【物理】2020届一轮复习人教版受力分析共点力的平衡作业 6页

‎2020届一轮复习人教版 受力分析 共点力的平衡 作业 ‎1.(受力分析)(2018·福建厦门第一次质检)如图所示,一个质量为m的滑块置于倾角为30°的固定粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端系在滑块上的Q点,直线PQ与斜面垂直,滑块保持静止。则(　　)‎ A.弹簧可能处于原长状态 B.斜面对滑块的摩擦力大小可能为零 C.斜面对滑块的支持力大小可能为零 D.滑块一定受到四个力作用 答案A 解析直线PQ与斜面垂直,滑块保持静止,滑块一定受摩擦力和支持力,弹簧的弹力可能为零,故A正确,BCD错误。‎ ‎2.(2015·山东卷)如图,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为(　　)‎ A. B. C. D.‎ 答案B 解析对滑块A,F=μ2(mA+mB)g;对滑块B:mBg=μ1F,以上两式联立得:,故B项正确。‎ ‎3.(物体的平衡)(2018·山东济宁一模)如图所示,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的作用力大小为(　　)‎ A.mg B.mg C.mg D.2mg 答案A 解析以A球为研究对象,受到重力、支持力、杆的弹力,根据平衡条件得杆对小球A的作用力大小为mg,A正确。‎ ‎4.(受力分析)如图所示,A、B、C三物块叠放并处于静止状态,水平地面光滑,其他接触面粗糙,以下受力分析正确的是(　　)‎ A.A与墙面间存在压力 B.A与墙面间存在静摩擦力 C.A物块共受3个力作用 D.B物块共受5个力作用 答案C 解析以三个物体组成的整体为研究对象,水平方向上地面光滑,地面对C没有摩擦力,根据平衡条件得,墙对A没有压力,因而也没有摩擦力。故A、B错误;A受到重力、B的支持力和摩擦力三个力作用。所以C正确;先对AB整体研究:水平方向上墙对A没有压力,则由平衡条件分析可以知道,C对B没有摩擦力。再对B分析:B受到重力、A的压力和摩擦力、C的支持力,共四个力作用。故D错误。‎ ‎5．(多选)如图甲所示，A为一截面为等腰三角形的斜劈，其质量为M，两个底角均为30°。两个完全相同、质量均为m的小物块p和q恰好能沿两斜面匀速下滑。现在若对两物块同时施加一平行于侧面的恒力F1、F2，且F1>F2，如图乙所示，则在p和q下滑的过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A．斜劈A仍旧保持静止，且不受到地面的摩擦力作用 B．斜劈A仍旧保持静止，且受到地面向右的摩擦力作用 C．斜劈A仍旧保持静止，对地面的压力大小为(M＋m)g D．斜劈A仍旧保持静止，对地面的压力大小大于(M＋m)g 解析：选AD　起初两物块沿斜面匀速下滑，p、q及斜劈组成的整体处于平衡状态，则水平方向斜劈不受地面的静摩擦力作用，施加恒力F1、F2后，斜劈受力情况不变，即A依然不受地面的摩擦力作用，且A对地面的压力大小仍为(M＋2m)g，大于(M＋m)g，故选项A、D正确。‎ ‎[B级——保分题目练通抓牢]‎ ‎6．(2019·长沙调研)如图所示，质量为m(可视为质点)的小球P，用两根轻绳OP和O′P与小球拴接后再分别系于竖直墙上相距0.4 m的O、O′两点上，绳OP长0.5 m，绳O′P长0.3 m，今在小球上施加一方向与水平方向成θ＝37° 角的拉力F，将小球缓慢拉起，绳O′P刚拉直时，OP绳拉力为T1，绳OP刚松弛时，O′P绳拉力为T2，则为(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(　　)‎ A．3∶4 B．4∶3‎ C．3∶5 D．4∶5‎ 解析：选C　O′P绳刚拉直时，OP绳拉力为T1，此时O′P绳拉力为零，小球受力如图甲所示。‎ 根据几何关系可得sin α＝＝，可得α＝53°，则α＋θ＝90°； 根据共点力的平衡条件可得T1＝mgsin α；OP 绳刚松弛时，O′P绳的拉力为T2，此时OP绳拉力为零，小球受力如图乙所示，根据共点力的平衡条件可得T2＝mgtan α，由此可得＝＝，故C正确，A、B、D错误。‎ ‎7.(多选)如图所示为内壁光滑的半球形凹槽M，O为球心，∠AOB＝60°，OA水平，小物块在与水平方向成45°角的斜向上的推力F作用下静止于B处。在将推力F沿逆时针缓慢转到水平方向的过程中装置始终静止，则(　　)‎ A．M槽对小物块的支持力逐渐减小 B．M槽对小物块的支持力逐渐增大 C．推力F先减小后增大 D．推力F逐渐增大 解析：选BC　以小物块为研究对象，分析受力情况，如图所示，物块受到重力G、支持力FN和推力F三个力作用，根据平衡条件可知，FN与F的合力与G大小相等，方向相反。将推力F沿逆时针缓慢转到水平方向的过程中(F由位置1→3)，根据作图可知，M槽对小物块的支持力FN逐渐增大，推力F先减小后增大，当F与FN垂直时，F最小。故A、D错误，B、C正确。‎ ‎8．(多选)如图所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定圆环上的A、B两点，O点下面悬挂一物体M，绳OA水平，拉力大小为F1，绳OB与OA夹角α＝120°，拉力大小为F2，将两绳同时缓慢顺时针转过75°，并保持两绳之间的夹角α始终不变，且物体始终保持静止状态。