高中物理 加强练习第二章　17.多物体静态平衡

17.多物体静态平衡(分值：30分)1~4题每题5分1.(2024·黑龙江佳木斯市一模)如图所示，水平面上的长方体物块被沿对角线分成相同的A、B两块。对角线与A边的夹角为θ，长方体物块在垂直于B的左边的水平力F作用下，保持原来形状沿力F的方向做匀速直线运动，则B与A之间的弹力大小为()A.F2tanθ B.F2C.F2cosθ D.答案B解析根据题意，A、B受到水平面的摩擦力大小相等，设为Ff，对A、B整体进行分析，由平衡条件F=2Ff得物块A受到水平面的摩擦力为Ff=F对A进行受力分析，如图所示由几何关系得sinθ=F联立解得B与A之间的弹力大小为FNBA=F2sinθ，故选B2.(2025·四川达州市检测)如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，一质量为m、表面光滑的物块B放在斜面上，一根轻质细线一端连接物块B，另一端连接一个轻环A，轻环A套在一根粗糙的水平直杆上，整体平衡时细线与斜面平行，细线与水平直杆在同一竖直平面内，重力加速度大小为g，下列说法正确的是()A.细线中的张力大小为mgcosθB.物块B对斜面体C的压力大小为mgsinθC.水平直杆对轻环A的支持力大小为mgsin2θD.水平直杆对轻环A的摩擦力大小为mgcos2θ答案C解析物块B表面光滑，物块B仅受3个力的作用，细线中的张力大小为FT=mgsinθ，A错误；物块B对斜面体C的压力大小为FN=mgcosθ，B错误；水平直杆对轻环A的支持力大小为F支=FTsinθ=mgsin2θ，C正确；水平直杆对轻环A的摩擦力大小为Ff=FTcosθ=mgsinθ·cosθ，D错误。3.(2025·山东烟台市期中)如图所示，一倾角为30°的固定斜面上有甲、乙两柱体，两柱体的截面分别为半径均为R的圆和四分之一圆，甲的左侧顶着一块垂直斜面的挡板。若甲的质量是乙的质量的2倍，柱体的曲面和挡板可视为光滑，现将挡板缓慢地沿斜面向上移动，直到圆柱体甲刚要落至斜面为止，整个过程乙始终保持静止，那么乙与斜面间动摩擦因数的最小值(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)为()A.2 B.13 C.23答案D解析对甲受力分析，圆柱体甲刚要落至斜面时，挡板对甲的弹力FN1最大，乙对甲的弹力FN2最大，如图(a)由几何关系，可得sinα=RR+解得α=30°根据边角关系，可知在力的平行四边形中，有FN1=2mg对甲、乙整体受力分析，如图(b)由平衡条件，可得FN=3mgcos30°，Ff=3mgsin30°+FN1又Ff=μFN联立解得μ=7故选D。4.(多选)(2025·江西鹰潭市检测)拱桥结构的特点是利用石块的楔形结构，将受到的重力和压力分解为向两边的压力，最后由拱桥两端的基石来承受(如图甲)。现有六个大小、形状、质量都相同的楔形石块组成一个半圆形拱桥(如图乙)。1、6两楔形石块放置在拱圈两端的水平地面上。设每块楔形石块质量为m。假设在中间两楔形石块正上方放置一个质量为2m的方形石块，已知重力加速度大小为g，则()A.水平地面承受的压力大小为8mgB.楔形石块2对楔形石块3的弹力大小为mgC.楔形石块2对楔形石块3的摩擦力大小一定小于3mgD.楔形石块5对楔形石块4的摩擦力大小为2mg答案AC解析水平地面承受的压力大小等于六个楔形石块和方形石块所受的重力，为8mg，故A正确；由对称性可知，2对3的弹力大小与5对4的弹力大小相等，2对3的摩擦力大小与5对4的摩擦力大小相等，设2对3的弹力大小为F23，2对3的摩擦力大小为Ff23，4对3的弹力为FT(将FT看成已知力)，把3和质量为m的石块(将质量为2m的方形石块看成2个质量为m的石块)看成整体，对整体进行受力分析，如图所示，由平衡条件可得F23cos30°-Ff23sin30°=FT，Ff23cos30°+F23sin30°=2mg，联立解得F23=mg+FTcos30°>mg，Ff23=3mg-FTsin30°<3mg，故C正确，B、D错误。5.(10分)如图所示，位于倾角为θ=30°的斜面上的物体B由跨过定滑轮的轻绳与物块A相连。从滑轮到A、B的两段绳都与斜面平行。已知A与B之间及B与斜面之间的动摩擦因数均为μ=33，A、B两物块质量分别为1kg和2kg。滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计。若用一沿斜面向下的力F拉B使其做匀速直线运动，重力加速度取10m/s2(1)(5分)绳对A的拉力FT大小；(2)(5分)拉力F的大小。答案(1)10N(2)20N解析(1)对A受力分析，如图甲所示，由平衡条件得：FT=mAgsinθ+Ff1FN1=mAgcosθ又