2022高考物理一轮复习训练：第二章素养提升课（二）受力分析共点力的平衡（附解析）

(建议用时：20分钟)1．(2019·高考全国卷Ⅱ)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1500N，则物块的质量最大为　(　　)A．150kg　　　　　B．100kgC．200kgD．200kg解析：选A。设物块的质量最大为m，将物块的重力沿斜面方向和垂直于斜面方向分解，由平衡条件，在沿斜面方向有F＝mgsin30°＋μmgcos30°，解得m＝150kg，A正确。2．(多选)(2020·原创经典)如图所示，一个质量m＝0.4kg的小球穿在水平直杆上处于静止状态，现对小球施加一个5N的拉力F，F与杆的夹角为53°，小球与杆之间的动摩擦因数μ＝0.5，则(　　)A．小球受到2个力B．小球受到3个力C．若F＝10N，则小球受4个力D．若F＝10N，则小球受3个力解析：选AC。如图所示，在沿杆和垂直杆方向建立直角坐标系，F在y轴上分力Fy＝Fsin53°＝4N，F与重力在y轴上的合力刚好为0，所以杆与小球只接触不挤压，无弹力和摩擦力，A正确，B错误；当F＝10N时，Fy＝8N，它与重力沿杆方向的合力为4N，垂直于杆向上，此时杆对小球的弹力垂直于杆向下，且F在水平方向上有分力，因此杆对小球还有摩擦力，小球一共受四个力，C正确，D 错误。3．(2020·日照市4月模拟)如图所示，在水平桌面上叠放着物体a、b、c，三个物体均处于静止状态。下列说法正确的是(　　)A．c一定受到水平桌面施加的摩擦力B．b对a的作用力一定竖直向上C．c对b的摩擦力可能水平向右D．b对a的支持力与a受到的重力是一对作用力和反作用力解析：选B。对a、b、c整体分析，受重力和支持力，二力平衡，c不受地面的摩擦力，故A错误；对物体a受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件，b对a的作用力一定竖直向上，和a的重力平衡，故B正确；以a和b整体为研究对象，受到重力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件，c对b的静摩擦力平行于接触面向上，故C错误；b对a的支持力与a对b的压力是一对作用力和反作用力，两力的施力物体不同，受力物体不同，且两力的大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。而a受到的重力，受力物体还是a，且该力与b对a的支持力不在同一直线上，故D错误。4.手握轻杆，杆的另一端安装有一个轻质小滑轮C，支持着一根悬挂重物的绳子，如图所示。现保持滑轮C的位置不变，使杆向下转动一个角度，则杆对滑轮C的作用力将(　　)A．变大B．不变C．变小D．无法确定解析：选B。以小滑轮为研究对象，进行受力分析可知，小滑轮受到三个力的 作用：两绳的拉力和杆对小滑轮的作用力，小滑轮处于平衡状态。杆对滑轮C的作用力大小等于两绳的合力，由于两绳的合力不变，故杆对滑轮C的作用力不变。5．(2020·聊城市第二次等级考试模拟)如图所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定竖直放置的圆环上的A、B两点，O为圆心，O点下面悬挂一物体M，绳OA水平，拉力大小为F1，绳OB与绳OA成α＝120°，拉力大小为F2。将两绳同时缓慢顺时针转过60°，并保持两绳之间的夹角α始终不变，且物体始终保持静止在旋转过程中，下列说法正确的是(　　)A．F1逐渐增大B．F1先增大后减小C．F2先增大后减小D．F2先减小后增大解析：选A。对结点O受力分析，并合成三角形如图，根据图示可知顺时针转动前(实线)到转动后(虚线)过程中，F1一直增大，F2一直减小，A正确，B、C、D错误。6．(多选)(2020·效实中学高一期末)在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态。A、B点分别为物体A、B的圆心和球心，现对B加一竖直向下的力F,F的作用线通过球心，设B对墙的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的摩擦力为F3，地面对A的支持力为F4。若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，则在此过程中(　　)A．F1保持不变，F4保持不变B．F1缓慢增大，F4缓慢增大 C．F2缓慢增大，F3缓慢增大D．F2缓慢增大，F3保持不变解析：选BC。以B球为研究对象，将F与B的重力GB的合力按效果进行分解，如图甲，设BA连线与竖直方向夹角为α，由平衡条件得：B对墙的作用力：F1＝(F＋GB)tanα，当F增大时，F1缓慢增大；B对A的作用力：F2＝，F1缓慢增大，则F2缓慢增大；再以整体为研究对象，对整体受力分析如图乙，根据平衡条件，则有：地面对A的支持力F4＝GA＋GB＋F，F增大则F4缓慢增大；地面对A的摩擦力F3＝F1，由前面分析F1缓慢增大则F3缓慢增大。甲　　　　　　　　　　乙7.(多选)如图所示，一光滑球体静止于夹角为θ的支架ABC内，AB、BC与水平面的夹角都为α。现以B为旋转中心，在平行于纸面的平面内，让BC缓慢沿顺时针旋转，直至水平(AB不动)。设BC对球体的作用力大小为F，则整个过程中(　　)A．F可能一直减小B．F可能一直增大C．F可能先减小后增大D．F可能先增大后减小解析：选BC。对球受力分析，球受重力G和两个支持力，其中AB对球的支持力N方向不变，而BC对球的支持力F方向改变，根据平衡条件作图分析，三个力可以构成一个首尾相连的矢量三角形，如图所示，由于不知道角度α的具体 大小，支持力F可能是先减小后增大，也可能逐渐增大，B、C正确。8.如图所示，两块相互垂直的光滑挡板OP、OQ，OP竖直放置，小球a、b固定在轻弹簧的两端。水平力F作用于b时，a、b紧靠挡板处于静止状态。现保证b球不动，使挡板OP向右缓慢平移一小段距离，则(　　)A．弹簧变长B．弹簧变短C．力F变大D．b对地面的压力变大解析：选A。对a、b受力分析如图所示，a处于平衡状态，当OP向右平移后a再次平衡时，受到的支持力Na和弹簧弹力f都减小，故弹簧压缩量减小、长度变长，A正确，B错误；对a、b两球整体分析，平衡时由F＝Na，Nb＝Ga＋Gb，b球受到向左水平力减小，b对地面的压力等于两球重力之和保持不变，C、D错误。9.(2020·保定市二模)某位同学用筷子将均匀球夹起悬停在空中，如图所示，已知球心O与两根筷子在同一竖直面内，小球质量为m，筷子与竖直方向之间的夹角均为θ，筷子与小球表面间的动摩擦因数为μ(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，重力加速度为g。每根筷子对小球的压力至少为(　　) A．B．C．D．解析：选B。对小球受力分析2fcosθ＝mg＋2Nsinθf＝μN解得N＝。