2019年高考物理一轮复习第二章相互作用第3讲受力分析共点力的平衡练习.doc

1、【 精品教育资源文库 】 配餐作业 受力分析 共点力的平衡 A 组 基础巩固题 1 (2018 无锡期中考试 )我国的高铁技术在世界处于领先地位，高铁 (如图甲所示 )在行驶过程中非常平稳，放在桌上的水杯几乎感觉不到晃动。图乙为高铁车厢示意图， A、 B两物块相互接触放在车厢里的水平桌面上，物块与桌面间的动摩擦因数相同。 A 的质量比 B的质量大，车在平直的铁轨上向右做匀速直线运动且相对于桌面始终保持静止，下列说法正确的是 ( ) A A 受到 2 个力的作用 B B 受到 3 个力的作用 C A 受到桌面对它向右的摩擦力 D B 受到 A 对它向右的弹力 解析 A、 B 两物块随车厢一起做

2、匀速直线运动，处于平衡状态。 A、 B 虽然接触但并没有相互作用，所以两物块都受到重力和支持力两个力作用，故 A 项正确。 答案 A 2 (多选 )如图所示，桌面上固定一个光滑竖直挡板，现将一个长方形物块 A 与截面为三角形的垫块 B 叠放在一起，用水平外力 F 缓缓向左推动 B，使 A 缓慢升高，设各接触面均光滑，则该过程中 ( ) A A 和 B 均受三个力作用而平衡 B B 对桌面的压力保持不变 【 精品教育资源文库 】 C A 对 B 的压力越来越小 D外力 F 的大小恒定不变 解析 A 受到重力、挡板的弹力和 B 的支持力三个力， B 受到重力、 A 的压力、地面的支持力和外力 F

3、 四个力，故 A 项错误；当 B 向左移动时， B 对 A 的支持力和挡板对 A 的支持力方向均不变，根据平衡条件得，这两个力大小保持不变，则 A 对 B 的压力也保持不变。对整体分析受力如图所示，由平衡条件得， F N1，挡板对 A 的支持力 N1不变，则外力 F 不变。桌面对整体的支持力 N G 总 ，保持不变，则 B 对桌面的压力不变，故 C 项错误， B、 D 项正确。 答案 BD 3 (2017 全国卷 )(多选 )如图，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 ( 2)。

4、现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角 不变。在 OM 由竖直被拉到水平的过程中，下列说法正确的是 ( ) A MN 上的张力逐渐增大 B MN 上的张力先增大后减小 【 精品教育资源文库 】 C OM 上的张力逐渐增大 D OM 上的张力先增大后减小 解析 设该过程 OM转过的角度为 ，在该过程中重物受三个力的作用而处于平衡状态，设 OM 绳的拉力为 F1， MN 绳的拉力为 F2，重力为 mg。则水平方向有平衡方程 F1sin F2sin( ) ，竖直方向有 F1cos F2cos( ) mg，联立解得 F1 mgsin( ) sin ，F2 mgsinsin ，由于在该过程中 角大小不变

5、，而 逐渐增大至 90 ， sin 逐渐增大；( ) 随 的增大，开始为钝角，后为锐角，故 sin( ) 先增大后减小，故 MN 绳的拉力增大，而 OM 绳的拉力先增大后减小。故 A、 D 项正确， B、 C 项错误。 答案 AD 4 如图所示，质量为 m 的小球置于倾角为 30 的光滑斜面上，劲度系数为 k 的轻弹簧一端系在小球上，另一端固定在 P 点，小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角为 30 ，则弹簧的伸长量为 ( ) A.mgk B. 3mg2k C. 3mg3k D. 3mgk 解析 对小球受力分 析可知小球受力平衡，由题意可知弹簧弹力与竖直方向夹角为30 ，竖直方向上弹簧弹力与斜面支

6、持力的合力与重力平衡，根据几何关系可知 2kxcos30 mg，解得 x 3mg3k ，故 C 项正确。 答案 C 5 (2017 天津 )(多选 )如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆 M、 N【 精品教育资源文库 】 上的 a、 b 两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是 ( ) A绳的右端上移到 b ，绳子拉力不变 B. 将杆 N 向右移一些，绳子 拉力变大 C. 绳的两端高度差越小，绳子拉力越小 D. 若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移 解析 受力分析如下图所示： 若将绳的右端上移到 b 点，左

7、端绳子与竖直方向夹角 不变，由于衣服及挂钩的重力 mg 不变，又 2Tcos mg，则 T mg2cos ，所以绳子拉力不变，故 A 项正确；若将杆向右移一些，则绳子与竖直方向夹角 增大，由 T mg2cos 知绳子拉力增大，故 B 项正确；绳的两端高度差无论如何变化，绳子与竖直方向的夹角 都不变，由 T mg2cos 知，绳子拉力始终不变，故 C 项错误；若换挂质量更大的衣服，只是衣服的重力增大，绳子与竖直方向的夹角 不变，则衣架悬挂点不变，故 D 项错误。 答案 AB 6 如图所示，有一质量不计的杆 AO，长为 R，可绕 A 自由转动。用绳在 O 点悬挂一个重为 G 的物体，另一根绳一端系

