高考物理一轮复习课时作业6共点力作用下物体的平衡含答案

这是一份高考物理一轮复习课时作业6共点力作用下物体的平衡含答案

共点力作用下物体的平衡一、单项选择题1．“阶下儿童仰面时，清明妆点最堪宜．游丝一断浑无力，莫向东风怨别离．”这是《红楼梦》中咏风筝的诗．风筝在风力F、线的拉力T以及重力G的作用下，能够高高地飞在蓝天上．关于风筝在空中的受力可能正确的是(　　)2．[2021·福建福州期末考试]如图所示，斜面上有一能绕小铰链转动的挡板AB，挡板AB与斜面垂直，把球放在斜面和挡板AB之间，不计摩擦，斜面对球的弹力为F1，挡板对球的弹力为F2，将挡板绕铰链缓慢推到竖直位置的过程中，下列说法正确的是(　　)A．F1和F2都变大 B．F1和F2都减小C．F1增大，F2减小 D．F1减小，F2增大3．如图所示，倾角为θ＝37°的斜面体放在水平面上，斜面上的一个小球用绕过斜面上方定滑轮的细线拉着并处于静止状态．现拉动细线使小球沿斜面向上缓慢移动，斜面体始终处于静止．球与斜面间的动摩擦因数为0.5，当细线与斜面间的夹角α＝37°时，细线上的拉力大小为(　　)A．mg B.eq \r(3)mgC.eq \f(10,11)mg D．2eq \r(3)mg4．[2020·浙江卷，10]如图是“中国天眼”500 m口径球面射电望远镜维护时的照片．为不损伤望远镜球面，质量为m的工作人员被悬在空中的氦气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时，氦气球对其有大小为eq \f(5,6)mg、方向竖直向上的拉力作用，使其有“人类在月球上行走”的感觉，若将人视为质点，此时工作人员(　　)A．受到的重力大小为eq \f(1,6)mgB．受到的合力大小为eq \f(1,6)mgC．对球面的压力大小为eq \f(1,6)mgD．对球面的作用力大小为eq \f(1,6)mg5．[2021·广东汕头模拟考试]如图所示，P、Q为静止在固定斜面上的两个物块，中间用轻弹簧相连，下列说法正确的是(　　)A．若弹簧处于拉伸状态，则Q的受力个数一定为4个B．若弹簧处于拉伸状态，则P的受力个数一定为4个C．若弹簧处于压缩状态，则Q的受力个数一定为3个D．若弹簧处于压缩状态，则P的受力个数一定为3个6．[2021·山东济南外国语学校月考]如图所示，山坡上两相邻高压塔A、B之间架有匀质粗铜线，平衡时铜线呈弧形下垂，最低点在C，已知弧线BC的长度是AC的3倍，而左塔B处铜线切线与竖直方向的夹角β＝30°.则右塔A处铜线切线与竖直方向的夹角α为(　　)A．30° B．45°C．60° D．75°7．[2021·山东威海一模]20世纪末，由于生态环境的破坏，我国北方地区3、4月份沙尘暴天气明显增多．近年来，我国加大了环境治理，践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念，沙尘天气明显减少．现把沙尘上扬后的情况简化为沙尘颗粒悬浮在空中不动．已知风对沙尘的作用力表达式为F＝αρAv2，其中α为常数，ρ为空气密度，A为沙尘颗粒的大圆面积，v为风速．设沙尘颗粒为球形，密度为ρ0，半径为r，风速竖直向上，重力加速度为g，则v的表达式为(　　)A. eq \r(\f(4ρgr,3αρ0)) B. eq \r(\f(4ρ0gr,3αρ))C. eq \r(\f(ρ0gr,αρ)) D. eq \r(\f(4gr,3α))8．[2021·郑州外国语学校月考]如图所示，重型自卸车装载一巨型石块，当利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的石块就会滑下．