高三物理一輪 2.3受力分析 共點(diǎn)力的平衡課后鞏固訓(xùn)練（含解析）.doc

第課時(shí)受力分析共點(diǎn)力的平衡 【測(cè)控導(dǎo)航】考點(diǎn)題號(hào)1.受力分析1、22.共點(diǎn)力的平衡條件及其應(yīng)用3、10、113.動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題6、94.臨界與極值問(wèn)題7、85.整體法、隔離法的應(yīng)用4、517題為單選題;8、9題為多選題1.(2013達(dá)州質(zhì)量檢測(cè))如圖所示,物體a靠在豎直墻面上,在力f作用下,a、b保持靜止.則物體a的受力個(gè)數(shù)為(b)a.2b.3c.4d.5解析:以a、b為系統(tǒng)分析受力情況,可知水平方向不受力,故墻對(duì)a無(wú)作用力.a僅受重力、b對(duì)a的摩擦力及b對(duì)a的彈力三個(gè)力的作用.故選項(xiàng)b對(duì).2.如圖所示,一傾角為45的斜面固定于豎直墻上,為使一光滑的鐵球靜止,需加一水平力f,且f過(guò)球心,下列說(shuō)法中正確的是(c)a.球一定受墻的彈力且水平向左b.球可能受墻的彈力且水平向右c.球一定受斜面的彈力且垂直斜面向上d.球可能受斜面的彈力且垂直斜面向上解析:對(duì)球受力分析,可以確定的力是水平力f和重力mg,根據(jù)平衡條件,斜面對(duì)球一定有彈力的作用,墻對(duì)球可能有彈力,也可能沒(méi)有彈力,故選項(xiàng)c正確.3.(2012蚌埠模擬)如圖所示,質(zhì)量分別為m1、m2的兩個(gè)物體通過(guò)輕彈簧連接,在力f的作用下一起沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)(m1在地面,m2在空中),力f與水平方向成角.則m1所受支持力n和摩擦力f正確的是(a)a.n=m1g+m2g-fsin b.n=m1g+m2g-fcos c.f=f/cos d.f=fsin 解析:對(duì)于m1、m2和輕彈簧組成的系統(tǒng)受力分析如圖.由平衡條件知:水平方向:f=fcos 豎直方向:n+fsin =m1g+m2g.由以上兩式得:f=fcos ,n=m1g+m2g-fsin ,故選項(xiàng)a正確.當(dāng)研究系統(tǒng)受外力時(shí),需采用整體法;當(dāng)研究系統(tǒng)內(nèi)各部分之間的相互作用時(shí),宜采用隔離法.4.(2013寧波六校期中)如圖所示,兩個(gè)完全相同的光滑球的質(zhì)量為m,放在豎直擋板和傾角為的固定斜面間.若緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)擋板至與斜面垂直,則在此過(guò)程中(a)a.a、b兩球間的彈力不變b.b球?qū)π泵娴膲毫χ饾u增大c.b球?qū)醢宓膲毫χ饾u增大d.a球?qū)π泵娴膲毫χ饾u增大解析:緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)擋板表示a、b兩球始終處于平衡狀態(tài).本題采用先隔離后整體的分析方法.先對(duì)a球,共受三個(gè)力而平衡,b對(duì)a的彈力與a的重力沿斜面方向的分力相等,大小與方向均不變,即選項(xiàng)a正確,a球?qū)π泵娴膲毫Φ扔谄渲亓ρ卮怪毙泵娣较虻姆至?大小與方向均不變,選項(xiàng)d錯(cuò)誤;再對(duì)a、b整體,也是共受三個(gè)力而平衡,其中a、b的重力為恒力,斜面對(duì)a、b的彈力方向不變,擋板對(duì)b的彈力沿斜面方向的分力與a、b的重力沿斜面方向的分力相等,大小不變,當(dāng)擋板緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),擋板對(duì)b的彈力減小,進(jìn)而可知b球?qū)π泵娴膲毫σ矞p小,因此,選項(xiàng)b、c均錯(cuò)誤.5.