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2022版高考物理一轮复习第二章相互作用课后分级演练6受力分析共点力的平衡
2022版高考物理一轮复习第二章相互作用课后分级演练6受力分析共点力的平衡
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课后分级演练(六)受力分析共点力的平衡【A级——基础练】1.如图所示,在倾斜的滑杆上套一个质量为m的圆环,圆环通过轻绳拉着一个质量为M的物体,在圆环沿滑杆向下滑动的过程中,悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向.则( )A.环只受三个力作用B.环一定受四个力作用C.物体做匀加速运动D.悬绳对物体的拉力小于物体的重力解析:B 分析物体M可知,其受两个力作用,重力和轻绳拉力,因为悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向,故二力平衡,物体做匀速运动,C、D错误;再对环进行受力分析可知,环受重力、轻绳拉力、滑杆支持力和摩擦力,A错误,B正确.2.孔明灯相传是由三国时的诸葛孔明发明的.如图所示,有一盏质量为m的孔明灯升空后向着东北偏上方向沿直线匀速上升,则此时孔明灯所受空气的作用力的大小和方向是( )A.0 B.mg,竖直向上C.mg,东北偏上方向D.mg,东北偏上方向解析:B 本题考查物体的平衡,考查考生对平衡状态的理解.孔明灯做匀速直线运动,受重力和空气的作用力而平衡,空气的作用力与重力等大反向,选项B正确.3.目前,我市每个社区均已配备了公共体育健身器材.图示器材为一秋千,用两根等长轻绳将一座椅悬挂在竖直支架上等高的两点.由于长期使用,导致两根支架向内发生了稍小倾斜,如图中虚线所示,但两悬挂点仍等高.座椅静止时用F表示所受合力的大小,F1表示单根轻绳对座椅拉力的大小,与倾斜前相比( )8\nA.F不变,F1变小B.F不变,F1变大C.F变小,F1变小D.F变大,F1变大解析:A 由平衡条件可知两绳拉力的合力大小等于座椅的重力,所以F不变,两根支架向内发生了稍小倾斜,两绳夹角变小,所以两绳拉力变小,即F1变小.A正确.4.如图所示,放置在斜劈上的物块受到平行于斜面向上的力F的作用,整个装置保持静止.现在使力F增大,但整个装置仍保持静止,则下列说法正确的是( )A.物块对斜劈的压力可能增大B.物块受到的合外力可能增大C.地面对斜劈的摩擦力可能减小D.斜劈对物块的摩擦力可能减小解析:D 由于F平行于斜劈,现在使力F增大,物块对斜劈的压力不变,选项A错误;由于整个装置处于静止,物块受到的合外力不变,仍为0,选项B错误;把物块和斜劈看成整体,现在使力F增大,地面对斜劈的摩擦力增大,选项C错误;当F很小时,斜劈对物块的摩擦力沿斜劈向上,增大F,斜劈对物块的摩擦力可能减小,选项D正确.5.(2022·河北石家庄二中模拟)如图所示,弹簧秤、绳和滑轮的重力不计,摩擦力不计,物体重量都是G.在甲、乙、丙三种情况下,弹簧的读数分别是F1、F2、F3,则( )甲 乙 丙A.F3>F1=F2B.F3=F1>F2C.F1=F2=F3D.F1>F2=F3解析:B 题甲图:物体静止,弹簧的拉力F1=G.题乙图:以物体为研究对象,作出受力图如图甲.由平衡条件得F2=Gsin60°=mg.题丙图:以动滑轮为研究对象,受力如图乙.由几何知识得F3=mg.故F3=F1>F2,B正确.8\n甲 乙6.(2022·山东淄博模拟)如图所示,质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上,用轻绳拴住质量为m的小球B置于斜面上,轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上,不计小球与斜面间的摩擦,斜面体与墙不接触,整个系统处于静止状态.