以下说法正确的是(　　)A．石块没有下滑时，自卸车车厢倾角变大，石块对车厢的压力不变B．石块没有下滑时，自卸车车厢倾角变大，石块对车厢的摩擦力变大C．石块开始下滑时，自卸车车厢倾角变大，石块对车厢的作用力变大D．石块开始下滑时，自卸车车厢倾角变大，石块受到的合力不变9．[2021·山东烟台一模]如图所示，甲、乙两物体用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，其中甲物体静止在粗糙的水平面上，乙物体悬空静止，轻绳OM、ON与水平方向间的夹角分别为53°、37°.已知乙物体的质量为10 kg，g取10 m/s2，sin 53°＝0.8.则甲物体受到水平面的摩擦力的大小和方向为(　　)A．20 N、沿水平面向左 B．20 N、沿水平面向右C．28 N、沿水平面向左 D．28 N、沿水平面向右10．[2021·潍坊模拟]如图所示，倾角θ＝30°的光滑斜面上固定有竖直光滑挡板P，质量相同的横截面为直角三角形的两物块A、B叠放在斜面与挡板之间，且A与B间的接触面水平，则A对B的压力与B对斜面的压力之比应为(　　)A．2：1 B.eq \r(3)：2C.eq \r(3)：1 D.eq \r(3)：4二、多项选择题11．如图所示，粗糙水平地面上放置有一个斜面体B，斜面体B的斜面粗糙，在其上面放置一木块A、木块A与固定在斜面体底端的挡板T之间用一轻质弹簧连接，且当整个系统处于静止状态时，弹簧处于压缩状态．现用恒力F沿斜面向上拉木块A，但木块A没有被拉动，整个系统仍保持静止，则(　　)A．弹簧对挡板的弹力不变B．木块A与斜面之间的摩擦力减小C．水平面对斜面体B的摩擦力不变D．斜面体B对地面的压力减小12.如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R.C的质量为m，A、B的质量都为eq \f(m,2)，与地面间的动摩擦因数均为μ.现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面．整个过程中B保持静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.则未拉A时，C受到B作用力的大小F及动摩擦因数的最小值μmin分别为(　　)A．F＝eq \f(\r(3),2) mg B．F＝eq \f(\r(3),3) mgC．μmin＝eq \f(\r(3),2) D．μmin＝eq \f(\r(3),3)13．[2021·广东六校三联]在如图所示装置中，轻杆一端固定着一个轻质滑轮b，质量为m1的重物A悬挂在另一个轻质滑轮c上，轻绳一端固定于a点，跨过滑轮c和b，另一端固定在质量为m2的重物B上，已知悬点a和滑轮b间的距离远大于滑轮的直径，一切摩擦均不计，整个装置稳定时轻绳ac部分与竖直方向夹角为α，bc部分与竖直方向的夹角为β，下列说法正确的是(　　)A．整个装置稳定时，α角一定等于β角B．若仅把轻杆竖直向上缓慢移动一小段距离，A高度上升C．若仅把轻杆水平向右缓慢移动一小段距离，A高度上升D．存在某一方向，往该方向缓慢平移轻杆时，A的位置保持不变14．如图所示，质量为2m的物块A静置于水平台面上，质量为M的半球体C静置于水平地面上，质量为m的光滑小球B(可视为质点)放在半球体C上，P点为三根轻绳PA、PB、PO的结点．系统在图示位置处于静止状态，P点位于半球体球心的正上方，PO竖直，PA水平，PB刚好与半球体相切且与竖直方向的夹角θ＝30°.