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1、重点强化练(一)受力分析物体的平衡(限时：40分钟)一、选择题1如图1所示，A和B两物块的接触面是水平的，A与B保持相对静止一起沿固定斜面匀速下滑，在下滑过程中B的受力个数为()图1A3B4C5D6BA与B相对静止一起沿斜面匀速下滑，可将二者当作整体进行受力分析，再对B进行受力分析，可知B受到的力有：重力GB、A对B的压力、斜面对B的支持力和摩擦力，选项B正确2(2017唐山模拟)在沿水平方向运动的车厢支架上，有两个质量均匀、半径相同的半球，如图2所示，两半球接触面沿竖直方向，不计两半球之间以及半球与支架之间的摩擦，则小车()图2A可能做匀速直线运动B一定做匀速直线运动C可能做匀变速直线运动D
2、一定做匀变速直线运动(a)(b)B假设小车加速度为a，分别隔离左右两半球受力分析如图(a)、(b)所示，可得Fcos mg、Fsin FNma，Fcos mg、FNFsin ma，所以FF，a0，故运动的小车只能是匀速的，B项正确3(2017扬州市高三检测)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3所示，则杆对环的摩擦力大小为() 【导学号：92492094】图3Amgsin Bmgcos Cmgtan Dmgsin cos D设细线的弹力为F，对斜面上的物块由
3、共点力平衡条件有Fmgsin 0，对轻环由共点力平衡条件有Fcos f0，解得杆对环的摩擦力大小为fmgsin cos ，故选D.4(2016全国丙卷)如图4所示，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球在a和b之间的细线上悬挂一小物块平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径不计所有摩擦小物块的质量为() 【导学号：92492095】图4A.BmCmD2mC如图所示，由于不计摩擦，线上张力处处相等，且轻环受细线的作用力的合力方向指向圆心由于a、b间距等于圆弧半径，则aOb60，进一步分析知，细线与aO、bO间的夹角皆为30.取悬挂的小物块研究
4、，悬挂小物块的细线张角为120，由平衡条件知，小物块的质量与小球的质量相等，即为m.故选项C正确5如图5所示，水平固定且倾角为30的光滑斜面上有两个质量均为m的小球A、B，它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接，现对B施加一水平向左的推力F使A、B均静止在斜面上，此时弹簧的长度为l，则弹簧原长和推力F的大小分别为() 【导学号：92492096】图5Al，mgBl，mgCl，2mgDl，2mgB以A、B和弹簧组成的系统为研究对象，则Fcos 302mgsin 30，得Fmg；隔离A有kxmgsin 30，得弹簧原长为lxl，故选项B正确6(2017新乡模拟)如图6所示，一个“房子”形状的铁制音乐盒静
5、止在水平面上，一个塑料壳里面装有一个圆柱形强磁铁，吸附在“房子”的顶棚斜面上，保持静止状态，己知顶棚斜面与水平面的夹角为，塑料壳和磁铁的总质量为m，塑料壳和斜面间的动摩擦因数为，则以下说法正确的是() 【导学号：92492097】图6A塑料壳对顶棚斜面的压力大小为mgcos B顶棚斜面对塑料壳的摩擦力大小一定为mgcos C顶棚斜面对塑料壳的支持力和摩擦力的合力大小等于mgD磁铁的磁性若瞬间消失，塑料壳不一定会往下滑动D对m分析可得圆柱形强磁铁受到重力mg、音乐盒的吸引力F，音乐盒的支持力FN，以及静摩擦力Ff，处于静止状态，合力为零，故FN(mgF)cos ，Ff(mgF)sin ，由于是静
6、摩擦力，故A、B错误；塑料壳和磁铁整体静止，合力为零，则顶棚斜面对塑料壳的支持力和摩擦力的合力大小等于重力和F的合力，故C错误；磁铁的磁性若瞬间消失，因为mgsin mgcos ，则塑料壳不会往下滑动，故D正确7(2017郑州模拟)如图7所示，a、b两个小球穿在一根光滑的固定杆上，并且通过一条细绳跨过定滑轮连接已知b球质量为m，杆与水平面成角，不计所有摩擦，重力加速度为g.当两球静止时，Oa段绳与杆的夹角也为，Ob段绳沿竖直方向，则下列说法正确的是()图7Aa可能受到2个力的作用Bb可能受到3个力的作用C绳子对a的拉力等于mgDa的重力为mgtan C对a、b受力分析可知，a一定受3个力，b一
7、定受2个力作用，选项A、B错误；对b受力分析可知，b受绳子拉力等于mg，因此绳子对a的拉力等于mg，选项C正确；对a受力分析，Gasin mgcos ，可得：Ga，选项D错误8(多选)(2017贵州七校联考)如图8所示，横截面为直角三角形的斜劈A，底面靠在粗糙的竖直墙面上，力F指向球心水平作用在光滑球B上，系统处于静止状态，当力F增大时，系统还保持静止，则下列说法正确的是()图8AA所受合外力增大BA对竖直墙壁的压力增大CB对地面的压力一定增大D墙面对A的摩擦力可能变为零BCDA一直处于静止，所受合外力一直为零不变，故A错误；以整体为研究对象受力分析，根据平衡条件，水平方向：FNF，F增大则F