则在旋转过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A．F1逐渐增大 B．F1先增大后减小 C．F2逐渐减小 D．F2先增大后减小 解析：选BC　设两绳转动过程中，绳OA与水平方向的夹角为θ ‎，以O点为研究对象，受力分析如图所示，因为两绳是缓慢移动的，所以O点始终处于平衡状态，由平衡条件得F1cos θ＝F2cos(60°－θ)，F1sin θ＋F2sin(60°－θ)＝Mg，由以上两式解得F1＝，F2＝。当θ<60°时，θ增大，F1增大，F2减小；当60°≤θ≤75°时，θ增大，F1减小，F2减小。因此，在两绳旋转的过程中，F1先增大后减小，F2逐渐减小，选项B、C正确。‎ ‎9．(多选)甲、乙两建筑工人用简单机械装置将工件从地面提升并运送到楼顶。如图所示，设当重物提升到一定高度后，两工人保持位置不动，甲通过缓慢释放手中的绳子，使乙能够用一始终水平的轻绳将工件缓慢向左拉动，最后将工件运送至乙所在位置，完成工件的运送。绳的重力及滑轮的摩擦不计，滑轮大小忽略不计，则在工件向左移动过程中(　　)‎ A．甲手中绳子上的拉力不断减小 B．楼顶对甲的支持力不断增大 C．楼顶对甲的摩擦力大于对乙的摩擦力 D．乙手中绳子上的拉力不断增大 解析：选CD　设与结点和滑轮相连的一段绳子与竖直方向的夹角为θ，工件重力为mg，对结点受力分析如图所示，可得甲手中绳子拉力T1＝，乙手中绳子拉力T2＝mgtan θ，工件向左移动过程中，θ逐渐增大，可知T1逐渐增大，T2也逐渐增大，A错误，D正确。甲手中绳子与水平方向夹角不变，可知T1竖直向上的分力逐渐增大，由平衡条件可知楼顶对甲的支持力不断减小，B错误。分别对甲、乙水平方向的受力进行分析，可得楼顶对甲的摩擦力f1＝T1sin φ，φ为甲手中绳子与竖直方向的夹角，楼顶对乙的摩擦力f2＝T2，分析可知，始终有φ>θ，则f1＝>f2＝，C正确。‎ ‎10. (2019·昆明模拟)如图所示，质量M＝2 kg的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量m＝1 kg的小球相连。今用跟水平方向成60°角的力F＝10 N拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m的相对位置保持不变，g＝10 m/s2。在运动过程中，求：‎ ‎(1)轻绳与水平方向的夹角θ；‎ ‎(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数μ。‎ 解析：(1)小球的受力如图甲所示，由平衡条件得 水平方向：Fcos 60°－FTcos θ＝0‎ 竖直方向：Fsin 60°－FTsin θ－mg＝0‎ 解得θ＝30°。‎ ‎(2)将木块、小球看做整体，受力如图乙所示，由平衡条件得 水平方向：Fcos 60°－μFN＝0‎ 竖直方向：FN＋Fsin 60°－Mg－mg＝0‎ 解得μ＝。‎ 答案：(1)30°　(2) ‎[C级——难度题目适情选做]‎ ‎11.如图所示，三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2L，现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为(　　)‎ A．mg B.mg C.mg D.mg 解析：选C　由题图可知，要使CD水平，各绳均应绷紧，则AC与水平方向的夹角为60°；结点C受力平衡，受力分析如图所示，则CD绳的拉力FT＝mgtan 30°＝mg；D点受绳子拉力大小等于FT，方向向左；要使CD水平，D点两绳的拉力与外界的力的合力为零，则绳子对D点的拉力可分解为沿BD绳的分力F1，及另一分力F2，由几何关系可知，当力F2与BD垂直时，F2最小，而F2的大小即为拉力的大小；故最小力F＝FTsin 60°＝mg。故C正确。‎ ‎12. (2019·潍坊模拟)如图所示，风筝借助于均匀的风和牵线对其作用，才得以在空中处于平衡状态。图中所示风筝质量为400‎ ‎ g，某时刻风筝平面与水平面的夹角为30°，主线对风筝的拉力与风筝平面成53°角。已知风对风筝的作用力与风筝平面相垂直，g取10 m/s2。‎ ‎(1)求此时风对风筝的作用力的大小和线对风筝的拉力大小；‎ ‎(2)若拉着风筝匀速运动时，主线与水平面成53°角保持不变，这时拉主线的力为10 N，则风对风筝的作用力为多大？风筝平面与水平面的夹角为多大？‎ 解析：(1)风筝平衡时共受到三个力的作用，即重力mg、风对它的作用力F和主线对它的拉力T(如图所示)，以风筝平面方向为x轴，F方向为y轴，建立一个坐标系，将重力和拉力T正交分解，‎ 在x轴方向：mgsin 30°－Tcos 53°＝0‎ 在y轴方向：F＝Tsin 53°＋mgcos 30°‎ 联立两式，解得T＝3.33 N，F＝6.13 N。‎ ‎(2)同理以水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立坐标系。‎ 设风对风筝的作用力水平分力为Fx，竖直分力为Fy，由平衡条件，知 Fx＝T′cos 53°＝10×0.6 N＝6 N Fy＝T′sin 53°＋G＝10×0.8 N＋4 N＝12 N F＝＝13.4 N 风筝平面与水平面的夹角θ满足 tan θ＝＝ θ＝arctan 。‎ 答案：(1)6.13 N　3.33 N　(2)13.4 N　arctan