G均为定值，而在小球沿球面由A点缓慢移动到半球的顶点B的过程中，AC变小，故N不变，T变小，选项B、C正确，A、D错误．8．(2024·全国卷Ⅰ)(多选)如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮．一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态．现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°.已知M始终保持静止，则在此过程中(BD)A．水平拉力的大小可能保持不变B．M所受细绳的拉力大小肯定始终增加C．M所受斜面的摩擦力大小肯定始终增加D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加解析：对N进行受力分析如图所示，因为N的重力与水平拉力F的合力和细绳的拉力T是一对平衡力，从图中可以看出水平拉力的大小渐渐增大，细绳的拉力也始终增大，选项A错误，B正确；M的质量与N的质量的大小关系不确定，设斜面倾角为θ，若mNg≥mMgsinθ，则M所受斜面的摩擦力大小会始终增大，若mNg<mMgsinθ，则M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大，选项D正确，C错误．9.两个质量均为m的A、B小球用轻杆连接，A球与固定在斜面上的光滑竖直挡板接触，B球放在倾角为θ的斜面上，A、B均处于静止状态，B球没有滑动趋势，则A球对挡板的压力大小为(B)A．mgtanθ B．2mgtanθC.eq\f(mg,tanθ) D.eq\f(2mg,tanθ)解析：本题借助整体法、力的合成考查平衡问题．由于B球没有滑动趋势，因此B球不受斜面的摩擦力，对A、B整体探讨，受力分析如图所示．依据平衡条件可得挡板对A球的弹力大小为F＝2mgtanθ，依据牛顿第三定律可知，A球对挡板的压力大小也为2mgtanθ，选项B正确，A、C、D错误．10．如图所示，倾斜直杆的左端固定在水平地面上，与水平面成θ角，杆上穿有质量为m的小球a和轻质圆环b，两者通过一条细绳跨过定滑轮相连接．当a、b静止时，Oa段绳与杆的夹角也为θ，不计一切摩擦，重力加速度为g.则下列说法正确的是(C)A．a可能受到2个力的作用B．b可能受到3个力的作用C．绳对a的拉力大小为mgtanθD．杆对a的支持力大小为mgcosθ解析：对小球a受力分析，如图所示，小球a肯定受3个力的作用，由于b为轻质圆环，因此其不受重力的作用，b静止时，只受两个力的作用，由力的平衡条件可知F＝FNb，A、B错误；对小球a由力的平衡条件可知，沿杆方向有F′cosθ＝mgsinθ，解得绳对a的拉力F′＝mgtanθ，C正确；垂直杆方向有mgcosθ＝F′sinθ＋FNa，解得FNa＝mgcosθ－mgsinθtanθ，D错误．11.如图所示，质量为m的小球用一轻绳悬挂，在恒力F作用下处于静止状态，静止时悬线与竖直方向的夹角为60°.若把小球换成一质量为2m的小球，仍在恒力F作用下处于静止状态时，此时悬线与竖直方向的夹角为30°.已知重力加速度为g，则恒力FA．mg B．2mgC.eq\r(3)mg D．2eq\r(3)mg解析：本题利用三角形法考查静态平衡问题．分别对小球在两个位置时受力分析，并建立如图所示的力的矢量三角形．设恒力F与竖直方向的夹角为θ，依据正弦定理可得eq\f(F,sin30°)＝eq\f(2mg,sin150°－θ)，eq\f(F,sin60°)＝eq\f(mg,sin120°－θ)，联立解得F＝mg，故A正确，B、C、D错误．12.如图所示，倾角为45°的斜面体A放在水平地面上，A与地面间的动摩擦因数为0.75，光滑半球体B静止在竖直墙和斜面体之间，已知A、B的重力均为G.近似认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，若在B的球心处施加一竖直向下的力F，要保持斜面静止不动，则F的最大值为(C)A．G B．1.5C．2G D．解析：本题利用力的分解法考查共点力平衡问题．未加F前，对A、B整体受力分析，斜面体与地面间的正压力为2G，最大静摩擦力为fm＝2μG，加上力F后，最大静摩擦力为fm′＝μ(2G＋F)，对半球体受力分析，则F1＝(G＋对整体，斜面体与地面间的摩擦力f＝F1＝(G＋F)tan45°，要使斜面体A静止不动，则f≤fm′，即(G＋F)tan45°≤μ(2G＋F)，解得F≤213.如图所示，在光滑水平地面上与竖直墙壁平行放置一个截面为四分之一圆的光滑柱状物体A，A与竖直墙壁之间悬放一个光滑圆球B，为使整个装置处于静止状态，需对A右侧竖直施加一水平向左的推力F.现将A向左移动一段较小的距离使整个装置仍保持静止状态，关于移动前后两个静止状态受力状况的比较，下列说法正确的是(A)A．推力F变小B．地面受到的压力变小C．墙壁对B的弹力变大D．A对B的弹力变大解析：先以小球为探讨对象，分析受力状况，当柱状物体向左移动时，N2与竖直方向的夹角减小，由图1看出，柱状物体对球的弹力N2与墙对球的弹力N1均减小．则由牛顿第三定律得知，球对柱状物体的弹力减小．再对整体分析受力如图2所示，由平衡条件得知，F＝N1，推力F变小．地面对整体的支持力N＝G总，保持不变．故A正确．14．如图所示，在倾角θ＝30°的斜面上放一木板A，重为GA＝100N，板上放一重为GB＝500N的木箱B，斜面上有一固定的挡板，先用平行于斜面的绳子把木箱与挡板拉紧，然后在木板上施加一平行斜面方向的拉力F，使木板从木箱下匀速抽出，此时，绳子的拉力T＝400N．设木板与斜面间的动摩擦因数μ1＝eq\f(\r(3),4)，求：(1)A、B间的摩擦力fB的大小和动摩擦因数μ2；(2)拉力F的大小．解析：本题考查摩擦力的动静突变问题．(1)对B受力分析如图甲所示．由平衡条件，沿斜面方向有GBsinθ＋fB＝T，代入数据，解得A、B间的摩擦力fB