(2012銀川質(zhì)檢)如圖所示,頂端裝有定滑輪的斜面體放在粗糙水平面上,a、b兩物體通過(guò)細(xì)繩相連,并處于靜止?fàn)顟B(tài)(不計(jì)繩的質(zhì)量和繩與滑輪間的摩擦).現(xiàn)用水平向右的力f作用于物體b上,將物體b緩慢拉高一定的距離,此過(guò)程中斜面體與物體a仍然保持靜止.在此過(guò)程中(d)a.水平力f一定變小b.斜面體所受地面的支持力一定變大c.物體a所受斜面體的摩擦力一定變大d.地面對(duì)斜面體的摩擦力一定變大解析:取物體b為研究對(duì)象,分析其受力情況如圖所示.則有f=mgtan ,t=mgcos,在物體b緩慢被拉高的過(guò)程中,增大,則水平力f隨之變大,故選項(xiàng)a錯(cuò)誤;對(duì)a、b兩物體與斜面體這個(gè)整體而言,由于斜面體與物體a仍然保持靜止,則地面對(duì)斜面體的摩擦力一定變大,故選項(xiàng)d正確;但是因?yàn)檎w豎直方向并沒(méi)有其他力,故斜面體所受地面的支持力不變,故選項(xiàng)b錯(cuò)誤;在這個(gè)過(guò)程中盡管繩子張力t變大,但是由于物體a所受斜面體的摩擦力開(kāi)始并不知道其方向,故物體a所受斜面體的摩擦力的情況無(wú)法確定,故選項(xiàng)c錯(cuò)誤.6.(2012福州市高三期末質(zhì)量檢查)如圖所示,a,b兩物體的質(zhì)量分別為ma,mb,且mamb,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).滑輪的質(zhì)量和一切摩擦均不計(jì).如果繩一端由q點(diǎn)緩慢地向左移到p點(diǎn),整個(gè)系統(tǒng)重新平衡后,繩的拉力f和兩滑輪間繩與水平方向的夾角變化情況是(d)a.f變大,角變大b.f變小,角變小c.f不變,角變小d.f不變,角不變解析:重新平衡后,繩的拉力f仍等于a物體的重力,b物體所受的繩的拉力等于b物體的重力,所以有:2magsin =mbg,即sin =mb2ma,不變,選項(xiàng)d正確.本題常錯(cuò)選a項(xiàng),其原因是沒(méi)有明確繩的拉力等于a物體的重力;解答本題的另一個(gè)難點(diǎn)是如何選取研究對(duì)象,選取滑輪為研究對(duì)象是關(guān)鍵.7.(2013黃山七校聯(lián)考)如圖所示,質(zhì)量為m的小球用細(xì)線拴住放在光滑斜面上,斜面足夠長(zhǎng),傾角為的斜面體置于光滑水平面上,用水平力f推斜面體使斜面體緩慢地向左移動(dòng),小球沿斜面緩慢升高.當(dāng)線拉力最小時(shí),推力f等于(d)a.mgsin b.12mgsin c.mgsin 2d.12mgsin 2解析:對(duì)小球進(jìn)行受力分析,當(dāng)細(xì)線與斜面平行時(shí),線的拉力最小,如圖(甲)所示,可知斜面對(duì)小球的支持力n=mgcos .由牛頓第三定律可知,小球?qū)π泵娴膲毫=mgcos ,將壓力n正交分解為水平向右的分力n1=nsin 和豎直向下的分力n2=ncos ,如圖(乙)所示,斜面體為平衡狀態(tài),所以推力f=n1=mgcos sin =12mgsin 2,故選項(xiàng)d正確.8.