第07讲 受力分析 共点力的平衡（练）-2019年高考物理一轮复习讲练测 12页

‎ ‎ 第07讲 受力分析 共点力的平衡——练 ‎1．三段材质完全相同且不可伸长的细绳OA、OB、OC，它们共同悬挂一重物，如图所示，其中OB水平，A端、B端固定。若逐渐增加C端所挂重物的质量，则最先断的绳（ ）‎ A. 必定是OA B. 必定是OB C. 必定是OC D. 可能是OB，也可能是OC ‎【答案】 A ‎【解析】以结点O为研究，在绳子均不被拉断时受力图如图。‎ 点睛：本题首先要选择研究对象：结点O；其次关键是作好力图，就能直观比较三个绳子拉力的大小．‎ ‎2．如图所示，MON为张角为90°的V型光滑支架，小球静止于支架内部，初始时刻支架的NO边处于竖直方向，将支架绕O点顺时针缓慢转动90°的过程中，NO板对小球弹力变化情况为(　　)‎ A. 一直增大 B. 一直减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大 ‎【答案】 A ‎【解析】以小球为研究对象，分析受力，小球开始受到重力G、挡板OM对小球的弹力，在挡板开始以O点为轴顺时针缓慢转动90°的过程中，小球的合力为零，保持不变，根据平衡条件得知，挡板ON对小球的弹力逐渐增大，三种典型受力情况如图所示： ‎ 故A正确，BCD错误。‎ ‎3．如图所示，在竖直的墙面上用铰链固定一可绕O点自由转动的轻杆，一定长度的轻绳系在轻杆的A、C两点，动滑轮跨过轻绳悬吊一定质量的物块。开始时轻杆位于水平方向，轻绳对A、C两点的拉力大小分别用、表示。则下列说法正确的是 A. 当轻杆处于水平方向时 ‎ B. 若将轻杆沿顺时针方向转过一个小角度，则增大、增大 C. 若将轻杆沿逆时针方向转过一个小角度，则增大、增大 D. 无论将轻杆怎样转动，则、均减小 ‎【答案】 D ‎4．（多选）如图所示,一带电小球B用绝缘轻质细线悬挂于O点。带电小球A与带电小球B处于同一水平线上,小球B平衡时细线与竖直方向成θ角(θ<45°)。现在同一竖直面内缓慢向下(不是竖直向下)移动带电小球A,使带电小球B能够保持在原位置不动。直到小球A移移动到小球B位置的正下方。则带电小球A、B对于此过程,下列说法正确的是 A. 小球球A、B间的距离越来越小 B. 小球B受到的库仓力先减小后增大 C. 轻质细线的拉力一直在减小 D. 轻质细线的拉力不可能减小为零 ‎【答案】 BC ‎5．如图所示，B和C两个小球均重为G，用轻绳悬挂而分别静止于图示位置上，试求：‎ ‎(1)AB和CD两根细绳的拉力分别为多大？‎ ‎(2)绳BC与竖直方向的夹角θ是多少？‎ ‎【答案】 (1) G ， G ； (2)60°；‎ ‎【解析】【分析】以两个小球整体为研究对象，受力分析，根据平衡条件求出AB和CD两根细线的拉力；隔离C球受力分析，正交分解，根据平衡条件类方程求解；‎ ‎(1)对B、C两球整体受力分析 正交分解得 联立解得θ＝60°‎ ‎1．如图所示，a、b两细绳一端系着质量为m的小球，另一端系在竖直放置的圆环上，开始时绳b水平。设绳a、b对小球作用力的合力大小为F合。现将圆环在竖直平面内逆时针极其缓慢地向左滚动90°，在此过程中（ ）‎ A. F合始终增大 B. F合保持不变 C. F合先增大后减小 D. F合先减小后增大 ‎【答案】 B ‎【解析】将圆环在竖直平面内逆时针极其缓慢地向左滚动90°的过程中，两根细绳一直处于拉直状态，小球相对于圆的位置不变，所以一直处于平衡状态，绳a、b对小球作用力的合力大小与小球的重力平衡，保持不变，B正确、ACD错误。故选B。‎ 点睛：本题主要是考查了共点力的平衡问题，弄清楚圆环转动过程中细绳和小球所处的状态是解答本题的关键；知道三力平衡时任意两个力的合力与第三个力等大反向．‎ ‎2．如图所示，高处有一固定的光滑半球形容器，底部有一小孔，用一细轻杆通过小孔将内壁的一个光滑小球缓慢地沿内壁向上推，则在推的过程中下列说法正确的是（ ）‎ A. 杆对球的作用力越来越小 B. 杆对球的作用力大小不变 C. 容器壁对球的作用力大小不变 D. 容器壁对球的作用力越来越小 ‎【答案】 C 点晴：解决本题关键理解在小球向上运动过程中，小球受三个力作用，其中重力恒定，杆的弹力方向变化，内壁对小球的弹力方向也变化，所以利用相似三角形处理。‎ ‎3．图示为某城市雕塑的一部分。将光滑的球搁置在竖直的高挡板AB与竖直的矮挡板CD之间，由于长时间作用，CD挡板的C端略向右偏过一些，C与AB挡板的距离始终小于球的直径，则与C端未偏时相比 A. AB挡板的支持力变大，C端的支持力变大 B. AB挡板的支持力变大，C端的支持力变小 C. AB挡板的支持力变小，C端的支持力变大 D. AB挡板的支持力变小，C端的支持力变小 ‎【答案】 A ‎【解析】以小球为研究对象，受到重力、AB挡板的支持力，C的支持力，如图所示；‎ ‎4．（多选）如图所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，两根相同的光滑细钉（大小不计）垂直斜面对称固定在斜面底边中垂线的两侧，相距l，将一遵循胡克定律、劲度系数为k的轻质弹性绳套套在两个细钉上时，弹性绳恰好处于自然伸长状态．现将一物块通过光滑轻质挂钩挂在绳上并置于斜面上的A位置，物块在沿斜面向下的外力作用下才能缓慢沿向下移动．当物块运动至B位置时撤去外力，物块处于静止状态。