2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 課后分級演練6 受力分析 共點力的平衡.doc
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課后分級演練(六) 受力分析 共點力的平衡 【A級——基礎(chǔ)練】 1.如圖所示,在傾斜的滑桿上套一個質(zhì)量為m的圓環(huán),圓環(huán)通過輕繩拉著一個質(zhì)量為M的物體,在圓環(huán)沿滑桿向下滑動的過程中,懸掛物體的輕繩始終處于豎直方向.則( ) A.環(huán)只受三個力作用 B.環(huán)一定受四個力作用 C.物體做勻加速運(yùn)動 D.懸繩對物體的拉力小于物體的重力 解析:B 分析物體M可知,其受兩個力作用,重力和輕繩拉力,因為懸掛物體的輕繩始終處于豎直方向,故二力平衡,物體做勻速運(yùn)動,C、D錯誤;再對環(huán)進(jìn)行受力分析可知,環(huán)受重力、輕繩拉力、滑桿支持力和摩擦力,A錯誤,B正確. 2.孔明燈相傳是由三國時的諸葛孔明發(fā)明的.如圖所示,有一盞質(zhì)量為m的孔明燈升空后向著東北偏上方向沿直線勻速上升,則此時孔明燈所受空氣的作用力的大小和方向是( ) A.0 B.mg,豎直向上 C.mg,東北偏上方向 D.mg,東北偏上方向 解析:B 本題考查物體的平衡,考查考生對平衡狀態(tài)的理解.孔明燈做勻速直線運(yùn)動,受重力和空氣的作用力而平衡,空氣的作用力與重力等大反向,選項B正確. 3.目前,我市每個社區(qū)均已配備了公共體育健身器材.圖示器材為一秋千,用兩根等長輕繩將一座椅懸掛在豎直支架上等高的兩點.由于長期使用,導(dǎo)致兩根支架向內(nèi)發(fā)生了稍小傾斜,如圖中虛線所示,但兩懸掛點仍等高.座椅靜止時用F表示所受合力的大小,F(xiàn)1表示單根輕繩對座椅拉力的大小,與傾斜前相比 ( ) A.F不變,F(xiàn)1變小 B.F不變,F(xiàn)1變大 C.F變小,F(xiàn)1變小 D.F變大,F(xiàn)1變大 解析:A 由平衡條件可知兩繩拉力的合力大小等于座椅的重力,所以F不變,兩根支架向內(nèi)發(fā)生了稍小傾斜,兩繩夾角變小,所以兩繩拉力變小,即F1變?。瓵正確. 4.如圖所示,放置在斜劈上的物塊受到平行于斜面向上的力F的作用,整個裝置保持靜止.現(xiàn)在使力F增大,但整個裝置仍保持靜止,則下列說法正確的是( ) A.物塊對斜劈的壓力可能增大 B.物塊受到的合外力可能增大 C.地面對斜劈的摩擦力可能減小 D.斜劈對物塊的摩擦力可能減小 解析:D 由于F平行于斜劈,現(xiàn)在使力F增大,物塊對斜劈的壓力不變,選項A錯誤;由于整個裝置處于靜止,物塊受到的合外力不變,仍為0,選項B錯誤;把物塊和斜劈看成整體,現(xiàn)在使力F增大,地面對斜劈的摩擦力增大,選項C錯誤;當(dāng)F很小時,斜劈對物塊的摩擦力沿斜劈向上,增大F,斜劈對物塊的摩擦力可能減小,選項D正確. 5.(2017河北石家莊二中模擬)如圖所示,彈簧秤、繩和滑輪的重力不計,摩擦力不計,物體重量都是G.在甲、乙、丙三種情況下,彈簧的讀數(shù)分別是F1、F2、F3,則( ) 甲 乙 丙 A.F3>F1=F2 B.F3=F1>F2 C.F1=F2=F3 D.F1>F2=F3 解析:B 題甲圖:物體靜止,彈簧的拉力F1=G.題乙圖:以物體為研究對象,作出受力圖如圖甲.由平衡條件得F2=Gsin 60=mg.題丙圖:以動滑輪為研究對象,受力如圖乙.由幾何知識得F3=mg.故F3=F1>F2,B正確. 甲 乙 6.(2017山東淄博模擬)如圖所示,質(zhì)量為M的斜面體A放在粗糙水平面上,用輕繩拴住質(zhì)量為m的小球B置于斜面上,輕繩與斜面平行且另一端固定在豎直墻面上,不計小球與斜面間的摩擦,斜面體與墻不接觸,整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).則( ) A.水平面對斜面體沒有摩擦力作用 B.水平面對斜面體有向左的摩擦力作用 C.斜面體對水平面的壓力等于(M+m)g D.斜面體對水平面的壓力小于(M+m)g 解析:D 將斜面體A和小球B作為一個整體,由于受輕繩斜向上的拉力,因此地面對A有向右的摩擦力,A、B錯誤;同時斜面體對地面的壓力小于(M+m)g,D正確,C錯誤. 7.