2021屆高考物理三輪強化：受力分析訓練（解析版）

2021屆高考物理三輪強化：受力分析訓練

1.如圖所示，一根不可伸長的光滑輕繩，其左端固定于。點，右端跨過位

于點。’的固定光滑軸，懸掛一質(zhì)量為M的物體。輕繩O。'段水平，長度

為3繩子上套一可沿繩滑動的輕環(huán)尸?，F(xiàn)在輕環(huán)上懸掛一質(zhì)量為"2鉤

碼，平衡后，物體上升3則鉤碼與物體的質(zhì)量之比為（）

2.如圖所示，固定的木板與豎直墻面的夾角為e,重力為G的物塊靜止在

木板與墻面之間，不計一切摩擦，貝I"）

A.物塊對墻面的壓力大小為GtanOB.物塊對墻面的壓力大小為GsinOcos。

C.物塊對木板的壓力大小為Geos。D.物塊對木板的壓力大小為￡

sing

3.如圖所示，靜止在水平地面上傾角為。斜面光滑的斜面體上，有一斜劈A,A

的上表面水平且放有一斜劈3,3的上表面上有一物塊C,A、B、C一起沿斜

面勻加速下滑.已知A、B、C的質(zhì)量均為九重力加速度為g.下列說法正確

A.A的上表面可以是光滑的BC可能只受兩個力作用

C.A加速度大小為geos。D.斜面體受到地面的摩擦力為零

4.如圖，光滑球4與粗糙半球B放在傾角為30°的斜面C上，C放在水

平地面上，均處于靜止狀態(tài)。若A與8的半徑相等，A的質(zhì)量為2〃1,B

的質(zhì)量為m,重力加速度大小為g,貝！J（）

A.C對A的支持力大小為石叫B.C對B的摩擦力大小為:，魅

C.8對A的支持力大小為竺〃吆D.地面對C的摩擦力大小為手沖

36

5.如圖所示,用甲、乙兩根筷子夾一個小球，甲傾斜，乙始終豎直。在豎直

平面內(nèi)，甲與豎直方向的夾角為e，筷子與小球間的摩擦很小，可以忽略不

計。小球質(zhì)量一定，隨著。緩慢減小，小球始終保持靜止，則下列說法正確

的是（）

A.筷子甲對小球的彈力變小B.筷子乙對小球的彈力不變

C.兩根筷子對小球的彈力均增大D.兩根筷子對小球的合力將增大

6.如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)的最高點有一個光滑的小孔，

質(zhì)量為〃？的小球套在圓環(huán)上，一根細線的下端系著小球，上端穿過小孔

用力F拉住，繩與豎直方向夾角為e，小球處于靜止狀態(tài).設(shè)小球受支持

力為入，則下列關(guān)系正確的是（）

9

A.F=2，"gtan6B.F=C.FN=mgD.=2mg

7.如圖所示，MN是一正點電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線.一個帶負

電的粒子（不計重力）從。到6穿越這條電場線的軌跡如圖中虛線所

示.下列結(jié)論正確的是（）

M----------------N

A.點電荷一定位于M點的左側(cè)

