高考物理课标版一轮复习考点规范练6受力分析共点力的平衡

考点规范练6受力分析共点力的平衡一、单项选择题1.如图所示,质量为m的小球用水平轻质弹簧系住,并用倾角θ=37°的木板托住,小球处于静止状态,弹簧处于压缩状态,则()A.小球受木板的摩擦力一定沿斜面向上B.弹簧弹力不可能为mgC.小球可能受三个力作用D.木板对小球的作用力有可能小于小球的重力mg2.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()A.A、B之间一定存在摩擦力作用B.木块A可能受三个力作用C.木块A一定受四个力作用D.木块B受到地面的摩擦力作用方向向右3.如图所示,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则A与B的质量之比为()A. B.C. D.4.(2017·课标全国Ⅲ)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上,弹性绳的原长也为80cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()A.86cm B.92cm C.5.如图所示,三个相同的轻质弹簧连接在O点,弹簧1的另一端固定在天花板上,且与竖直方向的夹角为30°,弹簧2水平且右端固定在竖直墙壁上,弹簧3的另一端悬挂质量为m的物体且处于静止状态,此时弹簧1、2、3的形变量分别为x1、x2、x3,则()A.x1∶x2∶x3=∶1∶2 B.x1∶x2∶x3=2∶1∶C.x1∶x2∶x3=1∶2∶ D.x1∶x2∶x3=∶2∶16.如图所示,质量为m0、半径为R的半球形物体A放在水平地面上,通过最高点处的钉子用水平轻质细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B,A、B均静止,则()A.B对A的压力大小为mgB.细线对小球的拉力大小为mgC.A对地面的压力大小为(m0+m)gD.地面对A的摩擦力大小为mg7.在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直墙面间放一光滑圆球B,整个装置处于静止状态,截面如图所示。现对B施加一竖直向下的力F,F的作用线通过球心,设墙对B的作用力为F1,B对A的作用力为F2,地面对A的摩擦力为F3。若F缓慢增大而整个装置仍保持静止,在此过程中()A.F1保持不变,F3缓慢增大B.F1缓慢增大,F3保持不变C.F2缓慢增大,F3缓慢增大D.F2缓慢增大,F3保持不变8.如图所示,小球C置于内侧面光滑的半球形凹槽B内,B放在长木板A上,整个装置处于静止状态。在缓慢减小木板的倾角θ过程中,下列说法正确的是()A.A受到的压力逐渐减小B.A受到的摩擦力逐渐减小C.C对B的压力逐渐变大D.C受到三个力的作用二、多项选择题9.如图所示,质量为m的小物体(可视为质点)静止地放在半径为R、质量为m0的半球体上,小物体与半球体间的动摩擦因数为μ,物体与球心的连线与水平地面的夹角为θ,整个装置静止。则下列说法正确的是()A.地面对半球体的摩擦力方向水平向左B.小物体对半球体的压力大小为mgcosθC.半球体受到小物体的作用力大小为mgD.θ角(为锐角)变大时,地面对半球体的支持力不变10.质量均为1kg的木块M和N叠放在水平地面上,用一根细线分别拴接在M和N右侧,在绳子中点用力F=5N拉动M和N一起沿水平面匀速滑动,细线与竖直方向夹角θ=60°。则下列说法正确的是()A.木块N和地面之间的动摩擦因数μ=0.25B.木块M和N之间的摩擦力是Ff=2.5NC.木块M对木块N的压力大小为10ND.若θ变小,拉动M、N一起匀速运动所需拉力应大于5N11.(2017·课标全国Ⅰ)如图所示,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α(α>)。现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中()A.MN上的张力逐渐增大B.MN上的张力先增大后减小C.OM上的张力逐渐增大D.OM上的张力先增大后减小三、非选择题12.如图所示,质量为mB=14kg的木板B放在水平地面上,质量为mA=10kg的货箱A放在木板B上,一根轻绳一端拴在货箱上,另一端拴在地面上,绳绷紧时与水平面的夹角为θ=37°。已知货箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1=0.5,木板B与地面之间的动摩擦因数μ2=0.4。重力加速度g取10m/s2。现用水平力F将木板B从货箱A的下面匀速抽出,(sin37°=0.6,cos37°=0.8)试求:(1)绳上张力FT的大小;(2)水平拉力F的大小。13.如图所示,质量m0=2kg的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块A与质量m=kg的小球相连。