2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第二章相互作用課時作業(yè)6受力分析共點力平衡

課時作業(yè)（六）受力剖析共點力的均衡[基礎(chǔ)小題練]1.如下圖，物體m經(jīng)過定滑輪牽引另一水平面上的物體沿斜面勻速下滑，此過程中斜面仍靜止，斜面質(zhì)量為M，則水平川面對斜面體( )A．無摩擦力B．有水平向右的摩擦力C．支持力為(＋)D．支持力小于(＋)MmgMmg【分析】設(shè)斜面夾角為θ，細(xì)繩的拉力為FT，M、m整體處于均衡狀態(tài)，對M、m整體受力剖析可得均衡方程Fcosθ＝F靜，F(xiàn)sinθ＋F＝(M＋m)g，故F方向水平向右，B、DTTN靜正確．【答案】BD2.兩個同樣的可視為質(zhì)點的小球A和B，質(zhì)量均為m，用長度同樣的兩根細(xì)線把A、B兩球懸掛在水平天花板上的同一點O，并用長度同樣的細(xì)線連結(jié)A、B兩個小球，而后用一水平方向的力F作用在小球A上，此時三根細(xì)線均處于挺直狀態(tài)，且OB細(xì)線恰巧處于豎直方向，如下圖．假如兩個小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則力F的大小為( )A．0B．mg3D．3mgC.3【分析】剖析B球受力，由均衡條件得，AB段細(xì)線的拉力為零，再剖析A球受力，如下圖，則有Tcosθ＝mg，Tsinθ＝F，解得F＝mgtanθ＝3mg，故D正確．【答案】D3．如下圖，一輕桿兩頭分別固定著質(zhì)量為A和B的兩個小球A和(均可視為質(zhì)點)．將mmB其放在一個直角形圓滑槽中，已知輕桿與槽右壁成α角，槽右壁與水平川面成θ角時，兩球恰巧能均衡，且α≠θ，則A、B兩小球的質(zhì)量之比為()1sinα·cosθcosα·cosθA.cosα·sinθB．sinα·sinθcosα·sinθsinα·sinθC.sinα·cosθD．cosα·cosθ【分析】A，B各受三個力而均衡，在沿斜槽方向，對A球有Tsinα＝mBgcosθ，Asinα·sinθBθ，T′＝T，聯(lián)立解得m，D正確．cosα·cosθB【答案】D如下圖，質(zhì)量散布平均的細(xì)棒中心為O點，O1為圓滑鉸鏈，O2為圓滑定滑輪，O與O2由一根輕質(zhì)細(xì)繩連結(jié)，水平外力F作用于細(xì)繩的一端．用N表示鉸鏈對桿的作使勁，此刻π水平外力F作用下，θ從2遲緩減小到0的過程中，以下說法正確的選項是( )A．F漸漸變小，N大小不變B．F漸漸變小，N漸漸變大C．F先變小再變大，N漸漸變小D．F先變小再變大，N漸漸變大GN【分析】如下圖，力三角形(△FNG)與幾何三角形(△O2OO1)相像，則有＝＝O2O1OO1FOO2，因為O2O1、OO1長度不變，故N大小不變，OO2長度變短，故F變?。畱?yīng)選A項．2【答案】A5.(2018·山東濟(jì)南一中上學(xué)期期中)如下圖，輕繩一端系在質(zhì)量為m的物體A上，另一端與套在粗拙豎直桿MN的輕圓環(huán)B相連結(jié)．現(xiàn)用水平力F拉住繩索上一點O，使物體A及環(huán)B靜止在圖中虛線所在的地點．現(xiàn)略微增添力F使O點遲緩地移到實線所示的地點，這一過程中圓環(huán)B仍保持在本來地點不動．則此過程中，環(huán)對桿摩檫力F1和環(huán)對桿的彈力F2的變化狀況是( )A．F1保持不變，F(xiàn)2漸漸減小B．F1保持不變，F(xiàn)2漸漸增大C．F1漸漸減小，F(xiàn)2保持不變D．