2022版?zhèn)鋺?zhàn)老高考一輪復(fù)習(xí)物理專(zhuān)題強(qiáng)化三 受力分析 共點(diǎn)力平衡 作業(yè)

專(zhuān)題強(qiáng)化三受力分析共點(diǎn)力平衡課時(shí)精練1．(2020·浙江7月選考·3)矢量發(fā)動(dòng)機(jī)是噴口可向不同方向偏轉(zhuǎn)以產(chǎn)生不同方向推力的一種發(fā)動(dòng)機(jī)．當(dāng)“殲－20”隱形戰(zhàn)斗機(jī)以速度v斜向上飛行時(shí)，其矢量發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口如圖1所示．已知飛機(jī)受到重力G、發(fā)動(dòng)機(jī)推力F1、與速度方向垂直的升力F2和與速度方向相反的空氣阻力Ff.下列受力分析示意圖可能正確的是()圖1答案A解析由題意可知，戰(zhàn)斗機(jī)所受重力豎直向下，F(xiàn)2方向與速度方向垂直，F(xiàn)f方向與速度方向相反，故選項(xiàng)A正確．2．(2019·山東泰安市期末)如圖2所示，與豎直方向成45°角的天花板上有一物塊，該物塊在豎直向上的恒力F作用下恰好能沿天花板勻速上升，則下列說(shuō)法中正確的是()圖2A．物塊一定受兩個(gè)力的作用B．物塊一定受三個(gè)力的作用C．物塊可能受三個(gè)力的作用D．物塊可能受四個(gè)力的作用答案D解析物塊沿天花板勻速上升，受力平衡，對(duì)物塊受力分析可知，若天花板對(duì)物塊沒(méi)有向下的支持力，則物塊只受到重力和向上的恒力F.若天花板對(duì)物塊有垂直天花板向下的支持力，則物塊必定受沿天花板向下的摩擦力，則物塊受到重力、向上的恒力F、垂直天花板向下的支持力和沿天花板向下的摩擦力，所以物塊可能受到兩個(gè)力，也可能受到四個(gè)力，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．3．(2020·浙江嘉興市模擬)科技的發(fā)展正在不斷地改變著我們的生活．如圖3甲是一款手機(jī)支架，其表面采用了納米微吸材料，用手觸碰無(wú)粘感，接觸到平整光滑的硬性物體時(shí)，會(huì)牢牢吸附在物體上；如圖乙是手機(jī)靜止吸附在支架上的側(cè)視圖，若手機(jī)的重力為G，表面與水平面的夾角為θ，則下列說(shuō)法正確的是()圖3A．手機(jī)受到的支持力大小為GcosθB．手機(jī)受到的支持力不可能大于GC．納米材料對(duì)手機(jī)的作用力大小為GsinθD．納米材料對(duì)手機(jī)的作用力豎直向上答案D解析手機(jī)支架采用了納米微吸材料，支架斜面對(duì)手機(jī)有吸引力，所以手機(jī)受到的支持力大小不可能為Gcosθ，其大小可能大于G，也可能小于G，取決于吸引力的大小，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；手機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，手機(jī)受到豎直向下的重力和納米材料的作用力(支持力、吸引力和摩擦力的合力)，故納米材料對(duì)手機(jī)的作用力豎直向上，大小等于G，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．4.(2019·廣東肇慶市模擬)如圖4所示，質(zhì)量為m的木塊A放在質(zhì)量為M的三角形斜劈B上，現(xiàn)同時(shí)用大小為F1和F2、方向相反的水平力分別推木塊A和斜劈B，它們均靜止不動(dòng)，重力加速度為g，則()圖4A．地面對(duì)B的支持力的大小一定等于(M＋m)gB．F1、F2一定等大反向C．A與B之間一定存在摩擦力D．