高考物理復(fù)習(xí) 課時(shí)過關(guān)題06 受力分析共點(diǎn)力的平衡（含答案解析）

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2020(人教版)高考物理復(fù)習(xí) 課時(shí)過關(guān)題06 受力分析共點(diǎn)力的平衡1.如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)的最高點(diǎn)有一個(gè)光滑的小孔．質(zhì)量為m的小球套在圓環(huán)上．一根細(xì)線的下端系著小球，上端穿過小孔用手拉住．現(xiàn)拉動(dòng)細(xì)線，使小球沿圓環(huán)緩慢上移．在移動(dòng)過程中手對(duì)線的拉力F和軌道對(duì)小球的彈力FN的大小變化情況是(　　)A．F不變，F(xiàn)N增大B．F不變，F(xiàn)N減小C．F減小，F(xiàn)N不變D．F增大，F(xiàn)N減小 2.如圖，在水平桌面上放置一斜面體P，兩長(zhǎng)方體物塊a和b疊放在P的斜面上，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．若將a與b、b與P、P與桌面之間摩擦力的大小分別用Ff1、Ff2和Ff3表示．則(　　)A．Ff1=0，F(xiàn)f2≠0，F(xiàn)f3≠0         B．Ff1≠0，F(xiàn)f2=0，F(xiàn)f3=0C．Ff1≠0，F(xiàn)f2≠0，F(xiàn)f3=0         D．Ff1≠0，F(xiàn)f2≠0，Ff3≠0 3.A、B是天花板上的兩點(diǎn)，一根長(zhǎng)為l的細(xì)繩穿過帶有光滑孔的小球，兩端分別系在A、B點(diǎn)，如圖甲所示；現(xiàn)將長(zhǎng)度也為l的均勻鐵鏈懸掛于A、B點(diǎn)，如圖乙所示．小球和鐵鏈的質(zhì)量相等，均處于平衡狀態(tài)，A點(diǎn)對(duì)輕繩和鐵鏈的拉力分別是F1和F2，球的重心和鐵鏈重心到天花板的距離分別是h1和h2，則(　　)A．F1<F2，h1<h2　B．F1>F2，h1<h2C．F1>F2，h1>h2 D．F1=F2，h1>h2 4.如圖所示,兩梯形木塊A、B疊放在水平地面上,A、B之間的接觸面傾斜,A的左側(cè)靠在光滑的豎直墻面上。關(guān)于兩木塊的受力,下列說法正確的是(　　)A.A、B之間一定存在摩擦力作用        B.木塊A可能受三個(gè)力作用C.木塊A一定受四個(gè)力作用             D.木塊B受到地面的摩擦力作用方向向右  5.如圖所示，一直桿傾斜固定，并與水平方向成30°的夾角．直桿上套有一個(gè)質(zhì)量為0.5 kg的圓環(huán)，圓環(huán)與輕彈簧相連，在輕彈簧上端施加一豎直向上、大小F=10 N的力，圓環(huán)處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知直桿與圓環(huán)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.7，g=10 m/s2.下列說法正確的是(　　)A．圓環(huán)受到直桿的彈力，方向垂直直桿向上B．圓環(huán)受到直桿的彈力大小等于2.5 NC．圓環(huán)受到直桿的摩擦力，方向沿直桿向上D．圓環(huán)受到直桿的摩擦力大小等于2.5 N 6.如圖所示,質(zhì)量為m0、半徑為R的半球形物體A放在水平地面上,通過最高點(diǎn)處的釘子用水平輕質(zhì)細(xì)線拉住一質(zhì)量為m、半徑為r的光滑球B,A、B均靜止,則(　　)A.B對(duì)A的壓力大小為mg         B.細(xì)線對(duì)小球的拉力大小為mgC.A對(duì)地面的壓力大小為(m0+m)g        D.地面對(duì)A的摩擦力大小為mg 7.如圖所示，用一輕繩將光滑小球P系于豎直墻壁上的O點(diǎn)，在墻壁和球P之間夾有一矩形物塊Q，P、Q均處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)有一鉛筆緊貼墻壁壓在輕繩上從O點(diǎn)開始緩慢下移，P、Q始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則在鉛筆緩慢下移的過程中(　　)A．P所受的合力增大B．Q受到墻壁的摩擦力逐漸變大C．P對(duì)Q的壓力逐漸減小D．繩的拉力逐漸增大          8.