【創(chuàng)新設(shè)計】2021高考物理(山東專用)三輪體系大通關(guān)-專練3-受力分析-物體的平衡

專練3受力分析物體的平衡1．如圖1所示，質(zhì)量為2kg的物體B和質(zhì)量為1kg的物體C用輕彈簧連接并豎直地靜置于水平地面上．再將一個質(zhì)量為3kg的物體A輕放在B上的一瞬間，彈簧的彈力大小為(取g＝10m/s2)()圖1A．30NB．0C．20ND．12N答案C2．(2022·上海單科，9)如圖2，光滑的四分之一圓弧軌道AB固定在豎直平面內(nèi)，A端與水平面相切，穿在軌道上的小球在拉力F作用下，緩慢地由A向B運動，F(xiàn)始終沿軌道的切線方向，軌道對球的彈力為FN，在運動過程中()圖2A．F增大，F(xiàn)N減小B．F減小，F(xiàn)N減小C．F增大，F(xiàn)N增大D．F減小，F(xiàn)N增大解析對球受力分析，受重力、支持力和拉力，依據(jù)共點力平衡條件，有：FN＝mgcosθ和F＝mgsinθ，其中θ為支持力FN與豎直方向的夾角；當物體向上移動時，θ變大，故FN變小，F(xiàn)變大；故A正確，B、C、D錯誤．答案A3．(2022·貴州六校聯(lián)考，15)如圖3所示，放在粗糙水平面上的物體A上疊圖3放著物體B.A和B之間有一根處于壓縮狀態(tài)的彈簧，物體A、B均處于靜止狀態(tài)．下列說法中正確的是()A．B受到向左的摩擦力B．B對A的摩擦力向右C．地面對A的摩擦力向右D．地面對A沒有摩擦力解析彈簧被壓縮，則彈簧給物體B的彈力水平向左，因此物體B平衡時必受到A對B水平向右的摩擦力，則B對A的摩擦力水平向左，故A、B均錯誤；取A、B為一整體，因其水平方向不受外力，則地面對A沒有摩擦力作用，故D正確，C錯誤．答案D4．(2022·山東煙臺5月適應(yīng)性考試)圖4如圖4所示，質(zhì)量均為m的a、b兩物體，放在兩固定的水平擋板之間，物體間用一豎直放置的輕彈簧連接，在b物體上施加水平拉力F后，兩物體始終保持靜止狀態(tài)，已知重力加速度為g，則下列說法正確的是()A．a(chǎn)物體對水平面的壓力大小可能為2mgB．a(chǎn)物體所受摩擦力的大小為FC．b物體所受摩擦力的大小為FD．彈簧對b物體的彈力大小可能等于mg解析隔離a物體，對其受力分析時結(jié)合a物體保持靜止狀態(tài)可知a與地面間沒有摩擦力(可以用假設(shè)法推斷)，故B錯誤；在b物體上施加水平拉力F后，兩物體始終保持靜止狀態(tài)，則物體b受到接觸面的靜摩擦力且大小為F，故C正確；由物體b受到接觸面的靜摩擦力可知它們之間肯定存在彈力，且彈簧的彈力大于物體b的重力，故D錯誤；由整體法可知，a物體對水平面的壓力大小大于2mg，故A錯誤．答案C5．如圖5所示，小車M在恒力F的作用下，沿水平地面做直線運動，由此可推斷()圖5A．若地面光滑，則小車肯定受三個力的作用B．若地面粗糙，則小車肯定受四個力的作用C．若小車做勻速運動，則小車肯定受四個力的作用D．若小車做加速運動，則小車可能受三個力的作用解析先分析重力和已知力F，再分析彈力．由于F的豎直分力可能等于重力，因此地面可能對小車無彈力作用，無彈力也就無摩擦力，A、B錯誤；若小車勻速運動，那么水平方向所受摩擦力和F的水平分力平衡，這時小車肯定受重力、恒力F、地面的彈力、摩擦力四個力的作用，C正確；若小車做加速運動，當?shù)孛婀饣瑫r，小車可能受重力、恒力F、地面的彈力三個力作用，D正確．答案CD6．(2022·廣州綜合測試)如圖6所示，兩梯形木塊A、B疊放在水平地面上，A、B之間的接觸面傾斜．A的左側(cè)靠在光滑的豎直墻面上，關(guān)于兩木塊的受力，下列說法正確的是()圖6A．