專練3  受力分析  共點力的平衡   1(2020?山東卷?8)如圖所示,一輕質光滑定滑輪固定在傾斜木板上,質量分別為m2m的物塊A、B,通過不可伸長的輕繩跨過滑輪連接,A、B間的接觸面和輕繩均與木板平行。AB間、B與木板間的動摩擦因數(shù)均為μ,設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。當木板與水平面的夾角為45°時,物塊A、B剛好要滑動,則μ的值為(  )A     B     C     D 2(2021·湖南卷·5)質量為M的凹槽靜止在水平地面上,內壁為半圓柱面,截面如圖所示,A為半圓的最低點,B為半圓水平直徑的端點。凹槽恰好與豎直墻面接觸,內有一質量為m的小滑塊。用推力F推動小滑塊由A點向B點緩慢移動,力F的方向始終沿圓弧的切線方向,在此過程中所有摩擦均可忽略,下列說法正確的是( ?。?/span>A. 推力F先增大后減小B. 凹槽對滑塊的支持力先減小后增大C. 墻面對凹槽的壓力先增大后減小D. 水平地面對凹槽的支持力先減小后增大     1(2021·浙江6·4)2021515日,天問一號著陸器在成功著陸火星表面的過程中,經(jīng)大氣層290 s的減速,速度從4.9×103 m/s減為4.6×102 m/s;打開降落傘后,經(jīng)過90 s速度進一步減為1.0×102 m/s;與降落傘分離,打開發(fā)動機減速后處于懸停狀態(tài);經(jīng)過對著陸點的探測后平穩(wěn)著陸。若打開降落傘至分離前的運動可視為豎直向下運動,則著陸器( ?。?/span>A.打開降落傘前,只受到氣體阻力的作用B.打開降落傘至分離前,受到的合力方向豎直向上C.打開降落傘至分離前,只受到浮力和氣體阻力的作用D.懸停狀態(tài)中,發(fā)動機噴火的反作用力與氣體阻力是平衡力2.如圖所示,一根粗糙的水平橫桿上套有A、B兩個輕環(huán),系在兩環(huán)上的等長細繩拴住的書本處于靜止狀態(tài),現(xiàn)將兩環(huán)距離變小后書本仍處于靜止狀態(tài),則(  )A.桿對A環(huán)的支持力變大BB環(huán)對桿的摩擦力變小C.桿對A環(huán)的力不變D.與B環(huán)相連的細繩對書本的拉力變大3.如圖所示,傾角為θ30°的斜面A置于水平面上,滑塊BC疊放在一起沿斜面勻速下滑,且始終保持相對靜止,斜面A靜止不動,B上表面傾斜,則B、C在斜面上運動時,下列說法正確的是(    )AB可能受三個力作用BA、B間的動摩擦因數(shù)μCA一定受四個力作用D.地面對A的支持力小于AB、C三者重力之和4如圖所示,一傾角為45°的斜面放置于粗糙的水平地面上,斜面上固定一個內側光滑的圓環(huán),圓環(huán)和斜面相切。將一小物塊放置于圓環(huán)內側切點位置,對小物塊施加沿圓環(huán)切線方向的拉力F,使小物塊緩慢沿圓環(huán)內側向上運動,直至拉力F豎直,整個過程斜面體靜止不動,則下列說法正確的是( ?。?/span>A拉力F先增大后減小B圓環(huán)對物塊的支持力先增大后減小C地面對斜面體的摩擦力一直減小D地面對斜面體的支持力先增大后減小5如圖甲、乙所示,一臺質量為36 kg的空調外機用兩個相同的三角形支架固定在豎直外墻上,若空調外機重心恰好在兩支架OO連線中點S的正上方。橫梁PO水平,斜梁QO跟橫梁PO的夾角為37°,已知sin 37°0.6cos 37°0.8,下列說法正確的是(  ?。?/span>A.橫梁對O點的作用力方向從P指向OB.斜梁對O點的作用力大小約為300 NC.空調外機對每個三角形支架的作用力大小約為360 ND.保持O點位置不變,斜梁加長,橫梁和斜梁對O點的作用力都變大6.如圖,傾角α60°的斜面體置于水平面上,在斜面體頂端固定一輕質小定滑輪,一根輕質細線跨過滑輪,一端與置于斜面上的質量為2m的物塊相連,另一端與質量為m的小球相連,與物塊相連的細線與斜面平行?,F(xiàn)用一拉力F拉小球(圖中未畫出),使與小球相連的細線偏離豎直方向θ30°,且拉力F最小,整個裝置保持靜止,重力加速度為g。則( ?。?/span>A.拉力F沿水平方向向右時,拉力F最小B.斜面對物塊的摩擦力大小為mg,方向沿斜面向下C.地面對斜面體的摩擦力大小為mg,方向水平向左D.細線上的拉力大小為mg7.如圖所示,通過輕繩和滑輪從礦井中提升重物,輕繩a左端固定在井壁的M點,另一端固定在光滑的滑環(huán)N上,輕繩b的下端系在輕滑環(huán)N上并繞過定滑輪,滑環(huán)N套在豎直桿上。