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2018年高考物理大一轮复习 第二章 相互作用 基础课3 受力分析 共点力的平衡课时训练(含解析)粤教版.doc

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资源描述

1、1基础课 3 受力分析 共点力的平衡一、选择题(16 题为单项选择题,711 题为多项选择题)1. (2016广东东莞模拟)如图 1所示,物体 A放置在固定斜面上,一平行斜面向上的力 F作用于物体 A上。在力 F逐渐增大的过程中,物体 A始终保持静止,则以下说法中正确的是( )图 1A物体 A受到的合力增大 B物体 A受到的支持力不变C物体 A受到的摩擦力增大 D物体 A受到的摩擦力减小解析 物体 A始终静止,则所受合力为零,选项 A错误;设斜面与水平面的夹角为 ,物体 A质量为 m,受到的支持力 FN mgcos ,选项 B正确;如果 F开始很小,物体 A受到的摩擦力沿斜面向上,当 F逐渐增

2、大时,摩擦力先减小至零,后反向增大,选项 C、D 错误。答案 B2如图 2所示,用一根细线系住重力为 G的小球,开始细线在作用于 O点的拉力下保持竖直位置,小球与倾角为 的光滑斜面体接触,处于静止状态,小球与斜面的接触面非常小。现保持小球位置不动,沿顺时针方向改变拉力方向,直到拉力方向与斜面平行。在这一过程中,斜面保持静止。下列说法正确的是( )图 2A细线对小球的拉力先减小后增大B斜面对小球的支持力先增大后减小2C斜面对地面的摩擦力一直减小,方向向右D细线对小球的拉力的最小值等于 Gsin 解析 以小球为研究对象,对其受力分析,如图所示,因保持小球位置不动,故小球处于动态平衡,由图知在题设的

3、过程中, T一直减小, FN一直增大,当细线与斜面平行时, T与 FN垂直, T有最小值,且 Tmin Gsin ,故选项A、B 错误,D 正确;选整体为研究对象,细线的拉力在水平方向的分量一直在增大,方向向右,所以地面对斜面的摩擦力一直增大,方向向左,根据牛顿第三定律,斜面对地面的摩擦力一直增大,方向向右,选项 C错误。答案 D3(2017河南适应性测试)如图 3所示,质量均为 m的两个小球 A、 B(可视为质点)固定在轻杆的两端,将其放入光滑的半球形碗中,杆的长度等于碗的半径,当杆与两球组成的系统处于平衡状态时,杆对小球 A的作用力为( )图 3A. mg B. mg C. mg D2 m

4、g32 33 233解析 轻杆的长度等于碗的半径,由几何关系知, OAB为等边三角形。对小球 A进行受力分析可知,小球 A受到杆的作用力为 mg,B 正确。33答案 B4(2016海南“七校联盟”联考)如图 4所示,两个相同的物体 A、 B叠在一起放在粗糙的水平桌面上,连在物体 B上的轻绳通过定滑轮与空箱 C相连,箱内放有一小球与箱内壁右侧接触,整个系统处于静止状态。已知 A、 B的质量均为 m, C的质量为 M,小球的质量为 m0,物体 B与桌面的动摩擦因数为 ,重力加速度为 g,不计滑轮摩擦和空气阻力,下列说法正确的是( )3图 4A物体 A受到三个力的作用B小球受到三个力的作用C桌面受到

5、物体的摩擦力大小为 2mgD桌面受到物体的摩擦力大小为( M m0)g解析 由于整个系统处于静止状态,表明整个系统处于平衡状态,系统所受合外力为零,通过隔离法可知,该系统内每个物体所受合外力为零。由隔离法可知物体 A受两个力(重力和物体 B对其的支持力),小球受重力和空箱 C对它的支持力两个力作用,故选项A、B 错误;对空箱 C和小球组成的系统进行受力分析知轻绳的拉力大小等于( M m0)g,再通过对 A、 B两物体组成的系统受力分析知水平方向物体 B受到的桌面对物体 B的静摩擦力大小等于轻绳的拉力大小( M m0)g,由牛顿第三定律可知,物体 B对桌面的静摩擦力大小为( M m0)g,故选项

