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2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 2-3受力分析共點(diǎn)力的平衡同步檢測(cè)試題 1．如圖7－1所示，A、B兩物體緊靠著放在粗糙水平面上，A、B間接觸面光滑，在水平推力F作用下兩物體一起加速運(yùn)動(dòng)，物體A恰好不離開(kāi)地面，則物體A的受力個(gè)數(shù)為(　　) 圖7－1 A．3　　　　　　 　　　 B．4 C．5 D．6 解析：物體A恰好不離開(kāi)地面，即A與地面間無(wú)壓力無(wú)摩擦力，故A受到重力、推力F和B對(duì)A的彈力，共三個(gè)力的作用，A項(xiàng)正確． 答案：A 圖7－2 2．[xx浙江省湖州中學(xué)月考]如圖7－2所示，斜面傾角為30，物體A的重力為80 N，物體與斜面間的最大靜摩擦力為35 N．一根原長(zhǎng)為10 cm、勁度系數(shù)為k＝1 000 N/m的輕質(zhì)彈簧，下端固定在斜面底端，上端與物體A固定連接放置好后，彈簧長(zhǎng)度變?yōu)? cm.現(xiàn)要使物體移動(dòng)，用平行于斜面的力作用在物體A上．則下面幾個(gè)作用力中不可能的是(　　) A．10 N B．20 N C．40 N D．60 N 解析：此時(shí)彈簧對(duì)物體向上的彈力F彈＝20 N，若向下推物體A，根據(jù)平衡條件，F(xiàn)＋mgsin300＝F彈＋f，可得最小推力F＝15 N；若向上拉物體A，根據(jù)平衡條件，F(xiàn)＋F彈＝mgsin30＋f，可知最小拉力F＝55 N，因此要使物體移動(dòng)最小的力應(yīng)超過(guò)15 N，因此A不可能． 答案：A 圖7－3 3．[xx石家莊市質(zhì)檢一]如圖7－3所示，輕桿與豎直墻壁成53角，斜插入墻中并固定，另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，水平輕質(zhì)彈簧處于壓強(qiáng)狀態(tài)，彈力大小為mg(g表示重力加速度)，則輕桿對(duì)小球的彈力大小為(　　) A.mg B.mg C.mg D.mg 解析：根據(jù)力的平衡條件得輕桿對(duì)小球的彈力大小F＝＝mg，選項(xiàng)D正確． 答案：D 圖7－4 4．[xx山西省太原市測(cè)評(píng)]如圖7－4所示，一個(gè)輕質(zhì)光滑的滑輪(半徑很小)跨在輕繩ABC上，滑輪下掛一個(gè)重為G的物體．現(xiàn)在滑輪軸上施加一水平拉力F使滑輪向右平移，直到繩BC部分豎直、AB部分與天花板的夾角為60的位置并處于靜止?fàn)顟B(tài)，則此時(shí)(　　) A．水平拉力F的大小為(2－)G B．水平拉力F的大小為(2＋)G C．繩ABC的張力大小為G D．繩ABC的張力大小為2(2＋)G 解析：受力分析如圖7－5所示，在水平方向有F＝FTcos60，豎直方向有FT＋FTsin60＝G，兩式聯(lián)立解得F＝(2－)G，F(xiàn)T＝2(2－)G，正確選項(xiàng)為A. 圖7－5 答案：A 圖7－6 5．在粗糙水平地面上與墻平行放著一個(gè)截面為半圓的柱狀物體A，A與豎直墻之間放一光滑圓球B，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)對(duì)B加一豎直向下的力F，F(xiàn)的作用線通過(guò)球心，設(shè)墻對(duì)B的作用力為F1，B對(duì)A的作用力為F2，地面對(duì)A的作用力為F3.若F緩慢增大而整個(gè)裝置仍保持靜止，截面如圖7－6所示，在此過(guò)程中(　　) A．F1保持不變，F(xiàn)3緩慢增大 B．F1緩慢增大，F(xiàn)3保持不變 C．F2緩慢增大，F(xiàn)3緩慢增大 D．F2緩慢增大，F(xiàn)3保持不變 解析：以B為研究對(duì)象，受力分析如圖7－7甲，由平衡條件得，F(xiàn)1＝(F＋GB)tanθ，F(xiàn)2′＝.由牛頓第三定律得F2＝F2′＝，F(xiàn)1、F2隨F的增大而增大．