（江蘇專用）高三物理解析分項匯編 專題02 相互作用 共點力的平衡（含解析）新人教版

江蘇省物理單科卷有其特定的命題模板，無論是命題題型、考點分布、模型情景等，還是命題思路和發(fā)展趨向方面都不同于其他省市的地方卷。為了給江蘇考區(qū)廣大師生提供一套專屬自己的復習備考資料，物理解析團隊的名校名師們精心編寫了本系列資料。本資料以江蘇考區(qū)的最新名校試題為主，借鑒并吸收了其他省市最新模擬題中對江蘇考區(qū)具有借鑒價值的典型題，優(yōu)化組合，合理編排，極限命制。專題2相互作用共點力的平衡(解析版)一、單項選擇題。1．【2014?無錫市第一學期期中】機車A拉著一節(jié)車廂B沿水平軌道向右勻速行駛時，下列說法中正確的有()A．A拉B的力與B拉A的力是一對平衡力B．A拉B的力與B拉A的力是一對不同種類的力C．A拉B的力與地面對B的阻力是一對平衡力D．A拉B的力與地面對B的阻力是一對作用力與反作用力2．【2014·徐州市第一學期期中】如圖所示，孔明燈又叫天燈，相傳是由三國時的諸葛孔明(即諸葛亮)所發(fā)明，現(xiàn)有一孔明燈升空后向著東北偏上方向勻速直線上升，則此時孔明燈所受空氣的作用力大小和方向是()A．0B．mg，豎直向上C．mg，東北偏上方向D．，東北偏上方向2．B解析：孔明燈在運動過程中僅受重力mg和空氣阻力f作用，由于它做勻速直線運動，根據(jù)共點力平衡條件可知，孔明燈所受空氣的作用力f與mg等值反向，即大小為mg，方向豎直向上，與其本身的運動方向無關(guān)，故選項B正確?？键c：本題主要考查了物體的受力分析、共點力平衡條件的應用問題。3．【2014?南京市高三開學學情調(diào)研】如圖所示，A、B為同一水平線上的兩個固定繞繩裝置，轉(zhuǎn)動A、B，使光滑掛鉤下的重物C緩慢豎直上升，關(guān)于此過程中繩上拉力大小的變化，下列說法正確的是()A．不變B．逐漸減小C．逐漸增大D．先減小，后增大4．【2013?金陵中學第一學期期中】如圖所示，OA、OB是兩根輕繩，AB是輕桿，它們構(gòu)成一個正三角形。在A、B處分別固定著質(zhì)量均為m的小球，此裝置懸掛在O點?，F(xiàn)對B處小球施加水平外力F，讓繩OA位于豎直位置。設(shè)此狀態(tài)下OB繩中張力大小為T，已知當?shù)刂亓铀俣葹間，則()A．T＝2mgB．T＞2mgC．T＜2mgD．三種情況皆有可能4．A解析：根據(jù)題意可知A、B處的小球均處于平衡狀態(tài)，由于繩OA位于豎直位置，因此，A處小球僅受重力mg和繩OA的拉力T1作用，此時AB繩中無張力，再對B處小球受力分析，小球受重力mg、OB繩的拉力T和水平外力F作用，其受力示意圖如下圖所示，根據(jù)共點力平衡條件可知mg與F的合力必與T等值、反向，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可以解得T＝mg/sin30°＝2mg，故選項A正確?？键c：本題主要考查了物體的受力分析、共點力平衡條件的應用，以及整體法與隔離法的靈活運用問題。5．【2014?揚州市第一學期期中】如圖所示，一只半球形碗放在水平桌面上，半徑為R，質(zhì)量為m的一只螞蟻能停在圖中的A點，半徑OA與水平線的夾角為θ，則螞蟻所受到的摩擦力為()A．mgcosθB．mgsinθC．mgtanθD．6．【2014?江蘇省海門中學第一次診斷考試】某校舉行托乒乓球跑步比賽，賽道為水平直道，比賽時某同學將球置于球拍中心，當速度達到v0時做勻速直線運動跑至終點，整個過程中球一直保持在球拍中心不動，如圖所示，設(shè)球在運動中受到的空氣阻力大小與其速度大小成正比，f＝kv0，方向與運動方向相反，不計球與球拍之間的摩擦，球的質(zhì)量為m，重力加速度為g，則在比賽中，該同學在勻速直線運動階段保持球拍的傾角θ0滿足()A．