版高考物理粤教版专题复习习题第二章 相互作用 微专题10 受力分析和共点力的平衡.docx
《版高考物理粤教版专题复习习题第二章 相互作用 微专题10 受力分析和共点力的平衡.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《版高考物理粤教版专题复习习题第二章 相互作用 微专题10 受力分析和共点力的平衡.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
版高考物理粤教版专题复习习题第二章相互作用微专题10受力分析和共点力的平衡
1.考点及要求:
(1)力的合成和分解(Ⅱ);
(2)共点力的平衡(Ⅱ).2.方法与技巧:
(1)整体法和隔离法;
(2)静态平衡问题常用效果分解法和正交分解法;(3)动态平衡问题常用解析法和图解法.
1.(单个物体的受力分析)(多选)如图1所示,在水平力F作用下,木块A、B保持静止.若木块A与B接触面是水平的,且F≠0.则关于木块B的受力个数可能是( )
图1
A.3个B.4个
C.5个D.6个
2.(整体法和隔离法分析两个或多个物体受力)如图2所示,水平桌面上叠放着A、B两物体,B物体受力F作用,A、B一起相对地面向右做匀减速直线运动,则B物体的受力个数为( )
图2
A.4个B.5个C.6个D.7个
3.(整体法和隔离法分析两个或多个物体受力)(多选)如图3所示,在恒力F作用下,a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动,则关于它们受力情况的说法正确的是( )
图3
A.a一定受到4个力
B.b可能受到4个力
C.a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力
D.a与b之间一定有摩擦力
4.(平衡条件的应用)在水平地面上固定一个上表面光滑的斜面体,在它上面放有质量为m的木块,用一根平行于斜面的细线连接一个轻环,并将轻环套在一根两端固定、粗糙的水平直杆上,整个系统处于静止状态,如图4所示,则杆对环的摩擦力大小为( )
图4
A.mgsinθB.mgcosθ
C.mgtanθD.mgsinθcosθ
5.(用平衡条件分析动态平衡问题)如图5所示,A、B两物体的质量分别为M、,它们用细绳相连,跨过光滑的定滑轮,A置于倾角θ=30°的斜面上,B悬于斜面之外而处于静止状态,现在缓慢增加A物体的重量,整个系统始终保持静止,则在这个过程中( )
图5
A.绳子拉力逐渐减小
B.A所受的摩擦力逐渐增大
C.A对斜面的压力逐渐减小
D.A所受的合力逐渐增大
6.(用图解法分析动态平衡问题)如图6所示,顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平面上,三条细绳结于O点,一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P,一条绳连接小球Q,P、Q两物体处于静止状态,另一条绳OA在外力F的作用下使夹角θ<90°,现缓慢改变绳OA的方向至θ>90°,且保持结点O位置不变,整个装置始终处于静止状态.下列说法正确的是( )
图6
A.绳OA的拉力一直增大
B.斜面体对物块P的摩擦力的大小可能先减小后增大
C.地面对斜面体有向右的摩擦力
D.地面对斜面体的支持力大于物块P和斜面体的重力之和
7.如图7所示,用等长的两根轻质细线把两个质量相等的小球悬挂.现对小球b施加一个水平向左的恒力F,同时对小球a施加一个水平向右的恒力3F,最后达到稳定状态,表示平衡状态的图可能是下列图中的( )
图7
图8
8.如图8所示,A、B、C三物块叠放并处于静止状态,水平地面光滑,其他接触面粗糙,以下受力分析正确的是( )