F1漸漸增大，F(xiàn)2保持不變【分析】以A、B構(gòu)成的整體為研究對象，環(huán)受桿的摩擦力F′1＝(mA＋mB)g保持不變，則F1＝F′1也保持不變，環(huán)對桿的彈力F2與桿對環(huán)的彈力F′2等大反向，而F′2＝F，因此剖析F變化狀況即可，研究結(jié)點O，結(jié)構(gòu)力三角形可知F變大，F(xiàn)′2變大，F(xiàn)2變大，B正確．【答案】B6.(2018·安徽師大附中高三上學(xué)期期中)如下圖，穿在一根圓滑固定桿上的小球A、B經(jīng)過一條越過定滑輪的細(xì)繩連結(jié)，桿與水平面成θ角，不計全部摩擦，當(dāng)兩球靜止時，OA繩與桿的夾角為θ，OB繩沿豎直方向，則以下說法正確的選項是( )A．A可能遇到2個力的作用3B．B可能遇到3個力的作用C．A、B的質(zhì)量之比為tanθ∶1D．A、B的質(zhì)量之比為1∶tanθ【分析】對A球受力剖析可知，A遇到重力、繩索的拉力以及桿對A球的彈力，三個力的協(xié)力為零，故A錯誤；對B球受力剖析可知，B遇到重力、繩索的拉力，兩個力協(xié)力為零，桿對B球沒有彈力，不然B不可以均衡，故B錯誤；分別對A、B兩球剖析，運(yùn)用合成法，如圖：依據(jù)共點力均衡條件，得：＝BTmgTmAg(依據(jù)正弦定理列式)sinθ＝sinθ故mA∶mB＝1∶tanθ，故C錯誤，D正確．【答案】D[創(chuàng)新導(dǎo)向練]7．科技與生活——勻速飛翔中的直升機(jī)受力問題剖析如下圖，在抗震救災(zāi)中，一運(yùn)送救災(zāi)物質(zhì)的直升機(jī)沿水平方向勻速飛翔．已知物質(zhì)的總質(zhì)量為m，吊運(yùn)物質(zhì)的懸索與豎直方向成θ角．設(shè)物質(zhì)所受的空氣阻力為F阻，懸索對物資的拉力為FT，重力加快度為g，則( )A．F阻＝mgsinθB．F阻＝mgtanθmgmgC．FT＝sinθD．FT＝tanθmg【分析】對物質(zhì)受力剖析如下圖，由合成法解得FT＝cosθ，F(xiàn)阻＝mgtanθ，故B項正確．4【答案】B8．就地取材——借助教課器具三角板考察共點力均衡問題如下圖，一個教課用的直角三角板的邊長分別為a、b、c，被沿兩直角邊的細(xì)繩A、B懸吊在天花板上，且斜邊c恰巧平行天花板，過直角的豎直線為MN.設(shè)A、B兩繩對三角形薄板的拉力分別為Fa和Fb，已知Fa和Fb及薄板的重力為在同一平面的共點力，則以下判斷正確的選項是( )A．薄板的重心不在MN線上B．薄板所受重力的反作使勁的作用點在MN的延伸線上C．兩繩對薄板的拉力Fa和Fb是因為薄板發(fā)生形變而產(chǎn)生的D．兩繩對薄板的拉力Fa和Fb之比為Fa∶Fb＝b∶a【分析】三角板遇到重力和兩個繩索的拉力，處于均衡狀態(tài)，如下圖，由幾何關(guān)系，三個力一定交于三角形下邊的極點，因此重心必定在MN線上，薄板所受重力的反作使勁的作用點在MN的延伸線上，故A錯誤，B正確；兩繩對薄板的拉力是因為繩索的形變而產(chǎn)生的，C錯誤；依據(jù)共點力均衡條件可得abα，故可得Fa1btanαFba【答案】BD理想變現(xiàn)實——將理想的輕質(zhì)繩換成實質(zhì)的勻質(zhì)繩如下圖，一根勻質(zhì)繩的質(zhì)量為M，其兩頭固定在天花板上的A、B兩點，在繩的中點懸掛一質(zhì)量為m的重物，懸掛繩的質(zhì)量不計，設(shè)α、β為繩的端點和中點處的切線方向與tanα豎直方向的夾角，則tanβ的大小為( )5mM＋mA.MB．MmMC.M＋mD．M＋m【分析】設(shè)懸點A處對繩的拉力大小為F1，由對稱性可知點B處對繩的拉力大小也為F1，取M和m為一整體，由均衡條件得2F1cosα＝(M＋m)g設(shè)繩在P點的張力大小為F2，對P點由均衡條件得2F2cosβ＝mg再以AP段繩為研究對象，由水平方向協(xié)力為零求得F1sinα＝F2sinβtanα＝m以上三式聯(lián)立可得β.tanM＋m【答案】C10．