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2019年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化練二 求解平衡問題的技法 新人教版 題組一　整體法、隔離法在平衡中的應(yīng)用 1．(單選)如圖9所示，一光滑斜面固定在地面上，重力為G的物體在一水平推力F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)．若斜面的傾角為θ，則 (　　)． 圖9 A．F＝Gcos θ B．F＝Gsin θ C．物體對斜面的壓力FN＝Gcos θ D．物體對斜面的壓力FN＝ 解析　物體所受三力如圖所示，根據(jù)平衡條件，F(xiàn)、FN′的合力與重力等大反向，有F＝Gtan θ，F(xiàn)N＝FN′＝，故只有D選項(xiàng)正確． 答案　D 2．(多選)3個(gè)相同的物體疊放在一起，置于粗糙的水平地面上，物體之間不光滑，如圖10所示．現(xiàn)用一水平力F作用在B物體上，物體仍保持靜止．下列說法正確的是 (　　)． 圖10 A．C受到地面的摩擦力大小為F，方向水平向左 B．A受到水平向右的摩擦力作用 C．B對C的摩擦力大小為F，方向水平向右 D．C受到5個(gè)力作用 解析　在選項(xiàng)A中，以A、B、C三者的整體為研究對象，此整體在水平方向上受平衡力的作用，因此C受到地面的摩擦力等于拉力F，方向向左，A選項(xiàng)正確；在選項(xiàng)B中，以A為研究對象，A不受摩擦力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在選項(xiàng)C中，B對C的摩擦力與C對B的摩擦力大小相等，方向相反，由此可知，B對C的摩擦力的大小等于F，方向水平向右，故選項(xiàng)C正確；對于選項(xiàng)D，可將C隔離開作為隔離體進(jìn)行分析，C受到5個(gè)力的作用，選項(xiàng)D正確．選A、C、D. 答案　ACD 3．(多選)如圖11所示，水平固定傾角為30的光滑斜面上有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B，它們用勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接，現(xiàn)對B施加一水平向左的推力F使A、B均靜止在斜面上，此時(shí)彈簧的長度為l，則彈簧原長l0和推力F的大小分別為 (　　)． 圖11 A．l0＝l＋　 B．l0＝l－ C．F＝mg　 D．F＝2mg 解析　以A、B整體為研究對象，則Fcos 30＝2mgsin 30，得F＝mg；隔離A球有kx＝mgsin 30，得彈簧原長為l0＝l－x＝l－，則可得選項(xiàng)B、C正確． 答案　BC 4．如圖12所示，球A重G1＝60 N，斜面體B重G2＝100 N，斜面傾角為30，一切摩擦均不計(jì)．則水平力F為多大時(shí)，才能使A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)？此時(shí)豎直墻壁和水平面受到的壓力各為多大？ 圖12 解析　方法一　(隔離法)　分別對A、B進(jìn)行受力分析，建立直角坐標(biāo)系如圖甲、乙所示，由共點(diǎn)力平衡條件可得 對A有F2sin 30＝F1，F(xiàn)2cos 30＝G1 對B有F＝F2′sin 30，F(xiàn)3＝F2′cos 30＋G2 其中F2和F2′是一對相互作用力，即F2＝F2′ 代入數(shù)據(jù)，聯(lián)立解得F＝F1＝20 N，F(xiàn)3＝160 N 由牛頓第三定律可知，豎直墻壁和水平面受到的壓力分別為20 N、160 N. 方法二　(整體法)　將A、B視為一個(gè)整體，該整體處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受合力為零．對整體進(jìn)行受力分析如圖丙所示，由平衡條件得 F＝F1，F(xiàn)3＝G1＋G2＝160 N 再隔離B進(jìn)行受力分析如圖乙所示，由平衡條件可得F＝F2′sin 30 F3＝F2′cos 30＋G2 聯(lián)立解得F2′＝40 N，F(xiàn)1＝F＝20 N 由牛頓第三定律可知，豎直墻壁和水平面受到的壓力分別為20 N、160 N. 答案　20 N　20 N　160 N 題組二　合成法、效果分解法、正交分解法的應(yīng)用 5．(單選)如圖13所示，一輕繩的兩端分別固定在不等高的A、B兩點(diǎn)，現(xiàn)用另一輕繩將一物體系于O點(diǎn)，設(shè)輕繩AO、BO相互垂直，α>β，且兩繩中的拉力分別為FA、FB，物體受到的重力為G，下列表述正確的是 (　　)． 圖13 A．FA一定大于G B．FA一定大于FB C．FA一定小于FB D．FA與FB大小之和一定等于G 解析　物體受力分析如圖所示，由三力平衡的知識可知，F(xiàn)A、FB的合力大小等于G，方向豎直向上，F(xiàn)A＝Gsin α，F(xiàn)B＝Gsin β.故FA一定小于G，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)棣?β，故FA一定大于FB，B選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；FA與FB大小之和大于G，D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案　B 6．(單選)如圖14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)之間的動摩擦因數(shù)為0.7，g＝10 m/s2.下列說法正確的是 (　　)． 圖14 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 N C．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 解析　對小環(huán)受力分析如圖所示：由于F＝10 N>mg＝5 N，所以桿對環(huán)的彈力FN垂直桿向下，桿對環(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，F(xiàn)f＝F合sin 30＝2.5 N．綜上可知選項(xiàng)D正確． 答案　D 7．(xx湖北八市聯(lián)考)(多選)一個(gè)傾角為45的斜面固定于豎直墻上，為使質(zhì)量分布均勻的光滑鐵球靜止在如圖15所示的位置，需用一個(gè)水平推力F作用于球體上，F(xiàn)的作用線通過球心．設(shè)球體的重力為G，豎直墻對球體的彈力為FN1，斜面對球體的彈力為FN2，則以下結(jié)論正確的是 (　　)． 圖15 A．FN2>G　 B．FN1＝F C．G≤F　 D．FN2一定大于FN1 解析　畫出球體的受力示意圖，由物體平衡條件可知，F(xiàn)N2>G，F(xiàn)N1mg，F(xiàn)N2>0. 當(dāng)然，也可以由FN1＝，F(xiàn)N2＝mgtan α解出． 因此，正確答案為A、C. 答案　AC 14．如圖22所示，兩個(gè)截面為直角三角形的實(shí)心鐵塊A、B并排放在粗糙水平地面上，一截面為矩形的實(shí)心鐵塊C水平架在兩鐵塊的光滑斜面上，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知三個(gè)鐵塊的重力分別為GA＝GB＝100 N、GC＝10 N，θ＝60，求： 圖22 (1)地面對鐵塊A的摩擦力Ff的大?。? (2)鐵塊A對地面的壓力FN的大?。? 解析　(1)以C為研究對象進(jìn)行受力分析，如圖甲所示． 由平行四邊形定則知：FN1＝FN2＝GC 對A進(jìn)行受力分析，如圖乙所示 將FN2′進(jìn)行正交分解，有：Fx＝FN2′sin 60 Ff＝Fx，則Ff＝5 N. (2)由圖乙可知：Fy＝FN2′cos 60 FN＝GA＋Fy，解得：FN＝105 N. 答案　(1)5 N　(2)105 N