8、N增大，故B正确；对B受力分析，如图所示，根据平衡条件：FFNsin ，可见F增大则FN增大，FNmgFNcos ，可见FN增大则FN增大，根据牛顿第三定律知球对地面的压力增大，故C正确；以整体为研究对象，竖直方向：FNFfMgmg，若FN增大至与Mgmg相等，则Ff0，故D正确9(2017武汉模拟)如图9所示， 一根不可伸长的轻绳两端连接两轻环A、B，两环分别套在相互垂直的水平杆和竖直杆上，轻绳绕过光滑的轻小滑轮，重物悬挂于滑轮下，始终处于静止状态，下列说法正确的是() 【导学号：92492098】图9A只将环A向下移动少许，绳上拉力变大，环B所受摩擦力变小B只将环A向下移动少许，绳上拉力不
9、变，环B所受摩擦力不变C只将环B向右移动少许，绳上拉力变大，环A所受杆的弹力不变C只将环B向右移动少许，绳上拉力不变，环A所受杆的弹力变小B设滑轮两侧绳子与竖直方向的夹角为，绳子的长度为L，B点到墙壁的距离为s，根据几何知识和对称性，得：sin 以滑轮为研究对象，设绳子拉力大小为F，根据平衡条件得：2Fcos mg，得：F 当只将绳的左端移向A点，s和L均不变，则由式得知，F不变B环受的摩擦FfFsin 不变故A错误，B正确当只将绳的右端移向B点，s增加，而L不变，则由式得知，增大，cos 减小，则由式得知，F增大A环受弹力FNFsin tan 变大故C、D错误故选B.10(多选)如图10所示
10、，带有光滑竖直杆的三角形斜劈固定在水平地面上，放置于斜劈上的光滑小球与套在竖直杆上的小滑块用轻绳连接，开始时轻绳与斜劈平行现给小滑块施加一竖直向上的拉力，使小滑块沿杆缓慢上升，整个过程中小球始终未脱离斜劈，则有() 【导学号：92492099】图10A轻绳对小球的拉力逐渐增大B小球对斜劈的压力先减小后增大C竖直杆对小滑块的弹力先增大后减小D对小滑块施加的竖直向上的拉力逐渐增大AD设斜面倾角为，斜面对小球的支持力为N1，绳对小球的拉力为T，小球的重力大小为G1，小滑块的重力大小为G2，竖直杆对小滑块的弹力大小为N2.由于小滑块沿杆缓慢上升，所以小球沿斜面缓慢向上运动，小球处于动态平衡状态，受到的
11、合力为零，作小球受力矢量三角形如图甲所示，绳对小球的拉力T逐渐增大，所以选项A正确；斜面对小球的弹力N1逐渐减小，故小球对斜面的压力逐渐减小，选项B错误；将小球和小滑块看成一个整体，对其进行受力分析如图乙所示，则由力的平衡条件可得：N2N1sin ，FG1G2N1cos ，因N1逐渐减小，所以N2逐渐减小，F逐渐增大，故选项C错误，D正确二、非选择题11(2017合肥模拟)如图11所示，质量M2 kg的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量m1 kg的小球相连，今用跟水平方向成60角的力F10 N拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m的相对位置保持不变，g10 m/s2.在运动过程中，
12、求：图11(1)轻绳与水平方向的夹角；(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数. 【导学号：92492100】【解析】(1)m处于平衡状态，其合力为零以m为研究对象，由平衡条件得：水平方向Fcos 60FTcos 0竖直方向Fsin 60FTsin mg0解得：30(2)M、m整体处于平衡状态，可看做整体，系统所受合力为零以M、m整体为研究对象由平衡条件得水平方向Fcos 60FN0竖直方向FNFsin 60Mgmg0由得.【答案】(1)30(2)12质量为M的木楔倾角为，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑如果用与木楔斜面成角的力F拉着木块匀速上升，如图12所示
13、(已知木楔在整个过程中始终静止)图12(1)当时，拉力F有最小值，求此最小值；(2)当时，木楔对水平面的摩擦力是多大？ 【导学号：92492101】【解析】木块在木楔斜面上匀速向下运动时，有mgsin mgcos ，即tan .(1)木楔在力F作用下沿斜面向上匀速运动，有Fcos mgsin FfFsin FNmgcos FfFN解得F则当时，F有最小值，为Fminmgsin 2.(2)因为木块及木楔均处于平衡状态，整体受到地面的摩擦力等于F的水平分力，即FfmFcos()当F取最小值mgsin 2时，FfmFmincos 2mgsin 2cos 2mgsin 4.【答案】(1)mgsin 2(2)mgsin 4
通用版高考物理一轮复习重点强化练1受力分析物体的平衡
