新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练第2单元相互作用热点练2共点力的平衡及其应用(人教版)
展开A.演员处于完全失重状态
B.轻绳对演员的作用力为0
C.钢索对滑环的摩擦力为0.5mg
D.钢索与滑环间的动摩擦因数为0.5
2.(2023浙江金华十校高三选考)如图所示,两个相同的木模质量均为m,靠三根竖直细线连接,在水平面上按一个“互”字型静置,上方木模呈现悬浮效果,这是利用了建筑学中的“张拉整体”结构原理。图中短线a上的拉力F1和水平面所受压力F2满足( )
A.F1>mg,F2<2mgB.F1>mg,F2=2mg
C.F1
A.两水泥制品间动摩擦因数为
B.两水泥制品间动摩擦因数无法求出
C.铁夹与水泥制品间动摩擦因数为
D.铁夹与水泥制品间动摩擦因数为
4.(2023浙江十校联盟高三选考模拟)如图甲所示,用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一。铺设瓦片时,屋顶结构简化图如图乙所示,建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间,若瓦片能静止在檩条上。已知檩条间距离为d,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A.瓦片共受到4个力的作用
B.减小檩条的倾斜角度θ时,瓦片与檩条间的弹力变小
C.减小檩条的倾斜角度θ时,瓦片与檩条间的摩擦力变大
D.减小檩条间的距离d时,瓦片可能会下滑
5.一简易起重装置如图所示,AC是上端带有定滑轮的固定支架,BC为质量不计的轻杆,轻杆的一端C用铰链固定在支架上,另一端B悬挂一个质量为m的重物,并用钢丝绳(不计重力)跨过定滑轮A连接在卷扬机上。开始时,轻杆BC与AC的夹角∠BCA>90°,现使∠BCA缓慢变小,直到∠BCA=30°。不计一切摩擦力。在此过程中,轻杆BC所产生的弹力( )
A.大小不变B.逐渐增大
C.先增大后减小D.先减小后增大
6.(多选)如图所示,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间M点系一重物,用手拉住绳的另一端N。初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的夹角为α。现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中( )
A.MN上的拉力逐渐增大
B.MN上的拉力先增大后减小
C.OM上的拉力逐渐增大
D.OM上的拉力先增大后减小
7.如图所示,一个重力为5 N的砝码,用细线悬挂在O点,现用力F拉砝码,使细线偏离竖直方向30°处于静止状态,此时所用拉力F的最小值为( )
A.5.0 NB.2.5 N
ND.4.3 N
8.如图所示,质量为m的物体放在一固定斜面上,当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑。对物体施加一大小为F、水平向右的恒力,物体可沿斜面匀速向上滑行。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当斜面倾角增大并超过某一临界角α时,不论水平恒力F多大,都不能使物体沿斜面向上滑行,求这一临界角α的大小( )
A.30°B.45°C.60°D.75°
9.如图所示,质量为2m的物块C置于倾角为37°的斜面D上,C通过一细线绕过光滑定滑轮系于P点,P为细线QP、EP、BP的结点,质量为m的小球B置于光滑的半球体A上,半球体A的半径为R,O为球心。已知PO=2R,PB=R,EP水平,PQ竖直,且Q、P、O在同一直线上,系统处于静止状态,小球B可视为质点,重力加速度为g,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,则下列说法正确的是( )
A.细线PB的拉力大小为mg
B.细线PE和细线PB的拉力大小相等
C.半球体A受到地面的摩擦力和斜面D受到地面的摩擦力大小相等
D.物块C受到斜面D的摩擦力方向沿斜面向下
10.如图所示,用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点,将木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平,绳与木板之间的夹角保持不变,忽略圆柱体与木板之间的摩擦,在转动过程中( )
A.圆柱体对木板的压力逐渐增大
B.圆柱体对木板的压力先增大后减小
C.两根细绳上的拉力均先增大后减小
D.两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变
11.(多选)一轻杆两端分别固定质量均为m的小球A、B,由细线OE、FC悬挂于水平天花板及竖直墙壁上,如图所示,其中OE与竖直方向的夹角θ=30°,FC水平。现保持轻杆位置不变,而将FC线的C端缓慢上移到FC与水平方向夹角α=60°的位置,则下列说法正确的是( )
A.细线OE的拉力一直减小且减小了mg
B.细线FC的拉力先减小后增大,其最小值为mg
C.细线FC的拉力一直减小且减小了mg
D.轻杆的弹力先减小后增大,其最小值为mg
12.(多选)如图所示,质量为m0的楔形物体ABC放置在墙角的水平地板上,BC面与水平地板间的动摩擦因数为μ,楔形物体与地板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在楔形物体AC面与竖直墙壁之间,放置一个质量为m的光滑球体,同时给楔形物体一个向右的水平力F,楔形物体与球体始终处于静止状态。已知AC面倾角θ=53°,sin 53°=0.8,重力加速度为g,则( )
A.楔形物体对地板的压力大小为m0g