已知，轻绳始终与斜面平行，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法中正确的是 A. 在移动物块的过程中，斜面对物体的作用力保持不变 B. 物块到达B位置时，弹性绳的张力大小为 C. 撤去外力后，物块在B位置受到的摩擦力可能大于 D. 物体从A位置到达B位置的过程中，物块与弹性绳系统机械能守恒 ‎【答案】 AC ‎【点睛】该题考查物体的动态平衡问题，其中摩擦力是变力，而且方向也可能会发生变化是题目的关键的地方，也是容易错误的地方，要多注意．‎ ‎5．半径为R的光滑圆环固定在竖直面内，在圆环上圆心正下方的位置固定一轻质弹簧，弹簧另一端与一空心小球相连，小球套在圆环上处于静止状态。已知此时弹簧长度为R，小球质量为m，重力加速度为g，求弹簧的弹力。‎ ‎【答案】 ，方向沿弹簧向外 ‎【解析】由弹簧长度为R,可知弹簧和竖直方间夹角为，假设弹簧处于拉伸状态，‎ 小球受力如图甲所示 显然小球不能平衡,所以弹簧处于压缩状态,小球受力如图乙所示 ‎1．【2017·天津卷】如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是 A．绳的右端上移到，绳子拉力不变 B．将杆N向右移一些，绳子拉力变大 C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小 D．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移 ‎【答案】AB ‎【考点定位】受力分析，共点力的平衡 ‎【名师点睛】本题是力的动态平衡的典型模型，学生并不陌生，关键要判断出绳子和竖直方向的夹角只与绳长和两杆间的距离有关。‎ ‎2．【2017·新课标Ⅰ卷】如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N。初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为（）。现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中 A．MN上的张力逐渐增大 B．MN上的张力先增大后减小 C．OM上的张力逐渐增大 D．OM上的张力先增大后减小 ‎【答案】AD ‎【解析】以重物为研究对象，受重力mg，OM绳上拉力F2，MN上拉力F1，由题意知，三个力合力始终为零，矢量三角形如图所示，在F2转至水平的过程中，MN上的张力F1逐渐增大，OM上的张力F2先增大后减小，所以AD正确，BC错误。‎ ‎【考点定位】共点力的平衡、动态平衡 ‎【名师点睛】本题考查动态平衡，注意重物受三个力中只有重力恒定不变，且要求OM、MN两力的夹角不变，两力的大小、方向都在变。三力合力为零，能构成封闭的三角形，再借助圆，同一圆弧对应圆周角不变，难度较大。‎ ‎3．【2016·全国新课标Ⅲ卷】如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为 A． B． C．m D．2m ‎【答案】C ‎【考点定位】考查了共点力平衡条件的应用 ‎【方法技巧】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解。‎ ‎4．【2016·全国新课标Ⅱ卷】质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示。用T 表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中 A．F逐渐变大，T逐渐变大 B．F逐渐变大，T逐渐变小 C．F逐渐变小，T逐渐变大 　 D．F逐渐变小，T逐渐变小 ‎【答案】A ‎【解析】对结点O受力分析，重力的大小和方向均不变，水平拉力F的方向不变，绳拉力在转动，满足三力平衡的动态平衡，如图所示：‎ O mg F 可得，水平拉力F逐渐增大，绳的拉力逐渐增大，故选A。‎ ‎【考点定位】动态平衡的图解法 ‎【名师点睛】此题是物体的平衡问题，考查平行四边形定则的应用；图解法是最简单快捷的方法，注意搞清各个力的大小及方向变化的特点，变换平行四边形即可。此题还可以列方程讨论。‎ ‎5．【2016·全国新课标Ⅰ卷】如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO'悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态。若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则 A．绳OO'的张力也在一定范围内变化 B．物块b所受到的支持力也在一定范围内变化 C．连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化 D．物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 ‎【答案】BD ‎【考点定位】共点力作用下物体的平衡、力的动态分析 ‎【名师点睛】本题主要考查共点力作用下物体的平衡、力的动态分析。当有多个物体相互作用而平衡时，应注意灵活选择研究对象，可以让题目变得更简洁明晰，此题的难点是对选项A的判断。‎ ‎ ‎