輕桿的一端安裝有一個小滑輪P,用手握住桿的另一端支持著懸掛重物的繩子,如圖所示,現(xiàn)保持滑輪的位置不變,使桿向下轉(zhuǎn)動一個角度到虛線位置,則下列關(guān)于桿對滑輪P的作用力的判斷正確的是( ) A.變大 B.不變 C.變小 D.無法確定 解析:B 由于滑輪位置不變,細(xì)繩中的拉力不變,滑輪兩側(cè)細(xì)繩的夾角不變,由平衡條件可知,桿對滑輪P的作用力不變,選項B正確. 8.質(zhì)量為10 kg的物體置于水平地面上,它與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2.從t=0開始,物體以一定的初速度向右運(yùn)動,同時受到一個水平向左的恒力F=10 N的作用.則反映物體受到的摩擦力Ff隨時間t變化的圖象是下列圖示中的(取水平向右為正方向,g取10 m/s2)( ) 解析:B 剛開始一段時間內(nèi),物體做減速運(yùn)動,物體受到滑動摩擦力的作用Ff=-μmg=-20 N;速度減為零后,因為水平拉力小于物體與地面間的最大靜摩擦力,所以物體靜止,此時物體受到的摩擦力是靜摩擦力,根據(jù)物體的平衡條件可知,F(xiàn)f=10 N.綜上分析,選項B正確. 9.(多選)如圖所示,形狀和質(zhì)量完全相同的兩個圓柱體a、b靠在一起,表面光滑,重力為G,其中b的下半部剛好固定在水平面MN的下方,上邊露出另一半,a靜止在平面上.現(xiàn)過a的軸心施以水平作用力F,可緩慢地將a拉離平面一直滑到b的頂端,對該過程分析,則應(yīng)有( ) A.拉力F先增大后減小,最大值是G B.開始時拉力F最大為G,以后逐漸減小為0 C.a(chǎn)、b間的壓力開始最大為2G,以后逐漸減小到G D.a(chǎn)、b間的壓力由0逐漸增大,最大為G 解析:BC 要把a(bǔ)拉離平面,在開始時,平面MN對a球的支持力應(yīng)為0,因此a球受力分析如圖甲所示,則sin θ==,所以θ=30,拉力F==G.當(dāng)球a逐漸上升時,用圖解法分析F的變化如圖乙所示,在球a上升時,拉力F逐漸減小至0,在開始時,a、b間的壓力FN==2G,以后逐漸減小至G,因此正確選項為B、C. 甲 乙 10.如圖所示,光滑金屬球的重力G=40 N.它的左側(cè)緊靠豎直的墻壁,右側(cè)置于傾角θ=37的斜面體上,已知斜面體處于水平地面上保持靜止?fàn)顟B(tài),sin 37=0.6,cos 37=0.8.求: (1)墻壁對金屬球的彈力大小; (2)水平地面對斜面體的摩擦力的大小和方向. 解析:(1)金屬球靜止,則它受到三個力的作用而平衡(如圖所示).由平衡條件可得墻壁對金屬球的彈力為 FN1=Gtan 37=40 N=30 N. (2)斜面體對金屬球的彈力為FN2==50 N,由斜面體平衡可知地面對斜面體的摩擦力大小為Ff=FN2sin 37=30 N,摩擦力的方向水平向左. 答案:(1)30 N (2)30 N 方向水平向左 【B級——提升練】 11.(2017廣東汕頭二模)重力都為G的兩個小球A和B用三段輕繩如圖連接后懸掛在O點上,O、B間的繩子長度是A、B間的繩子長度的2倍,將一個拉力F作用到小球B上,使三段輕繩都伸直且O、A間和A、B間的兩段繩子分別處于豎直和水平方向上,則拉力F的最小值為( ) A.G B.G C.G D.G 解析:A 對A球受力分析可知,因O、A間繩豎直,則A、B間繩上的拉力為0.對B球受力分析如圖所示,則可知當(dāng)F與O、B間繩垂直時F最小,F(xiàn)min=Gsin θ,其中sin θ==,則Fmin=G,故A項正確. 12.如圖所示,質(zhì)量不等的盒子A和物體B用細(xì)繩相連,跨過光滑的定滑輪,A置于傾角為θ的斜面上,與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=tan θ,B懸于斜面之外而處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)向A中緩慢加入砂子,下列說法正確的是( ) A.繩子拉力逐漸減小 B.A對斜面的壓力逐漸增大 C.A所受的摩擦力一定逐漸增大 D.A可能沿斜面下滑 解析:B 本題考查共點力平衡條件的應(yīng)用,意在考查考生的受力分析能力以及應(yīng)用平衡條件解決問題的能力.