A、B之間肯定存在摩擦力作用B．木塊A可能受三個力作用C．木塊A肯定受四個力作用D．木塊B受到地面的摩擦力作用方向向右解析A、B之間可能不存在摩擦力作用，木塊A可能受三個力作用，選項A、C錯誤，B正確；木塊B也可能不受地面的摩擦力作用，選項D錯誤．答案B圖77．一件行李重為G，被繩OA和OB吊在空中，OA繩和OB繩的拉力分別為F1、F2，如圖7所示，則()A．F1、F2的合力是GB．F1、F2的合力是FC．行李對繩OA的拉力方向與F1方向相反，大小相等D．行李受到重力G、OA繩拉力F1、OB的拉力F2，還有F共四個力解析合力與分力具有等效替代的關(guān)系．所謂等效是指力F的作用效果與其分力F1、F2共同作用產(chǎn)生的效果相同．F1和F2的合力的作用效果是把行李提起來，而G的作用效果是使行李下落，另外產(chǎn)生的緣由(即性質(zhì))也不相同，故A錯誤；F1和F2的作用效果和F的作用效果相同，故B正確；行李對繩OA的拉力與拉行李的力F1是相互作用力，等大、反向，不是一個力，故C正確；合力F是為爭辯問題便利而假想出來的力，實際上不存在，應(yīng)與實際受力區(qū)分開來，故D錯誤．答案BC8．(2022·佛山調(diào)研考試)圖8如圖8所示是人們短途出行、購物的簡便雙輪小車，若小車在勻速行駛的過程中支架與水平方向的夾角保持不變，不計貨物與小車間的摩擦力，則貨物對桿A、B的壓力大小之比FA∶FB為()A．1∶eq\r(3)B.eq\r(3)∶1C．2∶1D．1∶2解析以貨物為爭辯對象進行受力分析，如圖所示，利用力的合成法可得tan30°＝eq\f(FB′,FA′)，依據(jù)牛頓第三定律可知FB＝FB′、FA＝FA′，解得FA∶FB＝eq\r(3)∶1，選項B正確．答案B9.圖9(2022·昆明市質(zhì)量檢測)如圖9所示，兩個質(zhì)量均為m的小球用輕質(zhì)細桿連接靜止于內(nèi)壁光滑的半球形碗內(nèi)，桿及碗口平面均水平、碗的半徑及兩小球之間的距離均為R，不計小球半徑，則碗對每個小球的支持力大小為()A.eq\f(\r(3),3)mgB.eq\f(2\r(3),3)mgC.eq\r(3)mgD．2mg解析以其中一小球為爭辯對象，受力狀況如圖所示．依據(jù)題意可知θ＝30°，依據(jù)平衡條件可知：FN1＝eq\f(mg,cosθ)＝eq\f(2\r(3),3)mg，選項B正確．答案B10.圖10傾角為α、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上，質(zhì)量為m的木塊靜止在斜面體上．下列結(jié)論正確的是()A．木塊受到的摩擦力大小是mgcosαB．木塊對斜面體的壓力大小是mgcosαC．桌面對斜面體的摩擦力大小是mgsinαcosαD．桌面對斜面體的支持力大小是(M＋m)g解析以木塊為爭辯對象有Ff＝mgsinθ，F(xiàn)N＝mgcosθ，所以A錯、B對，以整體為爭辯對象有：FN′(M＋m)g，F(xiàn)f′＝0，所以C錯、D對．答案BD11．(2022·湖北黃岡質(zhì)檢)圖11如圖11所示，用一根不行伸長的輕質(zhì)細線將小球懸掛在天花板上，現(xiàn)對小球施加一個方向始終垂直細線的拉力F將小球緩慢拉起，在小球拉起的過程中，下列推斷正確的是()A．拉力F始終增大B．拉力F先增大后減小C．細線的拉力始終減小D．細線的拉力先增大后減小解析小球在拉起的過程中，設(shè)線與豎直方向的夾角為θ，由于F與細線垂直，將重力分解可得F＝mgsinθ，θ漸漸增大，F(xiàn)漸漸增大，A正確．細線的拉力FT＝mgcosθ，θ漸漸增大，cosθ漸漸減小，C正確．答案AC12.