已知物块A与台面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，则(　　)A．绳OP的拉力大小为eq \f(3,4)mgB．A受到的摩擦力大小为2μmgC．C受到的摩擦力大小为eq \f(\r(3),4)mgD．地面对C的支持力大小为(M＋m)g课时作业(六)1．解析：在B、C、D三个力图中，合力不可能为零，不能处于平衡状态，只有A图，在三个力的作用下能处于平衡状态，故A正确，B、C、D错误．答案：A2．解析：矢量三角形法：将挡板由初始位置缓慢推到竖直位置的过程中，球受力平衡，F1和F2的合力始终与重力等大反向，对球受力分析如图所示，可知F1和F2都变大．答案：A3．解析：本题考查正交分解法在动态平衡中的应用．当细线与斜面间的夹角α＝37°时，根据力的平衡条件，在沿斜面方向有Fcos α＝mgsin θ＋μ(mgcos θ－Fsin α)，解得F＝eq \f(10,11)mg，故选C.答案：C4．解析：工作人员受到的重力大小仍为mg，A错误．因工作人员在球面上缓慢移动，且有“在月球上行走”的感觉，故其受力平衡，工作人员所受合力为零，B错误；对工作人员受力分析可知，其对球面的作用力大小为eq \f(1,6)mg，C错误，D正确．答案：D5．解析：若弹簧处于拉伸状态，则Q受到重力、斜面对它的支持力和弹簧对它沿斜面向上的拉力作用，如果这三个力恰好平衡，则Q不受摩擦力，此时Q可能受3个力；而对于P，其受到重力、斜面对它的支持力和弹簧对它沿斜面向下的拉力作用，若要静止，必定还受一个沿斜面向上的摩擦力作用，P一定受4个力，选项A错误，B正确．若弹簧处于压缩状态，对Q进行分析，其受到重力、斜面的支持力和弹簧对它沿斜面向下的弹力作用，若要静止，必定还受一个沿斜面向上的摩擦力，Q一定受到4个力；P受到重力、斜面的支持力和弹簧对它沿斜面向上的弹力作用，如果这三个力不能平衡，则P还受沿斜面的摩擦力作用，此时P会受到4个力，选项C、D错误．答案：B6．解析：设AB两端铜线上的拉力分别为FA、FB，铜线的质量为m，在水平方向，对于铜线整体，由平衡条件得FAsin α＝FBsin β，在竖直方向，对BC段，由平衡条件得FBcos β＝eq \f(3,4)mg，对AC段，由平衡条件得FAcos α＝eq \f(1,4)mg，联立解得tan α＝3tan β，则α＝60°，A、B、D错误，C正确．答案：C7．解析：本题以“绿水青山就是金山银山”的发展理念为情境，考查共点力的平衡等必备知识，主要考查理解能力、推理论证能力、模型建构能力，体现了物理观念、科学思维等学科素养，突出对基础性和应用性考查要求．沙尘颗粒悬浮时受力平衡，根据平衡条件有mg＝F，其中m＝ρ0V＝ρ0×eq \f(4,3)πr3，由题意知F＝αρAv2、A＝πr2，解得v＝eq \r(\f(4ρ0gr,3αρ))，故选项B正确，A、C、D错误．答案：B8．解析：石块没有下滑时石块处于平衡状态，则有f＝mgsin θ，N＝mgcos θ，在车厢缓慢倾斜到一定角度的过程中，θ增大，则支持力N逐渐减小，静摩擦力f增大．由牛顿第三定律可知，石块对车厢的压力会减小，石块对车厢的摩擦力变大，选项A错误，B正确；石块开始下滑时受力近似平衡，自卸车车厢倾角变大，石块向下做加速运动，且加速度随倾角角度增大而增大，由牛顿第三定律可知，石块受到的合外力变大，选项D错误；石块开始下滑时，自卸车车厢倾角变大，由受力分析可知，石块对车厢的正压力和摩擦力均减小，则石块对车厢的作用力(正压力和摩擦力的合力)变小，选项C错误．答案：B9．解析：设轻绳OM、ON的拉力大小为F1、F2，对乙物体进行受力分析，如图所示．