32　第二階段　層級二　第20天　力與物體的平衡-2025版新坐標(biāo)二輪專題復(fù)習(xí)與策略物理解析版

第20天力與物體的平衡1．(2024·河北保定安國中學(xué)校聯(lián)考三模)如圖所示，彎折桿PRQ固定在豎直面內(nèi)，PR水平，QR與PR間的夾角為60°，B球套在桿QR上，一根細(xì)線連接A、B兩球，另一根細(xì)線連接小球A與桿PR上的O點(diǎn)，連接在O點(diǎn)的細(xì)線與水平方向的夾角為60°，連接A、B兩球的細(xì)線與QR桿垂直，B球剛好不下滑。已知A球質(zhì)量為2m，B球質(zhì)量為m，兩小球均可視為質(zhì)點(diǎn)，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g，則小球B與桿RQ間的動摩擦因數(shù)為()A．36B．33C．32B[設(shè)連接O點(diǎn)的細(xì)線拉力為F1，連接小球B的細(xì)線拉力為F2，對A球研究，受力如圖，有F1cos30°＝2mg＋F2cos60°，F(xiàn)1sin30°＝F2sin60°，解得F2＝2mg；對B球研究有mgsin60°＝μ(F2－mgcos60°)，解得μ＝33，故選B]2．(2024·山東省濟(jì)南市統(tǒng)考模擬預(yù)測)如圖甲所示，古代北方播種后，用驢拉兩個小石磙壓土埋麥種，以利于麥種發(fā)芽。簡化圖如圖乙所示，AB平行于輕桿CD，輕繩AC、BD長度相同。若輕繩長為2.01m，兩石磙相同，整體(含輕桿)的總質(zhì)量為21kg，與地面間的摩擦力大小是其對地面正壓力的36，AB＝0.3m，CD＝0.7m，B、D兩點(diǎn)的高度差為1m，g取10m/s2，不計(jì)其他摩擦，則石磙做勻速直線運(yùn)動時每根輕繩上的拉力大小約為(A．20.5NB．24.5NC．30.2ND．36.2NC[過B點(diǎn)作CD的垂線，其垂足為E，由幾何關(guān)系可知，BE的長度約為2m。設(shè)輕繩所在平面與水平面的夾角為θ，兩輕繩上的拉力大小為F，合力為F合，石磙做勻速直線運(yùn)動，所以其受力平衡，對兩石磙整體受力分析，有F合cosθ＝36(mg－F合sinθ)，其中cosθ≈32，sinθ≈12，代入數(shù)據(jù)解得F合＝60N，由上述分析可知，設(shè)BD繩上的拉力與BE夾角為β，則該夾角的余弦值為cosβ＝2m2.01m＝200201，有2Fcosβ＝F合，解得F≈3．(2024·河南省平頂山市?？寄M預(yù)測)如圖所示，大型起重機(jī)的吊鉤受到的力是一組共點(diǎn)力。設(shè)被起吊的重物的質(zhì)量為m，鋼絲繩與吊鉤的質(zhì)量忽略不計(jì)，吊鉤下面懸掛重物的四根鋼絲繩對吊鉤的拉力大小依次為F1、F2、F3、F4，吊鉤上方的動滑輪組對吊鉤的拉力大小為F5。重力加速度大小為g。在起重機(jī)將被起吊的重物向上勻速提升的過程中，下列判斷正確的是()A．F5大于mgB．F1、F2、F3、F4、F5的合力等于2mgC．F1、F2、F3、F4的大小均等于mD．F2、F3、F4、F5的合力大小等于F1D[根據(jù)對稱性可知，F(xiàn)1、F2、F3、F4的大小均相等，其合力與拉力F5等大反向，由平衡條件有F5＝F1234＝4F1cosθ＝mg，可知F5等于mg，故A錯誤；F1、F2、F3、F4、F5的合力等于0，故B錯誤；F1、F2、F3、F4的大小均大于mg4，故C錯誤；由平衡條件推論可知，F(xiàn)2、F3、F4、F5的合力大小等于F1，故D正確。故選D4．(多選)(2024·湖南校聯(lián)考二模)如圖所示，帶正電的小球穿在一根不可伸長的光滑絕緣輕繩上，可自由滑動，整個裝置處于水平向右的勻強(qiáng)電場中，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)。保持A端位置不變(兩桿間距合適，小球兩側(cè)繩子之間夾角始終小于180°)()A．將B端向上移動一小段距離到B1，再次穩(wěn)定后繩子張力增大B．將B端向下移動一小段距離到B2，再次穩(wěn)定后繩子張力增大C．將右邊豎直桿向左移動一小段距離，再次穩(wěn)定后繩子張力減小D．將右邊豎直桿向右移動一小段距離，再次穩(wěn)定后繩子張力減小AC[對小球進(jìn)行受力分析，如圖所示，將重力和靜電力合成為恒力F合，兩段繩子拉力等大且合力大小等于F合。過A、B分別作平行于F合的直線為等效絕緣桿，直線間距為d，設(shè)兩繩與F合夾角為θ，兩繩長度分別為L1、L2，則d＝L1sinθ＋L2sinθ，B移至B1時，間距d增大，則θ變大，再次穩(wěn)定后繩子張力增大，A正確；B移至B2時，d減小，θ減小，再次穩(wěn)定后繩子張力減小，B錯誤；右桿左移，d減小，θ減小，再次穩(wěn)定后繩子張力減小，C正確；右桿右移，d增大，θ增大，再次穩(wěn)定后繩子張力增大，D錯誤。故選AC。]5．(多選)(2024·四川成都校考一模)如圖所示，傾角為30°的斜面體置于粗糙的水平地面上，斜面上有一質(zhì)量為4m的滑塊，通過輕繩繞過光滑的滑輪與質(zhì)量為m的帶正電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))相連，滑輪下方有一個光滑的小孔，輕繩與斜面平行。小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，輕繩與豎直方向的夾角也為30°。斜面體和滑塊始終靜止，滑塊與斜面的動摩擦因數(shù)為32，小球與小孔之間的繩長為L，重力加速度為g，下列說法正確的是(A．斜面體所受到地面的摩擦力大小為mgB．若增大小球的轉(zhuǎn)速，繩子對小孔的作用力減小C．若增大小球的轉(zhuǎn)速，小球能達(dá)到的最大轉(zhuǎn)速為1D．若此時在空間加上豎直向下的電場，要使小球的轉(zhuǎn)速不變，則小球到轉(zhuǎn)動中心的距離增大AC[對小球受力分析有mg＝Tcos30°，解得T＝mgcos30°＝233mg，將滑塊和斜面看成整體，由平衡條件得，斜面體所受摩擦力大小為f1＝Tcos30°＝233mg×32＝mg，故A正確；設(shè)繩與豎直方向的夾角為θ，對小球有Tsinθ＝mω2Lsinθ，Tcosθ＝mg，可得T＝mω2L，又因?yàn)棣兀?πn，所以隨著轉(zhuǎn)速的增大，角速度會增大，拉力會增大，繩與豎直方向的夾角會增大，所以繩子對小孔的作用力增大，故B錯誤；因?yàn)槔K對滑塊的拉力越大，滑塊越容易往上滑動，所以當(dāng)小球轉(zhuǎn)速最大，即繩的拉力最大時，對滑塊受力分