【全程复习】2022届高考物理第一轮复习方略 2.3受力分析 共点力的平衡课时提能演练（含解析） 新人教版

《全程复习》2022届高考物理全程复习方略（人教版-第一轮）课时提能演练（含详细解析）2.3受力分析共点力的平衡(40分钟100分)一、选择题(本题共8小题，每题9分，至少一个答案正确，选不全得5分，共72分)1.(2022·海南高考)如图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力()A.等于零B.不为零，方向向右C.不为零，方向向左D.不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右2.如图所示，重50N的物体A放在倾角为37°的粗糙斜面上，有一根原长为10cm，劲度系数为800N/m的弹簧，其一端固定在斜面顶端，另一端连接物体A后，弹簧长度为14cm，现用一测力计沿斜面向下拉物体，若物体与斜面间的最大静摩擦力为20N，当弹簧的长度仍为14cm时，测力计的读数不可能为()A.10NB.20NC.40ND.0N3.(2022·洛阳模拟)如图所示，质量为m的物体在与斜面平行向上的拉力F作用下，沿着水平地面上质量为M的粗糙斜面匀速上滑，在此过程中斜面保持静止，则地面对斜面()A.无摩擦力B.支持力等于(m+M)gC.支持力为(M+m)g-FsinθD.有水平向左的摩擦力，大小为Fcosθ4.(2022·广州模拟)如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点.设滑块所受支持力为FN,OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是()8\nA.B.F=mgtanθC.D.FN=mgtanθ5.(2022·郑州模拟)如图所示，重20N的物体放在粗糙水平面上，用F=8N的力斜向下推物体，F与水平面成30°角，物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,物体与水平面间的最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力，则()A.地面对物体的支持力为24NB.物体所受的摩擦力为12NC.物体所受的合力为5ND.物体所受的合力为零6.2022年7月我国“蛟龙”号载人潜水器下潜记录再创新高,成功实现下潜5km深度.设潜水器在下潜或上升过程中只受重力、海水浮力和海水阻力作用，其中,海水浮力F始终不变,所受海水阻力仅与潜水器速率有关.已知当潜水器的总质量为M时恰好匀速下降,若使潜水器以同样速率匀速上升,则需要从潜水器储水箱向外排出水的质量为(重力加速度为g)()A.B.C.D.7.(2022·江苏高考)如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为()A.B.8\nC.D.8.如图所示，用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上的球，当细绳由水平方向缓慢向上偏移至竖直方向的过程中，细绳上的拉力将()A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大二、计算题(本大题共2小题，共28分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)9.(14分)如图所示，两个质量均为m的小环套在一水平放置的粗糙长杆上，两根长度均为l的轻绳一端系在小环上，另一端系在质量为M的木块上，两个小环之间的距离也为l，小环保持静止.试求：(1)小环对杆的压力；(2)小环与杆之间的动摩擦因数μ至少为多大？10.(14分)如图所示，在倾角为θ的粗糙斜面上，有一个质量为m的物体被水平力F推着静止于斜面上，已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ，且μ＜tanθ，若物体恰好不下滑，则推力F为多少？若物体恰好不上滑，则推力F为多少？(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)答案解析1.【解析】选A.以斜劈和物块整体为研究对象，整个系统处于平衡状态，合外力为零.所以地面对斜劈没有水平方向的摩擦力的作用，故A正确.