2025版正禾一本通高三一轮总复习物理-08课下巩固精练卷(六)　受力分析　共点力的平衡

[课下巩固精练卷(六)]受力分析共点力的平衡________________________________________________________________________(每题5分，建议用时：50分钟)考点基础题综合题受力分析1，2，4，5—静态平衡3，6，7，8，910，11，12，13，14【基础落实练】1．(2023·河北石家庄模拟)清明时节，人们有用供果祭祀祖先的传统。如图所示，供桌上摆放的果盘中共有4个大致相同的苹果，下层放置3个苹果，下层的每个苹果与盘子的接触面均水平，苹果A放置在最上层。已知每个苹果的质量均为m，重力加速度为g，下列说法正确的是()A．其他苹果对苹果A的作用力的合力方向竖直向上B．其他苹果与苹果A之间的弹力大小均为eq\f(1,3)mgC．下层的每个苹果受到盘子的支持力大小均为mgD．下层的每个苹果受到盘子的作用力均竖直向上解析：选A。苹果A受到自身重力以及其他苹果对A的作用力，由共点力平衡条件可知，其他苹果对苹果A的作用力的合力与苹果A的重力大小相等、方向相反，A正确；其他苹果与苹果A之间的作用力在竖直方向上的分力之和等于苹果A重力的大小，B错误；将4个苹果看成一个整体，盘子对整体的支持力大小为4mg，则下层每个苹果受到盘子的支持力均大于mg，C错误；下层的每个苹果受到盘面的支持力和摩擦力，盘子对下层每个苹果的作用力斜向上，D错误。2．厨房中用来悬挂厨具的小吸盘的原理是排开吸盘与墙壁之间的空气，依靠大气压紧紧地将吸盘压在厨房的竖直墙壁上，可用来悬挂比较轻的厨具，安装拆卸都很方便。以下说法正确的是()A．墙壁对吸盘的作用力的合力竖直向上B．大气压变大，吸盘受到的摩擦力也变大C．吸盘与墙壁之间只有一对作用力与反作用力D．空气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的支持力是一对平衡力解析：选D。墙壁对吸盘的作用力有竖直向上的摩擦力和水平方向的支持力，合力方向不是竖直向上，故A错误；吸盘受到的摩擦力与吸盘和物体所受重力大小相等，不会变化，故B错误；吸盘与墙壁之间有水平方向和竖直方向两对作用力与反作用力，故C错误；空气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的支持力是一对平衡力，故D正确。3．(2023·山东高考)餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300g，相邻两盘间距1.0cm，重力加速度大小取10m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为()A．10N/mB．100N/mC．200N/mD．300N/m解析：选B。由题知，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平，则说明一个盘子的重力可以使弹簧形变的长度为相邻两盘的间距，则有mg＝3·kx，解得k＝100N/m，故B正确。4．(2022·重庆高考)如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等，方向水平向右，重力加速度为g，则擦窗工具所受摩擦力()A．大小等于mgB．大小等于eq\r(2)mgC．方向竖直向上D．方向水平向左解析：选B。对擦窗工具进行受力分析如图所示，水平方向上拉力F与擦窗工具所受摩擦力水平分量f滑等大反向，竖直方向上重力mg与擦窗工具所受摩擦力竖直分量f静等大反向，所以擦窗工具所受摩擦力方向如图中f所示，大小为f＝eq\r(feq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(滑))＋feq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(静)))＝eq\r(2)mg，故B正确。