(2012福州模擬)如圖所示,重50 n的物體a放在傾角為37的粗糙斜面上,有一根原長(zhǎng)為10 cm,勁度系數(shù)為800 n/m的彈簧,其一端固定在斜面頂端,另一端放置物體a后,彈簧長(zhǎng)度伸長(zhǎng)為14 cm,現(xiàn)用一測(cè)力計(jì)沿斜面向下拉物體a,若物體a與斜面間的最大靜摩擦力為20 n,當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度仍為14 cm時(shí),測(cè)力計(jì)的讀數(shù)不可能為(sin 37=0.6)(bc)a.10 nb.30 nc.40 nd.0 n解析:a在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)合外力為零,a在斜面上受五個(gè)力的作用,分別為重力、支持力、彈簧彈力、摩擦力、拉力f,當(dāng)摩擦力的方向沿斜面向上時(shí)f+mgsin 37fm+f彈,f22 n,當(dāng)摩擦力沿斜面向下時(shí),f最小值為零.選項(xiàng)b、c正確.9.(2013資陽(yáng)高三期中)如圖所示,汽車用繩索通過(guò)定滑輪牽引小船,使小船勻速靠岸,若水對(duì)船的阻力不變,則下列說(shuō)法中正確的是(ab)a.繩子的拉力不斷增大b.船受到的浮力不斷減小c.船受到的合力不斷增大d.繩子的拉力可能不變解析:對(duì)小船受力分析如圖所示,設(shè)繩索拉力與水平方向成角,則由平衡條件列方程得:f2cos =f3、f2sin +f1=mg,在小船勻速靠岸的過(guò)程中,角增大,阻力f3、重力mg保持不變,故繩索的拉力f2增大,浮力f1減小,船受到的合力一直為零.所以選項(xiàng)a、b正確.10.(2012銅陵模擬)如圖所示,輕桿bc的c點(diǎn)用光滑鉸鏈與墻壁固定,桿的b點(diǎn)通過(guò)水平細(xì)繩ab使桿與豎直墻壁保持30的夾角.若在b點(diǎn)懸掛一個(gè)定滑輪(不計(jì)重力),某人用它勻速地提起重物.已知重物的質(zhì)量m=30 kg,人的質(zhì)量m=50 kg,g取10 m/s2.試求:(1)此時(shí)地面對(duì)人的支持力的大小;(2)輕桿bc和繩ab所受力的大小.解析:(1)因勻速提起重物,則t=mg,且繩對(duì)人的拉力為mg,所以地面對(duì)人的支持力為:n=mg-mg=(50-30)10 n=200 n,方向豎直向上.(2)定滑輪對(duì)b點(diǎn)的拉力方向豎直向下,大小為2mg,桿對(duì)b點(diǎn)的彈力方向沿桿的方向,如圖所示,由共點(diǎn)力平衡條件得:fab=2mgtan 30=2301033 n=2003 nfbc=2mgcos30=2301032 n=4003 n.答案:(1)200 n(2)4003 n2003 n11.(2012江蘇錫南質(zhì)量檢測(cè))如圖(甲)所示,輕繩ad跨過(guò)固定在水平橫梁bc右端的定滑輪掛住一個(gè)質(zhì)量為m1的物體,acb=30;如圖(乙)中輕桿hg一端用鉸鏈固定在豎直墻上,另一端g通過(guò)細(xì)繩eg拉住,eg與水平方向也成30,輕桿的g點(diǎn)用細(xì)繩gk掛住一個(gè)質(zhì)量為m2的物體,求:(1)細(xì)繩ac段的張力fac與細(xì)繩eg的拉力feg之比;(2)輕桿bc對(duì)c端的支持力;(3)輕桿hg對(duì)g端的支持力.解析:圖(甲)和圖(乙)中的兩個(gè)物體m1、m2都處于平衡狀態(tài),根據(jù)平衡條件,可判斷與物體相連的細(xì)繩的拉力大小等于物體的重力;分別取c點(diǎn)和g點(diǎn)為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析如圖(丙)、(丁)所示,(1)圖(丙)中輕繩ad跨過(guò)定滑輪掛住質(zhì)量為m1的物體,物體處于平衡狀態(tài),繩ac段的拉力fac=fcd=m1g;圖(丁)中由于fegsin 30=m2g得feg=2m2g,所以得fac/feg=m1/(2m