2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)17共點(diǎn)力作用下的靜態(tài)平衡練習(xí)含解析

專題17共點(diǎn)力作用下的靜態(tài)平衡

如圖所示，將兩個(gè)完全相同的均勻長(zhǎng)方體物塊A、B疊放在一起置于水平地面上.兩物塊

重力均為2mg.現(xiàn)用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉物塊A,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為mg時(shí)，下列說法中正

確的是（）

A.物塊A對(duì)物塊B的壓力大小為mg

B.物塊B對(duì)地面的壓力大小等于2mg

C.地面與物塊B之間存在靜摩擦力

D.物塊A與物塊B之間存在靜摩擦力

2.

如圖所示，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

狀態(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（）

A.?。?B.4：小

C.1：2D.2：1

3.

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如圖所示，輕桿下端固定在光滑軸上，可在豎直平面自由轉(zhuǎn)動(dòng)，重力為G的小球粘在輕

桿頂部，在細(xì)線的拉力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài).細(xì)線、輕桿與豎直墻壁夾角均為30°,則繩與

桿對(duì)小球的作用力的大小分別是（）

C.G,GD.-G,

4.AB是重力為G的勻質(zhì)細(xì)桿，其A端通過光滑錢鏈固定于豎直墻上、B端與細(xì)繩一端連

接，細(xì)繩的另一端固定在豎直墻面上的C點(diǎn)，如圖所示.已知三角形ABC恰好為等邊三角形,

則細(xì)桿的A端受到的作用力F大小為（友情提示：物體受三個(gè)力作用而平衡時(shí)，三力若方向不

5.［情境創(chuàng)新］（多選）如圖所示，豎直墻壁與光滑水平地面交于B點(diǎn)，質(zhì)量為叫的光滑半

圓柱體緊靠豎直墻壁置于水平地面上，為半圓柱體截面所在圓的圓心，質(zhì)量為嗎且可視為

質(zhì)點(diǎn)的均勻小球Q用長(zhǎng)度等于A、B兩點(diǎn)間距離的細(xì)線懸掛于豎直墻壁上的A點(diǎn)，小球靜置于

半圓柱體上，當(dāng)換用質(zhì)量不變，而半徑不同的光滑半圓柱體時(shí)，細(xì)線與豎直墻壁的夾角。就

會(huì)跟著發(fā)生改變.已知重力加速度為g,不計(jì)各接觸面間的摩擦，則下列說法正確的是（）

A.當(dāng)0=60°時(shí)，半圓柱體對(duì)地面的壓力大小為嗎g+am,g

B.當(dāng)0=60°時(shí)，小球?qū)Π雸A柱體的壓力大小為#qg

C.換用不同的半圓柱體時(shí)，半圓柱體對(duì)豎直墻壁的最大壓力大小%n2g

D.換用半徑更大的半圓柱體時(shí)，半圓柱體對(duì)地面的壓力保持不變

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6.（多選）如圖所示，質(zhì)量為巾、半徑為R的光滑圓柱體B放在水平地面上，其左側(cè)有半

徑為R、質(zhì)量為2m的半圓柱體A,右側(cè)有質(zhì)量為3m的長(zhǎng)方體木塊C.現(xiàn)用水平向左的推力推木

塊C,使其緩慢移動(dòng)，直到圓柱體B恰好運(yùn)動(dòng)到半圓柱體A的頂端，在此過程中A始終保持靜

止.已知木塊c與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)□=半，重力加速度為g.則下列說法正確的是（）

A.當(dāng)圓柱體B下端離地面高度為《時(shí)，地面對(duì)半圓柱體A的支持力為2mg

B.此過程中，木塊C所受地面的摩擦力逐漸減小

C.木塊C移動(dòng)的整個(gè)過程中水平推力的最大值為24mg

D.木塊C移動(dòng)的整個(gè)過程中水平推力所做的功為4mgR

7.[2021?湖北重點(diǎn)中學(xué)]

疊羅漢是一種二人以上層層疊成各種造型的游戲，也是一種高難度的雜技.如圖所示為

六人疊成的三層靜態(tài)造型，假設(shè)每個(gè)人的重力均為G,下面五人的背部均呈水平狀態(tài)，則最底

層正中間的人的一只腳對(duì)水平地面的壓力約為（）

A.|GB.