【变式备选】如图所示，一倾角为α8\n的斜面体置于固定在光滑水平地面上的物体A、B之间，斜面体恰好与物体A、B接触，一质量为m的物体C恰能沿斜面匀速下滑，此时斜面体与A、B均无作用力，若用平行于斜面的力F沿斜面向下推物体C，使其加速下滑，则下列关于斜面体与物体A、B间的作用力的说法正确的是()A.对物体A、B均无作用力B.对物体A有向左的压力，大小为FcosαC.对物体B有向右的压力，大小为mgcosαsinαD.对物体A有向左的压力，大小为mgcosαsinα【解析】选A.物体C恰能沿斜面匀速下滑，则C与斜面间的滑动摩擦力，用力F推物体C使其加速运动，C与斜面间的滑动摩擦力不变；以斜面为研究对象，C对斜面的压力在水平方向向右的分力为F1=mgcosαsinα，C对斜面的摩擦力在水平方向向左的分力为F2=mgsinαcosα，则F1=F2，说明斜面与地面间无摩擦力，斜面相对地面没有运动趋势，斜面对物体A、B均无作用力，故A正确.2.【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：(1)物体A所受的静摩擦力方向可能沿斜面向上或向下.(2)根据平衡条件列方程，求出拉力的范围.【解析】选C.A在斜面上处于静止状态时合外力为零，A在斜面上受五个力的作用，分别为重力、支持力、弹簧弹力、摩擦力、拉力F，当摩擦力的方向沿斜面向上时,，F≤22N，当摩擦力沿斜面向下时，F最小值为零，即拉力的取值范围为0≤F≤22N,故选C.3.【解析】选C、D.由于m沿着斜面匀速上滑，可把m和斜面看做整体.整体受力如图所示，根据平衡条件得，FN=(M+m)g-Fsinθ,Ff=Fcosθ,选项A、B错误,C、D正确.4.【解析】选A、C.小滑块受力如图所示，由平衡条件得，水平方向F-FNcosθ=0,竖直方向FNsinθ-mg=0,解得,故A、C正确，B、D错误.8\n5.【解析】选A、D.将F沿水平和竖直方向分解，则竖直方向FN=Fsin30°+G=24N,A正确；物体受到的最大静摩擦力,物体保持静止状态，物体所受的合力为零，C错误，D正确；由物体的平衡条件得摩擦力,B错误.6.【解析】选A.由于以同样速率匀速上升,则所受的阻力相等.设减少的质量为m,运动过程中受到的阻力为Ff.在匀速下降过程中:F+Ff=Mg;在上升过程中:F=(M-m)g+Ff.联立两式解得,A选项正确.7.【解析】选A.石块受力如图所示，由力的平衡条件可知2Fsinα=mg，所以有F=，A正确.8.【解析】选D.球的重力有两个效果，即拉细绳和压斜面，用图解法分析，作出力的分解图如图所示，由图可知，当细绳由水平方向逐渐向上偏移至竖直方向时，细绳上的拉力F2将先减小后增大，当F2和F1的方向垂直时，F2有极小值；而球对斜面的压力F1逐渐减小，故D正确.9.【解析】(1)对整体由平衡条件得：2FN-(M+2m)g=0(3分)8\n解得：(2分)由牛顿第三定律得，小环对杆的压力为：(1分)(2)对M由平衡条件得：2FTcos30°-Mg=0(3分)小环刚好不滑动，此时小环受到的静摩擦力达到最大值，则：FTsin30°-μFN′=0(3分)解得动摩擦因数μ至少为：(2分)答案：(1)(2)10.【解析】因为μ＜tanθ,则F=0时，物体不能静止在斜面上，当物体恰好不下滑时，受力如图甲所示：由平衡条件得：(2分)(2分)8\n又有：(2分)解得：(2分)当物体恰好不上滑时，受力如图乙所示：由平衡条件得：(2分)(1分)又有：(1分)解得：(2分)答案：【总结提升】平衡问题的分析技巧对于平衡类问题，应当首先分清是静态平衡还是动态平衡问题.(1)对于静态平衡问题，应当先分析物体的受力情况，根据平衡条件列出平衡方程，解方程对结果进行讨论.(2)对于动态平衡问题，应先分析物体的受力情况，结合具体情况采用相应的方法.8\n①如果物体所受的力较少，可以采用合成的方法.②如果物体受到三个力的作用而处于动态平衡，若其中的一个力大小、方向均不变，另外两个力的方向都发生变化，可以用力三角形与几何三角形相似的方法求解.③如果物体受到三个力的作用，其中一个力的大小、方向均不变，并且还有另一个力的方向不变，此时可用图解法分析，即可以通过画出多个平行四边形或三角形来分析力的变化，该法可以将动态问题静态化，抽象问题形象化，从而使问题易于分析求解.④如果物体受到多个力的作用，可以用正交分解的方法列方程求解.8