建立直角坐标系，根据平衡条件得：F2cos 37°－F1cos 53°＝0、F2sin 37°＋F1sin 53°－mg＝0，代入数据解得：F1＝80 N、F2＝60 N，对物体甲进行受力分析，以水平向右为正方向，根据平衡条件：F′2－F′1＋f＝0，其中F′2＝F2，F′1＝F1，解得：f＝20 N，方向水平向右．故选项B正确，A、C、D错误．答案：B10．解析：设A、B的质量都为m，A处于静止状态，对A进行受力分析可知，B对A的支持力等于A的重力，结合牛顿第三定律可知，A对B的压力FN＝mg，把AB看成一个整体，对整体受力分析可知：整体受到重力2mg，斜面的支持力FN1，挡板的压力FN2，根据平衡条件得：cos 30°＝eq \f(2mg,FN1)，解得FN1＝eq \f(4\r(3),3)mg，所以B对斜面的压力F′N1＝eq \f(4\r(3),3)mg，则eq \f(FN,F′N1)＝eq \f(\r(3),4).故选D.答案：D11．解析：由于木块A与斜面体B保持静止，则弹簧的形变量不变，弹簧对挡板的弹力不变，选项A正确；对木块A进行受力分析可知，其受到重力、支持力、弹簧的弹力作用，并且可能受到静摩擦力作用，若最初木块A受到的静摩擦力方向沿斜面向上，则当用力F沿斜面向上拉木块A时，木块A受到的静摩擦力的方向可能变为沿着斜面向下，此时A、B之间的摩擦力大小可能减小，可能增大，也可能不变，选项B错误；对整体分析，力F沿斜面向上，故整体对地面的压力减小，且有向右运动的趋势，故水平面对斜面体B的摩擦力发生变化，选项C错误，D正确．答案：AD12．解析：C受力平衡2Fcos 30°＝mg，解得F＝eq \f(\r(3),3)mg.故选项A错误、B正确，C恰好降到地面时，B受C压力的水平分力最大，Fmax＝eq \f(\r(3),2)mg，B受地面的摩擦力Ff＝μmg，根据题意，Ffmin＝Fmax，解得μmin＝eq \f(\r(3),2).故选项C正确、D错误．答案：BC13．解析：滑轮b、c均为“活结”，结合对B的受力分析知整个装置稳定时各部分绳的拉力均等于m2g，则ac、bc两部分绳拉力的合力一定在它们的角平分线上，由于它们的合力与A的重力大小相等，方向相反，则合力竖直向上，故ac、bc两部分绳子与竖直方向的夹角α和β相等，选项A正确．整个装置稳定时，α角一定等于β角，ac、bc绳拉力一定等于m2g，拉力的合力一定与A的重力等大反向，则α、β有恒定值θ，故a、b水平距离d＝Lacsin θ＋Lbcsin θ，解得Lac＋Lbc＝eq \f(d,sin θ).若仅把轻杆竖直向上缓慢移动一小段距离，由于d和θ都不变，故Lac＋Lbc不变，因定滑轮b位置上升了，分析可知A高度上升；同理，若仅把轻杆水平向右缓慢移动一小段距离，θ不变，d变大，则Lac＋Lbc变大，定滑轮b高度不变，分析可知A高度下降，选项B正确，C错误．沿cb方向缓慢平移轻杆时，轻绳各部分的拉力大小和方向均不变，则A的位置保持不变，选项D正确．答案：ABD14．解析：对小球B受力分析，如图所示，绳PB的拉力大小F＝mgcos θ，对结点P受力分析可知，绳OP的拉力大小T＝Fcos θ＝eq \f(3,4)mg，选项A正确；对物块A受力分析可知，物块A所受摩擦力f＝Fsin θ＝eq \f(\r(3),4)mg，选项B错误；对绳OP、PB和小球B、半球体C整体受力分析可知，半球体C受到的摩擦力大小fC＝f＝eq \f(\r(3),4)mg，地面对半球体C的支持力大小为(M＋m)g－T＝Mg＋eq \f(1,4)mg，选项C正确，D错误．答案：AC