高考物理一轮计时双基练7受力分析共点力的平衡含答案.docx
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高考物理一轮计时双基练7受力分析共点力的平衡含答案
计时双基练7 受力分析 共点力的平衡
（限时：
45分钟 满分：
100分）
A级 双基达标
1．（多选题）下面四个图象依次表示四个物体A、B、C、D的加速度、速度、位移和滑动摩擦力随时间变化的规律．其中物体可能受力平衡的是（ ）
解析 受力平衡的特征是合外力为零，加速度为零，速度不发生变化，所以A、B图中物体不是平衡态；C图中s－t图象是一条直线，所以物体的速度不变，受力平衡；D图中只给出了滑动摩擦力随时间的变化情况，物体可能还受到其他的外力，滑动摩擦力和其他外力的合力有可能等于零，所以有可能处于平衡状态．
答案 CD
2．（多选题）如练图2－3－1所示，匀强电场方向与倾斜的天花板垂直，一带正电的物体在天花板上处于静止状态，则下列判断正确的是（ ）
练图2－3－1
A．天花板与物体间的弹力一定不为零
B．天花板对物体的摩擦力可能为零
C．物体受到天花板的摩擦力随电场强度E的增大而增大
D．在逐渐增大电场强度E的过程中，物体将始终保持静止
解析
练答图2－3－1
物体受力如练答图2－3－1所示，由于物体静止，由平衡条件知，沿天花板方向：
f＝mgsinθ，所以A项对、B项错、C项错．垂直天花板方向：
qE＝mgcosθ＋N，当E增大时，N增大，物体仍静止不动，D项对．
答案 AD
3．（2013·天津卷）如练图2－3－2所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点．现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是（ ）
练图2－3－2
A．FN保持不变，FT不断增大
B．FN不断增大，FT不断减小
C．FN保持不变，FT先增大后减小
D．FN不断增大，FT先减小后增大
解析 对小球受力分析如练答图2－3－2，根据动态分析图可知FN逐渐增大，FT先减小后增大，D项正确．
练答图2－3－2
答案 D
4．（多选题）（2013·广东A卷）如练图2－3－3，物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平．现把物体Q轻轻地叠放在P上，则（ ）
练图2－3－3
A．P向下滑动
B．P静止不动
C．P所受的合外力增大
D．P与斜面间的静摩擦力增大
解析 原来P静止于斜面上，应满足mgsinθ＝μmgcosθ，与质量无关，故放上Q物体后，P仍静止不动，A错，B对；P所受合外力仍然为零，C错．P与斜面间的静摩擦力随重力沿斜面方向上的分力增大而增大，D对．
答案 BD
练图2－3－4
5．（2014·浙江省湖州中学月考）如练图2－3－4所示，斜面倾角为30°，物体A的重力为80N，物体与斜面间的最大静摩擦力为35N．一根原长为10cm、劲度系数为k＝1000N/m的轻质弹簧，下端固定在斜面底端，上端与物体A固定连接放置好后，弹簧长度变为8cm.现要使物体移动，用平行于斜面的力作用在物体A上．则下面几个作用力中不可能的是（ ）
A．10NB．20N
C．40ND．60N
解析 此时弹簧对物体向上的弹力F弹＝20N，若向下推物体A，根据平衡条件，F＋mgsin300＝F弹＋f，可得最小推力F＝15N；若向上拉物体A，根据平衡条件，F＋F弹＝mgsin30°＋f，可知最小拉力F＝55N，因此要使物体移动最小的力应超过15N，因此A不可能．
答案 A
6.
练图2－3－5
（2013·山西省太原市测评）如练图2－3－5所示，一个轻质光滑的滑轮（半径很小）跨在轻绳ABC上，滑轮下挂一个重为G的物体．现在滑轮轴上施加一水平拉力F使滑轮向右平移，直到绳BC部分竖直、AB部分与天花板的夹角为60°的位置并处于静止状态，则此时（ ）
A．水平拉力F的大小为（2－
）G
B．水平拉力F的大小为（2＋
）G
C．绳ABC的张力大小为G
D．绳ABC的张力大小为2（2＋
）G
解析 受力分析如练答图2－3－3所示，在水平方向有F＝FTcos60°，竖直方向有FT＋FTsin60°＝G，两式联立解得F＝（2－
）G，FT＝2（2－
）G，正确选项为A.
