2019年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題強(qiáng)化練二 求解平衡問(wèn)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，則()圖9AFGcos BFGsin C物體對(duì)斜面的壓力FNGcos D物體對(duì)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FGtan ，F(xiàn)NFN，故只有D選項(xiàng)正確答案D2(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(shuō)法正確的是()圖10AC受到地面的摩擦力大小為F，方向水平向左BA受到水平向右的摩擦力作用CB對(duì)C的摩擦力大小為F，方向水平向右DC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(duì)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(duì)象，A不受摩擦力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在選項(xiàng)C中，B對(duì)C的摩擦力與C對(duì)B的摩擦力大小相等，方向相反，由此可知，B對(duì)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(duì)于選項(xiàng)D，可將C隔離開(kāi)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ACD3(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(duì)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(zhǎng)度為l，則彈簧原長(zhǎng)l0和推力F的大小分別為()圖11Al0lBl0lCFmgDF2mg解析以A、B整體為研究對(duì)象，則Fcos 302mgsin 30，得Fmg；隔離A球有kxmgsin 30，得彈簧原長(zhǎng)為l0lxl，則可得選項(xiàng)B、C正確答案BC4如圖12所示，球A重G160 N，斜面體B重G2100 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(duì)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(duì)A有F2sin 30F1，F(xiàn)2cos 30G1對(duì)B有FF2sin 30，F(xiàn)3F2cos 30G2其中F2和F2是一對(duì)相互作用力，即F2F2代入數(shù)據(jù)，聯(lián)立解得FF120 N，F(xiàn)3160 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(duì)整體進(jìn)行受力分析如圖丙所示，由平衡條件得FF1，F(xiàn)3G1G2160 N再隔離B進(jìn)行受力分析如圖乙所示，由平衡條件可得FF2sin 30F3F2cos 30G2聯(lián)立解得F240 N，F(xiàn)1F20 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 N20 N160 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，>，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13AFA一定大于GBFA一定大于FBCFA一定小于FBDFA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(shí)可知，F(xiàn)A、FB的合力大小等于G，方向豎直向上，F(xiàn)AGsin ，F(xiàn)BGsin .故FA一定小于G，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)?gt;，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B6(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F10 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，g10 m/s2.下列說(shuō)法正確的是()圖14A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解析對(duì)小環(huán)受力分析如圖所示：由于F10 N>mg5 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Fmg5 N，所以FNF合cos 30 N，F(xiàn)fF合sin 302.5 N綜上可知選項(xiàng)D正確答案D7(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(xiàn)通過(guò)球心設(shè)球體的重力為G，豎直墻對(duì)球體的彈力為FN1，斜面對(duì)球體的彈力為FN2，則以下結(jié)論正確的是()圖15AFN2>GBFN1FCGFDFN2一定大于FN1解析畫(huà)出球體的受力示意圖，由物體平衡條件可知，F(xiàn)N2>G，F(xiàn)N1<F，由球受力平衡可知，豎直方向FN2sin 45G，水平方向FN1FN2cos 45F，故GF，F(xiàn)N2不一定大于FN1，A、C正確答案AC題組三假設(shè)法在平衡中的應(yīng)用8(單選)人站在自動(dòng)扶梯的水平踏板上，隨扶梯斜向上勻速運(yùn)動(dòng)，如圖16所示以下說(shuō)法正確的是()圖16A人受到重力和支持力的作用B人受到重力、支持力和摩擦力的作用C人受到的合外力不為零D人受到的合外力方向與速度方向相同解析人在豎直方向上受到重力和支持力作用，水平方向上是否受摩擦力作用呢？