B與地面之間一定存在摩擦力答案A解析對(duì)A、B整體受力分析，受到重力(M＋m)g、支持力FN和已知的兩個(gè)推力，地面對(duì)整體可能有靜摩擦力，根據(jù)平衡條件有FN＝(M＋m)g，故A正確；對(duì)整體，水平方向可能有摩擦力，故F1、F2不一定等大反向，故B錯(cuò)誤；對(duì)木塊A受力分析，受重力mg、已知的推力F1、斜劈B對(duì)A的支持力FN′和摩擦力Ff，推力F1沿斜面的分力等于重力沿斜面的分力時(shí)，摩擦力為零，即A、B間不一定有摩擦力，故C錯(cuò)誤；對(duì)整體，當(dāng)F1＝F2時(shí)，斜劈B不受地面的靜摩擦力，故D錯(cuò)誤．5.如圖5所示，用完全相同的輕彈簧A、B、C將兩個(gè)相同的小球連接并懸掛，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧A與豎直方向的夾角為30°，彈簧C水平，則彈簧A、C的伸長(zhǎng)量之比為()圖5A.eq\r(3)∶4 B．4∶eq\r(3)C．1∶2 D．2∶1答案D解析選取兩小球和彈簧B組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，由平衡條件得FAsin30°＝FC，即FA∶FC＝2∶1，又FA＝kΔxA，F(xiàn)C＝kΔxC，所以ΔxA∶ΔxC＝2∶1.6.(多選)如圖6所示，質(zhì)量為M、半徑為R的半球形物體A放在水平地面上，通過(guò)最高點(diǎn)處大小不計(jì)的釘子用水平細(xì)線拉住一質(zhì)量為m、半徑為r的光滑球B.重力加速度為g，則()圖6A．A對(duì)地面的壓力等于(M＋m)gB．A對(duì)地面的摩擦力方向向左C．B對(duì)A的壓力大小為eq\f(R＋r,R)mgD．細(xì)線對(duì)小球的拉力大小為eq\f(r,R)mg答案AC解析對(duì)A、B整體受力分析，受重力和支持力，相對(duì)地面無(wú)相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)，故不受摩擦力．根據(jù)平衡條件知，支持力等于整體的重力．根據(jù)牛頓第三定律知，整體對(duì)地面的壓力與地面對(duì)整體的支持力大小相等，故A對(duì)地面的壓力等于(M＋m)g，故A正確，B錯(cuò)誤；對(duì)小球受力分析，如圖所示，根據(jù)平衡條件得：F＝eq\f(mg,cosθ)，F(xiàn)T＝mgtanθ，其中cosθ＝eq\f(R,R＋r)，tanθ＝eq\f(\r(R＋r2－R2),R)，故F＝eq\f(R＋r,R)mg，F(xiàn)T＝mgeq\f(\r(R＋r2－R2),R)，故C正確，D錯(cuò)誤．7．如圖7所示，三個(gè)重均為100N的物塊，疊放在水平桌面上，各接觸面水平，水平拉力F＝20N作用在物塊2上，三條輕質(zhì)繩結(jié)于O點(diǎn)，與物塊3連接的繩水平，與天花板連接的繩與水平方向成45°角，豎直繩懸掛重為20N的小球P.整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)．則()圖7A．物塊1和2之間的摩擦力大小為20NB．水平繩的拉力大小為20NC．桌面對(duì)物塊3的支持力大小為320ND．物塊3受4個(gè)力的作用答案B解析對(duì)物塊1受力分析，受重力和支持力，假如受水平方向的摩擦力，則不能保持平衡，故物塊1和物塊2間的摩擦力為零，A錯(cuò)誤；對(duì)O點(diǎn)受力分析，受到三根繩子的拉力，如圖，根據(jù)平衡條件有，x方向：FT2cos45°＝FT1，y方向：FT2sin45°＝GP，解得FT1＝GP＝20N，所以水平繩中的拉力大小為20N，B正確；對(duì)物塊1、2、3整體受力分析，受重力、支持力、向左的拉力、繩子a的拉力，豎直方向：FN＝3G＝300N，故C錯(cuò)誤；對(duì)物塊1和物塊2整體研究，受重力、支持力、向左的拉力F和向右的靜摩擦力Ff23，根據(jù)平衡條件得：Ff23＝F＝20N；1、2間摩擦力為零，2、3間摩擦力為20N，則3與桌面間摩擦力為零，故3受重力、支持力、壓力、2對(duì)3的摩擦力、繩子拉力，共5個(gè)力作用，D錯(cuò)誤．