高考物理一轮总复习课时规范练08 受力分析 共点力的平衡.docVIP

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课时规范练8受力分析共点力的平衡

《课时规范练》P342

一、基础对点练

1.(受力分析)如图所示,长木板放在粗糙的水平地面上,一人站在木板上通过细绳向左上方拉木箱,人和木箱一起向左匀速运动,长木板静止不动,已知细绳的拉力为F,细绳与水平面夹角为30°,长木板、人与木箱质量均为m,重力加速度为g,下列说法正确的是()

A.长木板对地面的压力大于3mg

B.长木板对木箱的摩擦力等于32

C.地面对长木板的摩擦力水平向右

D.长木板对人的摩擦力和对木箱的摩擦力相同

答案:B

解析:选长木板、人与木箱整体为研究对象,长木板对地面的压力等于3mg,A错误;取木箱为研究对象,由平衡条件得Ff=Fcos30°=32F,B正确;选长木板、人与木箱整体为研究对象,整体无运动趋势,地面对长木板没有

2.(物体的平衡)(山东济宁模拟)如图所示,一根金属直杆AB放置在水平固定的光滑半球形碗内,稳定时直杆与水平方向的夹角α=30°。直杆在A点处受到碗的作用力大小为FA,在B点处受到碗的作用力大小为FB,则FA∶FB为()

A.3∶3 B.2∶3 C.1∶1 D.3∶2

答案:C

解析:金属直杆受重力和两个支持力作用,三个力的作用线经过同一点,如图所示,根据几何关系可得β=α=30°,则∠OAB=β=30°,由于作用在B点的力垂直于AB方向,则∠CBO=∠BCO=60°,所以θ=90°-∠CBO=30°,γ=∠BCO-θ=30°。根据平衡条件,竖直方向有FAcosγ+FBcosθ=G,水平方向有FAsinγ=FBsinθ,解得FA=FB=33G,所以FA∶FB=1∶

3.(受力分析)如图所示,a、b两个小球穿在一根粗糙的固定杆上(球的小孔比杆的直径略大),并且通过一条细绳跨过定滑轮连接。已知b球质量为m,杆与水平面成θ角,不计滑轮的一切摩擦,重力加速度为g。当两球静止时,Oa段绳与杆的夹角也为θ,Ob段绳沿竖直方向,则下列说法正确的是()

A.a一定受到4个力的作用

B.b只可能受到2个力的作用

C.绳子对a的拉力有可能等于mg

D.a的质量一定为mtanθ

答案:C

解析:对a和b受力分析可知,a至少受重力、杆的支持力、绳的拉力3个力的作用,可能还受摩擦力共4个力的作用,b受重力、绳的拉力2个力的作用或重力、绳的拉力、杆的支持力、摩擦力4个力的作用,选项A、B错误;对b受力分析可知,b受绳子拉力可能等于mg,因此绳子对a的拉力可能等于mg,选项C正确;对a受力分析,如果摩擦力为零,则magsinθ=mgcosθ,可得ma=mtanθ

4.(受力分析、动态分析)如图所示,质量为M的斜面静置在水平地面上,斜面上有一质量为m的小物块,水平力F作用在小物块上时,两者均保持静止,斜面受到水平地面的静摩擦力为Ff1,小物块受到斜面的静摩擦力为Ff2。现使F逐渐增大,两者仍处于静止状态,则()

A.Ff1、Ff2都增大

B.Ff1、Ff2可能都减小

C.Ff1一定增大,Ff2可能减小

D.Ff1不一定增大,Ff2一定增大

答案:C

解析:对整体受力分析,受到重力、支持力、静摩擦力和推力,则有Ff1=F,故F增大,Ff1一定增大。再对小物块受力分析,受重力、支持力、推力,可能有静摩擦力。当mgsinθFcosθ时,静摩擦力沿斜面向上,大小为Ff2=mgsinθ-Fcosθ,F增大时,Ff2变小;当mgsinθ=Fcosθ时,静摩擦力为零,F增大时,静摩擦力向下,即Ff2变大;当mgsinθFcosθ时,静摩擦力沿斜面向下,大小为Ff2=Fcosθ-mgsinθ,F增大时,Ff2变大;故Ff2可能减小,也可能增大,故选C。

5.(动态平衡)如图所示,表面粗糙的半球形物体固定在水平面上。用始终沿与半球形切线平行的力F将小物块由半球形的底端缓慢拉到顶端的过程中,力F的大小变化情况是()

A.一直增大 B.一直减小

C.先增大后减小 D.先减小后增大

答案:C

解析:设小物块运动到某一位置时,半径与水平面的夹角为θ,受力分析如图所示,根据共点力平衡条件,沿切线方向有F=Ff+mgcosθ,Ff=μFN,沿半径方向FN=mgsinθ,联立解得F=μmgsinθ+mgcosθ=1+μ2mgsin(θ+α),其中tanα=

6.(力的静态平衡)(浙江卷)如图所示,一轻质晒衣架静置于水平地面上,水平横杆与四根相同的斜杆垂直,两斜杆夹角θ=60°。一重力为G的物体悬挂在横杆中点,则每根斜杆受到地面的()

A.作用力为33G B.作用力为3

C.摩擦力为34G D.摩擦力为3

答案:B

解析:设斜杆的弹力大小为F,以水平横杆和重物为整体,竖直方向根据受力平衡有4Fcos30°=G,解得F=36G,