假設(shè)人受到水平向左的靜摩擦力作用，而人做勻速運(yùn)動(dòng)，故所受合外力為零，故水平方向不應(yīng)該受力，即人不受摩擦力的作用答案A9(單選)如圖17所示，固定斜面上有一光滑小球，分別與一豎直輕彈簧P和一平行斜面的輕彈簧Q連接著，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，則關(guān)于小球所受力的個(gè)數(shù)不可能的是()圖17A1B2C3D4解析設(shè)斜面傾角為，小球質(zhì)量為m，假設(shè)輕彈簧P對(duì)小球的拉力恰好等于小球重力mg，則小球受二力平衡；假設(shè)輕彈簧Q對(duì)小球的拉力等于mgsin ，小球受到重力、彈簧Q的拉力和斜面的支持力作用，三力平衡；假設(shè)兩個(gè)彈簧對(duì)小球都施加了拉力，那么除了重力，小球只有再受到斜面的支持力才能保證其受力平衡，即四力平衡；小球只受單個(gè)力的作用，合力不可能為零，小球不可能處于靜止?fàn)顟B(tài)答案A10(多選)如圖18所示，在斜面上，木塊A與B的接觸面是水平的繩子呈水平狀態(tài)，兩木塊均保持靜止則關(guān)于木塊A和木塊B可能的受力個(gè)數(shù)分別為()圖18A2個(gè)和4個(gè)B3個(gè)和4個(gè)C4個(gè)和4個(gè)D4個(gè)和6個(gè)解析(1)假設(shè)繩子的拉力為零，以A、B為研究對(duì)象，B和斜面之間一定有靜摩擦力，A、B的受力圖如圖，所以選項(xiàng)A正確 (2)假設(shè)繩子上有拉力，對(duì)A、B分別畫(huà)受力圖可知，A受到重力、B對(duì)A的支持力、繩子的拉力和B對(duì)A的靜摩擦力而平衡，B受到重力、A對(duì)B的壓力、斜面對(duì)B的支持力和A對(duì)B的靜摩擦力，斜面對(duì)B的摩擦力可有可無(wú)，所以選項(xiàng)C正確答案AC題組四圖解法在平衡中的應(yīng)用11(單選)作用于O點(diǎn)的三力平衡，設(shè)其中一個(gè)力大小為F1，沿y軸正方向，力F2大小未知，與x軸負(fù)方向夾角為，如圖19所示下列關(guān)于第三個(gè)力F3的判斷中正確的是()圖19A力F3只能在第四象限B力F3與F2夾角越小，則F2和F3的合力越小CF3的最小值為F1cos D力F3可能在第一象限的任意區(qū)域解析O點(diǎn)受三力平衡，因此F2、F3的合力大小等于F1，方向與F1相反，故B錯(cuò)誤；作出平行四邊形，由圖可以看出F3的方向范圍為第一象限中F2反方向下側(cè)及第四象限，故A、D錯(cuò)；當(dāng)F3F2時(shí)，F(xiàn)3最小，F(xiàn)3F1cos ，故C正確答案C12(單選)如圖20所示，用OA、OB兩根輕繩將物體懸于兩豎直墻之間，開(kāi)始時(shí)OB繩水平現(xiàn)保持O點(diǎn)位置不變，改變OB繩長(zhǎng)使繩端由B點(diǎn)緩慢上移至B點(diǎn)，此時(shí)繩OB與繩OA之間的夾角<90.設(shè)此過(guò)程中繩OA、OB的拉力分別為FOA、FOB，下列說(shuō)法正確的是()圖20AFOA逐漸增大BFOA逐漸減小CFOB逐漸增大DFOB逐漸減小解析以O(shè)點(diǎn)為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，其中OA繩拉力方向不變，OA繩、OB繩拉力的合力方向豎直向上，大小等于物體的重力，始終不變，根據(jù)力的矢量三角形定則可知，F(xiàn)OA逐漸減小，F(xiàn)OB先減小后增大，如圖所示，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤答案BB深化訓(xùn)練提高能力技巧13(多選)一個(gè)光滑的圓球擱在光滑的斜面和豎直的擋板之間，如圖21所示斜面和擋板對(duì)圓球的彈力隨斜面傾角變化而變化，故()圖21A斜面彈力FN1的變化范圍是(mg，)B斜面彈力FN1的變化范圍是(0，)C擋板的彈力FN2的變化范圍是(0，)D擋板的彈力FN2的變化范圍是(mg，)解析圓球受3個(gè)力，其中重力的大小和方向均為確定的；擋板對(duì)圓球的彈力FN2的方向始終是水平的，亦為確定的；而斜面對(duì)圓球的作用力的大小和方向均在變化中但是，不論如何變動(dòng)，只要取一個(gè)確定的值，圓球就在三力作用下處于平衡狀態(tài)，此三力就組成一個(gè)封閉的矢量三角形，如圖所示因?yàn)?<<90，所以FN1>mg，F(xiàn)N2>0.當(dāng)然，也可以由FN1，F(xiàn)N2mgtan 解出因此，正確答案為A、C.答案AC14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GAGB100 N、GC10 N，60，求：圖22(1)地面對(duì)鐵塊A的摩擦力Ff的大?。?2)鐵塊A對(duì)地面的壓力FN的大小解析(1)以C為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，如圖甲所示由平行四邊形定則知：FN1FN2GC對(duì)A進(jìn)行受力分析，如圖乙所示將FN2進(jìn)行正交分解，有：FxFN2sin 60FfFx，則Ff5 N.(2)由圖乙可知：FyFN2cos 60FNGAFy，解得：FN105 N.答案(1)5 N(2)105 N