以A為研究對(duì)象，受力如圖乙，F(xiàn)3為FN和Ff的合力，由平衡條件得，F(xiàn)3等于F2與GA的合力，F(xiàn)3隨F的增大而增大．選項(xiàng)C正確． 甲　乙 圖7－7 答案：C 圖7－8 6．[xx河北衡水中學(xué)調(diào)研]如圖7－8所示，有四塊相同的堅(jiān)固石塊壘成弧形的石拱，其中第3、4塊固定在地面上，每塊石塊的兩個(gè)面間所夾的圓心角為37.假定石塊間的摩擦力可以忽略不計(jì)，則第1、2塊石塊間的作用力和第1、3塊石塊間的作用力的大小之比為(　　) A.　　　 B. C.　　　 D. 解析：設(shè)每塊石塊的重力為G，第1、3塊石塊間的作用力為F31，第1、2塊石塊間的作用力為F21，以第1塊石塊為研究對(duì)象，受力分析如圖7－9所示．由平衡條件可得F31cos 37＝F21，解得F21∶F31＝cos 37＝.本題正確選項(xiàng)為C. 圖7－9 答案：C 圖7－10 7．[xx山東省煙臺(tái)二中月考]如圖7－10所示，有一質(zhì)量不計(jì)的桿AO，長(zhǎng)為R，可繞A自由轉(zhuǎn)動(dòng)．用繩在O點(diǎn)懸掛一個(gè)重為G的物體，另一根繩一端系在O點(diǎn)，另一端系在以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓弧形墻壁上的C點(diǎn)．當(dāng)點(diǎn)C由圖示位置逐漸向上沿圓弧CB移動(dòng)過(guò)程中(保持OA與地面夾角θ不變)，OC繩所受拉力的大小變化情況是(　　) A．逐漸減小 B．逐漸增大 C．先減小后增大 D．先增大后減小 圖7－11 解析：受力分析如圖7－11，做出桿OA的支持力FA與OC繩的拉力FC的合力，其大小等于物體的重力G，由圖可知，OC繩的拉力大小先減小后增大，選項(xiàng)C正確． 答案：C B組　能力提升 8．[xx四川省綿陽(yáng)中學(xué)月考]如圖7－12所示，用完全相同的輕彈簧A、B、C將兩個(gè)相同的小球連接并懸掛，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧A與豎直方向的夾角為30，彈簧C水平，則彈簧A、C的伸長(zhǎng)量之比為(　　) 圖7－12 A.∶4　　　 B．4∶ C．1∶2 D．2∶1 解析：將兩小球及彈簧B視為整體進(jìn)行受力分析有FC＝FAsin30，F(xiàn)A＝kxA，＝＝2∶1，＝2∶1，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤． 圖7－13 答案：D 9．[xx河北省邢臺(tái)市清河中學(xué)月考]如圖7－14所示，光滑斜面的傾角為30，輕繩通過(guò)兩個(gè)滑輪與A相連，輕繩的另一端固定于天花板上，不計(jì)輕繩與滑輪的摩擦．物塊A的質(zhì)量為m，不計(jì)滑輪的質(zhì)量，掛上物塊B后，當(dāng)滑輪兩邊輕繩的夾角為90時(shí)，A、B恰能保持靜止，則物塊B的質(zhì)量為(　　) 圖7－14 A.m　　 B.m　　 C．m　　 D．2m 解析：由A的受力平衡可知，繩的拉力大小為F＝mgsin30，由B的受力平衡得F＝mBg，兩式聯(lián)立可得mB＝m，選項(xiàng)A正確． 答案：A 圖7－15 10．[xx浙江省溫州十校聯(lián)考]如圖7－15所示，質(zhì)量為m、頂角為α的直角劈和質(zhì)量為M的正方體放在兩豎直墻和水平面間，處于靜止?fàn)顟B(tài). 若不計(jì)一切摩擦，則(　　) A．正方體對(duì)水平面的彈力大小為(M＋m)g B．墻面對(duì)正方體的彈力大小為mgtanα C．正方體對(duì)直角劈的彈力大小為mgcosα D．墻面對(duì)直角劈的彈力大小為mgsinα 解析：正方體和直角劈作為一個(gè)整體，豎直方向有地面支持力N和二者的重力，整體平衡則有N＝(M＋m)g，由牛頓第三定律得，正方體對(duì)水平地面的彈力大小等于N′＝(M＋m)g，選項(xiàng)A對(duì)．對(duì)直角劈受力分析如圖7－16(由平衡條件可得T2＝，選項(xiàng)D錯(cuò)．