届高考物理一轮复习课时训练6受力分析 共点力的平衡.docx
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届高考物理一轮复习课时训练6受力分析共点力的平衡
课时训练6 受力分析 共点力的平衡
一、选择题
1.(多选)
如图所示,用细绳将条形磁铁A竖直挂起,再将小铁块B吸在条形磁铁A的下端,静止后将细绳烧断,A、B同时下落,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.下落的过程中小铁块B的加速度一定为g
B.静止时小铁块B可能只受到两个力的作用
C.下落的过程中小铁块B可能只受到两个力的作用
D.下落的过程中小铁块B一定受到三个力的作用
解析 对于A、B整体在下落过程中,只受到重力作用,其下落的加速度为g,所以A选项正确;当静止时,A对B的磁场力可能与重力平衡,所以B可能只受到两个力作用,即B选项正确;对于B在下落过程中一定受到重力、A对B的磁场力和弹力三个力作用,即D选项正确.
答案 ABD
2.(多选)
如图所示,C为固定在地面上的斜面体,A、B是两个长方形物体,F是作用在物体B上的沿斜面方向的力,物体A和B以相同的速度做匀速直线运动.由此可知,A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是( )
A.μ1=0,μ2=0B.μ1=0,μ2≠0
C.μ1≠0,μ2=0D.μ1≠0,μ2≠0
解析 以A、B整体为研究对象,有:
F=(mA+mB)gsinθ+f2,则滑动摩擦力f2=F-(mA+mB)gsinθ,当F=(mA+mB)gsinθ时,f2=0,则μ2=0;当F≠(mA+mB)gsinθ时,f2≠0,则μ2≠0.隔离A物体,B对A的静摩擦力f1=mAgsinθ,则μ1一定不等于零.所以正确选项为C、D.
答案 CD
3.
如图,光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内,A端与水平面相切.穿在轨道上的小球在拉力F作用下,缓慢地由A向B运动,F始终沿轨道的切线方向,轨道对球的弹力为N.在运动过程中( )
A.F增大,N减小
B.F减小,N减小
C.F增大,N增大
D.F减小,N增大
解析
由于球缓慢地由A运动到B,因此球可以看成是动态平衡,对球受力分析可知,轨道对球的弹力N与球受到的拉力F始终垂直,且两个力合力恒与重力等大反向,因此三个力首尾相连接构成封闭直角三角形,由图解法可知,随着F与竖直方向的夹角减小,F增大,N减小,A项正确.
答案 A
4.
如图所示,在拉力F作用下,小球A沿光滑的斜面缓慢地向上移动,在此过程中,小球受到的拉力F和支持力FN的大小变化是( )
A.F增大,FN减小
B.F和FN均减小
C.F和FN均增大
D.F减小,FN不变
解析 设斜面倾角为α,拉力与斜面的夹角为β,对小球,由平衡条件得mgsinα=Fcosβ,Fsinβ+FN=mgcosα;小球A沿光滑的斜面缓慢地向上移动,夹角β增大,则F增大,FN减小,故A正确.
答案 A
5.如图所示,小狗匀速向前跑动时,绳索上的拉力为F,绳索与地面夹角为θ=30°,此时小狗向前跑动的动力是( )
A.FB.
C.
FD.2F
解析 把绳索上的拉力F分解,F的水平分量Fcosθ与小狗的动力满足二力平衡条件,因此小狗向前跑动的动力等于Fcosθ=
F,C正确.
答案 C
6.
如图所示,质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面,m2在空中),力F与水平方向成θ角.则关于m1所受支持力N和摩擦力f下列说法正确的是( )
A.N=m1g+m2g-Fsinθ
B.N=m1g+m2g-Fcosθ
C.f=Fcosθ
D.f=Fsinθ
解析 将m1、m2、弹簧看成整体,受力分析如图所示.根据平衡条件得:
f=Fcosθ,N+Fsinθ=(m1+m2)g,N=(m1+m2)g-Fsinθ.故A、C正确.
答案 AC
7.如图所示,超市中的购物小车放在光滑斜面上,因被竖直放置的挡板挡住而静止,若小车总重为G,斜面倾角为30°,则挡板受到小车的挤压力等于( )
A.GB.
C.
GD.
G
解析
对小车进行受力分析有,小车受到重力、斜面的支持力和挡板的弹力作用而保持平衡状态,由图知,tanθ=
,F=Gtanθ=
G,再由牛顿第三定律知:
挡板受到小车的挤压力F′=F=
G,故D正确.