5．(多选)如图所示，固定的斜面上叠放着A、B两木块，木块A与B的接触面是水平的，水平力F作用于木块A，使木块A、B保持静止，且F≠0。下列描述正确的是()A．B可能受到3个或4个力作用B．斜面对木块B的摩擦力方向可能沿斜面向下C．A对B的摩擦力可能为0D．A、B整体可能受三个力作用解析：选BD。对物块B受力分析，受重力、A对B的压力、A对B水平向左的静摩擦力、斜面对B垂直向上的支持力，斜面对B有可能有静摩擦力(当A对B向左的静摩擦力平行于斜面方向的分力与B的重力及A对B的压力沿斜面向下的分力平衡时静摩擦力为零)，故B受4个力或者5个力，故A错误；当A对B向左的静摩擦力平行于斜面方向分力大于B的重力及A对B的压力沿斜面向下的分力时，B物体有上滑的趋势，故受到平行于斜面向下的静摩擦力，B正确；对A受力分析，受推力、重力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件，B对A的静摩擦力与推力F平衡，根据牛顿第三定律，A对B的摩擦力水平向左，大小为F，故C错误；对AB整体受力分析，受重力、支持力、推力，有可能有静摩擦力(当推力平行斜面方向的分力与重力沿斜面向下的分力平衡时静摩擦力为零)，故D正确。6．(2023·广东高考)如图所示，可视为质点的机器人通过磁铁吸附在船舷外壁面检测船体。壁面可视为斜面，与竖直方向夹角为θ。船和机器人保持静止时，机器人仅受重力G、支持力FN、摩擦力Ff和磁力F的作用，磁力垂直壁面。下列关系式正确的是()A.Ff＝GB．F＝FNC．Ff＝GcosθD．F＝Gsinθ解析：选C。将重力垂直于斜面方向和沿斜面方向分解，如图所示，沿斜面方向，由平衡条件得Ff＝Gcosθ，故A错误，C正确；垂直斜面方向，由平衡条件得F＝Gsinθ＋FN，故B、D错误。7．如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑特色之一。屋顶的部分结构如图乙所示，横截面为圆弧的瓦片静置在两根相互平行的椽子正中间。已知椽子间距离为d，与水平面夹角均为θ，瓦片质量为m，圆弧半径为d，忽略瓦片厚度，重力加速度为g，则每根椽子对瓦片的支持力大小为()A．eq\f(1,2)mgB．eq\f(1,2)mgcosθC．eq\f(\r(3),3)mgcosθD．mgcosθ解析：选C。瓦片所受两椽子支持力的合力N合＝mgcosθ，根据题意，垂直于斜面的截面图及受力分析如图所示，根据受力平衡并结合几何关系，可得N合＝2Ncos30°，联立解得N＝eq\f(\r(3),3)mgcosθ，故C正确。8．(2023·福建福州一模)如图所示是常见的杆秤的工作示意图。三根长度均为5L的细绳上端连在一起，并固定在杆秤的左端，另一端与质量为m、直径为6L、质量分布均匀的秤盘相连，连接点将秤盘边缘三等分。当在盘中放置质量为2m的物体，秤杆处于平衡状态时，秤盘静止在水平位置，这时每根细绳的拉力大小为()A．eq\f(5mg,3)B．eq\f(5mg,4)C．eq\f(5mg,6)D．eq\f(5mg,2)解析：选B。设绳子与竖直方向的夹角为θ，根据几何关系可得sinθ＝eq\f(3L,5L)＝0.6，可得θ＝37°，以秤盘和盘中物体为整体，根据受力平衡可得3Tcos37°＝3mg，解得每根细绳的拉力大小为T＝eq\f(5mg,4)，故B正确。9．(多选)人字梯是生产生活中的常见工具，人字梯由两个相同的梯子组成，两梯子的顶端用光滑铰链连接。现将梯子放在粗糙的水平地面上，人站在A横梁上，梯子处于静止状态，梯子质量不计，则()A．有人站的这侧梯子底部受到地面的摩擦力与没人站的那侧大小相等B．有人站的这侧梯子底部受到地面的摩擦力比没人站的那侧大C．人静止站在B横梁时地面对梯子的总支持力比站在A横梁时大D．梯脚的间距越大，梯子的张力越大解析：选AD。