B.帶電粒子從。至Ijb的過程中動能逐漸減小

C.帶電粒子在a點的加速度大于在6點的加速

度

D.帶電粒子在a點時的電勢能大于在6點時的

電勢能

8.如圖所示的4、B、。、。中，滑輪本身的重力忽略不計，滑輪的軸。安

裝在一根輕木桿尸上。一根輕繩/繞過滑輪，a端固定在墻上，力端懸掛

一個質(zhì)量都是心的重物，當滑輪和重物都靜止時，/、C、。圖中桿。與

豎直方向夾角均為仇圖3中桿。在豎直方向上，假設(shè)/、B、C、。四圖

中滑輪受到木桿彈力的大小依次66、七、殳，則以下判斷正確的是

（）

ABD

A.FA=FB=FC=FD^.FD>FA^FB>FCC.FA=FC=FD>FBD.FC>FA=FB>FD

9.物體A放在物體8上，物體放在光滑的水平面上，已知外=6kg,〃%=2kg,A、B

間的動摩擦因數(shù)〃=0.2,物體4B均靜止。如圖所示，現(xiàn)用水平向右的拉力廠

作用于物體A上，已知48間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取g=I0m/s2,則

下列說法正確的是（）

A.當拉力F<12N時4一定相對于8滑動

B.當拉力F=16N時,A對B方的摩擦力等于4N

C.當拉力尸>16N時,A一定相對于3滑動

D.無論拉力F多大,A始終相對于B靜止

10.在機械設(shè)計中常用到下面的力學原理,如圖所示,只要使連桿AB與滑塊

m所在平面間的夾角9大于某個值，那么，無論連桿AB對滑塊施加多大的

作用力，都不可能使之滑動,且連桿AB對滑塊施加的作用力越大,滑塊就越

穩(wěn)定，工程力學上稱這為“自鎖”現(xiàn)象。為使滑塊能“自鎖”夕應滿足什

么條件？（設(shè)滑塊與所在平面間的動摩擦因數(shù)為U）

11.如圖甲所示，細繩AQ跨過固定的水平輕桿8c右端的輕質(zhì)光滑定滑輪懸

掛一質(zhì)量為M的物體，ZACB=30°；圖乙中輕桿"G一端用錢鏈固定在豎直

墻壁上，另一端G通過細繩EG拉住，EG與水平方向的夾角為30°,在輕

桿的G點用細繩GF懸掛一質(zhì)量為％的物體（都處于靜止狀態(tài)）。求：

(1)細繩AC段的張力7c與細繩EG的張力噎G之比；

(2)輕桿BC對C端的支持力；

(3)輕桿”G對G端的支持力。

12用AC繩和8c繩吊起一重為10kg的重物，兩繩與水平方向的夾角如圖

(1)求AC繩和8C繩受到的拉力大小.

⑵如果AC繩和BC繩的最大承受力分別為100N和150N,試分析若逐漸增

大重物的質(zhì)量，哪一根繩將先斷，并求出此時的重物的質(zhì)量為多

大.(g=10m/s2)

13.如圖所示，兩個正三棱柱48緊靠著靜止于水平地面上，三棱柱的中間

有一個半徑為R的光滑圓柱C,C的質(zhì)量為為，48的質(zhì)量均為相。48與

地面的動摩擦因數(shù)為〃。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為

(1)三者均靜止時A對C的支持力為多大？

(2)4B若能保持不動，〃應該滿足什么條件？

14.如圖甲所示，輕桿。8可繞3點自由轉(zhuǎn)動，另一端。點用細繩OA拉住,

固定在左側(cè)墻壁上，質(zhì)量為〃？的重物用細繩0C懸掛在輕桿上的。點，0A

與輕桿的夾角NBOA=30。，輕桿08水平。圖乙中水平輕桿08一端固定在豎

直墻壁上，另一端。裝有光滑小滑輪，用一根細繩跨過滑輪后懸掛一質(zhì)量

為機的重物，圖中NBOA=30。，(重力加速度為g)則:

(1)圖甲、乙中細繩的拉力各是多大?

(2)圖甲中輕桿受到的彈力是多大？

(3)圖乙中輕桿對滑輪的作用力是多大？

參考答案

1.答案：D

解析：重新平衡后，繩子形狀如下圖：

L/2

n

由幾何關(guān)系知：繩子與豎直方向夾角為3。。,則環(huán)兩邊繩子的夾角為6。。,則根

據(jù)平行四邊形定則，環(huán)兩邊繩子拉力的合力為6批,

根據(jù)平衡條件，則鉤碼的質(zhì)量為6M

故選：D

2.答案：D

3.答案：B

解析：對B、C整體受力分析，受重力、支持力,B、C沿斜面勻加速下滑，則

A、B間摩擦力不為零，故A錯誤；

如果B的上表面是光滑的，傾角也為e,c可能只受兩個力作用,B正確；

選A、B、C整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可知A加速度大小為gsin

0,C錯誤；

對A、B、C和斜面體整體分析，斜面體受地面的摩擦力水平向左，故D錯誤.