C.—GD.G

8.[2021?安徽合肥第一次檢測(cè)]

如圖所示，兩小球A、B固定在一輕質(zhì)細(xì)桿的兩端，其質(zhì)量分別為叫和叫，將其放入光滑

的半圓形碗中，當(dāng)細(xì)桿保持靜止時(shí)，圓的半徑0A、0B與豎直方向夾角分別為30°和45°,

則m和m的比值為（）

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A.m：IB.#：1

C.2：ID.y[e：1

專題17共點(diǎn)力作用下的靜態(tài)平衡

1.A隔離A,由平衡條件可知，B對(duì)A的支持力大小為mg,則A對(duì)B壓力大小為mg,A

正確；A相對(duì)B在水平方向上沒有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，A、B間沒有摩擦力，D錯(cuò)誤；以A、B整體為研

究對(duì)象可知豎直方向上地面對(duì)B的支持力為3mg,水平方向上不受摩擦力，B、C錯(cuò)誤.

4.A由題意對(duì)細(xì)桿受力分析可知，細(xì)繩的拉力T沿BC方向向上、細(xì)桿的重力G自AB

中點(diǎn)向下，重力的反向延長(zhǎng)線與BC的交點(diǎn)在BC的中點(diǎn)D,則結(jié)合題中提示信息可知細(xì)桿A端

受到的作用力F的方向應(yīng)為從A指向D,再將三力平移構(gòu)成矢量三角形，結(jié)合幾何知識(shí)可知F

=乎6,選項(xiàng)A正確.

5.AC

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對(duì)小球進(jìn)行受力分析如圖甲所示，連接QB和。%由幾何關(guān)系可知。=a,小球受力平

衡，有N=mgsin。，T=mgcos。，對(duì)小球和半圓柱體整體進(jìn)行受力分析，整體受地面的支持

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力F、，墻壁的彈力F,細(xì)線的拉力T,重力網(wǎng)+mJg,如圖乙所示，整體受力平衡，則在豎直

方向上有F+Tcos0=(m+m)g,水平方向上有F=Tsin。。當(dāng)0=60°時(shí)，N=^mg,由

牛頓第三定律得小球?qū)Π雸A柱體的壓力大小為坐m,g,B錯(cuò)誤；F=Tsin0=〈m,gsin20,當(dāng)。

/2Z2

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=45°時(shí)，F(xiàn)“產(chǎn)那g,C正確；F、=(q+mjg—嗎geos?0,當(dāng)0=60。時(shí)，F(xiàn)^=mig+-mg,當(dāng)

換用半徑更大的半圓柱體時(shí)，。改變，F(xiàn)改變，故A正確，D錯(cuò)誤.

N

6.

%

圖1

CD當(dāng)圓柱體B下端離地以后，以A和B整體為研究對(duì)象，在豎直方向有F、-3mg=0,

則地面對(duì)半圓柱體A的支持力為F=3mg,故A錯(cuò)誤；由題意可知，當(dāng)B剛離開地面時(shí)，B和

N

C之間的彈力最大，對(duì)B進(jìn)行受力分析如圖1所示，根據(jù)平衡條件可知,=1^=小018,

CBtan30*

此時(shí)木塊C受力如圖2所示，根據(jù)平衡條件可知，地面對(duì)C的支持力為

p

Gc

圖2

N=Gc=3mg,所以C受到地面對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力為f=恒定不變，由牛頓第

三定律知工='=小!^,C受到的水平的最大推力為F=f+N“=2小mg,故B錯(cuò)誤，C正確；

對(duì)整個(gè)過程根據(jù)功能關(guān)系可得w=f?2RCOS30°+mgR,解得推力F做的功為W=4mgR,故D

FF

正確.

7.C把上面三個(gè)人看成整體，利用平衡條件和牛頓第三定律可以得出最底層正中間的

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3

人受到上面人兩只腳的壓力均為薩，隔離最底層正中間的人分析受力，由平衡條件可得，最

底層正中間的人一只腳受到的支持力為十,根據(jù)牛頓第三定律可知，最底層正中間的人的一

只腳對(duì)水平地面的壓力為善，選項(xiàng)C正確.