如圖所示，水平桌面上有三個(gè)相同的物體a、b、c疊放在一起，a的左端通過一根輕繩與質(zhì)量為m=3 kg的小球相連，繩與水平方向的夾角為60°，小球靜止在光滑的半圓形器皿中．水平向右的力F=40 N作用在b上，三個(gè)物體保持靜止?fàn)顟B(tài)．g取10 m/s2，下列說法正確的是(　　)A．物體c受到向右的靜摩擦力B．物體b受到一個(gè)摩擦力，方向向左C．桌面對(duì)物體a的靜摩擦力方向水平向右D．撤去力F的瞬間，三個(gè)物體將獲得向左的加速度  9.建筑裝修中，工人用質(zhì)量為m的磨石對(duì)傾角為θ的斜壁進(jìn)行打磨，如圖所示．當(dāng)對(duì)磨石施加豎直向上、大小為F的推力時(shí)，磨石恰好沿斜壁向上勻速運(yùn)動(dòng)，已知磨石與斜壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g.則關(guān)于斜壁受到磨石的摩擦力的大小與方向，下列說法正確的是(　　)A．(F－mg)cos θ，沿斜壁向上 B．(F－mg)cos θ，沿斜壁向下C．μ(F－mg)cos θ，沿斜壁向上D．μ(F－mg)cos θ，沿斜壁向下  10.如圖所示，A、B為豎直墻面上等高的兩點(diǎn)，AO、BO為長(zhǎng)度相等的兩根輕繩，AOB在同一水平面內(nèi)，初始時(shí)∠AOB<90°，CO為一根輕桿，可繞C點(diǎn)在空間無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸C在AB中點(diǎn)D的正下方，在O點(diǎn)處懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的物體，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)將繩AO的A端緩緩向D點(diǎn)移動(dòng)，O點(diǎn)位置保持不動(dòng)，系統(tǒng)仍然保持平衡，則(　　)A．繩AO的拉力逐漸增大B．繩BO的拉力逐漸增大C．桿CO受到的壓力逐漸增大D．繩AO、BO的拉力的合力逐漸增大    11. (多選)如圖所示，質(zhì)量為M的三角形木塊A靜止在水平地面上，其左右兩斜面光滑，一質(zhì)量為m的物塊B沿傾角α=30°的右側(cè)斜面加速下滑時(shí)，三角形木塊A剛好保持靜止，已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則當(dāng)物塊B沿傾角β=60°的左側(cè)斜面下滑時(shí)，下列說法正確的是(　　) A．A仍然靜止不動(dòng)，地面對(duì)A的摩擦力兩種情況下等大B．A仍然靜止不動(dòng)，對(duì)地面的壓力比沿右側(cè)斜面下滑時(shí)對(duì)地面的壓力小C．A將向右滑動(dòng)，若使A仍然靜止需對(duì)其施加向左的作用力D．若α=45°，A將滑動(dòng)  12. (多選)如圖所示，一根輕質(zhì)細(xì)繩跨過定滑輪連接兩個(gè)小球A、B，它們都穿在一根光滑的豎直桿上，不計(jì)細(xì)繩與滑輪之間的摩擦，當(dāng)兩球平衡時(shí)OA繩與水平方向的夾角為60°，OB繩與水平方向的夾角為30°，則A、B的質(zhì)量之比和桿對(duì)A、B的彈力之比分別為(　　)A.=           B.=          C.=           D.= 13.如圖所示，質(zhì)量為m的物體，放在一固定斜面上，當(dāng)斜面傾角為30°時(shí)恰能沿斜面勻速下滑．對(duì)物體施加一大小為F的水平向右恒力，物體可沿斜面勻速向上滑行．設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，當(dāng)斜面傾角增大并超過某一臨界角θ0時(shí)，不論水平恒力F多大，都不能使物體沿斜面向上滑行，求：(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)．(2)這一臨界角θ0的大?。?/span>            14.某同學(xué)表演魔術(shù)時(shí)，將一小型條形磁鐵藏在自己的袖子里，然后對(duì)著一懸掛的金屬小球指手畫腳，結(jié)果小球在他神奇的功力下飄動(dòng)起來．假設(shè)當(dāng)隱藏的小磁鐵位于小球的左上方某一位置C(∠QCS=30°)時(shí)，懸掛小球的細(xì)線偏離豎直方向的角度也是30°，如圖所示．已知小球的質(zhì)量為m，該同學(xué)(含磁鐵)的質(zhì)量為M，求此時(shí)：(1)懸掛小球的細(xì)線的拉力大小；(2)該同學(xué)受到地面的支持力和摩擦力的大?。?/span>               
