2019高考物理一輪復習 第二章 相互作用 課時規(guī)范練6 受力分析 共點力的平衡 新人教版.doc

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課時規(guī)范練6　受力分析　共點力的平衡 1.(受力分析)(2018湖南衡陽月考)如圖所示,物塊a,b質(zhì)量分別為2m,m,水平地面和豎直墻面均光滑,在水平推力F作用下,兩物塊均處于靜止狀態(tài)。則(　　) A.物塊b受四個力作用 B.物塊b受到的摩擦力大小等于2mg C.物塊b對地面的壓力大小等于mg D.物塊a受到物塊b的作用力水平向右 答案B 解析對a分析,a受到豎直向下的重力,墻壁給的支持力,b給的彈力,要想保持靜止,必須在豎直方向上受到b給的向上的靜摩擦力,故Ffba=Ga=2mg,B正確;對b分析,受到豎直向下的重力,地面給的豎直向上的支持力,a給的豎直向下的靜摩擦力,a給的水平向左的彈力,以及推力F,共5個力作用,在豎直方向上有Gb+Ffab=FN,故FN=3mg,即物塊b對地面的壓力大小等于3mg,A、C錯誤;物塊a受到物塊b的水平方向上的彈力,和豎直方向上的摩擦力,物塊a受到b的作用力的合力不沿水平方向,D錯誤。 2.(多選)(受力分析)如圖,一質(zhì)量為m的滑塊靜止置于傾角為30的粗糙斜面上,一根輕彈簧一端固定在豎直墻上的P點,另一端系在滑塊上,彈簧與斜面垂直,則(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.滑塊不可能只受到三個力作用 B.彈簧可能處于伸長狀態(tài) C.斜面對滑塊的支持力大小可能為零 D.斜面對滑塊的摩擦力大小一定等于12mg 答案BD 解析彈簧與豎直方向的夾角為30,所以彈簧的方向垂直于斜面,因為彈簧的形變情況未知,所以斜面與滑塊之間的彈力大小不確定,所以滑塊可能只受重力、斜面支持力和靜摩擦力三個力的作用而平衡,此時彈簧彈力為零,處于原長狀態(tài),故A錯誤,B正確;沿斜面方向,根據(jù)平衡條件滑塊此時受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力等于12mg,不為零,有摩擦力必有彈力,所以斜面對滑塊的支持力不可能為零,故C錯誤,D正確。 3.(多選)(2018山東濰坊期中)如圖所示,質(zhì)量分別為M、m物體A、B用細繩連接后跨過光滑的定滑輪,A靜止在傾角為30的斜面上,已知M=2m,現(xiàn)將斜面傾角由30增大到35,系統(tǒng)仍保持靜止。此過程中,下列說法正確的是(　　) A.細繩對A的拉力將增大 B.物體A受到的靜摩擦力先減小后增大 C.物體A對斜面的壓力將減小 D.滑輪受到的繩的作用力將增大 答案CD 解析先對物體B受力分析,受重力和拉力,由二力平衡得到拉力等于物體B的重力;再對物體A受力分析,受重力、支持力、拉力和靜摩擦力,根據(jù)平衡條件列式分析。 解M=2m,對物體B受力分析,受重力和拉力,由二力平衡得到:FT=mg 再對物體A受力分析,受重力、支持力、拉力和靜摩擦力,如圖: 根據(jù)平衡條件得到: Ff+FT-2mgsin θ=0 ① FN-2mgcos θ=0 ② 由①②兩式解得: Ff=2mgsin θ-FT=2mgsin θ-mg, FN=2mgcos θ, 當θ不斷變大時,Ff不斷變大,FN不斷變小。故A、B錯誤,C正確; 繩子拉力大小不變,但夾角減小,滑輪受到的繩的作用力增大,故D正確。故選CD。 4.(平衡問題)如圖,兩個輕環(huán)a和b套在位于豎直面內(nèi)的一段固定圓弧上;一細線穿過兩輕環(huán),其兩端各系一質(zhì)量為m的小球。