答案 D
8.
如图所示,在斜面上放两个光滑球A和B,两球的质量均为m,它们的半径分别是R和r,球A左侧有一垂直于斜面的挡板,两球沿斜面排列并处于静止,以下说法正确的是( )
A.斜面倾角θ一定,R>r时,R越大,r越小,B对斜面的压力越小
B.斜面倾角θ一定,R=r时,两球之间的弹力最小
C.斜面倾角θ一定时,A球对挡板的压力一定
D.半径确定时,随着斜面倾角θ逐渐增大,A受到挡板作用力先增大后减小
解析
对B受力分析,其受到竖直向下的重力G、垂直于斜面向上的支持力N和A对其施加的沿两球球心连线方向上的弹力T,三力平衡,作出力的矢量三角形,如图所示,当斜面倾角θ一定时,半径R=r时,T沿斜面方向,并且T垂直于N,此时T最小,选项B正确;R>r时,R越大,r越小,T与斜面方向的夹角变大,如图中带箭头的虚线所示,N和T均越大,根据牛顿第三定律,B对斜面的压力越大,选项A错误;对两球组成的系统受力分析,并根据平衡条件易知,选项C正确,D错误.
答案 BC
9.如图所示,光滑斜面的倾角为30°轻绳通过两个滑轮与A相连,轻绳的另一端固定于天花板上,不计轻绳与滑轮的摩擦.物块A的质量为m不计滑轮的质量,挂上物块B后,当滑轮两边轻绳的夹角为90°时,A、B恰能保持静止,则物块B的质量为( )
A.
mB.
m
C.mD.2m
解析 由A的受力平衡可知,绳的拉力大小为F=mgsin30°,由B的受力平衡得
F=mBg,两式联立可得mB=
m,选项A正确.
答案 A
10.
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,另一根绳一端系在O点,另一端系在以O点为圆心的圆弧形墙壁上的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θ不变),OC绳所受拉力的大小变化情况是( )
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 受力分析如图,做出杆OA的支持力FA与OC绳的拉力FC的合力,其大小等于物体的重力G,由图可知,OC绳的拉力大小先减小后增大,选项C正确.
答案 C
二、非选择题
11.
如图所示,一球A夹在竖直墙与三角劈B的斜面之间,三角劈的重力为G,劈的底部与水平地面间的动摩擦因数为μ,劈的斜面与竖直墙面是光滑的.问:
欲使三角劈静止不动,球的重力不能超过多大?
(设劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
解析 球A与三角形劈B的受力情况如图(甲)、(乙)所示,球A在竖直方向的平衡方程为:
GA=FNsin45°①
三角形劈的平衡方程为:
Ffm=FN′sin45°②
FNB=G+FN′cos45°③
另有Ffm=μFNB④
由②③④式可得:
F′N=
而FN=F′N,
代入①式可得:
GA=
G.
答案
G
12.
有些人员,如电梯修理员、牵引专家等,常需要知道绳(或金属线)中的张力T,可又不便到绳(或线)的自由端去测量.现某家公司制造了一种夹在绳上的仪表(图中B、C为该夹子的横截面).测量时,只要如图示那样用一硬杆竖直向上作用在绳上的某点A,使绳产生一个微小偏移量a,借助仪表很容易测出这时绳对硬杆的压力F.现测得该微小偏移量为a=12mm,BC间的距离为2L=250mm,绳对硬杆的压力为F=300N,试求绳中的张力T.
解析 对A点受力分析,如图所示,由平衡条件得:
F=2Tsinα
当α很小时,sinα≈tanα
由几何关系得:
tanα=
解得:
T=
,代入数据解得T=1.6×103N.
13.
两个相同的小球A和B,质量均为m,用长度相同的两根细线把A、B两球悬挂在水平天花板上的同一点O,并用长度相同的细线连接A、B两小球,然后,用一水平方向的力F作用在小球A上,此时三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好处于竖直方向,如图所示.如果不考虑小球的大小,两小球均处于静止状态,则:
(1)OB绳对小球的拉力为多大?
(2)OA绳对小球的拉力为多大?
(3)作用力F为多大?
解析
(1)对B分析,可知AB绳中张力为0,有
mg-FTB=0
得FTB=mg.
(2)对球A,受力分析如图,有
FTAcos60°-mg=0
FTAsin60°-F=0,
得:
FTA=2mg.
(3)由以上各式可知:
F=
mg.
答案
(1)mg
(2)2mg
(3)
mg
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