全国版2019版高考物理一轮复习第2章相互作用8受力分析共点力作用下物体的平衡1能力训练.doc

1、【 精品教育资源文库 】 8 受力分析 共点力作用下物体的平衡（ 1） 1一个质量为 3 kg 的物体，被放置在倾角为 30 的固定光滑斜面上，在如图所示的甲、乙、丙三种情况下处于平衡状态的是 (g 10 m/s2)( ) A仅甲图 B仅乙图 C仅丙图 D甲、乙、丙图 答案 B 解析 因斜面光滑，没有摩擦力，要想使物体处于平衡状态，对物体受力分析可知： F mgsin 310 12 N 15 N， B 正确。 2如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平， O 点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为 m1和 m2的小球。当它们处于平衡状态时，质量为

2、 m1的小球与 O 点的连线与水平线的夹角为 90 ，质量为 m2的小球位于水平地面上，设此时质量为 m2的小球对地面压力大小为 FN，细线的拉力大小为 FT，则 ( ) A FN (m2 m1)g B FN m2g C FT 22 m1g D FT ? ?m2 22 m1 g 答案 B 【 精品教育资源文库 】 解析 对 m1进行受力 分析，因碗内壁光滑，所以不可能受摩擦力， m1受重力，竖直向下，碗对小球支持力的方向竖直向上指向 O 点，所以绳子不可能有拉力。若有则 m1不可能平衡，则小球 m2不受绳子拉力。即 FN m2g， B 正确。 3. 如图所示，木板 B 放在粗糙的水平面上，木

3、块 A 放在 B 的上面， A 的右端通过一不可伸长的轻绳固定在竖直墙上，用水平恒力 F 向左拉动 B，使其以速度 v 做匀速运动，此时绳水平且拉力大小为 FT，下面说法正确的是 ( ) A若木板 B 以 2v 匀速运动，则拉力仍为 F B绳上拉力 FT与水平恒力 F 大小相等 C木块 A 受到的是静摩擦力 ，大小等于 FT D木板 B 受到一个静摩擦力和一个滑动摩擦力，合力大小等于 F 答案 A 解析 以 B 为研究对象分析受力，当其匀速运动时，受力平衡，受力情况与速度大小无关， A 正确；以 A、 B 整体为研究对象分析受力可知 F FT Ff 地 ，故绳子拉力小于水平恒力，B 错误；木块

4、 A 与 B 之间发生相对滑动，所以 A 所受摩擦力为滑动摩擦力， C 错误；木板 B受到两个滑动摩擦力，木板 B 所受合力为零， D 错误。 4. (多选 )在水平桌面上有一个质量为 M 且倾角为 的斜面体。一个质量为 m 的物块，在平行于斜面的拉力 F 作用下，沿斜面向下做匀速运动。斜 面体始终处于静止状态。已知物块与斜面间的动摩擦因数为 ，重力加速度为 g。下列结论正确的是 ( ) A斜面对物块的摩擦力大小是 F B斜面对物块的摩擦力大小是 mg cos C桌面对斜面体的摩擦力大小是 Fcos D桌面对斜面体的支持力大小是 (M m)g 答案 BC 解析 对物块受力分析，如图甲所示，由共

5、点力的平衡条件得， F mgsin f1， mgcos FN1， f1 F N1，解得斜面对物块的摩擦力大小 f1 F mgsin 或 f1 mg cos ，故 A 错误， B 正确；对物块和斜面整体受力分析，如 图乙所示，由共点力的平衡条件得， f2 Fcos ，FN2 Fsin (m M)g，故桌面对斜面体的摩擦力大小为 Fcos ，桌面对斜面体的支持力大小为 Fsin (m M)g，故 C 正确， D 错误。 【 精品教育资源文库 】 5 (多选 )如图所示，在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为 m1、 m2的两物体，物体间用轻弹簧相连，弹簧与竖直方向夹角为 。在 m1左端施加水平拉

6、力 F，使 m1、 m2均处于静止状态，已知 m1表面光滑，重力加速度为 g，则下列说法正确的是 ( ) A弹簧弹力的大小为 Fsin B地面对 m2的 摩擦力大小为 F C地面对 m2的支持力可能为零 D m1与 m2一定相等 答案 AB 解析 对整体受力分析可知，整体受重力、支持力、拉力，要使整体处于平衡，则水平方向一定有向右的摩擦力作用在 m2上，且大小与 F 相同，故 B 正确；因 m2与地面间有摩擦力，则支持力一定不为零，故 C 错误；对 m2受力分析可知，弹簧弹力水平方向的分力应等于 F，故弹簧弹力为 Fsin ，故 A 正确；因竖直方向上的受力不明确，无法确定两物体的质量关系，也

7、无法求出弹簧弹力与重力的关系，故 D 错误。 6如图所示，倾角为 30 的光滑斜面上固定有竖直光滑挡板 P，横截面为直角三角【 精品教育资源文库 】 形的物块 A 放在斜面与 P 之间。则物块 A 对竖直挡板 P 的压力与物块 A 对斜面的压力大小之比为 ( ) A 2 1 B 1 2 C. 3 1 D. 3 4 答案 B 解析 以物块 A 为研究对象，分析物块 A 的受力情况如图所示。根据平衡条件有 FN2cos mg 0， FN2sin FN1 0，将 30 代入解得 FN1 FN2 1 2，再由牛顿第三定律可知，物块 A 对竖直挡板 P 的压力与物块 A 对斜面的压力大小之比为 1 2