4.答案：C

解析：AC.由幾何關(guān)系可知，C對A的支持力、B對A的支持力與A的重

力的反向延長線的夾角都是30。，由平衡條件可知%=&=鼻;=與，

2cos3003

故C正確，B錯誤；B.以AB整個為對象，沿斜面方向靜摩擦力與重力的

分力平衡，所以C對B的摩擦力大小為號=（電+d）?3。。=等，故B錯誤；

D.以ABC整體為對象，水平方向不受力，所以地面對C的摩擦力大小為

0,故D錯誤；故選C。

5.答案：C

解析：根據(jù)平衡條件可知：%COS6=FN2，F(xiàn)N\SINO=mg,解得:

FN2=9,%="，隨著。減小，小，外,都在增大，選項A錯誤，B

tan0sin0

錯誤，c正確；由于小球處于靜止狀態(tài)，兩只筷子對小球的合力等于小球

的重力，故一直不變，選項D錯誤。

6.答案：C

解析：對小球進行受力分析，小球受力G,F,國,三個力，滿足受力平衡，

作出受力分析圖如下：

由圖可知△OAB~Z\GFA,嗎噓+解得/嶗G=2cose.G=2gse,

FN=G=mg.

A.f'uZmgtan。,與分析不符，故A錯誤;B.F=mgcose,與分析不符，故B錯

誤;C.Rv=mg,與分析相符，故C正確；D.FN=2mg,與分析不符，故D錯

誤;故選：Co

7.答案：D

解析：A.由于該粒子只受電場力作用且做曲線運動，電場力指向軌跡內(nèi)

側(cè)，電場力方向大致向右，對帶電粒子做正功，其動能增加。故A錯誤。

B.帶正電的粒子所受電場力向右，電場線由M指向N,說明負電荷在直

線N點右側(cè)。故8錯誤。

C.a點離負點電荷較遠，〃點的電場強度小于匕點的電場強度，帶電粒子

在。點的小于在b點的電場力，根據(jù)牛頓第二定律得知，帶電粒子在a點

的加速度小于在6點的加速度。故C錯誤。

D.電場力對帶電粒子做正功，電勢能減小，則帶電粒子在a點的電勢能大

于在。點的電勢能。故。正確。

故選：D.

8.答案：B

解析：由于兩個繩子的拉力大小等于重物的重力，大小不變，即四個選項

中繩子的拉力是大小相等的，根據(jù)平行四邊形定則知兩個力的夾角越小，

則合力越大，即滑輪兩邊繩子的夾角越小，繩子拉力的合力越大，故D中

繩子拉力合力最大，則桿的彈力最大，C中夾角最小，繩子拉力合力最

小，則桿的彈力最小，順序為：FD>F,=FB>FC,故B正確ACD錯誤。

9.答案：B

解析：本題考查連接體問題與摩擦力問題的綜合分析。單獨對3分析，知3

在摩擦力作用下運動4對B的最大摩擦力fm=?=i2N,B的最大加速度

.=￡=6m/s2,對A、B整體分析可知，使B恰好達到最大加速度時的拉力

"%

F=(mA+mB)aBm=48N，則當尸<48N時,A、8相對靜止并一起加速運動，當產(chǎn)=16N

時，整體的加速度優(yōu)=2m/s2,則A對B的摩擦力/=，3=2X2N=4N,綜上分析可

知,B項正確。

10.答案：根據(jù)共點力平衡條件，有:

N-Fsin0-mg=0

Fcos0-f=0

其中/4"N

聯(lián)立解得：；

mg+FsinJ

當尸—8時，//>—_=cot。

mg+Fsin6

11.答案：⑴2M2

(2)Mt§,方向與水平方向成30。指向右上方

(3)6M*,方向水平向右

解析：題圖甲和乙中的兩個物體都處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件，可得與

物體相連的細繩，其張力大小等于物體所受的重力；分別取。點和G點

為研究對象，進行受力分析如圖1和2所示

(1)圖1中細繩相＞跨過輕質(zhì)光滑定滑輪懸掛質(zhì)量為M的物體，物體處于

平衡狀態(tài)，細繩4c段的拉力/c=

圖2中由/cSin30°=%g,得耳印=2加記

所以￡生=電1_

飛2M2

(2)圖1中,小、FNC、Mg三個力之間的夾角都為120°,根據(jù)幾何關(guān)系

FNC=FTAC=MlS,L的方向與水平方向成30°,指向右上方。

(3)圖2中,根據(jù)平衡條件有Sin3()。=M2g,FTECcos30°=FNC,所以

百％g，方向水平向右。

12.答案：(1)AC繩BC繩產(chǎn)生的拉力的合力與重物的重力是平衡力

sin30

TAC=mgTBC=mgcos30°

?c=50N,TBC=50x/3N

(2)AC繩8c繩產(chǎn)生的拉力的合力與重物的重力是平衡力，合力豎直向

上。

TAC=TBCtg300

若7；c=150N,則7；C=50