高考物理届一轮复习习题第2章第5讲共点力平衡问题的应用word版含参考答案已审阅.docx

1、高考物理届一轮复习习题第2章第5讲共点力平衡问题的应用word版含参考答案已审阅第5讲共点力平衡问题的应用A组基础题组1.(2015广东肇庆二模,19)(多选)一铁架台放于水平地面上,其上有一轻质细线悬挂一小球,开始时细线竖直,现将水平力F作用于小球上,使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置,铁架台始终保持静止,则在这一过程中()A.细线拉力逐渐增大B.铁架台对地面的压力逐渐增大C.铁架台对地面的压力逐渐减小D.铁架台所受地面的摩擦力逐渐增大2.(2015河南开封二模,14)质量为m的物体在沿斜面向上的拉力F作用下沿放在水平地面上的质量为M的粗糙斜面匀速下滑,此过程中斜面体保持静止,则斜面体与地面

2、间() A.没有摩擦力B.摩擦力的方向水平向右C.支持力为(M+m)gD.支持力小于(M+m)g3.如图所示,一光滑小球静置在光滑半球面上,被竖直放置的光滑挡板挡住,现水平向右缓慢地移动挡板,则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止),挡板对小球的推力F、半球面对小球的支持力FN的变化情况是()A.F增大,FN减小 B.F增大,FN增大C.F减小,FN减小 D.F减小,FN增大4.(2015陕西第一次质检,15)将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后,再用细线悬挂于O点,如图所示,用力F拉小球b,使两个小球都处于静止状态,且细线OA与竖直方向的夹角保持=30,则F取最小值时O

3、a线上的拉力为()A.mg B.mg C.mg D.mg5.(2013课标,15,6分)如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用,F平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止,F的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F20)。由此可求出()A.物块的质量B.斜面的倾角C.物块与斜面间的最大静摩擦力D.物块对斜面的正压力6.(2015江苏苏北三市联考,6)(多选)如图所示,在倾角为的斜面上放一质量为m的小球,小球被竖直的木板挡住,若斜面和木板都是光滑的,则()A.球对斜面的压力为mg cos B.球对斜面的压力为mg/cos C.球对木板的压力为mg tan D.在木板从竖

4、直位置缓慢放到水平位置的过程中球对斜面的压力一直减小7.(2015山东枣庄八中测试,4)如图所示,有一质量不计的杆AO,长为R,可绕A端自由转动。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8.质量为M的斜面倾角为,在水平面上保持静止,当将一质量为m的木块放在斜面上时正好匀速下滑,若用与斜面成角的力F拉着木块匀速上升,如图。求:(1)当为多少时,拉力F有最小值,并求出这个最小值。(2)此时水

5、平面对斜面的摩擦力是多少?B组提升题组9.(2015广东理综,19,6分)(多选)如图所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳长度不同,下列说法正确的有() A.三条绳中的张力都相等B.杆对地面的压力大于自身重力C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力10.(2014山东理综,14,6分)如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千。某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后()A.

6、F1不变,F2变大 B.F1不变,F2变小C.F1变大,F2变大 D.F1变小,F2变小11.(2016北京东城期中,8)如图所示,质量为m的小球置于倾角为30的光滑斜面上,劲度系数为k的轻质弹簧一端系在小球上,另一端固定在墙上的P点。小球静止时,弹簧与竖直墙壁间的夹角为30,则弹簧的伸长量为()A. B. C. D.12.(2016福建厦门一中期中)如图所示,用一细绳将光滑小球P系于竖直墙壁上的O点,在墙壁和球P之间夹有一长方体物块Q,P、Q均处于静止状态,现有一铅笔紧贴墙壁从O点开始缓慢下移,则在铅笔缓慢下移的过程中()A.细绳的拉力逐渐变小B.Q受到墙壁的弹力逐渐增大C.Q受到墙壁的摩擦

7、力逐渐变大D.Q将从墙壁和小球之间滑落13.(2015东北三校二联,15)如图所示,有一倾角=30的斜面体B,质量为M。质量为m的物体A静止在B上。现用水平力F推物体A,在F由零逐渐增加至 mg再逐渐减为零的过程中,A和B始终保持静止。对此过程下列说法正确的是()A.地面对B的支持力大于(M+m)gB.A对B的压力的最小值为 mg,最大值为mg C.A所受摩擦力的最小值为0,最大值为 D.A所受摩擦力的最小值为mg,最大值为mg14.(2015江苏扬州模拟,14)如图所示,绳OC与竖直方向成30角,O为质量不计的光滑的滑轮,用一根绳连接物体A和B,已知物体B重1 000 N,物体A重400 N

8、,物体A在空中静止,物体B在地面上静止。(不计绳的重力)求:(1)OC绳的拉力为多大?(2)物体B所受地面的摩擦力和支持力分别为多大?答案全解全析A组基础题组1.AD对小球受力分析,其受重力、线的拉力及水平力,如图甲所示。因为缓慢运动,所以小球处于动态平衡状态,有F=mg tan ,F拉=,因增大,则F、F拉都变大,A正确;将小球、线和铁架台看成一个整体,对其受力分析,如图乙所示,则知Ff=F,FN=(M+m)g,当F增大时,Ff增大,FN不变,选项B、C错误,D正确。2.D将两物体视为一整体,因物体m匀速下滑,则整体处于平衡状态,根据整体法,拉力F的水平分量等于地面对斜面体向左的静摩擦力,拉