8、在 O 点，另一端系在圆弧形墙壁上的 C 点。当点 C 由图示位置逐渐向上沿圆弧 CB 移动过程中 (保持 OA 与地面夹角 不变 )， OC 绳所受拉力的大小变化【 精品教育资源文库 】 情况是 ( ) A逐渐减小 B逐渐增大 C先减小后增大 D先增大后减小 解析 对 G 分析， G 受力平衡， 则拉力等于重力，故竖直绳的拉力不变；再对 O 点分析，O 受绳子的拉力、 OA 的支持力及 OC 的拉力而处于平衡；受力分析如图所示；将 F 和 OC 绳上的拉力合成，其合力与 G 大小相等，方向相反，则在 OC 上移的过程中，平行四边形的对角线保持不变，平行四边形发生图中所示变化，则由图可知 O

9、C 的拉力先减小后增大，图中 D点时力最小；故选 C 项。 答案 C 7 A、 B、 C 三个物体通过细线和光滑的滑轮相连，处于静止状态，如图所示， C 是一箱砂子，砂子和箱的重力都等于 G，动滑轮的质量不计，打开箱子下端开口，使砂子均匀流出，经过时间 t0流完 ，则下图中哪个图线表示在这个过程中桌面对物体 B 的摩擦力 f 随时间的变化关系 ( ) 【 精品教育资源文库 】 解析 选择 A、 B 整体作为研究对象，由于这个整体开 始处于静止状态，所以后来应该一直处于静止状态，整体共受到 5 个力的作用，即：重力 G GA GB，支持力 N、静摩擦力 f、两根绳子的拉力 F1和 F2，其中

10、F1 F2 GC2，根据力的平衡得 f F1 F2 GC，所以当砂子均匀流出时， B 项正确。 答案 B 8 如图所示，一竖直放置的大圆环，在其水平直径上的 A、 B 两端系着一根不可伸长的柔软轻绳，绳上套有一光滑 小铁环。现将大圆环在竖直平面内绕 O 点顺时针缓慢转过一个微小角度，则关于轻绳对 A、 B 两点拉力 FA、 FB的变化情况，下列说法正确的是 ( ) A FA变小， FB变小 B FA变大， FB变大 C FA变大， FB变小 D FA变小， FB变大 【 精品教育资源文库 】 解析 柔软轻绳上套有光滑小铁环，两侧轻绳中拉力相等。将大圆环在竖直平面内绕 O点顺时针缓慢转过一个微

11、小角度， A、 B 两点之间的水平距离减小，光滑小铁环两侧轻绳间夹角 2 减小，由 2Fcos mg 可知，轻绳中拉力 F 减小，轻绳对 A、 B 两点的拉力 FA和 FB都变小， A 项正确。 答案 A B 组 能力提升题 9在水平地面上固定一个上表面光滑的斜面体，在它上面放有质量为 m 的木块，用一根平行于斜面的细线连接一个轻环，并将轻环套在一根两端固定、粗糙的水平直杆上，整个系统处于静止状态，如图所示，则杆对环的摩擦力大小为 ( ) A mgsin B mgcos C mgtan D mgsin cos 解析 设细线的弹力为 F，对斜面上的物块由共点力平衡条件有 F mgsin 0，对轻

12、环由共点力平衡条件有 Fcos f 0，解得杆对环的摩擦力大小为 f mgsin cos 。 答案 D 10 如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平， O 是球心，碗的内表面光滑，一根轻质杆的两端固定有两个小球，质量分别是 m1、 m2，当它们静止时， m1、 m2与球心的连线跟水平面分别成 60 、 30 ，则碗对两小球 m1、 m2的弹力大小之比是 ( ) A 1 2 B. 3 1 C 1 3 D. 3 2 【 精品教育资源文库 】 解析 m1、 m2 组成的系统处于平衡状态，对 m1、 m2 整体受力分析如图所示， N1、 N2 分别为碗对 m1和 m2的弹力，水平方向上合力为零

13、， N1sin30 N2sin60 ，则 N1 N2 3 1， B项正确。 答案 B 【解题技巧】 本题是平衡条件的应用，关键是研究对象的选择，选择好合适的研究对象可以方便快捷地解决问题，此题也可对两球分别分析，但是较麻烦。 11 如图所示，在细绳 AC 和水平拉力共同作用下竖直轻杆 AB 处于平衡状态。若 AC 加长，使 C 点左移， AB 仍保持平衡状态。细绳 AC 上的拉力 T 和杆 AB 受到的压力 N 与原先相比，下列说法正确的是 ( ) A T 和 N 都增大 B T 和 N 都减小 C T 增大， N 减小 D T 减小， N 增大 解析 若 AC 加长，由于悬挂的重物质量不变，

14、水平拉力不变，分析结点 A 处受力情况，细绳 AC 上拉力 T 在水平方向分力大小等于悬挂的重物重力，在竖直方向分力等于 AB 受到的压力，若 AC 加长，使 C 点左移， AB 仍保持平衡状态，显然 T 和 N 都减小，故 B 项正确。 【 精品教育资源文库 】 答案 B 12. (2018 霞浦一中月考 )如图所示，高层住宅外安装空调主机时，电机通过缆绳牵引主机沿竖直方向匀速上升。为避免主机与阳台、窗户碰撞，通常会用一根拉绳拽着主机，地面上拽拉绳的人通过移动位置，使拉绳与竖直方向的夹角 保持不变，则在提升主机过程中，下列结论正确的 是 ( ) A缆绳拉力 F1和拉绳拉力 F2都增大 B缆绳拉力 F1和拉绳拉力 F2都不变 C缆绳与竖直方向的夹角 可能大于角 D缆绳拉力 F1的功率保持不变 解析 对物体受力分析如图，物体匀速运动，故合力为零，在竖直方向： F1cos mg F2cos 0，在水平方向： F1sin F2sin 0，在上升过程中，