在a和b之間的細線上懸掛一小物塊。平衡時,a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑。不計所有摩擦。小物塊的質(zhì)量為(　　) A.m2 B.32m C.m D.2m 答案C 解析由幾何關系知,△Oab為等邊三角形,故∠AaO=θ1=30;設細線中的張力為FT,同一根繩子中的張力大小處處相等,故FT=mg,對a處受力分析知,θ1=θ2=30,則θ3=30,故α=60,對結(jié)點C分析可知,2FTcos α=m物g,解得m物=m,選項C正確。 5.(平衡問題)(2018湖北黃岡檢測)用兩段等長的輕質(zhì)細線將a、b兩個小球連接并懸掛于O點,如圖甲所示,球a受到水平向右的力3F的作用,小球b受到水平向左的力F的作用,平衡時細線都被拉緊,則系統(tǒng)平衡時兩球的位置情況如圖乙所示,則a、b兩球質(zhì)量之比為(　　) A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.2∶3 答案A 解析a受到3F水平向右的力,b受到F的水平向左的力,以整體為研究對象,分析受力如圖: 設Oa繩與豎直方向的夾角為α,則由平衡條件得tan α=3F-Fma+mb=2Fma+mb ① 以b球為研究對象,受力如圖。設ab繩與豎直方向的夾角為β,則由平衡條件得 tan β=Fmb ② 由幾何關系得到α=β ③ 聯(lián)立①②③解得ma=mb。故A正確,B、C、D錯誤。 故選A。 6.(動態(tài)平衡)質(zhì)量為m的物體用輕繩AB懸掛于天花板上。用水平向左的力F緩慢拉動繩的中點O,如圖所示。用FT表示繩OA段拉力的大小,在O點向左移動的過程中(　　) A.F逐漸變大,FT逐漸變大 B.F逐漸變大,FT逐漸變小 C.F逐漸變小,FT逐漸變大 D.F逐漸變小,FT逐漸變小 答案 A 解析由于是緩慢移動,O點所受力處于動態(tài)平衡,設任意時刻繩子與豎直方向的夾角為θ,移動過程中θ增大,如圖所示。將拉力F與重力合成后,合力與繩子拉力等大反向。根據(jù)幾何關系,可知F=Gtan θ,FT=F合=Gcosθ,隨θ增大,F和FT都增大。 7.(動態(tài)平衡)(2018福建三明月考)如圖所示,繩OA、OB等長,A點固定不動,將B點沿圓弧向C點緩慢移動,在此過程中,繩OB的拉力將(　　) A.由大變小 B.由小變大 C.先變小后變大 D.先變大后變小 答案C 解析對O點受力分析,OA、OB兩根繩的合力等于物體的重力,大小和方向都不變,OA繩拉力方向不變,根據(jù)平行四邊形定則得,如圖,知OB繩上拉力大小先減小后增大。故C正確,A、B、D錯誤。故選C。 8.(極值問題)如圖所示,三根長度均為L的輕繩分別連接于C、D兩點,A、B兩端被懸掛在水平天花板上,相距2L,現(xiàn)在C點上懸掛一個質(zhì)量為M的重物,為使CD繩保持水平,在D點上可施加力的最小值為(　　) A.mg B.33mg C.12mg D.14mg ?導學號06400105? 答案C 解析由題圖可知,要想CD水平,各繩均應繃緊,則AC與水平方向的夾角為60;結(jié)點C受力平衡,受力分析如圖所示,則CD繩的拉力FT=mgtan 30=33mg;D點受繩子拉力大小等于FT,方向向左;要使CD水平,D點兩繩的拉力與外界的力的合力為零,則繩子對D點的拉力可分解為沿BD繩的F1及另一分力F2,由幾何關系可知,當力F2與BD垂直時,F2最小,而F2的大小即為拉力的大小,故最小力F=FTsin 60=12mg,故C正確。 能力提升組 9.