高三物理总练习23共点力作用下物体的平衡练习新苏版.docx
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高三物理总练习23共点力作用下物体的平衡练习新苏版
高三物理总练习2-3共点力作用下物体的平衡练习新苏版
【一】选择题
1、（2017·海南）如下图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，那么地面对斜劈的摩擦力（）
A、等于零
B、不为零，方向向右
C、不为零，方向向左
D、不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右
[答案]A
[解析]物块受力如图（甲），由平衡条件得：
mgsinθ＝Ff，F＝mgcosθ.斜劈受力如图（乙），设地面对斜劈的摩擦力为Ff地，方向向右，水平方向由平衡条件得Ff′cosθ＝Ff地＋F′sinθ.
由牛顿第三定律可知：
Ff＝Ff′，F＝F′.
由以上各方程解得：
Ff地＝0.A正确、
2.如下图，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P的斜面与固定挡板MN接触且处于静止状态，那么斜面体P此刻所受的外力个数有可能为（）
A、2个B、3个
C、4个D、5个
[答案]AC
[解析]假设斜面体P受到的弹簧弹力F等于其重力mg，那么MN对P没有力的作用，如图（a）所示，P受到2个力，A对；假设弹簧弹力大于P的重力，那么MN对P有压力FN，只有压力FN那么P不能平衡，一定存在向右或有向右分量的力，只能是MN对P的摩擦力Ff，因此P如今受到4个力，如图（b）所示，C对、
3、（2017·安庆模拟）如下图，在超市内倾角为θ的电梯斜面上有一箱西瓜随电梯匀速向上运动，在箱子的中央有一个质量为m的西瓜，那么在该西瓜随箱一起匀速前进的过程中，周围其他西瓜对它的作用力的方向为（）
A、沿斜面向上B、沿斜面向下
C、竖直向上D、垂直斜面向上
[答案]C
[解析]该西瓜受到重力和周围其他西瓜对它的作用力，由平衡条件可知，周围其他西瓜对它的作用力的合力与重力大小相等，方向相反、故C正确，A、B、D错误、
4、（2017·山东）如下图，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁、开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa≠0，b所受摩擦力Ffb＝0，现将右侧细绳剪断，那么剪断瞬间（）
A、Ffa大小不变B、Ffa方向改变
C、Ffb仍然为零D、Ffb方向向右
[答案]AD
[解析]绳子剪断前，a、b木块静止，水平受力如图，
因为Ffb＝0，因此弹簧弹力等于F2，
又Ffa≠0，因此a水平方向受了力作用、
当剪断右侧细绳瞬间，右侧绳的力发生突变，F2马上变为零、弹簧弹力不发生突变，其大小方向不变、b木块受弹簧弹力作用，Ffb水平向右，对a木块，弹簧弹力不变，F1、Ffa大小方向也不变、故A、D正确，B、C错误、
5、（2017·苏北四市模拟）如下图，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G，悬绳与竖直墙壁的夹角为α，悬绳对工人的拉力大小为F1，墙壁对工人的弹力大小为F2，那么（）
A、F1＝
B、F2＝Gtanα
C、假设缓慢减小悬绳的长度，F1与F2的合力变大
D、假设缓慢减小悬绳的长度，F1减小，F2增大
[答案]B
[解析]①对工人受力分析如下图，那么F1＝
、F2＝Gtanα，故A错误、B正确；
②假设缓慢减小悬绳的长度，那么α角增大，因此F1和F2均增大，故D错误；
③F1与F2的合力与工人的重力G等大反向，故缓慢减小悬绳的长度时，F1与F2的合力不变，故C错误、
6、（2017·长春模拟）两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，如图放置，OA、OB与水平面的夹角分别为30°、60°，物体M的重力大小为20N，M、m均处于静止状态、那么（）
A、绳OA对M的拉力大小为10
N
B、绳OB对M的拉力大小为10N
C、m受到水平面的静摩擦力大小为10
N
D、m受到水平面的静摩擦力方向为水平向左
[答案]D
[解析]①对O点受力分析如图（甲）所示，那么F1cos30°＝F2cos60°、F1sin30°＋F2sin60°＝Mg，由以上两式解得绳OA拉力的大小为F1＝10N、绳OB的拉力大小为F2＝10
N，故A、B均错误；②对物体m受力分析如图（乙）所示，由于F1－1）N，故C错误、D正确、
7、（2017·上饶模拟）如下图，整个装置处于静止状态，A、B两球由一根跨过定滑轮的轻绳相连接，A为一带孔小球，穿在光滑固定的竖直杆OD上，且A球与斜面不接触，B受到水平向左的拉力F1作用，C处滑轮摩擦不计，C、B之间的绳与竖直方向成30°角，C、A之间的绳与斜面平行，斜面倾角θ为30°，那么A、B两球的质量比为（）
A.