6、 C错误,D 正确。答案 D5如图 5所示,质量相等的 A、 B两物体在平行于固定光滑斜面的推力 F的作用下,沿斜面做匀速直线运动, A、 B间轻弹簧的劲度系数为 k,斜面的倾角为 30,则匀速运动时弹簧的压缩量为( )图 5A. B. C. D.Fk F2k F3k F4k解析 设物体 A、 B的质量均为 m。先用整体法,求出 F2 mgsin 30 mg;后用隔离法,选取物体 B为研究对象,对其受力分析,根据平衡条件可求出弹簧对 B沿斜面向上的弹力 F 弹 mgsin 30 ,即 kx,所以 x 。故选项 B正确。mg2 F2 F2 F2k答案 B6甲、乙两人用 aO和 bO通过装在 P楼

7、和 Q楼楼顶的定滑轮,将质量为 m的物块由 O点沿Oa直线缓慢向上提升,如图 6所示。则在物块由 O点沿直线 Oa缓慢上升过程中,以下4判断正确的是( )图 6A aO绳和 bO绳中的弹力都逐渐减小B aO绳和 bO绳中的弹力都逐渐增大C aO绳中的弹力一直在增大, bO绳中的弹力先减小后增大D aO绳中的弹力先减小后增大, bO绳中的弹力一直在增大解析 对结点 O进行受力分析,如图所示,根据三力平衡的特点可知 aO绳和 bO绳中的弹力的合力与重力是一对平衡力,从图中可以看出: aO绳中的弹力一直在增大, bO绳中的弹力先减小后增大,即 C选项正确。答案 C7如图 7所示,物体的重力为 G,保

8、持细绳 AO的位置不变,让细绳 BO的 B端沿四分之一圆周从 D点缓慢向 E点移动。在此过程中( )图 7A细绳 BO上的张力先增大后减小B细绳 BO上的张力先减小后增大C细绳 AO上的张力一直增大D细绳 AO上的张力一直减小解析 由于物体始终处于平衡状态,所以 TOA和 TOB的合力大小恒等于 G,方向竖直向上,5当细绳的 B端从 D点向 E点缓慢地移动时,各力变化情况如图所示,可见 TOA逐渐增大,TOB先减小后增大,选项 A、D 错误,B、C 正确。答案 BC8(2017西安八校联考)如图 8所示,一根绳子一端固定于竖直墙上的 A点,另一端绕过动滑轮 P悬挂一重物 B,其中绳子的 PA段

9、处于水平状态,另一根绳子一端与动滑轮 P的轴相连,在绕过光滑的定滑轮 Q后在其端点 O施加一水平向左的外力 F,使整个系统处于平衡状态,滑轮均为光滑、轻质,且均可看作质点,现拉动绳子的端点 O使其向左缓慢移动一小段距离后达到新的平衡状态,则该平衡状态与原平衡状态相比较( )图 8A拉力 F增大 B拉力 F减小C角 不变 D角 减小解析 以动滑轮 P为研究对象, AP、 BP段绳子受的力始终等于 B的重力,两绳子拉力的合力在 APB的角平分线上,拉动绳子后,滑轮向上运动,两绳子夹角减小,两拉力的合力增大,故 F增大,A 项正确,B 项错; PQ与竖直方向夹角等于 APB的一半,故拉动绳子后角 减

10、小,C 项错,D 项正确。答案 AD9如图 9所示,质量分别为 mA、 mB的 A、 B两个楔形物体叠放在一起, B靠在竖直墙壁上,在水平力 F的作用下, A、 B静止不动,则( )6图 9A A物体受力的个数可能为 3B B受到墙壁的摩擦力方向可能向上,也可能向下C力 F增大( A、 B仍静止), A对 B的压力也增大D力 F增大( A、 B仍静止),墙壁对 B的摩擦力也增大解析 隔离 A物体,若 A、 B间没有静摩擦力,则 A受重力、 B对 A的支持力和水平力F三个力作用,选项 A正确;将 A、 B看作一个整体,整体在竖直方向上受到重力和摩擦力,所以墙对 B的摩擦力方向只能向上,选项 B错