今用与水平方向成α=30°的力F=10N,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中m0、m相对位置保持不变,g取10m/s2。求:(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角θ;(2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ。##考点规范练6受力分析共点力的平衡1.C解析小球的受力分析如图,当mgsin37°>Fcos37°,小球受到沿斜面向上的摩擦力,当mgsin37°<Fcos37°,小球受到沿斜面向下的摩擦力,当mgsin37°=Fcos37°,斜面对小球不受摩擦力,且F=mgtan37°=mg,所以A、B错误,C正确;木板对小球的作用力的竖直分量等于mg,所以不可能小于mg,D错误。2.B解析由于A、B间接触面情况未知,若A、B接触面光滑,则A、B间没有摩擦力,此时A受重力、B对A的支持力和墙壁对A的弹力而平衡,故A、C错误,B正确;木块B受推力F、A对B的压力,若压力向右的分力等于F,则地面对B没有摩擦力,故D错误。3.B解析设水平作用力为F,对物体A、B整体进行分析,在水平方向上有F=μ2(mA+mB)g;隔离物体B对B分析,在竖直方向上有μ1F=mBg,联立解得,选项B4.B解析设开始时两段弹性绳的夹角为α,弹性绳的拉力为FT,根据平衡条件可得2FTcos=mg,cos=0.6,得FT=mg;弹性绳的两端移到同一点时,设弹性绳的拉力为FT',则2FT'=mg,得FT'=mg;设弹性绳第一次伸长量x,第二次伸长量x',根据胡克定律,有mg=kx,mg=kx',x=0.2m,联立解得x'=0.12m5.B解析对物体受力分析可知,kx3=mg,对弹簧的结点受力分析可知,kx1cos30°=kx3,kx1sin30°=kx2,联立解得x1∶x2∶x3=2∶1∶,故选项B正确。6.C解析由于A、B处于静止状态,故其所受合外力为零,对整体受力分析,如图甲所示,根据平衡条件可得,FN(m0+m)g=0,根据牛顿第三定律可知A对地面的压力大小为(m0+m)g,选项C正确,D错误;隔离B受力分析,如图乙所示,根据平衡条件,由图中几何关系可得,,解得FN'=mg,细线对小球的拉力F=mg,依据牛顿第三定律知,B对A的压力大小为mg,选项A、B错误。7.C解析球B受力情况如图所示,墙对球B的作用力及A对球B的作用力的合力与F及重力的合力大小相等,方向相反,故当F增大时,B对A的压力增大,即F2增大,同理可知,墙对B的作用力F1增大;对整体分析,整体竖直方向受重力、支持力及压力F,水平方向受墙的作用力F1和地面对A的摩擦力F3而处于平衡,由平衡条件得,当F增大时,地面对A的摩擦力F3增大,故选项C正确。8.B解析缓慢减小倾角θ,A、B、C始终处于平衡状态。把B、C看成一整体,设质量为m,则mgsinθ=FfAB,mgcosθ=FNAB,由牛顿第三定律得FfBA=FfAB=mgsinθ,FNBA=FNAB=mgcosθ,当θ减小时,sinθ变小,cosθ变大,所以FfBA变小,FNBA变大,A错误,B正确;对C受力分析可知,其受重力、支持力两个力的作用,大小相等,所以支持力不变,C对B的压力不变,C、D错误。9.CD解析以小物体和半球体整体作为研究对象,受到重力和地面对半球体的支持力,地面对半球体没有摩擦力,由平衡条件得,地面对半球体的支持力FN=(m0+m)g,不会随θ变化,故A错误,D正确;以小物体为研究对象,作出受力图如图所示,则半球体对小物体的支持力FN'=mgsinθ,由牛顿第三定律得,小物体对半球体的压力大小为mgsinθ,故B错误;半球体受到小物体的压力和静摩擦力的合力等于重力,故C正确。10.AB解析以M、N为整体受力分析,得F=μ·2mg,得μ=0.25,A正确;单独分析M受力,因绳子有竖直向下的分力,故M对N的压力大于10N,绳子作用在M上的水平分力为2.5N,B正确,C错误;θ变化后,N对地面的压力仍为20N,所以需要拉力不变,D错误。11.AD解析方法一:受力分析如图。设OM与竖直方向夹角为θ,M点绕O点做圆周运动,沿切线方向:FMNcos(α90°)=mgsinθ,沿半径方向:FOM=FMNsin(α90°)+mgcosθ,故FMN=,随θ增大而增大,A正确。FOM=·sin(α90°)+mgcosθ==·cos(α90°θ),当θ=α90°时存在极大值,故FOM先增大再减小,D项正确。方法二:利用矢量圆,如图重力保持不变,是矢量圆的一条弦,FOM与FMN夹角即圆心角保持不变,由图知FMN一直增大到最大,FOM先增大再减小,当OM与竖直夹角为θ=α90°时FOM最大。12.解析(1)对A进行受力分析如图甲所示,可知A受4个力作用,分解绳的拉力,根据受力平衡可得FN1=mAg+FTsinθFTcosθ=μ1FN1解得FT=代入数据得绳子张力FT=100N。(2)对B进行受力分析可知B受6个力的作用,地面对B的支持力FN2=mBg+FN1而FN1=mAg+FTsinθ=160N拉力F=μ2FN2+μ1FN1F=200N。答案(1)100N(2)200N13.解析(1)设细