9、力F的竖直分量与地面对斜面体的支持力之和等于总重力,D正确,A、B、C错误。3.B某时刻小球的受力如图所示。设小球与半球面的球心连线跟竖直方向的夹角为,则F=mg tan ,FN=,随着挡板向右移动,角越来越大,则F和FN都要增大,选项B正确。4.B以a、b为整体,整体受重力2mg、悬绳OA的拉力FT及拉力F三个力而平衡;如图所示,三力构成的矢量三角形中,当力F垂直于悬绳拉力FT时有最小值,且最小值Fmin=2mg sin =mg,此时Oa线上的拉力FT=mg,选项A正确。5.C当物块所受外力F为最大值F1时,具有向上的运动趋势由平衡条件可得:F1=mg sin +fm;同理:当物块所受外力F

10、为最小值F2时,具有向下的运动趋势,即F2+fm=mg sin 。联立解得fm=,F1+F2=2mg sin ,又物块对斜面的压力FN=mg cos 。由于m和斜面的倾角未知,故选项C正确,选项A、B、D错误。6.BCD小球在三个力作用下处于平衡状态,如图1所示,根据平衡条件有:F1=mgtan ,F2=,由牛顿第三定律得A错,B、C均正确。在木板从竖直位置缓慢放到水平位置的过程中,斜面对球的支持力大小F2和木板对球的弹力大小F1的变化情况如图2所示,可见F1先减小后增大,F2一直减小,由牛顿第三定律得D正确。7.C对O点受力分析如图所示,O受竖直绳子的拉力FG、OA杆的支持力F及OC绳的拉力

11、FC而处于平衡状态。将杆的支持力F和OC绳上的拉力FC合成,其合力与FG=G大小相等,方向相反,则在OC上移的过程中,平行四边形竖直方向的对角线保持不变,平行四边形发生图中所示变化,则由图可知OC的拉力先减小后增大,故选C。8.答案(1)见解析(2)mg sin 4解析(1)m匀速下滑时处于平衡状态,对其受力分析,如图甲所示,则有mg sin =mg cos ,解得:=tan m在F作用下匀速下滑时处于平衡状态,对其受力分析,如图乙所示,则有F cos =(mg cos -F sin )+mg sin 解得F=当=时,F有最小值为Fmin=mg sin 2。(2)对整体,在水平方向有Ff=F

12、cos (+)=mg sin 2cos 2=mg sin 4。B组提升题组9.BC由于三条绳长度不同,则三条绳与竖直杆间的夹角不相等,因竖直杆仅是压在地面上而没有固定,则三条绳对杆的拉力在水平方向的分力必平衡,但三个水平分力在水平面内的方向关系不确定,故不能确定三条绳中张力的大小关系,A错误、C正确;由于三条绳对杆的拉力在竖直方向的分力都向下,故B正确;绳子拉力的合力竖直向下,杆的重力也竖直向下,它们不是一对平衡力,故D错误。10.A木板静止时受力情况如图所示,设轻绳与竖直木桩的夹角为,由平衡条件知,合力F1=0,故F1不变,F2=,剪短轻绳后,增大,cos 减小,F2增大,故A正确。11.D

13、对小球进行受力分析,受到重力、斜面的支持力以及弹簧的弹力,受力平衡根据几何关系可知弹力方向和支持力方向间夹角为60根据平衡条件及几何关系得:F弹 cos 30=mg解得:F弹=mg根据胡克定律得:x=12.B对球P分析,球P受到重力、绳的拉力和Q对P的弹力处于静止状态,设拉力与竖直方向的夹角为,根据共点力平衡有:拉力F=,Q对P的支持力N=mg tan ,铅笔缓慢下移的过程中,增大,则拉力F增大,Q对P的支持力增大;对Q分析知,在水平方向上P对Q的压力增大,则墙壁对Q的弹力增大,在竖直方向上重力与摩擦力相等,所以Q受到的摩擦力不变,Q不会从墙壁和小球之间滑落,故A、C、D错误、B正确。13.B

14、因为A、B始终保持静止,对A、B整体受力分析可知,地面对B的支持力一直等于(M+m)g,A错误。当F=0时,A对B的压力最小,为mg cos 30=mg;当 F=mg时,A对B的压力最大,为mg cos 30+F sin 30=mg,B正确。当F cos 30=mg sin 30时,即F=mg时,A所受摩擦力为0,当F=0时,A所受摩擦力大小为mg,方向沿斜面向上,当F=mg时,A所受摩擦力大小为mg,方向沿斜面向下,选项C、D错误。14.答案(1)400 N(2)200 N800 N解析(1)以滑轮为研究对象,受力分析如图1所示,因为同一根绳上各处拉力大小相等,故FB=FA=GA=400 N,FC=2GA cos 30=400 N。(2)对物体B受力分析,如图2所示,根据B受力平衡的条件有:Ff=FB cos 30=FB cos 30=400 N=200 NFN=GB-FB sin 30=GB-FB sin 30=1 000 N-400 N=800 N