sinθ0＝kv0/mgB．cosθ0＝kv0/mgC．tanθ0＝kv0/mgD．tanθ0＝mg/kv06．C解析：在運動過程中乒乓球受重力mg、球拍的支持力N和空氣阻力f作用，其受力示意圖如下圖所示，由于整個過程中球一直保持在球拍中心不動，當人以速度v0做勻速直線運動時，根據(jù)共點力平衡條件可知：重力mg與空氣阻力f的合力F，必與球拍的支持力N等值反向，根據(jù)圖中幾何關(guān)系有：f＝mgtanθ0，又由題意有：f＝kv0，聯(lián)立以上兩式解得：tanθ0＝kv0/mg，故選項C正確。mgmgNfF考點：本題主要考查了共點力平衡條件的應用問題。7．【2013?南師附中第一學期期中】如圖所示，兩相同輕質(zhì)硬桿OO1、OO2可繞其兩端垂直紙面的水平軸O、O1、O2轉(zhuǎn)動，在O點懸掛一重物M，將兩相同木塊m緊壓在豎直擋板上，此時整個系統(tǒng)保持靜止，f表示木塊與擋板間摩擦力的大小，N表示木塊與擋板間正壓力的大小，若擋板間的距離稍許增大后，系統(tǒng)仍靜止，且O1、O2始終等高，則()A．N變大B．N變小C．f變大D．f變小考點：本題主要考查了力的分解、共點力平衡條件的應用問題。8．【2014?無錫市第一學期期中】如圖所示，物體P左邊用一根輕彈簧和豎直墻相連，放在粗糙水平面上，靜止時彈簧的長度大于原長．若再用一個從零開始逐漸增大的水平力F向右拉P，直到把P拉動．在P被拉動之前的過程中，彈簧對P的彈力N的大小和地面對P的摩擦力f的大小的變化情況是()A．N始終增大，f始終減小B．N先不變后增大，f先減小后增大C．N保持不變，f始終減小D．N保持不變，f先減小后增大8．D解析：由于開始時彈簧的長度大于原長，因此彈簧對P的彈力N為水平向左的拉力，在P被拉動之前的過程中，彈簧的長度沒有發(fā)生變化，根據(jù)胡克定律可知，彈簧對P的彈力N大小保持不變，故選項A、B錯誤；又因物體P開始處于靜止狀態(tài)，因此物體P還受到了地面水平向右的靜摩擦力f作用，根據(jù)共點力平衡條件可知，隨著向右的水平力F逐漸增大，摩擦力f將先逐漸減小至零，此時當水平力F繼續(xù)增大時，摩擦力f方向?qū)⒏臑樗较蜃?，大小逐漸增大，直至增大至最大靜摩擦力，物體P被拉動，故選項C錯誤；選項D正確?？键c：本題主要考查了物體的受力分析、胡克定律和共點力平衡條件的應用問題。9．【2014?南師附中第一學期期中】如圖甲所示，一個輕質(zhì)彈簧右端固定在傳感器上，傳感器與電腦相連，當對彈簧的左端施加變化的水平拉力時，在電腦上得到了彈簧形變量x與彈簧彈力大小F的關(guān)系圖象(如圖乙所示)，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則下列判斷正確的是()A．彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長度成正比B．彈簧長度的變化量與對應的彈力變化量成正比C．該彈簧的勁度系數(shù)是2N/mD．當對彈簧的左端施加水平壓力時，彈簧勁度系數(shù)變大10．【2014?江蘇省海門中學第一次診斷考試】將力傳感器A固定在光滑水平桌面上，測力端通過輕質(zhì)水平細繩與滑塊相連，滑塊放在較長的小車上，如圖甲所示，傳感器與計算機相連接，可獲得力隨時間變化的規(guī)律，一水平輕質(zhì)細繩跨過光滑的定滑輪，一端連接小車，另一端系沙桶，整個裝置開始處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)在不斷地緩慢向沙桶里倒入細沙，力傳感器采集的F-t圖象如乙圖所示，則()A．2.5s前小車做變加速運動B．2.5s后小車做勻加速運動C．