正方體對(duì)直角劈的彈力大小F＝，墻面對(duì)正方體的彈力T1＝T2＝，選項(xiàng)B錯(cuò)． 圖7－16 答案：A 11．如圖7－17所示，質(zhì)量M＝2 kg的木塊套在水平桿上， 圖7－17 并用輕繩與質(zhì)量m＝ kg的小球相連，今用跟水平方向成α＝30角的力F＝10N拉著球帶動(dòng)木塊一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中M、m的相對(duì)位置保持不變，取g＝10 m/s2，求運(yùn)動(dòng)過(guò)程中輕繩與水平方向的夾角θ及木塊M與水平桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)． 解析：以M、m整體為研究對(duì)象，由平衡條件得： 水平方向：Fcos30－μFN＝0① 豎直方向：FN＋Fsin30－Mg－mg＝0② 由①②得：μ＝. 以m為研究對(duì)象，由平衡條件得： Fcos30－FTcosθ＝0③ Fsin30＋FTsinθ－mg＝0④ 由③④得：θ＝30. 答案：30　 圖7－18 12．[xx新課標(biāo)全國(guó)卷]拖把是由拖桿和拖把頭構(gòu)成的擦地工具(如圖7－18)．設(shè)拖把頭的質(zhì)量為m，拖桿質(zhì)量可忽略；拖把頭與地板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為常數(shù)μ，重力加速度為g.某同學(xué)用該拖把在水平地板上拖地時(shí)，沿拖桿方向推拖把，拖桿與豎直方向的夾角為θ. (1)若拖把頭在地板上勻速移動(dòng)，求推拖把的力的大?。? (2)設(shè)能使該拖把在地板上從靜止剛好開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的水平推力與此時(shí)地板對(duì)拖把的正壓力的比值為λ.已知存在一臨界角θ0，若θ≤θ0，則不管沿拖桿方向的推力多大，都不可能使拖把從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．求這一臨界角的正切tanθ0. 解析：(1)設(shè)該同學(xué)沿拖桿方向用大小為F的力推拖把．將推拖把的力沿豎直和水平方向分解，根據(jù)平衡條件有 Fcosθ＋mg＝N　① Fsinθ＝f?、? 式中N和f分別為地板對(duì)拖把的正壓力和摩擦力．按摩擦定律有 f＝μN(yùn)　③ 聯(lián)立①②③式得F＝mg?、? (2)若不管沿拖桿方向用多大的力都不能使拖把從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，應(yīng)有Fsinθ≤λN?、? 這時(shí)，①式仍滿足．聯(lián)立①⑤式得 sinθ－λcosθ≤λ?、? 現(xiàn)考察使上式成立的θ角的取值范圍．注意到上式右邊總是大于零，且當(dāng)F無(wú)限大時(shí)極限為零，有 sinθ－λcosθ≤0　⑦ 使上式成立的θ角滿足θ≤θ0，這里θ0是題中所定義的臨界角，即當(dāng)θ≤θ0時(shí)，不管沿拖桿方向用多大的力都推不動(dòng)拖把．臨界角的正切為tanθ0＝λ. 答案：(1)　(2)λ C組　難點(diǎn)突破 13．如圖7－19所示，有兩根立于水平地面上的豎直桿，將一根不能伸長(zhǎng)的、柔軟的輕繩的兩端， 圖7－19 分別系于豎直桿上不等高的兩點(diǎn)a、b上，用一個(gè)光滑的動(dòng)滑輪O懸掛一個(gè)重物后再掛在繩子上，達(dá)到平衡狀態(tài)．現(xiàn)保持輕繩的a端不動(dòng)，將b端緩慢下移．在此過(guò)程中，輕繩的張力的變化情況是(　　) A．保持不變　　　　　 B．不斷增大 C．不斷減小 D．先增大，后減小 圖7－20 解析：將bO延長(zhǎng)，如圖7－20，cosα＝d/L，d為兩桿間距離，L為繩長(zhǎng)，α的大小跟a、b的位置無(wú)關(guān)．因此，在b端下移過(guò)程中，滑輪移動(dòng)，但α的大小不變，F(xiàn)T不變，故A正確． 答案：A