11、误;若 F增大,则 F在垂直 B斜面方向的分力增大,所以 A对 B的压力增大,选项 C正确;对 A、 B整体受力分析,由平衡条件知,竖直方向上有 f GA GB,因此当水平力 F增大时,墙壁对 B的摩擦力不变,选项 D错误。答案 AC10(2016广西模拟)如图 10所示,斜面上放有两个完全相同的物体 a、 b,两物体间用一根细线连接,在细线的中点加一与斜面垂直的拉力 F,使两物体均处于静止状态。则下列说法正确的是( )图 10A无论 F如何改变, a、 b两物体均受四个力作用B a、 b两物体对斜面的压力相同C a、 b两物体受到的摩擦力大小一定相等D当逐渐增大拉力 F时,地面对斜面的静摩擦

12、力增大解析 当细线对 b的拉力沿斜面方向分力等于 b所受重力沿斜面方向的分力时, b不受摩擦力作用,只受重力、支持力和拉力三个力作用,A 项错误;对 a进行受力分析知,a一定受摩擦力作用,C 项错误;拉力作用在细线的中点,所以两细线的张力大小相等,又两细线与斜面的夹角相等,由平衡条件可知,两物体所受支持力相等,由牛顿第三定7律可知,B 项正确;以整体为研究对象,地面对斜面的静摩擦力 f Fsin , F增大,则静摩擦力增大,D 项正确。答案 BD11(2016江西重点中学联考)如图 11所示,质量为 M的木板 C放在水平地面上,固定在C上的竖直轻杆的顶端分别用细绳 a和 b连接小球 A和小球

13、B,小球 A、 B的质量分别为mA和 mB,当与水平方向成 30角的力 F作用在小球 B上时, A、 B、 C刚好相对静止一起向右匀速运动,且此时绳 a、 b与竖直方向的夹角分别为 30和 60,则下列判断正确的是( )图 11A力 F的大小为 mBgB地面对 C的支持力等于( M mA mB)gC地面对 C的摩擦力大小为 mBg32D mA mB解析 对小球 B受力分析,水平方向有 Fcos 30 Tbcos 30,得 Tb F,竖直方向有 Fsin 30 Tbsin 30 mBg,解得 F mBg,故 A正确;对小球 A受力分析,竖直方向有 mAg Tbsin 30 Tasin 60,水平

14、方向有 Tasin 30 Tbsin 60,联立解得mA mB,故 D正确;以 A、 B、 C整体为研究对象受力分析,竖直方向有 FN Fsin 30( M mA mB)g,可见 FN小于( M mA mB)g,故 B错误;水平方向有 Ff Fcos 30 mBgcos 30 mBg,故 C正确。32答案 ACD二、非选择题12(2016江苏南通质检)如图 12所示,质量为 m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为 O,轻绳 OB水平且 B端与站在水平面上质量为 m2的人相连,轻绳 OA与竖直方向的夹角 37,物体甲及人均处于静止状态。(已知 sin 370.6,cos 370.8, g

15、取 10 m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)8图 12(1)轻绳 OA、 OB受到的拉力分别是多大?(2)人受到的摩擦力是多大?方向如何?(3)若人的质量 m260 kg,人与水平面之间的动摩擦因数 0.3,欲使人在水平面上不滑动,则物体甲的质量最大不能超过多少?解析 (1)以结点 O为研究对象进行受力分析,如图甲所示,由平衡条件有甲FOB FOAsin FOAcos m1g联立解得 FOA m1g,m1gcos 54FOB m1gtan m1g34故轻绳 OA、 OB受到的拉力分别为 m1g、 m1g。54 34(2)对人受力分析,如图乙所示,人在水平方向乙受到 OB绳的拉力 FOB和水平向左的静摩擦力作用,由平衡条件得 f FOB又 FOB FOB所以 f FOB m1g349(3)当人刚要滑动时,甲的质量达到最大,此时人受到的静摩擦力达到最大值,有fm m 2g由平衡条件得 FOBm fm又 FOBm FOBm m1mgtan m1mg34联立解得 m1m 24 kg4FOBm3g 4 m2g3g即物体甲的质量最大不能超过 24 kg。答案 (1) m1g m1g54 34(2) m1g 水平向左 (3)24 kg34

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