8．(八省聯(lián)考·湖南·6)如圖8，一根質(zhì)量為m的勻質(zhì)繩子，兩端分別固定在同一高度的兩個(gè)釘子上，中點(diǎn)懸掛一質(zhì)量為M的物體．系統(tǒng)平衡時(shí)，繩子中點(diǎn)兩側(cè)的切線與豎直方向的夾角為α，釘子處繩子的切線方向與豎直方向的夾角為β，則()圖8A.eq\f(tanα,tanβ)＝eq\f(m＋M,m) B.eq\f(tanα,tanβ)＝eq\f(m＋M,M)C.eq\f(cosα,cosβ)＝eq\f(M,m＋M) D.eq\f(cosα,cosβ)＝eq\f(m,m＋M)答案B解析以M為研究對(duì)象，2FT1cosα＝Mg①以M和m整體為研究對(duì)象，則2FT2cosβ＝(m＋M)g②FT1sinα＝FT2sinβ③由①②③得：eq\f(tanα,tanβ)＝eq\f(m＋M,M)，B正確．9.(多選)如圖9為一位于墻角的斜面，其傾角θ＝37°.一輕質(zhì)彈簧一端系在質(zhì)量為m的物體上，另一端固定在墻上，彈簧水平放置，物體在斜面上靜止時(shí)，彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，重力加速度為g，則()圖9A．物體一定受四個(gè)力作用B．彈簧彈力可能是eq\f(4,3)mgC．物體受到的摩擦力一定沿斜面向上D．斜面對(duì)物體的作用力方向一定豎直向上答案AC解析首先可以確定物體受向下的重力、彈簧水平向右的拉力、垂直于斜面的支持力，由平衡條件可知，物體還受到沿斜面向上的摩擦力的作用，A、C正確；斜面對(duì)物體的作用力與物體的重力和彈簧的水平拉力的合力等大反向，不可能豎直向上，D錯(cuò)誤；若彈簧拉力為eq\f(4,3)mg，則彈簧拉力垂直斜面向上的分力為eq\f(4,3)mg·sin37°＝0.8mg，等于重力垂直于斜面的分力，這樣物體對(duì)斜面沒(méi)有壓力，也就不會(huì)有摩擦力，不可能平衡，B錯(cuò)誤．10.有一塊長(zhǎng)方體木板被鋸成如圖10所示的A、B兩塊放在水平桌面上，A、B緊靠在一起，木板A的角度如圖所示．現(xiàn)用水平方向的力F垂直作用于板的左邊推木板B，使兩塊板A、B保持原來(lái)的形狀整體沿力F的方向勻速運(yùn)動(dòng)，則()圖10A．木板A在水平面內(nèi)受兩個(gè)力的作用，合力為零B．木板A只受一個(gè)摩擦力C．木板B對(duì)A的彈力小于桌面對(duì)木板A的摩擦力D．木板B在水平面內(nèi)受三個(gè)力的作用答案C解析如圖所示，木板A在水平面內(nèi)受B對(duì)A的彈力FN、桌面對(duì)A的滑動(dòng)摩擦力Ff1、B對(duì)A的靜摩擦力Ff2，木板A在三個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)，A、B錯(cuò)誤；由圖可知，F(xiàn)f1·cos30°＝FN，因此木板B對(duì)A的彈力小于桌面對(duì)木板A的摩擦力，C正確；木板B在水平面內(nèi)受到推力F、桌面對(duì)它的摩擦力、A對(duì)它的彈力和A對(duì)它的靜摩擦力共四個(gè)力的作用，D錯(cuò)誤．11.如圖11所示，豎直墻面AO光滑，水平地面OB粗糙．另有一根輕桿兩端各固定有可視為質(zhì)點(diǎn)的小球P和Q，當(dāng)輕桿與水平方向的夾角為θ時(shí)，P、Q處于靜止?fàn)顟B(tài)．若使夾角θ增大些，P、Q仍能靜止，則下列說(shuō)法正確的是()圖11A．輕桿對(duì)小球P的彈力增大B．豎直墻面AO對(duì)小球P的彈力增大C．水平地面OB對(duì)小球Q的摩擦力減小D．