答案解析1.答案為：C；解析：[小球沿圓環(huán)緩慢上移過程，受重力G、拉力F、彈力FN三個(gè)力處于平衡狀態(tài)．小球受力如圖所示，由圖可知△OAB∽△GFA，即：==，當(dāng)A點(diǎn)上移時(shí)，半徑R不變，AB長(zhǎng)度減小，故F減小，F(xiàn)N不變，故選項(xiàng)C正確．]2.答案為：C；解析：整體系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受合外力為零．隔離a受力分析，由平衡條件可知，b對(duì)a的靜摩擦力Ff1大小等于a的重力沿斜面方向的分力，一定不為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)a、b、P整體受力分析，整體在重力和地面支持力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，P與桌面之間的摩擦力Ff3=0，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；把a(bǔ)、b看成整體受力分析，由平衡條件可知，斜面對(duì)b的靜摩擦力大小等于a、b的重力沿斜面方向的分力之和，一定不為零，選項(xiàng)C正確，B錯(cuò)誤．3.答案為：C解析：由于是輕繩，繩子的質(zhì)量不計(jì)，則圖甲中的重力全部集中在球上，重心在球的球心，而圖乙中鐵鏈的質(zhì)量是均勻的，故其重心一定在最低點(diǎn)的上方，故h1>h2；對(duì)球和鐵鏈?zhǔn)芰Ψ治?，如圖甲、乙所示，A點(diǎn)對(duì)球的拉力沿著繩子的方向，A點(diǎn)對(duì)鐵鏈的拉力沿著該處鐵鏈的切線方向，故圖乙中A、B兩點(diǎn)對(duì)鐵鏈拉力的夾角比較小，由力的合成知識(shí)知，F(xiàn)2較小，故C正確．4.答案為：B；解析：由于A、B間接觸面情況未知,若A、B接觸面光滑,則A、B間沒有摩擦力,此時(shí)A受重力、B對(duì)A的支持力和墻壁對(duì)A的彈力而平衡,故A、C錯(cuò)誤,B正確;木塊B受推力F、A對(duì)B的壓力,若壓力向右的分力等于F,則地面對(duì)B沒有摩擦力,故D錯(cuò)誤。5.答案為：D；解析：對(duì)小環(huán)受力分析如圖所示，由于F=10 N>mg=5 N，所以桿對(duì)環(huán)的彈力FN垂直桿向下，桿對(duì)環(huán)還有沿桿向下的靜摩擦力Ff，則FN與Ff的合力應(yīng)豎直向下，大小為F合=F－mg=5 N，所以FN=F合cos 30°= N，Ff=F合sin 30°=2.5 N．綜上可知選項(xiàng)D正確． 6.答案為：C；解析：由于A、B處于靜止?fàn)顟B(tài),故其所受合外力為零,對(duì)整體受力分析,如圖甲所示,根據(jù)平衡條件可得,FN-(m0+m)g=0,根據(jù)牛頓第三定律可知A對(duì)地面的壓力大小為(m0+m)g,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤;隔離B受力分析,如圖乙所示,根據(jù)平衡條件,由圖中幾何關(guān)系可得,,解得FN'=mg,細(xì)線對(duì)小球的拉力F=mg,依據(jù)牛頓第三定律知,B對(duì)A的壓力大小為mg,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。 7.答案為：D；解析：P受重力、繩的拉力和Q的支持力而處于平衡狀態(tài)，合力為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)繩與豎直方向的夾角為θ，根據(jù)共點(diǎn)力平衡，繩的拉力大小為FT=，Q對(duì)P的支持力大小為FN=mgtan θ，鉛筆緩慢下移的過程中，θ增大，則拉力FT增大，Q對(duì)P的支持力增大，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤；對(duì)Q，在豎直方向上，Q的重力與摩擦力始終平衡，Q受到的摩擦力不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤． 8.