當(dāng)mAgsin θ>mBg時,對A受力分析,由平衡條件有mAgsin θ=Ff+mBg,隨mA的增大,摩擦力不斷增大;當(dāng)mAgsin θ<mBg時,由平衡條件有mAgsin θ+Ff=mBg,隨mA的增大,摩擦力不斷減小,C錯誤;在垂直斜面方向上,始終有FN=mAgcos θ,因此隨著砂子的不斷加入,A對斜面的壓力不斷增大,B正確;由μ=tan θ可知,最大靜摩擦力Ffmax=μmAgcos θ=mAgsin θ,比較以上兩個平衡關(guān)系式可知,A所受靜摩擦力始終小于最大靜摩擦力,故A保持靜止,D錯誤;此時繩子所受拉力等于B的重力,故拉力保持不變,A錯誤. 13.如圖所示,一只用絕緣材料制成的半徑為R的半球形碗倒扣在水平面上,其內(nèi)壁上有一質(zhì)量為m的帶正電小物塊,在豎直向上的電場力F=2mg的作用下靜止在距碗口R高度處.已知小物塊與碗之間的動摩擦因數(shù)為μ,g為重力加速度,則碗對小物塊的彈力與摩擦力的大小分別為( ) A.0.8mg和0.6mg B.0.8mg和0.8μmg C.mg和μmg D.mg和0.6mg 解析:A 對小物塊受力分析如圖所示,根據(jù)題意可知,彈力FN與豎直方向的夾角為θ,將所有的力正交分解可知FNcos θ+fsin θ+mg=F,F(xiàn)Nsin θ=fcos θ,又sin θ=0.6,cos θ=0.8,聯(lián)立解得FN=0.8mg,f=0.6mg,因此A正確,B、C、D錯誤. 14.如圖所示,一固定的細(xì)直桿與水平面的夾角為α=15,一個質(zhì)量忽略不計的小輕環(huán)C套在細(xì)直桿上,一根輕質(zhì)細(xì)線的兩端分別固定于細(xì)直桿上的A、B兩點,細(xì)線依次穿過甲環(huán)、C環(huán)和乙環(huán),且甲環(huán)和乙環(huán)在C環(huán)的兩側(cè).調(diào)節(jié)A、B間細(xì)線的長度,當(dāng)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時β=45.不計一切摩擦.設(shè)甲環(huán)的質(zhì)量為m1,乙環(huán)的質(zhì)量為m2,則等于( ) A.tan 15 B.tan 30 C.tan 60 D.tan 75 解析:C C環(huán)重力不計,故受C環(huán)兩邊細(xì)線的拉力的合力與桿垂直,由幾何關(guān)系可知C環(huán)和乙環(huán)間細(xì)線與豎直方向的夾角為60,C環(huán)和甲環(huán)間細(xì)線與豎直方向的夾角為30.A點和甲環(huán)間細(xì)線與豎直方向的夾角也為30,B點和乙環(huán)間細(xì)線與豎直方向的夾角為60.根據(jù)平衡條件,對甲環(huán)有2Tcos 30=m1g;對乙環(huán)有2Tcos 60=m2g,故=tan 60,選項C正確. 15.質(zhì)量為M的木楔傾角為θ,在水平面上保持靜止,當(dāng)將一質(zhì)量為m的木塊放在木楔斜面上時,它正好勻速下滑.如果用與木楔斜面成α角的力F拉著木塊勻速上升,如圖所示(已知木楔在整個過程中始終靜止). (1)當(dāng)α=θ時,拉力F有最小值,求此最小值; (2)當(dāng)α=θ時,木楔對水平面的摩擦力是多大? 解析:木塊在木楔斜面上勻速向下運(yùn)動時,有 mgsin θ=μmgcos θ, 即μ=tan θ. (1)木塊在力F作用下沿斜面向上勻速運(yùn)動,有 Fcos α=mgsin θ+Ff Fsin α+FN=mgcos θ Ff=μFN 解得F== = 則當(dāng)α=θ時,F(xiàn)有最小值,為Fmin=mgsin 2θ. (2)因為木塊及木楔均處于平衡狀態(tài),整體受到地面的摩擦力等于F的水平分力,即 Ff=Fcos(α+θ) 當(dāng)α=θ時,F(xiàn)取最小值mgsin 2θ, Ffm=Fmincos 2θ=mgsin 2θcos 2θ=mgsin 4θ. 答案:(1)mgsin 2θ (2)mgsin 4θ- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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