在右側地面上拉動輕繩b,使重物緩慢上升的過程中,不計動滑輪的質量及與繩子間的摩擦,下列說法正確的是(  )A.桿對輕滑環(huán)的彈力不變B.繩b的拉力始終比繩a的大C.繩a的拉力變大D.繩b的拉力變大8(多選)如圖所示,重力均為G的兩小球用等長的細繩a、b懸掛在O點,兩小球之間用一根輕彈簧連接,兩小球均處于靜止狀態(tài),兩細繩ab與輕彈簧c恰構成一正三角形?,F(xiàn)用水平力F緩慢拉動右側小球,使細繩a最終豎直,并保持兩小球處于靜止狀態(tài),則下列說法正確的是(  )A.最終狀態(tài)與初態(tài)相比,細繩a的拉力變大B.最終狀態(tài)與初態(tài)相比,細繩b的拉力變大C.最終狀態(tài)與初態(tài)相比,輕彈簧c的彈力變小D.最終狀態(tài)時,水平拉力F等于G9如圖所示,質量為m長為L的均勻桿AB一端靠在墻上,用細繩CD拴桿于D點,圖中AD等于L,DCAα37°,CADβ53°,此時桿處于平衡狀態(tài),sin 37°0.6,cos 37°0.8。那么以下說法正確的是(  )A在圖中桿A端所受摩擦力的方向可能沿墻面向下B在圖中桿與墻壁間的最小動摩擦因數(shù)為C在圖中桿A端所受摩擦力和墻壁對桿的支持力一定沿桿方向D如果改變細線的位置而不改變夾角αβ,桿A端所受的摩擦力不可能為零10如圖甲所示,傾角為α的斜面固定在水平地面上,斜面上一木塊受到與斜面底邊平行的力F的作用,當力F逐漸增大時,木塊所受的摩擦力f和力F的大小關系如圖乙所示。若木塊的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,圖中f1、f2F1均為已知量,重力加速度為g,下列說法正確的是(  )  A木塊的質量可表示為B木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)可表示為CF小于F1時木塊所受的摩擦力與斜面底邊垂直且沿斜面向上DF大于F1后木塊做直線運動
 1【解析】當木板與水平面的夾角為45°時,兩物塊剛好滑動,對A物塊受力分析如圖,AB之間的滑動摩擦力f1μmgcos 45°,根據(jù)平衡條件可知Tmgsin 45°f1;對B物塊受力分析如圖沿斜面方向,B與斜面之間的滑動摩擦力f2μ·3mgcos 45°,根據(jù)平衡條件可知2mgsin 45°Tf1f2,解得。【答案】C2【答案】C【解析】對滑塊受力分析,由平衡條件有Fmgsin θ,Nmgcos θ,滑塊從A緩慢移動B點時,θ越來越大,則推力F越來越大,支持力N越來越小,所以AB錯誤;對凹槽與滑塊整體分析,有墻面對凹槽的壓力FNFcos θmgsin (2θ),則θ越來越大時,墻面對凹槽的壓力先增大后減小,所以C正確;水平地面對凹槽的支持力N(Mm)gFsin θ(Mm)gmgsin2 θ,則θ越來越大時,水平地面對凹槽的支持力越來越小,所以D錯誤。  1【答案】B【解析】打開降落傘前,在大氣層中做減速運動,則著陸器受大氣的阻力作用以及火星的引力作用,A錯誤;打開降落傘至分離前做減速運動,則其加速度方向與運動方向相反,加速度方向向上,則合力方向豎直向上,B正確;打開降落傘至分離前,受到浮力和氣體的阻力以及火星的吸引力作用,C錯誤;懸停狀態(tài)中,發(fā)動機噴火的反作用力是氣體對發(fā)動機的作用力,由于還受到火星的吸引力,則與氣體的阻力不是平衡力,D錯誤。2【解析】以環(huán)、繩和書本整體為研究對象,在豎直方向上始終受力平衡,故桿對其中一環(huán)的支持力FN恒等于書本重力的一半,故A錯誤;設繩與水平桿之間的夾角為θ,對B環(huán)受力分析,可得桿對B環(huán)的摩擦力Ff,兩環(huán)距離減小,夾角θ增大,摩擦力Ff減小,故B環(huán)對桿的摩擦力變小,B正確;桿對環(huán)的作用力包括支持力和摩擦力,根據(jù)環(huán)受力平衡可知,兩者的合力大小與繩的拉力大小相等,而繩的拉力大小F,可知,夾角θ增大,拉力大小減小,故C、D錯誤。【答案】B3【答案】C【解析】B受到重力、斜面的支持力和摩擦力、CB的壓力和摩擦力5個力的作用,A錯誤;以BC整體為研究對象,沿斜面方向根據(jù)平衡條件可得(mBgmCg)sin θμ(mBgmCg)cos θ,解得μtan θ,B錯誤;斜面A受到重力、地面的支持力、B對斜面的壓力和摩擦力4個力的作用,C正確;滑塊B、C疊放在一起沿斜面勻速下滑,整體受力平衡,故地面對A的支持力等于AB、C三者重力之和,故D錯誤。