A.A与墙面间存在压力
B.A与墙面间存在静摩擦力
C.A物块共受3个力作用
D.B物块共受5个力作用
图9
9.如图9所示,一个人站在水平地面上的长木板上用力F向右推箱子,木板、人、箱子均处于静止状态,三者的质量均为m,重力加速度为g,则( )
A.箱子受到的摩擦力方向向右
B.地面对木板的摩擦力方向向左
C.木板对地面的压力大小为3mg
D.若人用斜向下的力推箱子,则木板对地面的压力会大于3mg
10.如图10所示,一根轻质细绳跨过定滑轮连接两个小球A、B,它们都穿在一根光滑的竖直杆上,不计细绳与滑轮之间的摩擦,当两球平衡时OA绳与水平方向的夹角为60°,OB绳与水平方向的夹角为30°,则球A、B的质量之比和杆对A、B的弹力之比分别为( )
图10
A.=B.=
C.=D.=
11.如图11所示,不计重力的轻杆OP能以O点为圆心在竖直平面内自由转动,P端用轻绳PB挂一重物,用一根轻绳通过滑轮系住P端.在力F的作用下,当杆OP和竖直方向的夹角α(0<α<π)缓慢增大时,力F的大小应( )
图11
A.恒定不变B.逐渐增大
C.逐渐减小D.先增大后减小
12.(多选)如图12所示,一辆小车静止在水平地面上,车内固定着一个倾角为60°的光滑斜面OA,光滑挡板OB可绕转轴O在竖直平面内转动.现将一重力为G的圆球放在斜面与挡板之间,挡板与水平面的夹角θ=60°.下列说法正确的是( )
图12
A.若保持挡板不动,则球对斜面的压力大小为G
B.若挡板从图示位置沿顺时针方向缓慢转动60°,则球对斜面的压力逐渐增大
C.若挡板从图示位置沿顺时针方向缓慢转动60°,则球对挡板的压力逐渐减小
D.若保持挡板不动,使小车水平向右做匀加速直线运动,则球对挡板的压力可能为零
13.如图13所示,倾角为θ的斜面体C置于水平地面上,一条细线一端与斜面上的物体B相连,另一端绕过质量不计的定滑轮与物体A相连,定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O点,细线与竖直方向成α角,A、B、C始终处于静止状态,下列说法正确的是( )
图13
A.若仅增大A的质量,B对C的摩擦力一定减小
B.若仅增大A的质量,地面对C的摩擦力一定增大
C.若仅增大B的质量,悬挂定滑轮的细线的拉力可能等于A的重力
D.若仅将C向左缓慢移动一点,α角将增大
答案解析
1.BC [对木块B受力分析,木块B受重力,斜面的支持力,A对B的压力,A对B的摩擦力,还可能受斜面的摩擦力,所以B受4个力或者5个力,选项B、C正确.]
2.C [先用隔离法,选取A为研究对象,A必受到B对其施加的水平向左的摩擦力,所以A对B施加了水平向右的摩擦力;再运用整体法,选取A和B组成的系统为研究对象,系统做匀减速运动,合力方向向左,即地面对系统或B物体施加了水平向左的摩擦力;最后再选取B为研究对象,其共受到6个力的作用:
竖直向下的重力,A对其竖直向下的压力和水平向右的摩擦力,地面对其竖直向上的支持力和水平向左的摩擦力以及水平拉力F.选项C正确.]
3.AD [将a、b看成整体,其受力图如图(甲)所示,a与墙壁之间没有弹力和摩擦力作用;对物体b进行受力分析,如图(乙)所示,b受到3个力作用,所以a受到4个力作用.分别是重力Ga、恒力F、b对a的压力FN′和b对a的静摩擦力f′,故选项A、D正确,选项B、C错误.]
4.D
5.B [整个系统保持静止,故A所受合力始终为零,D项错;对B受力分析可知,绳子拉力F=,A项错;对A受力分析可知,斜面对物体A的支持力FN=Mgcosθ,由牛顿第三定律可知,A对斜面的压力随A质量M的增大而增大,C项错;在沿斜面方向上,Mgsinθ=F+f,f=Mgsinθ-,随A的质量M的增大,f不断增大,B项正确.]
