【物理】2020届二轮复习选择题热点2　受力分析及共点力平衡问题作业（山西专用） 5页

热点2　受力分析及共点力平衡问题 热考题型 ‎　　高中常见的性质力有重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等,一定要明确各种力产生的原因、条件,要熟悉每种力的大小和方向的特征,按照“一重、二弹、三摩擦、四其他”的顺序对物体进行受力分析。‎ ‎　　利用整体法和隔离法解决物理问题是高考物理中常用的方法之一。一般来说,对于不要求讨论系统内部物体之间受力情况的,首先使用整体法,解题过程简明、快捷;如果要考虑系统内部各个物体之间的相互作用力,则必须使用隔离法。在实际应用中,整体法和隔离法往往交替使用。‎ 题型一　整体法和隔离法在共点力平衡中的应用 ‎1.如图所示,桌面上固定一个光滑竖直挡板,现将一个长方体物块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对桌面的压力越来越大 C.A对B的压力越来越小 D.推力F的大小恒定不变 答案　D　A受到重力、挡板的弹力和B的支持力三个力作用,B受到重力、A的压力、桌面的支持力和推力F四个力作用,故A项错误。当B向左缓慢移动时,B对A的支持力和挡板对A的弹力方向均不变,根据平衡条件可知,这两个力的大小也保持不变,则A对B的压力也保持不变;对整体受力分析如图所示,由平衡条件可知F=FN1,挡板对A的弹力FN1不变,‎ 则推力F不变;桌面对整体的支持力FN=G总,保持不变,则B对桌面的压力不变。综上可知,B、C项错误,D项正确。‎ 题型二　力的动态平衡分析 ‎2.如图所示,两小球A、B通过O点处光滑的小滑轮用细线相连,小球A置于光滑半圆柱上,小球B用水平线拉着系于竖直板上,两球均处于静止状态,已知O点在半圆柱截面圆心O1的正上方,OA与竖直方向成30°角,其长度与圆柱底面圆的半径相等,OA⊥OB,则A、B两球的质量之比为(　　)‎ A.‎2‎‎3‎ B.‎2‎‎3‎‎1‎ C.‎1‎‎2‎ D.‎‎3‎‎3‎ 答案　B　小球A、B受力如图所示,则对小球A有mAg、T、N组合成的力三角形与△OAO1相似,又因OA长与圆柱底面圆的半径相等,∠AOO1=30°,所以T=‎3‎‎3‎mAg;对小球B有T' cos 60°=mBg,T=T',所以A、B两球的质量之比为mAmB=‎2‎‎3‎‎1‎,B对。‎ 题型三　共点力平衡问题 ‎3.如图所示,小方块代表一些相同质量的钩码,图甲中O为轻绳之间连接的结点,图乙中光滑的轻质小滑轮跨在轻绳上悬挂钩码,两装置均处于静止状态。现将图甲中B 滑轮沿虚线稍稍上移一些,图乙中的端点B沿虚线稍稍上移一些(乙图中的绳长不变),则关于图中θ角和OB绳的张力F的变化,下列说法正确的是(　　)‎ A.甲、乙图中的θ角均增大,F均不变 B.甲、乙图中的θ角均不变,F均不变 C.甲图中θ角增大、乙图中θ角不变,张力F均不变 D.甲图中θ角减小、F不变,乙图中θ角增大、F减小 答案　B　甲图中,若将B滑轮沿虚线稍稍上移一些,O结点所受三个力大小不变,根据力的合成法则可知,夹角θ不变。乙图中,因是光滑的滑轮,且绳子中的张力大小相等,则OA、OB段绳中的力总是相等的,因此合力过OA、OB夹角的角平分线,将端点B稍上移,由于绳长不变,分析可知OA、OB夹角不变,则θ角不变,绳子中的张力大小F不变。故B项正确。‎ 跟踪集训　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　‎ ‎1.如图,两个弹簧的质量不计,劲度系数分别为k1、k2,它们一端固定在质量为m的物体上,另一端分别固定在Q、P处,当物体平衡时上面的弹簧处于原长。若把固定的物体换为质量为2m的物体(弹簧的长度不变,且均在弹性限度内),当物体再次平衡时,物体比第一次平衡时的位置下降了x,则x为(　　)‎ A.mgk‎1‎‎+‎k‎2‎ B.‎k‎1‎k‎2‎mg(k‎1‎+k‎2‎)‎ C.‎2mgk‎1‎‎+‎k‎2‎ D.‎k‎1‎k‎2‎‎2mg(k‎1‎+k‎2‎)‎ 答案　A　当固定物体的质量为m时,下方弹簧被压缩的长度为x1=mgk‎1‎;当固定物体的质量变为2m时,设物体下降的高度为x,则上方弹簧伸长的长度为x,下方弹簧被压缩的长度为x1+x,两弹簧对物体的弹力的合力等于2mg,由胡克定律和平衡条件得k2x+k1(x1+x)=2mg。联立解得x=mgk‎1‎‎+‎k‎2‎,故A项正确。‎ ‎2.如图所示,两个质量为m1的小球套在竖直放置的光滑支架上,支架的夹角为120°,用轻绳将两球与质量为m2的小球连接,绳与支架构成一个菱形,则m1∶m2为(　　)‎ A.1∶1 B.1∶2 C.1∶‎3‎ D.‎3‎∶2‎ 答案　A　将质量为m2的小球的重力按效果根据平行四边形定则进行分解,如图,由几何知识得T=m2g;对支架右侧的小球进行受力分析,由平衡条件得,在沿支架方向有:m1g sin 30°=T sin 30°,得T=m1g,可见m1∶m2=1∶1,故选A。‎ ‎3.(多选)如图所示,顶端装有定滑轮的粗糙斜面体(倾角为α)放在水平地面上,A、B两物体通过细绳跨过滑轮连接,整个装置处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)。现用水平力作用于物体A上,缓缓拉开一小角度,斜面体与物体B一直保持静止,此过程中(　　)‎ A.绳子对物体A的拉力一定变大 B.斜面体对物体B的摩擦力一定变大 C.地面对斜面体的弹力不变 D.地面对斜面体的摩擦力变大 答案　ACD　物体A受力如图,由平衡条件得F'cos θ=mAg,所以F'=mAgcosθ,随着θ的增大,F'增大,A项正确。物体B受重力、斜面体的支持力FN、绳子的拉力F″(等于F')和斜面体的摩擦力Ff(图中未画出)作用,当mBg sin α>F″时,摩擦力沿斜面向上,且随着F″的增大而减小;当mBg sin α