精选高考物理一轮复习习题第2章第4讲受力分析共点力的平衡word版含参考答案.docx

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精选高考物理一轮复习习题第2章第4讲受力分析共点力的平衡word版含参考答案

第4讲　受力分析　共点力的平衡

A组　基础题组

1.（2015江苏南通月考,6）（多选）如图所示,小车在斜向右上方的恒力作用下,沿水平地面做直线运动,由此可判断（　　）

A.若地面光滑,则小车一定受三个力作用

B.若地面粗糙,则小车可能受三个力作用

C.若小车做匀速运动,则小车一定受四个力作用

D.若小车做加速运动,则小车可能受三个力作用

2.（2015河北冀州12月调研,3）如图所示,物块A放在直角三角形斜面体B上面,B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁,初始时A、B静止,现用力F沿斜面向上推A,但A、B仍未动。

则施力F后,下列说法正确的是（　　）

A.A、B之间的摩擦力一定变大

B.B与墙面间的弹力可能不变

C.B与墙之间可能没有摩擦力

D.弹簧弹力一定不变

3.（2015山东济南一模,15）一串小灯笼（五只）彼此用轻绳连接,并悬挂在空中。

在稳定水平风力作用下发生倾斜,绳与竖直方向的夹角为30°,如图所示。

设每只灯笼的质量均为m。

则自上往下第一只灯笼对第二只灯笼的拉力大小为（　　）

A.2mgB.mgC.mgD.8mg

4.（2015吉林长春第二次质检,14）如图所示,小球a的质量为小球b质量的一半,分别与轻弹簧A、B和轻绳相连接并处于平衡状态。

轻弹簧A与竖直方向夹角为60°,轻弹簧A、B伸长量刚好相同,则下列说法中正确的是（　　）

A.轻弹簧A、B的劲度系数之比为3∶1

B.轻弹簧A、B的劲度系数之比为2∶1

C.轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力大小之比为2∶1

D.轻绳上拉力与轻弹簧B上拉力大小之比为1∶1

5.（2015河北唐山一模,16）一木箱放在水平地面上,木箱质量为m,用水平推力F即可使物体做匀速直线运动,现保持F大小不变,方向改为与水平方向成60°角斜向上拉物体,也能使它做匀速直线运动,如图所示。

则木箱与水平地面间的动摩擦因数为（　　）

A.B.C.D.

6.（2016湖北龙泉中学、宜昌一中10月联考）如图所示,水平固定且倾角为30°的光滑斜面上有两个质量均为m的小球A、B,它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接,现对B施加一水平向左的推力F使A、B均静止在斜面上,此时弹簧的长度为l,则弹簧原长和推力F的大小分别为（　　）

A.l+,mgB.l-,mg

C.l+,2mgD.l-,2mg

7.（2016云南玉溪一中期中）如图甲、乙所示,倾角为θ的斜面上放置一滑块M,在滑块M上放置一个质量为m的物块,M和m相对静止,一起沿斜面匀速下滑,下列说法正确的是（　　）

A.图甲中物块m受到摩擦力,方向水平向左

B.图乙中物块m受到摩擦力,方向与斜面平行向上

C.图甲中滑块M受到5个力

D.图乙中滑块M受到6个力

8.（2015宁夏银川一中月考,14）体育器材室里,篮球摆放在图示的球架上。

已知球架的宽度为d,每个篮球的质量为m、直径为D,则每个篮球对一侧球架的压力大小为（不计球与球架之间的摩擦）（　　）

A.mgB.

C.D.

9.（2015江苏南通一模,3）如图所示,在某工厂的仓库里,有三根截面半径均为r、质量均为m的金属圆柱A、B、C,A、B放在粗糙水平地面上,C放在A、B上面,不计金属圆柱之间的摩擦,A、B、C始终都处于静止状态。

当A、B两金属圆柱的间距变小时,下列说法中正确的是（　　）

A.B对地面的压力增大

B.地面对A的作用力的方向始终竖直向上

C.A、C间的弹力减小

D.地面对A的摩擦力增大

10.（2015湖南衡阳第一次联考,14）现场卸货历来是中国南极考察队的“硬仗”,需要利用卡特比勒车将重达25吨的货物卸载,如图所示,吊钩下有四根一样的绳索,且四根绳索呈对称分布,每根绳索与竖直方向的夹角均为30°,则每根绳索的拉力约为（　　）