科技生活——風(fēng)速儀中的物理原理氣象研究小組用圖示簡略裝置測定水平風(fēng)速．在水平川面上豎直固定向來桿，半徑為、R質(zhì)量為m的薄空心塑料球用細(xì)線懸掛，繩的另一端固定于桿頂端O，當(dāng)水平風(fēng)吹來時，球在風(fēng)力的作用下飄起來．已知風(fēng)力大小正比于風(fēng)速和球正對風(fēng)的截面積，當(dāng)風(fēng)速v0＝3m/s時，測得球均衡時細(xì)線與豎直方向的夾角θ＝30°，則( )A．θ＝60°時，風(fēng)速v＝6m/sB．若風(fēng)速增大到某一值時，θ可能等于90°C．若風(fēng)速不變，換用半徑變大、質(zhì)量不變的球，則θ不變D．若風(fēng)速不變，換用半徑相等、質(zhì)量變大的球，則θ減小【分析】風(fēng)力可表示為＝，當(dāng)風(fēng)速v0＝3m/s時，風(fēng)力可表示為0＝kv0，測得FkvSFSFF球均衡時細(xì)線與豎直方向的夾角θ＝30°，則tan30°＝00，當(dāng)θ＝60°時，tan60°＝，mgmg6解得風(fēng)速v＝9m/s，選項A錯誤；不論風(fēng)速增大到多大，θ必定小于90°，選項B錯誤；若風(fēng)速不變，換用半徑變大、質(zhì)量不變的球，F(xiàn)S變大，風(fēng)力變大，由tanθ＝知θ變大，mg選項C錯誤；若風(fēng)速不變，換用半徑相等、質(zhì)量變大的球，S不變，風(fēng)力不變，則θ減小，選項D正確．【答案】D[綜合提高練]11．一般教室門上都安裝一種暗鎖，這類暗鎖由外殼A、骨架B、彈簧C(勁度系數(shù)為k)、鎖舌D(傾角θ＝45°)、鎖槽E以及連桿、鎖優(yōu)等零件構(gòu)成，如圖甲所示．設(shè)鎖舌D的側(cè)面與外殼A和鎖槽E之間的動摩擦因數(shù)均為μ，最大靜摩擦力Ffm由Ffm＝μFN(FN為正壓力)求得．有一次放學(xué)后，當(dāng)某同學(xué)準(zhǔn)備關(guān)門時，不論用多大的力，也不可以將門關(guān)上(這類現(xiàn)象稱為自鎖)，此刻暗鎖所處的狀態(tài)的俯視圖如圖乙所示，P為鎖舌D與鎖槽E之間的接觸點，彈簧因為被壓縮而縮短了x.試問，自鎖狀態(tài)時D的下表面所受摩擦力的方向；求此時(自鎖時)鎖舌D與鎖槽E之間的正壓力的大?。?3)不論用多大的力拉門，暗鎖仍舊可以保持自鎖狀態(tài)，則μ起碼要多大？【分析】(1)鎖舌D有向左的運(yùn)動趨向，故其下表面所受摩擦力Ff1方向向右．設(shè)鎖舌D受鎖槽E的最大靜摩擦力為Ff2，正壓力為FN，下表面的正壓力為F，彈簧彈力為kx，由力的均衡條件可知kx＋Ff1＋Ff2cos45°－FNsin45°＝0，F(xiàn)－FNcos45°－Ff2sin45°＝0，又Ff1＝μF，F(xiàn)f2＝μFN，聯(lián)立各式，解得正壓力大小2kxFN＝1－2μ－μ2.7令FN趨近于∞，則有1－2μ－μ2＝0，解得μ＝2－1＝0.41.2kx【答案】(1)向右(2)1－2μ－μ2(3)0.41質(zhì)量為M的木楔傾角為θ，在水平面上保持靜止，當(dāng)將一質(zhì)量為m的木塊放在木楔斜面上時，它正好勻速下滑．假如用與木楔斜面成α角的力F拉著木塊勻速上漲，如圖所示(已知木楔在整個過程中一直靜止)．當(dāng)α＝θ時，拉力F有最小值，求此最小值；當(dāng)α＝θ時，木楔對水平面的摩擦力是多大？【分析】木塊在木楔斜面上勻速向下運(yùn)動時，有mgsinθ＝μmgcosθ，即μ＝tanθ.(1)木塊在力F作用下沿斜面向上勻速運(yùn)動，有Fcosα＝mgsinθ＋FfFsinα＋FN＝mgcosθfNF＝μF2mgsinθα＝cos2m