答案為：B；解析：c物體處于平衡狀態(tài)，既不受拉力也不受摩擦力，A錯(cuò)誤；b受水平向右的拉力處于平衡狀態(tài)，因此受到水平向左的摩擦力，B正確；對(duì)小球m進(jìn)行受力分析可知Tsin60°×2=mg，可求出繩子拉力T=10 N<40 N，因此桌面受到的靜摩擦力方向水平向左，大小f1=40 N－10 N=22.7 N，C錯(cuò)誤；撤去力F的瞬間，由于繩子拉力T<f1<fmax，故三個(gè)物體仍將靜止不動(dòng)，D錯(cuò)誤． 9.答案為：A；解析：磨石受重力、推力、斜壁的彈力及摩擦力而處于平衡狀態(tài)，如圖所示，則沿斜壁向下的滑動(dòng)摩擦力Ff=(F－mg)cos θ，支持力FN=(F－mg)sin θ，得Ff=μ(F－mg)·sin θ，方向沿斜壁向下，由牛頓第三定律可知，斜壁受到磨石的摩擦力的大小為Ff′=(F－mg)cos θ=μ(F－mg)sin θ，方向沿斜壁向上，只有選項(xiàng)A正確．  10.答案為：A；解析：設(shè)繩AO和繩BO拉力的合力為F，以O(shè)點(diǎn)為研究對(duì)象，O點(diǎn)受到重力mg、桿的支持力F2和繩AO與繩BO拉力的合力F，作出力的示意圖如圖甲所示．當(dāng)重力不變、桿與豎直方向的夾角不變時(shí)，桿的支持力F2不變，繩AO與繩BO拉力的合力F也不變，仍沿OD方向，故C、D錯(cuò)誤．當(dāng)A點(diǎn)逐漸靠近D點(diǎn)時(shí)，將繩AO和繩BO的拉力合成如圖乙所示，可知繩AO的拉力逐漸增大，繩BO的拉力逐漸減小，故A正確，B錯(cuò)誤．11.答案為：CD；解析：物塊B沿著右側(cè)斜面下滑時(shí)，對(duì)斜面的壓力等于其重力沿垂直斜面的分力，為F=mgcos30°，對(duì)木塊A受力分析，木塊A受重力、壓力、支持力和向右的靜摩擦力，如圖1所示．木塊A恰好不滑動(dòng)，故靜摩擦力達(dá)到最大值，等于滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)平衡條件有，x方向：f=Fsin30°，y方向：N=mg＋Fcos30°，f=μN(yùn)1，其中N=N1，解得μ=.物塊B從左側(cè)下滑時(shí)，先假設(shè)木塊A不動(dòng)，木塊A受重力、支持力、壓力和向左的摩擦力，如圖2所示．壓力等于物塊B重力沿垂直斜面的分力，即F′=mgcos60°，豎直方向一定受力平衡，即支持力N′=Mg＋F′cos60°=Mg＋mg，N′=N″，故最大靜摩擦力fm=μN(yùn)″=，壓力沿平行地面方向的分力為F′cos30°=mg>fm，故A一定會(huì)滑動(dòng)，要使A靜止，需要對(duì)其施加向左的推力，故C正確，A、B錯(cuò)誤．若α=45°，物塊B沿右側(cè)斜面下滑時(shí)，先假設(shè)A不動(dòng)，B對(duì)A的壓力為mgcos45°，該壓力沿平行地面方向的分力為mgsin45°cos45°，豎直分力為mgcos45°sin45°，與α=30°時(shí)相比，B對(duì)A壓力沿平行地面的分力變大，B對(duì)A壓力的豎直分力變小，故A一定滑動(dòng)，D正確．12.答案為：AC；解析：分別對(duì)A、B兩球受力分析，如圖所示．由幾何知識(shí)得T1sin60°=mAg，T2sin30°=mBg，T1=T2，故mA：mB=sin60°：sin30°=：1.同理，=，選項(xiàng)A、C正確，B、D錯(cuò)誤；故選A、C.13.解：(1)對(duì)物體受力分析，由平衡條件得：mgsin 30°－μmgcos 30°=0解得：μ=tan 30°=(2)設(shè)斜面傾角為α?xí)r，受力情況如圖所示：由平衡條件得：Fcos α=mgsin α＋FfFN=mgcos α＋Fsin α　Ff=μFN解得：F=當(dāng)cos α－μsin α=0，即cot α=時(shí)，F(xiàn)→∞，即“不論水平恒力F多大，都不能使物體沿斜面向上滑行”，此時(shí)，臨界角θ0=α=60°. 14.解：(1)對(duì)小球受力分析，小球受重力、細(xì)線的拉力和磁鐵的引力．設(shè)細(xì)線的拉力和磁鐵的引力分別為F1和F2，根據(jù)平衡條件，水平方向有F1sin30°=F2sin30°，豎直方向有F1cos30°＋F2cos30°=mg，聯(lián)立解得F1=F2=mg.(2)以人為研究對(duì)象，分析受力情況，受重力Mg、地面的支持力N、靜摩擦力f和小球的引力F′2，其中F′2=F2=mg.根據(jù)平衡條件得f=F′2sin30°，N=F′2cos30°＋Mg，聯(lián)立解得N=Mg＋mg，f=mg.