(2018山東泰安一中月考)如圖所示,小圓環(huán)A系著一個質(zhì)量為m2的物塊并套在另一個豎直放置的大圓環(huán)上,有一細線一端拴在小圓環(huán)A上,另一端跨過固定在大圓環(huán)最高點B的一個小滑輪后吊著一個質(zhì)量為m1的物塊。如果小圓環(huán)、滑輪、繩子的大小和質(zhì)量以及相互之間的摩擦都可以忽略不計,繩子又不可伸長,若平衡時弦AB所對應的圓心角為α,則兩物塊的質(zhì)量比m1∶m2應為(　　) A.cos α2 B.sin α2 C.2sin α2 D.2cos α2 答案C 解析如圖 對小環(huán)進行受力分析,如圖所示,小環(huán)受上面繩子的拉力m1g,下面繩子的拉力m2g,以及圓環(huán)對它沿著OA向外的支持力,將兩個繩子的拉力進行正交分解,它們在切線方向的分力應該相等:m1gsin 180-α2=m2gcos(α-90) 即m1cos α2=m2sin α m1cos α2=2m2sin α2cos α2 得m1∶m2=2sin α2 10.(2018河北衡水中學一調(diào))如圖所示,a、b、c三根輕細繩懸掛兩個質(zhì)量相同的小球A、B保持靜止,細繩a是水平的,現(xiàn)對B球施加一個水平方向的力F,將B緩緩拉到圖中虛線位置,A球保持不動,這時三根細繩張力Fa、Fb、Fc的變化情況是 (　　) A.都變大 B.都不變 C.Fb不變,Fa、Fc變大 D.Fa、Fb不變,Fc變大 答案C 解析以B為研究對象受力分析,將重力分解,由分解法作圖如圖,由圖可以看出,當將B緩緩拉到圖中虛線位置過程,繩子與豎直方向夾角變大,繩子的拉力大小對應圖中1、2、3三個位置大小所示,即Fc逐漸變大,F逐漸變大; 再以AB整體為研究對象受力分析, 設b繩與水平方向夾角為α, 則豎直方向有Fbsin α=2mg 得Fb=2mgsinα,不變; 水平方向:Fa=Fbcos α+F,Fbcos α不變,而F逐漸變大,故Fa逐漸變大。 11.(2018江西贛州月考)一光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),環(huán)上套著兩個小球A和B(中央有孔),A、B間由細繩連接,它們處于如圖所示位置時恰好都能保持靜止狀態(tài)。此情況下,B球與環(huán)中心O處于同一水平面上,AB間的細繩呈伸直狀態(tài),與水平線成30夾角。已知B球的質(zhì)量為1 kg,g取10 m/s2,求: (1)細繩對B球的拉力; (2)A球的質(zhì)量。 答案(1)20 N　(2)2 kg 解析(1)對B球,受力分析如圖所示,則有FTsin 30=mg 得FT=2mg=20 N (2)對A球,受力分析如上圖所示。 在水平方向:FTcos 30=FNAsin 30 在豎直方向:FNAcos 30=mAg+FTsin 30 由以上方程解得mA=2 kg?導學號06400106? 12.如圖所示,質(zhì)量M=1 kg的木塊套在豎直桿上,并用輕繩與質(zhì)量m=2 kg的小球相連。今用跟水平方向成α=30角的力F=20 N拉著球,帶動木塊一起豎直向下勻速運動,運動中M、m的相對位置保持不變,g取10 m/s2,求: (1)運動過程中輕繩與豎直方向的夾角θ; (2)木塊M與桿間的動摩擦因數(shù)μ。 答案(1)θ=60　(2)μ=233 解析(1)對m受力分析:m三力平衡;如圖1 因為F=mg=20 N,且F與mg的夾角為120,F與mg的合力大小為20 N,根據(jù)平衡條件得到FT=20 N,方向為F與mg的角平分線, 由幾何知識得到θ=60 (2)對M受力分析:M四力平衡;如圖2,根據(jù)正交分解法得Mg+FTcos θ=Ff,FTsin θ=FN,FTsin θ=FN 又Ff=μFN,解得μ=233