B.当F=mg时,楔形物体与地板间无摩擦力
C.向右的水平力F的最小值一定是零
D.向右的水平力F的最大值为mg+μ(m+m0)g
参考答案
热点练(二) 共点力的平衡及其应用
1.C 解析 特技演员匀速下滑,加速度为0,不超重、不失重,A错误;特技演员匀速下滑,加速度为0,则轻绳对人的作用力与特技演员重力大小相等,B错误;对特技演员、轻绳、滑环整体受力分析如图所示。则有FN=mgcsθ,mgsinθ=Ff=μFN,解得Ff=0.5mg,μ=,C正确,D错误。
2.B 解析 对两个木模的整体受力分析,整体受2mg的重力和水平面的支持力F2',有F2'=2mg,由牛顿第三定律可知,水平面所受压力F2=F2',对上方木模分析可知,短线a上的拉力F1向上,两长线的拉力F2向下,由平衡条件得2F2+mg=F1,则F1>mg,故选B。
3.BD 解析 对两水泥制品整体受力分析可知2Ff=2G,则Ff=G,对单个水泥制品分析可知,两水泥制品之间的摩擦力Ff'=0,则两水泥制品间动摩擦因数无法求出,A错误,B正确;铁夹与水泥制品间动摩擦因数μ=,C错误,D正确。
4.D 解析 瓦片受重力、两侧的支持力和两侧的摩擦力,共5个力,故A错误;减小檩条的倾斜角度θ时,两弹力的合力等于mgcsθ,瓦片与檩条间的弹力变大,故B错误;瓦片与檩条间的摩擦力等于mgsinθ,减小檩条的倾斜角度θ时,摩擦力减小,故C错误;根据题图可知,两檩条对瓦片的弹力与垂直于檩条方向的夹角为α,有2FNcsα=mgcsθ,减小檩条间的距离d时,夹角α变小,则瓦片与檩条间的弹力变小,最大静摩擦力变小,则瓦片可能会下滑,故D正确。
5.A 解析 以结点B为研究对象,受力分析,作出力的合成图如图所示,根据平衡条件知,F、FN的合力F合与G大小相等、方向相反。根据三角形相似得,又F合=G,得F=G,FN=G,∠BCA缓慢变小的过程中,lAB变小,lAC、lBC不变,则F变小,FN不变,故轻杆BC所产生的弹力大小不变,故选A。
6.AD 解析 设重物的质量为m,以重物为研究对象分析受力情况,受重力mg、OM上的拉力F2、MN上的拉力F1,由题意知,三个力的合力始终为零,矢量三角形如图所示,F1、F2的夹角不变,在F2转至水平的过程中,矢量三角形在同一外接圆上,由图可知,MN上的拉力F1逐渐增大,OM上的拉力F2先增大后减小,故A、D正确,B、C错误。
7.B 解析 以砝码为研究对象,分析受力情况,其受重力G、细线的拉力FT和力F,如图所示,由图可知,当F与细线垂直时F最小,由几何关系得F的最小值为Fmin=Gsin30°=2.5N,故B正确。
8.C 解析 当斜面倾角为30°时,物体恰好匀速下滑,由平衡条件得FN1=mgcs30°,mgsin30°=μFN1,解得μ=tan30°=;设斜面倾角为α时,无论F多大都不能推动物块,对物块受力分析,建立沿斜面与垂直于斜面的直角坐标系如图所示,沿斜面方向有Fcsα=mgsinα+Ff,垂直于斜面方向有FN2=mgcsα+Fsinα,又Ff≤μFN2,联立解得F≤,根据题意,当分母趋于0时,分式趋于无穷大,故当csα=μsinα时,分式趋于无穷大,此时μ=,又因μ=,解得α=60°,故选C。
9.C 解析 对小球B受力分析,如图所示。由于力的三角形与△PBO相似,可得,又PO=2R,PB=R,解得FN=mg,FPB=mg,故A错误;对结点P受力分析,细线PE的拉力大小等于细线PB的拉力在水平方向的分力大小,所以细线PE的拉力小于细线PB的拉力,故B错误;由上述项分析可知2mgsin37°>FPB>FPE,则对C有2mgsin37°=FfC+FPE,所以斜面D对C的摩擦力方向沿斜面向上,故D错误;对A、B整体受力分析,A所受地面的摩擦力大小等于细线PB的拉力在水平方向的分力大小,对C和斜面整体受力分析,斜面受到地面的摩擦力大小等于细线PE的拉力大小,故C正确。
10.B 解析 设两细绳对圆柱体的拉力的合力为F,木板对圆柱体的支持力为FN,细绳与木板夹角的余角为α,从右向左看,圆柱体受力如图所示,在矢量三角形中,根据正弦定理有,在木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平过程中,α不变,γ从90°逐渐减小到0,由γ+β+α=180°且α<90°,可知90°<γ+β<180°,则β从锐角逐渐增大到钝角,根据,由sinγ不断减小,可知F不断减小,由sinβ先增大后减小,可知FN先增大后减小,结合牛顿第三定律可知,圆柱体对木板的压力先增大后减小,B正确,A、D错误;设两细绳之间的夹角为2θ,细绳上的拉力为FT,则2FTcsθ=F,可得FT=,θ不变,F逐渐减小,可知两细绳上的拉力不断减小,C错误。
11.AB 解析 先取两小球及轻杆整体为研究对象,整体受重力2mg、细线OE的拉力F1及细线FC的拉力F2作用处于平衡状态。此三力满足图甲所示关系,当C端缓慢上移时,由图知细线OE的拉力一直减小,最初其大小为mg,移动后其大小为mg,减小了mg,A正确;由图甲知细线FC的拉力先减小后增大,其最小值为mg,B正确,C错误;取小球A为研究对象,其所受重力、细线OE的拉力F1及轻杆的弹力F'满足图乙所示关系,末态时OE的拉力大小为mg=,所以最后轻杆的弹力正好沿水平方向,由图乙知轻杆的弹力一直在减小,D错误。
12.BD 解析 将楔形物体、光滑球体视为一个整体可知,楔形物体对地板的压力大小为(m0+m)g,故A错误;球体对AC面的弹力大小为FNAC=mg,当F=FNACsinθ=mg时,楔形物体水平方向上受到的合力为零,没有运动趋势,摩擦力为零,故B正确;楔形物体受到的最大静摩擦力Ffm=μ(m+m0)g,当水平向右的力F最小(设为Fn)时,楔形物体可能有向左运动的趋势,当μ(m+m0)g≥mg时,Fn=0,当μ(m+m0)g
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