则( )A.水平面对斜面体没有摩擦力作用B.水平面对斜面体有向左的摩擦力作用C.斜面体对水平面的压力等于(M+m)gD.斜面体对水平面的压力小于(M+m)g解析:D 将斜面体A和小球B作为一个整体,由于受轻绳斜向上的拉力,因此地面对A有向右的摩擦力,A、B错误;同时斜面体对地面的压力小于(M+m)g,D正确,C错误.7.轻杆的一端安装有一个小滑轮P,用手握住杆的另一端支持着悬挂重物的绳子,如图所示,现保持滑轮的位置不变,使杆向下转动一个角度到虚线位置,则下列关于杆对滑轮P的作用力的判断正确的是( )A.变大B.不变C.变小D.无法确定解析:B 由于滑轮位置不变,细绳中的拉力不变,滑轮两侧细绳的夹角不变,由平衡条件可知,杆对滑轮P的作用力不变,选项B正确.8.质量为10kg的物体置于水平地面上,它与地面间的动摩擦因数μ=0.2.从t=0开始,物体以一定的初速度向右运动,同时受到一个水平向左的恒力F=10N的作用.则反映物体受到的摩擦力Ff随时间t变化的图象是下列图示中的(取水平向右为正方向,g取10m/s2)( )8\n解析:B 刚开始一段时间内,物体做减速运动,物体受到滑动摩擦力的作用Ff=-μmg=-20N;速度减为零后,因为水平拉力小于物体与地面间的最大静摩擦力,所以物体静止,此时物体受到的摩擦力是静摩擦力,根据物体的平衡条件可知,Ff=10N.综上分析,选项B正确.9.(多选)如图所示,形状和质量完全相同的两个圆柱体a、b靠在一起,表面光滑,重力为G,其中b的下半部刚好固定在水平面MN的下方,上边露出另一半,a静止在平面上.现过a的轴心施以水平作用力F,可缓慢地将a拉离平面一直滑到b的顶端,对该过程分析,则应有( )A.拉力F先增大后减小,最大值是GB.开始时拉力F最大为G,以后逐渐减小为0C.a、b间的压力开始最大为2G,以后逐渐减小到GD.a、b间的压力由0逐渐增大,最大为G解析:BC 要把a拉离平面,在开始时,平面MN对a球的支持力应为0,因此a球受力分析如图甲所示,则sinθ==,所以θ=30°,拉力F==G.当球a逐渐上升时,用图解法分析F的变化如图乙所示,在球a上升时,拉力F逐渐减小至0,在开始时,a、b间的压力FN==2G,以后逐渐减小至G,因此正确选项为B、C.甲 乙10.如图所示,光滑金属球的重力G=40N.它的左侧紧靠竖直的墙壁,右侧置于倾角θ=37°的斜面体上,已知斜面体处于水平地面上保持静止状态,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(1)墙壁对金属球的弹力大小;(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向.解析:8\n(1)金属球静止,则它受到三个力的作用而平衡(如图所示).由平衡条件可得墙壁对金属球的弹力为FN1=Gtan37°=40×N=30N.(2)斜面体对金属球的弹力为FN2==50N,由斜面体平衡可知地面对斜面体的摩擦力大小为Ff=FN2sin37°=30N,摩擦力的方向水平向左.答案:(1)30N (2)30N 方向水平向左【B级——提升练】11.(2022·广东汕头二模)重力都为G的两个小球A和B用三段轻绳如图连接后悬挂在O点上,O、B间的绳子长度是A、B间的绳子长度的2倍,将一个拉力F作用到小球B上,使三段轻绳都伸直且O、A间和A、B间的两段绳子分别处于竖直和水平方向上,则拉力F的最小值为( )A.GB.GC.GD.G解析:A 对A球受力分析可知,因O、A间绳竖直,则A、B间绳上的拉力为0.对B球受力分析如图所示,则可知当F与O、B间绳垂直时F最小,Fmin=Gsinθ,其中sinθ==,则Fmin=G,故A项正确.8\n12.如图所示,质量不等的盒子A和物体B用细绳相连,跨过光滑的定滑轮,A置于倾角为θ的斜面上,与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ,B悬于斜面之外而处于静止状态.