6.BD [缓慢改变绳OA的方向至θ>90°的过程,OA拉力的方向变化如图从1位置到2位置到3位置所示,可见OA的拉力先减小后增大,OP绳的拉力一直增大,选项A错误;若开始时P受绳子的拉力比较小,则斜面对P的摩擦力沿斜面向上,OP绳拉力一直增大,则摩擦力可能先减小后反向增大,选项B正确;以斜面和P、Q整体为研究对象受力分析,根据平衡条件,斜面受地面的摩擦力与F沿水平方向的分力等大反向,故摩擦力方向向左,选项C错误;以斜面体和P、Q整体为研究对象受力分析,根据竖直方向受力平衡:
FN+Fcosα=M斜g+MPg+MQg,式中α为F与竖直方向的夹角,由图分析可知Fcosα的最大值即为MQg(当F竖直向上时),故FcosαM斜g+MPg,选项D正确.]
7.D [对两个球整体受力分析,水平方向受向左的F和向右的3F,故上面绳子一定向右偏;设上面绳子与竖直方向夹角为α,则:
FTsinα=2F
FTcosα=2mg
设下面绳子与竖直方向夹角为β,则:
FT′sinβ=F
FT′cosβ=mg
联立可得:
α=β
故选D.]
8.C [以三个物块组成的整体为研究对象,水平方向上:
地面光滑,对C没有摩擦力,根据平衡条件得知,墙对A没有压力,因而也没有摩擦力.故A、B错误.对A:
受到重力、B的支持力和摩擦力三个力作用.故C正确.先对A、B整体研究:
水平方向上,墙对A没有压力,则由平衡条件分析可知,C对B没有摩擦力.再对B分析,受到重力、A的压力和摩擦力、C的支持力,共四个力作用.故D错误.]
9.C [人用力F向右推箱子,对箱子受力分析,受推力、重力、支持力、静摩擦力,根据平衡条件,箱子受到的摩擦力方向向左,与推力平衡,故A错误;对三个物体的整体受力分析,受重力和支持力,不受静摩擦力,否则不平衡,故地面对木板没有静摩擦力,故B错误;对三个物体的整体受力分析,受重力和支持力,根据平衡条件,支持力等于重力,根据牛顿第三定律,支持力等于压力,故压力等于重力,为3mg,故C正确;若人用斜向下的力推箱子,对三个物体的整体受力分析,受重力和支持力,故压力依然等于3mg,故D错误.]
10.A [
分别对A、B两球受力分析,运用合成法,如图:
由几何知识得:
FTsin2θ=mAg
FTsinθ=mBg
故mA∶mB=sin2θ∶sinθ=
2cosθ∶1=∶1
杆的弹力FN=
则:
==]
11.B [对点P受力分析,设杆的弹力为FN,绳子的拉力为F′,如图所示.
根据平衡条件得,F′=F,FN与F′的合力与重力大小相等,方向相反.
由三角形相似法得:
=.当α缓慢增大时,PQ增大,而G、OQ不变,故F′逐渐增大.]
12.AD [由题意知,若保持挡板不动,球受到重力、斜面与挡板对球的弹力,三力之间的夹角为120°,可知三力大小相等,由牛顿第三定律知球对斜面的压力大小也为G,则选项A正确;若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60°,由动态分析图(图略)可知球对斜面的压力逐渐减小,球对挡板的压力先逐渐减小后逐渐增大,则选项B、C错误;若保持挡板不动,使小车水平向右做匀加速直线运动,由牛顿第二定律知,球受到合力方向向右,斜面对球的弹力将增大,而球对挡板的压力可能减少到零,则选项D正确.]
13.B [隔离物体B进行受力分析,因不确定mAg和mBgsinθ的大小关系,故斜面体C对物体B的静摩擦力大小和方向无法确定,选项A错误;对物体B和斜面体C整体进行受力分析,增大mAg,导致细线的拉力变大,其水平向左的分力变大,根据平衡条件,地面对斜面体C水平向右的静摩擦力也必将变大,选项B正确;当悬挂定滑轮的细线的拉力等于mAg时,两细线间的夹角为120°,由题设条件可知,连接物体A和物体B间的细线间夹角不会达到120°,选项C错误;当斜面C向左移动时,滑轮也将向左移动,导致α角变小,选项D错误.]