圖12在機械設(shè)計中常用到下面的力學(xué)原理，如圖12所示，只要使連桿AB與滑塊m所在平面間的夾角θ大于某個值，那么，無論連桿AB對滑塊施加多大的作用力，都不行能使之滑動，且連桿AB對滑塊施加的作用力越大，滑塊就越穩(wěn)定，工程力學(xué)上稱為“自鎖”現(xiàn)象．設(shè)滑塊與所在平面間的動摩擦因數(shù)為μ，為使滑塊能“自鎖”應(yīng)滿足的條件是()A．μ≥tanθB．μ≥cotθC．μ≥sinθD．μ≥cosθ解析滑塊m的受力如圖所示，建立直角坐標系，將力F正交分解，由物體的平衡條件可知：豎直方向有FN＝mg＋Fsinθ，水平方向有Fcosθ＝Ff≤μFN.由以上兩式解得Fcosθ≤μmg＋μFsinθ.由于力F很大，所以上式可以寫成Fcosθ≤μFsinθ故應(yīng)滿足的條件為μ≥cotθ，B對．答案B13．(2022·四川成都六校檢測)圖13如圖13所示，兩個質(zhì)量均為m，帶電荷量均為＋q的小球A、B，一個固定在O點的正下方L處，另一個用長為L的細線懸掛于O點，靜止時，細線與豎直方向的夾角為60°，以下說法正確的是()A．O點處的電場強度的大小為eq\f(\r(3)kq,L2)B．A在B處產(chǎn)生的電場強度為eq\f(kq,L2)C．細線上的拉力為eq\f(\r(3)kq2,L2)D．B球所受A球的庫侖力和線的拉力的合力方向豎直向上解析由點電荷的場強公式，A在O處或B處產(chǎn)生的電場強度大小均為E1＝keq\f(q,L2)，O點處的電場為A、B分別在O處產(chǎn)生的電場的疊加，即E2＝2E1cos30°＝eq\r(3)keq\f(q,L2)，則A、B正確；對B球，由平衡條件得，B球所受A球的庫侖力和線的拉力的合力方向豎直向上，且細線上的拉力FT＝eq\f(kq2,L2)，則D正確，C錯誤．答案ABD14．如圖14所示，圖14傾角為α的斜劈放置在粗糙水平面上，斜面粗糙，物體a放在斜面上．一根輕質(zhì)細線一端固定在物體a上，細線繞過兩個光滑小滑輪，滑輪1固定在斜劈上、滑輪2下吊一物體b，細線另一端固定在c上，c穿在水平橫桿上，物體a和滑輪1間的細線平行于斜面，系統(tǒng)靜止．物體a受到斜劈的摩擦力大小為Ff1，c受到橫桿的摩擦力大小為Ff2，若將c向右移動少許，a始終靜止，系統(tǒng)仍靜止，則()A．Ff1由沿斜面對下改為沿斜面對上，F(xiàn)f2始終沿橫桿向右B．細線對a和c的拉力都將變大C．Ff1和Ff2都將變大D．斜劈受到地面的摩擦力和橫桿受到物體c的摩擦力都將變大解析將c向右移動少許，a位置不變，則夾角β將變大，依據(jù)力的合成可知細線上的張力將變大，B正確；對c，細線與橫桿的夾角減小，又細線對c的拉力增大，細線沿桿向左的分力增大，則c受到桿的摩擦力Ff2將增大，對a、b、c、斜劈和兩個小滑輪整體，可知斜劈受到地面的摩擦力和物體c受到橫桿的摩擦力等大反向，則斜劈受到地面的摩擦力和橫桿受到物體c的摩擦力都將變大，D正確；對a，不能確定重力沿斜面對下的分力和細線拉力的大小關(guān)系，則不能確定a受到斜面的摩擦力的大小和方向，A、C均錯．答案BD15．如圖15甲、乙所示，傾角為θ的斜面上放置一滑塊M，在滑塊M上放置一個質(zhì)量為m的物塊，M和m相對靜止，一起沿斜面勻速下滑，下列說法正確的是()圖15A．圖甲中物塊m受到摩擦力B．圖乙中物塊m受到摩擦力C．圖甲中物塊m受到水平向左的摩擦力D．圖乙中物塊m受到與斜面平行向上的摩擦力解析對圖甲：設(shè)m受到摩擦力，則物塊m受到重力、支持力、摩擦力，而重力、支持力平衡．若物體受摩擦力作用，其方向與接觸面相切，方向水平，則物體m受力將不平衡，與題中條件沖