2020屆高考物理復習相互作用核心素養(yǎng)提升練六2.3受力分析共點力的平衡（含解析）新人教版.docx

受力分析共點力的平衡(45分鐘100分)(20分鐘50分)一、選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分，14題為單選題，5題為多選題)1.如圖所示，物體A和B疊放在固定光滑斜面上，A、B的接觸面與斜面平行，當A、B以相同的速度沿斜面向上運動時，關于物體A的受力個數(shù)，正確的是()A.2B.3C.4D.5【解析】選B。由于A、B一起運動，加速度相同，沒有相對運動趨勢，故沒有摩擦力。物體A受到重力、支持力、壓力共3個力，選項B正確。【加固訓練】“階下兒童仰面時，清明妝點正堪宜。游絲一斷渾無力，莫向東風怨別離?！边@是紅樓夢中詠風箏的詩，風箏在風力F、線的拉力T以及重力G的作用下，能夠高高地飛在藍天上。關于風箏在空中的受力可能正確的是()【解析】選A。在B、C、D三個受力圖中，合力不可能為零，不能處于平衡狀態(tài)，只有A圖，在三個力的作用下能處于平衡狀態(tài)，故A正確，B、C、D錯誤。2.(2018朔州模擬)如圖所示，相隔一定距離的兩個相同的圓柱體A、B固定在等高的水平線上，一細繩套在兩圓柱體上，細繩下端懸掛一重物。繩和圓柱體之間無摩擦，當重物一定時，繩越長()A.繩對圓柱體A的作用力越小，作用力與豎直方向的夾角越小B.繩對圓柱體A的作用力越小，作用力與豎直方向的夾角越大C.繩對圓柱體A的作用力越大，作用力與豎直方向的夾角越小D.繩對圓柱體A的作用力越大，作用力與豎直方向的夾角越大【解析】選A。題中裝置關于A、B連線的中垂線對稱，因此三段繩中的張力相等。對物體，兩段繩的張力的合力等于物體的重力，若繩越長，則兩段繩間的夾角越小，則張力越小。對A圓柱體，兩段繩的張力的合力即對圓柱體的作用力，繩越長，兩繩的夾角越大，則合力越小，合力方向與豎直方向的夾角越小，選項A正確。3.(創(chuàng)新預測)如圖所示，乙烷球棍模型是由6個氫原子球和2個碳原子球組成，其中，下層的3個氫原子與碳原子之間用鉸鏈輕桿連接，碳氫鍵與碳碳鍵間的夾角為120，各層碳氫鍵間的夾角為120，已知，每個氫原子模型球的質量為m0，每個碳原子模型球的質量為3m0，共價鍵的質量不計。若假設碳碳鍵的張力和底層碳氫鍵的張力分別為F1、F2，則關于F1、F2的值正確的是()A.F1=6m0g，F(xiàn)2=9m0gB.F1=9m0g，F(xiàn)2=4m0gC.F1=6m0g，F(xiàn)2=6m0gD.F1=4m0g，F(xiàn)2=9m0g【解析】選C。將上層看作一個整體，整體受到重力和碳碳鍵的張力，故F1=6m0g，對下層碳原子分析，根據(jù)力的平衡條件可得3F2cos 60=9m0g，解得F2=6m0g，選項C正確。4.如圖所示，一只松鼠沿著較粗均勻的樹枝從右向左緩慢爬行，在松鼠從A運動到B的過程中，下列說法正確的是()A.松鼠對樹枝的彈力保持不變B.松鼠對樹枝的彈力先減小后增大C.松鼠對樹枝的摩擦力先減小后增大D.樹枝對松鼠的作用力先減小后增大【解析】選C。設樹枝的切線與水平方向的夾角為，松鼠所受的彈力N=mgcos，從A到B的過程中，先減小后增大，則彈力先增大后減小，選項A、B錯誤；松鼠所受的摩擦力f=mgsin，從A到B的過程中，先減小后增大，則摩擦力先減小后增大，選項C正確；樹枝對松鼠的作用力與松鼠的重力等大反向，所以樹枝對松鼠的作用力大小不變，選項D錯誤。5.(2019新鄉(xiāng)模擬)如圖所示，木板P下端通過光滑鉸鏈固定于水平地面上的O點，物體A、B疊放在木板上且處于靜止狀態(tài)，此時物體B的上表面水平?，F(xiàn)使木板P繞O點緩慢旋轉到虛線所示位置，物體A、B仍保持靜止，與原位置的情況相比()A.B對A的支持力不變 B.B對A的支持力減小C.木板對B的支持力增大D.木板對B的摩擦力增大【解析】選B、C。開始時，A只受到重力和支持力作用而處于平衡狀態(tài)，所以B對A的支持力與A的重力大小相等、方向相反，A不受B的摩擦力作用，P轉動后，A受到重力、B對A的支持力和摩擦力作用而平衡，此時B對A的支持力和摩擦力的合力與A的重力大小相等，所以B對A的支持力一定減小了，B正確，A錯誤；以整體為研究對象，受到總重力G、板的支持力N和摩擦力f作用，設板的傾角為，由平衡條件有N=Gcos ，f=Gsin ，減小，N增大，f減小，C正確，D錯誤。二、計算題(本題共15分，需寫出規(guī)范的解題步驟)6.如圖所示，質量為m的正方體和質量為M的正方體放在兩豎直墻和水平面間，處于靜止狀態(tài)。m與M相接觸邊與豎直方向的夾角為，若不計一切摩擦，求：(1)水平面對正方體M的彈力大小。(2)墻面對正方體m的彈力大小。【解析】(1)以兩個正方體整體為研究對象，豎直方向上受到向上的支持力和向下的重力，處于靜止狀態(tài)，所以水平面對正方體M的彈力大小為(M+m)g。(2)對正方體m進行受力分析，如圖所示把FN2沿水平方向和豎直方向分解有FN2cos =FN1FN2sin =mg解得：FN1=答案：(1)(M+m)g(2)(25分鐘50分)7.