A.9.0×104NB.7.0×104NC.5.0×104ND.3.0×104N

B组　提升题组

11.（2016黑龙江哈尔滨六中期中）如图所示,穿在一根光滑的固定杆上的小球A、B连接在一条跨过定滑轮的细绳两端,杆与水平面成θ角,不计所有摩擦,当两球静止时,OA段绳与杆的夹角为θ,OB段绳沿竖直方向,则下列说法正确的是（　　）

A.小球A可能受到2个力的作用

B.小球B可能受到3个力的作用

C.绳子对A的拉力大于对B的拉力

D.A、B的质量之比为1∶tanθ

12.（2016贵州遵义航天中学三模）如图①所示,高空滑索是一种勇敢者的运动项目。

如果一个人用轻绳通过轻质滑环悬吊在足够长的倾斜钢索上运动,在下滑过程中可能会出现如图②和如图③所示的两种情形,图②中轻绳与钢索垂直。

不计空气阻力,则下列说法不正确的是　（　　）

A.图②的情形中,人只能匀加速下滑

B.图②的情形中,钢索对轻环的支持力大小为mg/2

C.图③的情形中,钢索对轻环无摩擦力

D.图③的情形中,人匀速下滑

13.（2015江苏苏州二模,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.B.C.D.

14.（2015北京重点中学第一次月考）如图所示,质量为m的物体,放在一固定斜面上,当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑。

对物体施加一个水平向右的恒力F,物体可沿斜面匀速向上滑行。

试求:

（1）物体与斜面间的动摩擦因数;

（2）水平向右的恒力F的大小。

15.如图所示,质量为m1的物体甲通过3段轻绳悬挂,3段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲及人均处于静止状态。

（已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。

设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求:

（1）轻绳OA、OB受到的拉力是多大?

（2）人受到的摩擦力是多大?

方向如何?

（3）若人的质量m2=60kg,人与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,则欲使人在水平面上不滑动,物体甲的质量m1最大不能超过多少?

答案全解全析

A组　基础题组

1.CD　由于F的竖直分力可能等于重力,因此地面可能对小车无弹力作用,此时不论地面光滑还是粗糙小车均受两个力的作用;F的竖直分力可能小于重力,此时地面对小车有弹力作用,若地面粗糙,小车受摩擦力作用,此时小车共受四个力作用,选项A、B错误。

若小车匀速运动,那么水平方向所受摩擦力和F的水平分力平衡,这时一定受重力、恒力F、地面的弹力、摩擦力四个力作用,选项C正确。

若小车做加速运动,当地面光滑时,小车可能受重力和力F的作用,也可能受重力、力F、地面弹力作用,选项D正确。

2.D　最初A所受的静摩擦力沿斜面向上,施力F后,摩擦力可能变小,A错;由于弹簧的形变没有变化,所以弹簧的弹力一定不变;将A、B作为一整体分析,力F有水平向左的分力,所以B与墙面间的弹力由无变有,而力F有竖直向上的分力,所以B与墙之间有静摩擦力,故B、C错,D对。

3.

C　自上往下将第2到第5只灯笼为一整体作为研究对象,受力分析如图所示,则有

FTcos30°=4mg,得FT=mg

故选C。

4.A　设两弹簧的伸长量都为x,a的质量为m,则b的质量为2m,对小球b受力分析,如图甲所示,可得kBx=2mg;对小球a受力分析,如图乙所示,可得:

kBx+mg=kAxcos60°,解得:

kA=3kB,选项A正确,B错误;F=kAxsin60°=kAx=kBx,选项C、D错误。

5.C　水平拉木箱时,由平衡条件得:

F=μmg

斜向上拉木箱时,由平衡条件得:

Fcos60°=μ（mg-Fsin60°）

解得:

μ=,故选C。

6.B　以两小球及弹簧整体为研究对象,受力分析如图:

系统处于平衡状态,沿斜面方向有:

Fcos30°=2mgsin30°,以A为研究对象受力分析知,重力沿斜面方向的分力等于弹簧的弹力,kx=mgsin30°,又x=l-l0,解得F=mg,l0=l-,故选B。

7.B　图甲中物块m如果受到摩擦力,则其在水平方向上所受合力不为零,不能做匀速直线运动,所以图甲中的物块m不受摩擦力作用;图乙中物块m的重力沿斜面向下的分力和沿斜面向上的静摩擦力等大反向,故A错误、B正确。

甲中的滑块M受到重力,斜面的支持力,斜面给它的滑动摩擦力,物块m的压力,共4个力作用,而图乙中的滑块M受到重力,斜面的支持力,物块m的压力,斜面给它的滑动摩擦力,物块m给它的静摩擦力,共5个力作用,C、D错误。

8.C　画出篮球受力示意图,如图所示。

由平衡条件得FN=,cosθ==,解得FN=,故应选C。

9.C　将A、B、C作为一整体研究,则B对地面的压力始终等于,A选项错误;对A、C受力分析如图所示,A、C间的弹力大小N=NA=NC=,地面对A的摩擦力大小f=NCsinα=,当A、B两金属圆柱的间距变小时,α变小,N、f均变小,故C选项正确,D选项错误;地面对A的作用力是地面对A的支持力与地面对A的摩擦力的合力,故方向一定不是竖直向上的,B选项错误。

10.B　货物所受绳索拉力的合力等于货物的重力,根据对称性可知,每根绳索的拉力的竖直分力为Fcos30°=mg,解得:

F≈7.0×104N,B项正确。

B组　提升题组

11.D　小球A受到竖直向下的重力,绳子的拉力,要保持静止状态,则必受杆给的弹力,故受3个力作用;小球B受到竖直向下的重力,绳子竖直向上的拉力,要保持静止状态,两力应大小相等,即T'=mBg,则不受杆的弹力,故受2个力作用,两球受力图如图所示,由于同一条细绳上各处张力相等,所以有T=T'=mBg,根据正弦定理可得=,解得=,故D正确。

12.C　在图②中,人受到竖直向下的重力,轻绳斜向上的拉力,合力一定不为零,所以这种情况下人只能做匀加速运动,此时轻绳的拉力F=mgsin60°=mg,故钢索对轻环的支持力大小为,A、B正确;图③的情形中,人受重力和拉力,若合力不为零,合力与速度不共线,不可能做直线运动,故合力一定为零,人做匀速直线运动,则环也做匀速直线运动,合力为零,受轻绳的拉力、钢索的支持力和摩擦力,三力平衡,故C错误、D正确。

13.B　小球A、B受力如图所示,则对小球A:

mAg、T、N平移后组合成的力三角形与△OAO1相似,又OA长与圆柱底面圆的半径相等,∠AOO1=30°,所以T=mAg;对小球B有T'cos60°=mBg,T=T',所以A、B两球的质量之比为=,B对。

14.

答案　

（1）　

（2）mg

解析　

（1）斜面倾角为30°时,物体恰能匀速下滑,

满足mgsin30°=μmgcos30°

解得μ=

（2）设斜面倾角为α（α=30°）,物体受力情况如图,由匀速直线运动的条件有

Fcosα=mgsinα+Ff

FN=mgcosα+Fsinα

Ff=μFN

解得:

F=mg

15.

答案　

（1）m1g　m1g　

（2）m1g　方向水平向左

（3）24kg

解析　

（1）以结点O为研究对象,受力如图

将FOA沿水平方向和竖直方向分解,由平衡条件有

FOB=FOAsinθ

FOAcosθ=m1g

联立得FOA==m1g

FOB=m1gtanθ=m1g

故轻绳OA、OB受到的拉力大小分别为m1g、m1g

（2）人水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力,受力如图所示

由平衡条件得Ff=FOB',又FOB'=FOB,则Ff=m1g,方向水平向左。

（3）当甲的质量增大到人刚要滑动时,质量达到最大,此时人受到的静摩擦力达到最大值。

当人刚要滑动时,静摩擦力达到最大值Ffm=μm1mg

由平衡条件得FOBm=Ffm

又FOBm=g

解得m1m===24kg

即物体甲的质量m1最大不能超过24kg。