水平地面OB對(duì)小球Q的支持力增大答案C解析對(duì)P、Q受力分析如圖，對(duì)P，有FNP＝eq\f(GP,tanθ)，F(xiàn)＝eq\f(GP,sinθ)，當(dāng)θ增大時(shí)，輕桿對(duì)P的彈力F減小，豎直墻面AO對(duì)P的彈力FNP減小，故A、B錯(cuò)誤；對(duì)Q，有F′cosθ＝Ff，F(xiàn)′＝F，F(xiàn)減小，θ增大，cosθ減小，則小球Q受到的摩擦力減小，故C正確；對(duì)P、Q整體受力分析，水平地面對(duì)整體的支持力FN＝FNQ＝GP＋GQ，大小不變，故D錯(cuò)誤．12.(2020·山東濟(jì)寧市高三監(jiān)測(cè))如圖12所示，完全相同的兩個(gè)光滑小球A、B放在一置于水平桌面上的圓柱形容器中，兩球的質(zhì)量均為m，兩球心的連線與豎直方向成30°角，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)．重力加速度為g，則下列說(shuō)法中正確的是()圖12A．A對(duì)B的壓力為eq\f(2\r(3),3)mgB．容器底對(duì)B的支持力為mgC．容器壁對(duì)B的支持力為eq\f(\r(3),6)mgD．容器壁對(duì)A的支持力為eq\f(\r(3),6)mg答案A解析對(duì)球A受力分析可知，球B對(duì)A的支持力FBA＝eq\f(mg,cos30°)＝eq\f(2\r(3)mg,3)，則A對(duì)B的壓力為eq\f(2\r(3),3)mg；容器壁對(duì)A的支持力FNA＝mgtan30°＝eq\f(\r(3),3)mg，A正確，D錯(cuò)誤；對(duì)球A、B組成的整體，豎直方向有FN＝2mg，容器底對(duì)B的支持力為2mg，B錯(cuò)誤；對(duì)球A、B組成的整體而言，容器壁對(duì)B的支持力等于容器壁對(duì)A的支持力，則大小為eq\f(\r(3),3)mg，C錯(cuò)誤．13.(2017·浙江11月選考·5)疊放在水平地面上的四個(gè)完全相同的排球如圖13所示，質(zhì)量均為m，相互接觸，球與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，則()圖13A．上方球與下方三個(gè)球間均沒(méi)有彈力B．下方三個(gè)球與水平地面間均沒(méi)有摩擦力C．水平地面對(duì)下方三個(gè)球的支持力均為eq\f(4,3)mgD．水平地面對(duì)下方三個(gè)球的摩擦力均為eq\f(4,3)μmg答案C解析將四個(gè)球看成一個(gè)整體，地面的支持力與球的重力平衡，設(shè)下方三個(gè)球中的一個(gè)球受到的支持力大小為FN，因此3FN＝4mg，即FN＝eq\f(4,3)mg，所以選項(xiàng)C正確；由力的平衡條件知，下面三個(gè)球?qū)ψ钌厦娴那蛴袕椓?，故最上面的球?qū)ο旅嫒齻€(gè)球肯定有彈力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)地面上的其中一個(gè)球進(jìn)行受力分析，如圖所示，可知下方的球受到水平地面的摩擦力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于下方的球受到的地面的摩擦力是靜摩擦力，因此不能通過(guò)Ff＝μFN求解此摩擦力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．14.(2020·河北保定市模擬)如圖14所示，光滑直角三角形支架ABC豎直固定在水平地面上，B、C兩點(diǎn)均在地面上，AB與BC間的夾角為θ，分別套在AB、AC上的小球a和b用輕繩連接，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，輕繩與CA間的夾角為α，則小球a、b的質(zhì)量之比為()圖14A.eq\f(tanα,tanθ)B.eq\f(tanθ,tanα)C.eq\f(sinα,cosθ)D.eq\f(sinθ,