4【答案】C【解析】對小物塊,設F與豎直方向夾角為θ,根據(jù)平衡條件有Fmgcos θ,根據(jù)題意,θ45°逐漸減小到0,則F逐漸增大,故A錯誤;對小物塊,根據(jù)平衡條件FNmgsin θ,根據(jù)題意,θ45°逐漸減小到0,則FN逐漸減小,故B錯誤;對小物塊、圓環(huán)和斜面整體,根據(jù)水平方向平衡條件有fFsin θmgsin (2θ),根據(jù)題意,θ45°逐漸減小到0,則f逐漸減小,故C正確;對小物塊、圓環(huán)和斜面整體,根據(jù)豎直方向平衡條件有MgFNFcos θ,根據(jù)題意,θ45°逐漸減小到0,且F逐漸增大,則FN逐漸減小,故D錯誤。5【答案】B【解析】橫梁對O點的作用力方向從O指向P,A錯誤;每根斜梁對O點的作用力大小約為,B正確;空調外機對每個三角形支架的作用力大小約為Fmg180 N,C錯誤;保持O點位置不變,斜梁加長,則橫梁與斜梁的夾角變大,根據(jù),可知,橫梁和斜梁對O點的作用力都變小,D錯誤。6【答案】C【解析】對小球進行受力分析,當拉力F方向垂直于繩子時,拉力F最小,做出力的矢量三角形如圖所示,所以繩子拉力Fmgcos 30°mg,拉力Fmgsin 30°mg,故AD錯誤;對物塊進行受力分析,如圖所示,根據(jù)力的平衡條件FTf2mgsin 60°,解得fmg,方向沿斜面向上,故B錯誤;把兩個物體和斜面看成是一個整體,對整體受力分析,根據(jù)平衡條件,在水平方向,F在水平方向的分量等于地面對斜面的摩擦力,即fFcos30°mg,方向水平向左,故C正確。7【答案】A【解析】重物緩慢上升的過程中,對重物受力分析,如圖甲所示,根據(jù)正交分解可得2Tacos θmg,解得,設輕繩a的總長為l,井口的寬度為d,如圖乙所示,則根據(jù)幾何關系可得l1sin θd1l2sin θd2,又l1l2ld1d2d,聯(lián)立可得,在緩慢向上的過程中,ld保持不變,故sin θ不變,所以cos θ不變,根據(jù),可知Ta不變,故C錯誤;對N點受力分析,如圖丙,根據(jù)正交分解可得FNTasin θ,TbTacos θ,立解得FNmgtan θ,Tbmg,繩b的拉力保持不變,由上面分析可知,繩a的夾角θ不變,則tan θ不變,桿對滑環(huán)的彈力不變,故A正確,D錯誤;由于cos θ1,根據(jù)TbTacos θ,所以TbTa,故B錯誤。8(多選)【答案】BC【解析】初始狀態(tài)時,細線a的拉力,末狀態(tài)時,細線a的拉力等于左側小球的重力,細線的拉力變小,故A錯誤;初始狀態(tài)時,彈簧的彈力Tcmgtan 30°mg,末狀態(tài)時彈簧的彈力為零,變小,故C正確;初始狀態(tài)時,細線b的拉力,末狀態(tài)時,右側小球受到豎直向下的重力、b的拉力和水平向右的拉力F、b的豎直向上的拉力等于重力,彈簧恢復原長,細線b與豎直方向的夾角大于60°,細線b的拉力,細線b的拉力變大,故B正確;因為細線b與豎直方向的夾角大于60°,所以水平拉力F的大小Fmgtan 60°mg,故D錯誤。9【答案】B【解析】受力分析如圖所示,將ff設為沿墻壁向上)與N合成一個力T,恰好要滑動時, TN的夾角tan θμ,根據(jù)三力匯交如上圖所示,T和水平線夾角為θ(摩擦角),對ADEDOE運用正弦定理有,由,得,聯(lián)立可得,則動摩擦因數(shù),故AC錯誤,B正確;如果平移CD,使得CDOE交于水平虛線上,那么此刻摩擦力恰好為零,故D也錯誤。10【答案】B【解析】將木塊所受重力分解為垂直于斜面方向和沿斜面方向,分析斜面所在平面內的木塊受力情況,根據(jù)平衡條件得,當F0時,由題圖乙可知ff1mgsin α,所以可求出木塊的質量,故A錯誤;當木塊剛要運動時,靜摩擦力達到最大,有ff2μmgcos α,求出木塊與斜面間的動摩擦因數(shù),又,聯(lián)立以上兩式得,故B正確;F小于F1時,摩擦力小于最大靜摩擦力,則木塊保持靜止狀態(tài),故摩擦力方向與F和重力的下滑分力mgsin α的合力方向相反,故不與斜面底邊垂直,故C錯誤;F大于F1后木塊將運動,所受摩擦力和重力不變,但力F一直增大,所以木塊所受合力方向不斷變化,故木塊做曲線運動,故D錯誤。

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