由于梯子处于平衡状态，两侧受地面的摩擦力大小相等，A正确，B错误；无论站在A横梁还是B横梁时，地面的支持力都等于人和梯子的重量，C错误；设两梯子的张力F与竖直方向夹角为θ，则对两梯子和人整体受力分析，由平衡条件有2Fcosθ＝G，可知梯脚的间距越大，θ越大，从而梯子的张力F越大，D正确。【综合提升练】10．在吊运表面平整的重型板材(混凝土预制板、厚钢板)时，如因吊绳无处钩挂而遇到困难，可用一根钢丝绳将板拦腰捆起(不必捆的很紧)，用两个吊钩勾住绳圈长边的中点起吊(如图所示)，若钢丝绳与板材之间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为了满足安全起吊(不考虑钢丝绳断裂)，需要满足的条件是()A．tanα>μB．tanα<μC．sinα>μD．sinα<μ解析：选B。要起吊重物，只需满足绳子张力T的竖直分量小于钢丝绳与板材之间的最大静摩擦力，如图所示，即μTcosα>Tsinα，化简可得tanα<μ，故B正确，A、C、D错误。11．港珠澳大桥的人工岛创新围岛填土在世界范围内首次提出深插式钢圆筒快速成岛技术，1600t起重船“振浮8号”吊起巨型钢筒直接固定在海床上插入到海底，然后在中间填土形成人工岛。如图甲，每个圆钢筒的直径为22.5m，高度为55m，质量为550t，由若干根特制起吊绳通过液压机械抓手连接钢筒。某次试吊将其吊在空中，每根绳与竖直方向的夹角为37°，如图乙所示，每根绳所能承受的最大拉力为8.0×105N，则至少需要多少根绳子才能成功起吊(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)()A．7根B．8根C．9根D．10根解析：选C。设n根绳拉力在竖直方向的分矢量和与重力大小相等、方向相反，则mg＝nFcos37°，由题知F≤8.0×105N，得n≥eq\f(mg,Fcos37°)＝eq\f(550×103×10,8.0×105×0.8)≈8.6，即至少需要9根绳子才能成功起吊，故C正确。12．(2023·河北保定一模)质量为M的正方体A与质量为m的圆球B在水平向右的外力F作用下静止在墙角处，它们的截面图如图所示，截面正方形的对角线与截面圆的一条直径恰好在一条直线上。所有摩擦忽略不计，重力加速度为g，则()A．F＝(M＋m)gB．F＝mgC.地面受到的压力为FN，FN<(M＋m)gD.地面受到的压力为FN，FN>(M＋m)g解析：选B。对圆球B受力分析如图所示，β＝45°，A对B的弹力T＝eq\f(mg,cosβ)，根据牛顿第三定律，B对A弹力T′＝T＝eq\f(mg,cosβ)，F＝T′sinβ＝mg，故A错误，B正确；将AB看成整体，故地面受到的压力为FN＝Mg＋mg，故C、D错误。13．如图所示，两个质量均为m的小球通过两根轻弹簧A、B连接，在水平外力F作用下，系统处于静止状态，弹簧实际长度相等。弹簧A、B的劲度系数分别为kA、kB，且原长相等，弹簧A、B与竖直方向的夹角分别为θ与45°。设A、B中的拉力分别为FA、FB，小球直径相比弹簧长度可忽略，重力加速度为g，则()A．tanθ＝eq\f(1,2)B．kA＝kBC．FA＝eq\r(3)mgD．FB＝2mg解析：选A。对下面的小球进行受力分析，如图甲所示，根据平衡条件得F＝mgtan45°＝mg，FB＝eq\f(mg,cos45°)＝eq\r(2)mg；对两个小球整体受力分析，如图乙所示，根据平衡条件得tanθ＝eq\f(F,2mg)，又F＝mg，解得tanθ＝eq\f(1,2)，FA＝eq\r(（2mg）2＋F2)＝eq\r(5)mg，由题图可知两弹簧的形变量相等，则有x＝eq\f(FA,kA)＝eq\f(FB,kB)，解得eq\f(kA,kB)＝eq\f(FA,FB)＝eq\f(\r(5),\r(2))，故A正确，B、C、D错误。14．(2023·安徽马鞍山模拟)如图，质量均为m的小球A和B分别用轻质细线a、b悬于O点，A、B用轻质细线c连接。给B施加水平向右的拉力F，静止时，细线a与竖直方向夹角为30°，细线b与竖直方向的夹角为60°，细线c刚好水平。重力加