2023版高考物理一轮总复习专题2相互作用热点强化2力与物体的平衡课后提能演练

热点强化2　力与物体的平衡

1．(2021年汕头二模)某工厂把完全相同的光滑空油桶按下图所示方式存放在四个不同的箱子中，则油桶C对A的压力最大的是(　　)

A　　　              B

C　　　              D

【答案】D　【解析】设AC圆心连线与竖直方向的夹角为θ，则对C由平衡知识可2FNcos θ＝mg，因为在图D中θ最大，则FN最大，故D正确．

2．(2021年佛山一模)如图所示，质量为M的物块A置于倾角为30°的固定粗糙斜面上，其上端通过一轻绳跨过光滑定滑轮与沙桶B相连．初始时沙桶B中没有沙子，质量为M.现向沙桶B中缓慢加入沙子，整个系统始终保持静止，则在加入沙子的过程中，以下说法正确的是(　　)

A．B所受的合力增大

B．A所受的摩擦力一直增大

C．A所受的摩擦力先减小后增大

D．A、B间的轻绳拉力大小保持不变

【答案】B　【解析】整个系统始终保持静止，故B所受的合力为0，A错误；对B受力分析，B只在竖直方向上受到绳的拉力和重力，故绳的拉力大小为B的重力，初始时沙桶B中没有沙子，质量为M.现向沙桶B中缓慢加入沙子，所以绳子的拉力T从Mg逐渐增大，D错误；对A受力分析如图，沿斜面方向根据共点力平衡有f＋Mgsin 30°＝T，T≥Mg，f从0开始逐渐增大，并且方向沿斜面向下，B正确，C错误．

3．(2021年常州一模)“歼­20”战斗机安装了我国自主研制的矢量发动机，能够在不改变飞机飞行方向的情况下，通过转动尾喷口方向改变推力的方向，使战斗机获得很多优异的飞行性能．已知在“歼­20”战斗机沿水平方向超音速匀速巡航时升阻比(垂直机身向上的升力和平行机身向后的阻力之比)为.飞机的重力为G，使飞机实现节油巡航模式的最小推力是(　　)

A．G B．　　　

C． D．

【答案】D　【解析】飞机受到重力G、发动机推力F1、升力F2和空气阻力f，重力的方向竖直向下，升力F2的方向竖直向上，空气阻力f的方向与F2垂直，如图，“歼­20”战斗机沿水平方向超音速匀速巡航，则水平方向有Fx＝f，竖直方向有F2＋Fy＝G，F2＝f，解得Fy＝G－f.F＝F＋F＝16f2－2Gf＋G2，则观察F表达式为开口向上，对称轴为f＝G的抛物线，即当f＝G时取得最小值，将其代入F表达式，解得F1min＝，D正确．

4．(多选)如图所示，滑轮C用硬杆固定在天花板上，另一滑轮O通过细绳悬挂一物体P.把该细绳一端固定在天花板上的A点，另一端绕过定滑轮C后悬挂物体Q，然后把悬挂物体P的滑轮放于AC之间的细绳上，最终整个装置处于平衡，假设细绳足够长，不计一切摩擦．现把天花板上的绳端A点沿天花板稍微向左平移一小段之后又固定，系统又重新达到平衡．则以下说法正确的是(　　)

A．绳子上的拉力大小变大

B．绳子上的拉力大小不变

C．绳子AO与CO间的夹角变大

D．绳子AO与CO间的夹角不变

【答案】BD

5．如图，倾角为α＝30°的斜面固定在水平地面上，斜面上有两个质量分别为m和2m的小球A、B，它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接，弹簧轴线与斜面平行．现对A施加一水平向右、大小为F的恒力，使A、B在斜面上都保持静止，如果斜面和两个小球间的摩擦均忽略不计，此时弹簧的长度为L，则下列说法正确的是(　　)

A．弹簧的原长为L－

B．恒力F＝mg

C．小球A对斜面的压力大小为mg

D．撤去恒力F后的瞬间小球B的加速度为g

【答案】C　【解析】对B球受力分析，沿斜面建立直角坐标系，正交分解，在沿斜面方向，根据平衡条件2mgsin α＝kx，解得弹簧伸长量为x＝，则弹簧原长为L0＝L－＝L－，A错误；以A、B整体为研究对象，沿斜面方向，根据平衡条件Fcos 30°＝3mgsin 30°，解得F＝3mgtan 30°＝mg，B错误；对小球A，在垂直斜面方向上，根据平衡条件N＝mgcos α＋Fsin α＝mg＋mg＝mg，根据牛顿第三定律可知A对斜面的压力为mg，C正确；撤去F瞬间，弹簧弹力不变，B球受力仍然平衡，加速度为0，D错误．

6．(多选)如图，两个质量都为m的球A、B用轻绳连接，A球套在水平细杆上(球孔比杆的直径略大)，对B球施加水平风力作用，结果A球与B球一起向右做匀速运动，此时细绳与竖直方向的夹角为θ.已知重力加速度为g，则(　　)

A．对B球的水平风力大小等于mgsin θ

B．轻绳的拉力等于mgcos θ

C．杆对A球的支持力等于2mg

D．杆与A球间的动摩擦因数等于tan θ

【答案】CD　【解析】对球B受力分析，受重力mBg、水平恒力F和拉力T，如图甲，根据平衡条件得，水平恒力F＝mBgtan θ，绳对B球的拉力T＝，A、B错误；把环和球当作一个整体，对其受力分析，受重力(mA＋mB)g、支持力N、恒力F和向左的摩擦力f，如图乙，根据共点力平衡条件可得，杆对A环的支持力大小N＝(mA＋mB)g＝2mg，C正确；因为A球与B球一起向右做匀速运动，所以f＝F，则A环与水平细杆间的动摩擦因数为μ＝＝＝，D正确．

　　　　　　　　              甲　　　　 　　乙

7．(多选)某玩具为了模仿小动物行走的姿势，设计了非圆形的“轮子”．现研究轮子受力情况，模型简化如图所示，四分之一圆框架OAB的OA、OB边初始位置分别处于水平和竖直方向上，光滑球形重物此时嵌在框架中与OA、OB、弧AB三边恰好接触但接触处并没有全部都产生弹力．现以O点为轴缓慢将框架在同一竖直平面内顺时针转动θ角，下列说法正确的是(　　)

A．转动θ为0至的过程，弧AB受到重物的压力逐渐变大

B．θ为时，弧AB受到重物的压力最大

C．转动一周的过程中，存在某一特定的角，此时弧AB与OA板受到重物的压力一样大

D．转动一周的过程中，OA、OB、弧AB受到重物压力的最大值一样大

【答案】CD　【解析】以O点为轴缓慢将框架在同一竖直平面内顺时针转动过程中，相当于重力沿逆时针方向转动，转动θ为0至的过程，弧AB始终不受力作用，A错误；由力的合成知识可知当θ＝π时，弧AB受到重物的压力大小为G，当θ＝时，弧AB受到重物的压力为G，则此时压力不是最大，B错误；重力的方向在弧AB弹力方向与OA板弹力方向夹角的平分线上时，弧AB与OA板受到重物的压力一样大，C正确；在两个不同的位置，OA板和OB板的弹力都会取得最大值，大小为G，则转动一周的过程中，OA、OB、弧AB受到重物压力的最大值一样大，D正确．