(7分)(2018威海模擬)如圖所示，傳送帶沿逆時針方向勻速轉動。小木塊a、b用細線連接，用平行于傳送帶的細線拉住a，兩木塊均處于靜止狀態(tài)。關于木塊受力個數(shù)，正確的是()A.a受4個，b受5個B.a受4個，b受4個C.a受5個，b受5個D.a受5個，b受4個【解析】選D。先分析木塊b的受力，木塊b受重力、傳送帶對b的支持力、沿傳送帶向下的滑動摩擦力、細線的拉力，共4個力；再分析木塊a的受力，木塊a受重力、傳送帶對a的支持力、沿傳送帶向下的滑動摩擦力及上、下兩段細線的拉力，共5個力，故D正確。【總結提升】受力分析的三個方法(1)假設法：在受力分析時，若不能確定某力是否存在，可先對其作出存在的假設，然后分析該力存在對物體運動狀態(tài)的影響來判斷該力是否存在。(2)整體法：將加速度相同的幾個相互關聯(lián)的物體作為一個整體進行受力分析的方法。(3)隔離法：將所研究的對象從周圍的物體中分離出來，單獨進行受力分析的方法。8.(7分)如圖所示，兩個相同的固定斜面上分別放有一個處于靜止的三角形木塊A、B，它們的質量相等。A木塊左側面沿豎直方向，B木塊左側面垂直于斜面，在兩斜面上分別放上一個相同的光滑球后，木塊仍保持靜止，則放上球后()A.A木塊受到的摩擦力等于B木塊受到的摩擦力B.A木塊受到的摩擦力小于B木塊受到的摩擦力C.A木塊對斜面的壓力等于B木塊對斜面的壓力D.A木塊對斜面的壓力大于B木塊對斜面的壓力【解析】選A。設球的質量為m，A、B的質量為M，斜面的傾角為。以球與A整體為研究對象，由平衡條件可得，A木塊受到的摩擦力FfA=(M+m)gsin ，同理，以球與B整體為研究對象，B木塊受到的摩擦力FfB=(M+m)gsin ，則FfA=FfB，A正確，B錯誤。以A為研究對象，受力分析如圖甲所示，由平衡條件得，斜面對A的支持力FNA=Mgcos -FN1sin ，以B為研究對象，受力分析如圖乙所示，由平衡條件得，斜面對B的支持力FNB=Mgcos ，故FNAmgsin ，F(xiàn)N1=mg(cos -sintan )mgcos ，故選項C正確，D錯誤。9.(7分)如圖所示，物塊A和滑環(huán)B用繞過光滑定滑輪的不可伸長的輕繩連接，滑環(huán)B套在與豎直方向成=37的粗細均勻的固定桿上，連接滑環(huán)B的繩與桿垂直并在同一豎直平面內(nèi)，滑環(huán)B恰好不能下滑，滑環(huán)和桿間的動摩擦因數(shù)=0.4，設滑環(huán)和桿間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則物塊A和滑環(huán)B的質量之比為()A. B.C.D.【解析】選C。設物塊A和滑環(huán)B的質量分別為m1、m2，若桿對B的彈力垂直于桿向下，因滑環(huán)B恰好不能下滑，則由平衡條件有m2gcos =(m1g-m2gsin )，解得=；若桿對B的彈力垂直于桿向上，因滑環(huán)B恰好不能下滑，則由平衡條件有m2gcos =(m2gsin -m1g)，解得=-(舍去)。綜上選項C正確。10.(7分)如圖所示，兩個小球a、b質量均為m，用細線相連并懸掛于O點，現(xiàn)用一輕質彈簧給小球a施加一個拉力F，使整個裝置處于靜止狀態(tài)，且Oa與豎直方向夾角為=45，已知彈簧的勁度系數(shù)為k，則彈簧形變量不可能是()A.B.C.D.【解析】選B。對a球進行受力分析，利用圖解法可判斷：當彈簧上的拉力F與細線上的拉力垂直時，拉力F最小，為Fmin=2mgsin =mg，再根據(jù)胡克定律得：最小形變量x=，則形變量小于是不可能的，由圖可知在條件允許的情況下，拉力F可以一直增大，所以應該選B。11.(7分)(2016全國卷)如圖，兩個輕環(huán)a和b套在位于豎直面內(nèi)的一段固定圓弧上，一細線穿過兩輕環(huán)，其兩端各系一質量為m的小球。在a和b之間的細線上懸掛一小物塊。平衡時，a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑。不計所有摩擦。小物塊的質量為()A.B.C.mD.2m【解題指導】解答本題應注意以下兩點：(1)“a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑”說明a、b與圓心形成等邊三角形。(2)“輕環(huán)”“不計所有摩擦”說明在a處兩繩與半徑夾角相等?！窘馕觥窟xC。設小物塊的質量為m1。如圖，由細線上的張力處處相等知F1=F2=mg，由平衡時a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑，結合幾何知識知1=2=3=30，=120；結點受力F1、F2、m1g，由平衡條件得m1g=F1=F2=mg，故m1=m。故選C。12.(15分)(2019合肥模擬)如圖所示，質量M=1 kg 的木塊套在水平固定桿上，并用輕繩與質量m=0.5 kg的小球相連，今用跟水平方向成60角的力F=5 N拉著小球并帶動木塊一起向右勻速運動，運動中木塊、小球的相對位置保持不變，取g=10 m/s2。在運動過程中，求：(1)輕繩與水