练答图2－3－3
答案 A
7．鸵鸟是当今世界上最大的鸟，有人说，如果鸵鸟能长出一副与身体大小成比例的翅膀，就能飞起来．生物学研究的结论得出：
鸟的质量与鸟的体长的立方成正比．鸟扇动翅膀，获得向上的举力的大小可以表示为F＝cSv2，式中S是翅膀展开后的面积，v为鸟的运动速度，c是比例常数．我们不妨以燕子和鸵鸟为例，假设鸵鸟能长出和燕子同样比例的大翅膀，已知燕子的最小飞行速度是5.5m/s，鸵鸟的最大奔跑速度为22m/s，又测得鸵鸟的体长是燕子的25倍，试分析鸵鸟能飞起来吗？
解析 燕子以最小速度飞行时，m1g＝cS1v
，
而鸵鸟展翅以最大速度奔跑时，获得的举力为：
F2＝cS2v
，
又
＝252，
＝
＝4，
可得F2＝10000m1g，
而鸵鸟重力m2g＝253m1g，
故F2答案 鸵鸟不能飞起来
B级 能力提升
练图2－3－6
1．（2014·石家庄市质检一）如练图2－3－6所示，轻杆与竖直墙壁成53°角，斜插入墙中并固定，另一端固定一个质量为m的小球，水平轻质弹簧处于压强状态，弹力大小为
mg（g表示重力加速度），则轻杆对小球的弹力大小为（ ）
A.
mgB.
mg
C.
mgD.
mg
解析 根据力的平衡条件得轻杆对小球的弹力大小F＝
＝
mg，选项D正确．
答案 D
练图2－3－7
2．（2013·山东卷）如练图2－3－7所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30°，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为（ ）
A.
:
4B．4:
C．1:
2D．2:
1
解析
练答图2－3－4
以小球A、B及轻弹簧B为研究对象受力分析如练答图2－3－4所示
根据力合成的矢量三角形可得
sin30°＝
＝
所以：
＝2:
1，D正确．
答案 D
练图2－3－8
3．（2014·山东省烟台二中月考）如练图2－3－8所示，有一质量不计的杆AO，长为R，可绕A自由转动．用绳在O点悬挂一个重为G的物体，另一根绳一端系在O点，另一端系在以O点为圆心的圆弧形墙壁上的C点．当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中（保持OA与地面夹角θ不变），OC绳所受拉力的大小变化情况是（ ）
A．逐渐减小B．逐渐增大
C．先减小后增大D．先增大后减小
解析
练答图2－3－5
受力分析如练答图2－3－5，做出杆OA的支持力FA与OC绳的拉力FC的合力，其大小等于物体的重力G，由图可知，OC绳的拉力大小先减小后增大，选项C正确．
答案 C
4．（2014·河北省邢台市清河中学月考）如练图2－3－9所示，光滑斜面的倾角为30°，轻绳通过两个滑轮与A相连，轻绳的另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦．物块A的质量为m，不计滑轮的质量，挂上物块B后，当滑轮两边轻绳的夹角为90°时，A、B恰能保持静止，则物块B的质量为（ ）
练图2－3－9
A.
mB.
m
C．mD．2m
解析 由A的受力平衡可知，绳的拉力大小为F＝mgsin30°，由B的受力平衡得
F＝mBg，两式联立可得mB＝
m，选项A正确．
答案 A
练图2－3－10
5．（2014·浙江省温州十校联考）如练图2－3－10所示，质量为m、顶角为α的直角劈和质量为M的正方体放在两竖直墙和水平面间，处于静止状态.若不计一切摩擦，则（ ）
A．正方体对水平面的弹力大小为（M＋m）g
B．墙面对正方体的弹力大小为mgtanα
C．正方体对直角劈的弹力大小为mgcosα
D．墙面对直角劈的弹力大小为mgsinα
解析 正方体和直角劈作为一个整体，竖直方向有地面支持力N和二者的重力，整体平衡则有N＝（M＋m）g，由牛顿第三定律得，正方体对水平地面的弹力大小等于N′＝（M＋m）g，选项A对．对直角劈受力分析如练答图2－3－6（由平衡条件可得T2＝mg/tanα，选项D错．正方体对直角劈的弹力大小F＝
，墙面对正方体的弹力T1＝T2＝mg/tanα，选项B错．
练答图2－3－6
答案 A
6.
练图2－3－11
某同学表演魔术时，将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里，然后对着一悬挂的金属小球指手画脚，结果小球在他神奇的功力下飘动起来．假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置C（QC与竖直方向的夹角为θ）时，金属小球偏离竖直方向的夹角θ也是30°，如练图2－3－11所示．已知小球的质量为m，该同学（含磁铁）的质量为M，求此时：
（1）悬挂小球的细线的拉力大小为多少？
（2）该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少？
解析
（1）以小球为研究对象，受力分析如练答图2－3－5①所示，则由平衡条件得
Fsin30°＝FCsin30°，
FCcos30°＋Fcos30°＝mg，
解得F＝FC＝
mg.
练答图2－3－7
（2）以小球和该同学整体为研究对象，受力分析如练答图2－3－7②所示，同理有f＝Fsin30°，
N＋Fcos30°＝（M＋m）g，
将F值代入解得f＝
mg，
N＝Mg＋
mg.
答案
（1）
mg
（2）Mg＋
mg
mg
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