现向A中缓慢加入砂子,下列说法正确的是( )A.绳子拉力逐渐减小B.A对斜面的压力逐渐增大C.A所受的摩擦力一定逐渐增大D.A可能沿斜面下滑解析:B 本题考查共点力平衡条件的应用,意在考查考生的受力分析能力以及应用平衡条件解决问题的能力.当mAgsinθ>mBg时,对A受力分析,由平衡条件有mAgsinθ=Ff+mBg,随mA的增大,摩擦力不断增大;当mAgsinθ<mBg时,由平衡条件有mAgsinθ+Ff=mBg,随mA的增大,摩擦力不断减小,C错误;在垂直斜面方向上,始终有FN=mAgcosθ,因此随着砂子的不断加入,A对斜面的压力不断增大,B正确;由μ=tanθ可知,最大静摩擦力Ffmax=μmAgcosθ=mAgsinθ,比较以上两个平衡关系式可知,A所受静摩擦力始终小于最大静摩擦力,故A保持静止,D错误;此时绳子所受拉力等于B的重力,故拉力保持不变,A错误.13.如图所示,一只用绝缘材料制成的半径为R的半球形碗倒扣在水平面上,其内壁上有一质量为m的带正电小物块,在竖直向上的电场力F=2mg的作用下静止在距碗口R高度处.已知小物块与碗之间的动摩擦因数为μ,g为重力加速度,则碗对小物块的弹力与摩擦力的大小分别为( )A.0.8mg和0.6mgB.0.8mg和0.8μmgC.mg和μmgD.mg和0.6mg解析:A 对小物块受力分析如图所示,根据题意可知,弹力FN与竖直方向的夹角为θ,将所有的力正交分解可知FNcosθ+fsinθ+mg=F,FNsinθ=fcosθ,又sinθ=0.6,cosθ=0.8,联立解得FN=0.8mg,f=0.6mg,因此A正确,B、C、D错误.8\n14.如图所示,一固定的细直杆与水平面的夹角为α=15°,一个质量忽略不计的小轻环C套在细直杆上,一根轻质细线的两端分别固定于细直杆上的A、B两点,细线依次穿过甲环、C环和乙环,且甲环和乙环在C环的两侧.调节A、B间细线的长度,当系统处于静止状态时β=45°.不计一切摩擦.设甲环的质量为m1,乙环的质量为m2,则等于( )A.tan15°B.tan30°C.tan60°D.tan75°解析:C C环重力不计,故受C环两边细线的拉力的合力与杆垂直,由几何关系可知C环和乙环间细线与竖直方向的夹角为60°,C环和甲环间细线与竖直方向的夹角为30°.A点和甲环间细线与竖直方向的夹角也为30°,B点和乙环间细线与竖直方向的夹角为60°.根据平衡条件,对甲环有2Tcos30°=m1g;对乙环有2Tcos60°=m2g,故=tan60°,选项C正确.15.质量为M的木楔倾角为θ,在水平面上保持静止,当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时,它正好匀速下滑.如果用与木楔斜面成α角的力F拉着木块匀速上升,如图所示(已知木楔在整个过程中始终静止).(1)当α=θ时,拉力F有最小值,求此最小值;(2)当α=θ时,木楔对水平面的摩擦力是多大?解析:木块在木楔斜面上匀速向下运动时,有mgsinθ=μmgcosθ,即μ=tanθ.(1)木块在力F作用下沿斜面向上匀速运动,有8\nFcosα=mgsinθ+FfFsinα+FN=mgcosθFf=μFN解得F===则当α=θ时,F有最小值,为Fmin=mgsin2θ.(2)因为木块及木楔均处于平衡状态,整体受到地面的摩擦力等于F的水平分力,即Ff=Fcos(α+θ)当α=θ时,F取最小值mgsin2θ,Ffm=Fmincos2θ=mg·sin2θcos2θ=mgsin4θ.答案:(1)mgsin2θ (2)mgsin4θ8
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高考 - 一轮复习
发布时间:2022-08-25 14:43:23
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