B、1
C.
D.
[答案]D
[解析]①对B球受力分析如图（甲）所示，那么F＝
；②对A球受力分析如图（乙）所示，那么F＝
；③由以上两式解得
＝
，故D正确、
8、（2017·济南模拟）如下图，三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2l.现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为（）
A、mgB.
mg
C.
mgD.
mg
[答案]C
[解析]①对C点受力分析如图（甲）所示，由于AB间距离为2l，CD间距离为l，由几何关系得，θ＝30°，那么CD绳的拉力大小为F1＝mgtan30°＝
mg；②对D点受力分析可知，D点受CD绳拉力F1′、BD绳的拉力F2和在D点施加的力F，且F1′＝F1；③F2和F的合力F1″与F1′等大反向，那么F2、F和F1″构成的矢量三角形如图（乙）所示；④当F与F2垂直时，F最小，那么F＝F″sin60°＝F1′sin60°＝
mg，故C正确、
【二】非选择题
9、在装修工程中，用与竖直方向成β角的力F使质量为m的物体静止在斜板的某一位置上、如下图，斜板与水平方向成α角、请在图中画出那个物体的受力示意图，并写出计算斜板对它的压力大小的表达式________、
[答案]Fcos（α＋β）－mgcosα
[解析]物体受力如下图，沿垂直于斜板面的合力为零，那么有FN＝Fcos（α＋β）－mgcosα.
10、如下图，木板B放在粗糙的水平地面上，木块A放在B的上面，A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在直立墙壁上，用水平力F向左拉动B，使B以速度v做匀速运动，A、B的质量均为m，且A、B间及B与水平地面间的动摩擦因数基本上μ，那么绳的拉力FT＝________，水平拉力F＝________.
[答案]μmg3μmg
[解析]对A受力分析知FT＝FfA＝μmg，
对B受力分析知F＝FfA′＋Ff地
Ff地＝2μmg，故F＝3μmg.
11.如下图，楼梯口一倾斜天花板与水平面的夹角θ＝37°，一装璜工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板、工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F＝10N，刷子的质量为m＝0.5kg，刷子可视为质点，且沿天花板向上匀速运动，取sin37°＝0.6，试求刷子与天花板间的动摩擦因数、
[答案]0.75
[解析]刷子受四个力作用，如图
由平衡条件，得：
Fsinθ＝mgsinθ＋Ff，Fcosθ＝mgcosθ＋FN
且Ff＝μFN，
由三式得μ＝tanθ＝0.75.
12、在医院里常用如下图装置对小腿受伤的病人进行牵引治疗，其中a为动滑轮，其他滑轮为定滑轮、不计滑轮的摩擦和绳子的质量，绳子下端所挂重物的质量是5kg，问：
（1）病人的脚所受水平方向的牵引力是多大？
（2）病人的脚和腿所受的竖直向上的牵引力一共是多大？
（g取10N/kg）
[答案]
（1）93.3N
（2）75N
[解析]因绳子中间各处与其他物体没有结点，因此绳子中间各处的张力（拉力）都等于所悬挂的重物的重力，即FT＝mg＝50N，将ab段的绳子拉力沿水平方向和竖直方向分解，如下图：
F水平＝FTcos30°＝43.3N
F竖直＝FTsin30°＝25N
（1）由图知，病人的脚所受水平方向的牵引力：
F牵＝FT＋F水平＝50N＋43.3N＝93.3N.
（2）由图知，病人的脚和腿所受的竖直向上的牵引力：
F′牵＝FT＋F竖直＝50N＋25N＝75N.
13.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（∠QCS＝30°）时，金属小球偏离竖直方向的夹角θ也是30°，如下图、小球的质量为m，该同学（含磁铁）的质量为M，求如今：
（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？
[答案]
（1）
mg
（2）Mg＋
mg
mg
[解析]
（1）以小球为研究对象，受力分析如图甲所示，那么由平衡条件得
Fsin30°＝FCsin30°
FCcos30°＋Fcos30°＝mg
解得F＝FC＝
mg
（2）以小球和该同学整体为研究对象，受力分析如图乙所示，同理有Ff＝Fsin30°
FN＋Fcos30°＝（M＋m）g
将F值代入解得Ff＝
mg
FN＝Mg＋
mg
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