8、，故选 B。 7. (多选 )如图所示，物体 B 靠在水平天花板上，在竖直向上的力 F 作用下， A、 B 保持静止，则关于 A 与 B 受力的个数判断正确的是 ( ) A A 可能受 3 个力 B B 可能受 2 个力 C A 一定受 4 个力 D B 可能受 4 个力 答案 CD 解析 以 A 为研究对象， A 受到外力 F、重力、 B 的压力和 B 的静摩擦力 4 个力的作用，A 错误， C 正确；以 B 为研究对象，若 A 对 B 的支持力和摩擦力的合力等于 B 的重力，则 B受力平衡，天花板对 B 没有压力，此时 B 受到三个力的作用，若 A 对 B 的支持力和摩擦力的合力大于 B

9、的重力，则天花板对 B 有压 力，此时 B 受到四个力的作用，故 B 错误， D 正确。 8. (多选 )如图所示，光滑水平地面上有一直角三角形斜面体 B 靠在竖直墙壁上，物块 A放在斜面体 B 上，开始时 A、 B 静止。现用水平力 F 推 A， A、 B 仍静止，则此时 A、 B 受力个数的组合可能是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A 3 个、 5 个 B 3 个、 3 个 C 4 个、 5 个 D 3 个、 4 个 答案 CD 解析 先对 A、 B 整体受力分析， A、 B 整体受推力、重力、地面的支持力、墙壁的支持力；再对物块 A 受力分析， A 受重力、推力、斜面体的支持力，可

10、能还受到静摩擦力，所以 A可能受到 3 个或 4 个力，分析 B 的受力情况， B 受到重力、墙壁的支持力、地面的支持力、 A对 B 的压力，可能还受到 A 对 B 的静摩擦力，所以 B 可能受到 4 个或 5 个力，故 C、 D 均正确。 9. (2017 全国卷 )如图，一物块在水平拉力 F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持 F 的大小不变，而方向与水平面成 60 角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为 ( ) A 2 3 B. 36 C. 33 D. 32 答案 C 解析 当 F 沿水平方向时，物块受力如图甲所示，有 F f， f N ， N mg，联立解得 F

11、 mg 。当 F 与水平面成 60 角时，物块受力如图乙所示，有 Fcos60 f ， f N ，N mg Fsin60 ，联立解得 Fcos60 (mg Fsin60) 。联立解得 33 ， C 正确。 10 (2017 全国卷 )一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距 80 cm 的两点上，弹性绳的原长也为 80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为 100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移 至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为 (弹性绳的伸长始终处于弹性限度内 )( ) 【 精品教育资源文库 】 A 86 cm B 92 cm C 98 cm D 104 cm

12、 答案 B 解析 将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡后对钩码进行受力分析，如图所示，设钩码质量为 m，弹性绳的拉力为 T，弹性绳与竖直方向的夹角为 ，由平衡条件知 2Tcos mg，由胡克定律得 T k x，联立解得 k mg2cos x，将弹性绳两端拉至同一点重新平衡后，设弹性绳上拉力为 T1，弹性绳的形变量为 x ，由平衡条件知 2T1 mg，由胡克定律有 T1 k x ，联立解得 k mg2 x 。由几何关系得 cos 35， x 0.2 m，联立解得 x 0.12 m，故弹性绳的总长度变为 92 cm， B 正确。 11. (山东高考 )如图所示，用完全相同的轻弹簧 A、 B、 C 将两个

13、相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧 A 与竖直方向的夹角为 30 ，弹簧 C 水平，则弹簧 A、 C 的伸长量之比为 ( ) A. 3 4 B 4 3 C 1 2 D 2 1 答案 D 解析 将两小球及弹簧 B 视为一个整体系统，该系统水平方向受力平衡，故有【 精品教育资源文库 】 k xAsin30 k xC，可得 xA xC 2 1， D 正确。 12. (2017 抚顺一模 )如图所示，用平行于斜面体 A 的轻弹簧将物块 P 拴接在挡板 B 上，在物块 P 上施加沿斜面向上的推力 F，整个系统处于静止状态。下列说法正确的是 ( ) A物块 P 与斜面之间一定存在摩擦力 B弹簧

14、的弹力一定沿斜面向下 C地面对斜面体 A 的摩擦力水平向左 D若增大推力，则弹簧弹力一定减小 答案 C 解析 对物块 P 受力分析可知，若推力 F 与弹簧弹力和物块重力沿 斜面向下的分力的合力平衡，则物块 P 与斜面之间无摩擦力， A 错误；弹簧处于拉伸或压缩状态物块 P 均可能保持静止， B 错误；由整体法可知地面对斜面体 A 的静摩擦力平衡了推力 F 沿水平方向向右的分力， C 正确；增大推力 F，若物块 P 仍保持静止，则弹簧的弹力不变， D 错误。 13 (2018 江西五校联考 )如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平， O 是球心，碗的内表面光滑，一根轻质杆的两端固定有两个小球，质量分别是 m1、 m2，当它们静止时， m1、 m2与球心的连线跟水平面分别成 60 、 30 ，则碗对两小球 m1、 m2的弹力大小之比是 ( ) A 1 2 B. 3 1 C 1 3 D. 3 2 答案 B 【 精品教育资源文库 】 解析 m1、 m2组成的系统处于平衡状态，对 m1、 m2 整体受力分析如图所示， FN1、 FN2分别为碗对 m1和 m2的弹力，水平方向上合力为零， FN1sin30&