2.5s前小車所受摩擦力不變D．2.5s后小車所受摩擦力不變二、多項選擇題。11．【2014?南師附中第一學期期中】關(guān)于兩個分力F1、F2及它們的合力F的說法，下述不正確的是()A．合力F一定與F1、F2共同作用產(chǎn)生的效果相同B．兩力F1、F2一定是同種性質(zhì)的力C．兩力F1、F2一定是同一個物體受到的力D．兩力F1、F2與F是物體同時受到的三個力12．【2014?啟東中學第一學期期中】如圖所示，物體A、B用細繩與彈簧連接后跨過滑輪，A靜止在傾角為45°的粗糙斜面上，B懸掛著。已知mA＝3mB，不計滑輪摩擦，現(xiàn)將斜面傾角由45°減小到30°．那么下列說法中正確的是()A．彈簧的彈力不變B．物體A對斜面的壓力將減小C．物體A受到的靜摩擦力將減小D．彈簧的彈力及A受到的靜摩擦力都不變12．AC解析：對B受重力mBg和細繩的拉力T1作用，由于初始時A、B處于靜止狀態(tài)，因此有：T1＝mBg，對A受重力mAg、斜面的支持力N、摩擦力f和彈簧的拉力T2作用，不妨假設(shè)的方向沿斜面向上，有：T2＋f－mAgsin45°＝0，N－mAgcos45°＝0，對彈簧，不計質(zhì)量，始終有：T1＝T2，解得：f＝－mBg，N＝，又因為mA＝3mB，所以f＞0，即其方向與假設(shè)的方向相同，當斜面傾角由45°減小到30°時，假設(shè)A、B仍然處于靜止狀態(tài)，同理解得：N＝＞，－mBg＞f＝－mBg＞0，所以假設(shè)正確，故選項A、C正確；選項B、D錯誤?？键c：本題主要考查了物體的受力分析、共點力平衡條件的應用和假設(shè)法的靈活運用問題。三、計算題。13．【2014?江蘇第一次大聯(lián)考】如圖所示，用完全相同的、勁度系數(shù)均為k的輕彈簧A、B、C將兩個質(zhì)量均為m的小球連接并懸掛起來，兩小球均處于靜止狀態(tài)，彈簧A與豎直方向的夾角為30°，彈簧C水平，已知重力加速度為g，試求出輕彈簧A、B、C各自的伸長量。(所有彈簧形變均在彈性范圍內(nèi))13．解析：將兩小球看作一個整體，對整體受力分析，可知整體受到重力2mg、彈簧A和C的拉力FA、FC的作用，受力如下圖甲所示，根據(jù)共點力平衡條件有：FA＝，F(xiàn)C＝2mgtan30°根據(jù)胡克定律有：FA＝kxA，F(xiàn)C＝kxC聯(lián)立以上各式解得彈簧A、C的伸長量分別為：xA＝，xC＝對B、C間的小球進行受力分析，其受力如圖乙所示，根據(jù)平衡條件有：FB＝＝根據(jù)胡克定律有：FB＝kxB，解得彈簧B的伸長量為：xB＝考點：本題主要考查了共點力平衡條件、胡克定律的應用以及整體法與隔離法的靈活運用問題。14．【2014·徐州市第一學期期中】如圖所示，質(zhì)量為m1的物體甲通過三段輕繩懸掛，三段輕繩的結(jié)點為O，輕繩OB水平且B端與站在水平面上的質(zhì)量為m2的人相連，輕繩OA與豎直方向的夾角θ＝37°，物體甲及人均處于靜止狀態(tài)(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。g取10m/s2。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)。求：⑴輕繩OA、OB受到的拉力分別是多大？⑵人受到的摩擦力是多大？方向如何？⑶若人的質(zhì)量m2＝60kg，人與水平面之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.3，欲使人在水平面上不滑動，則物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過多少？14．解析：⑴以結(jié)點O為研究對象，受三段輕繩的拉力作用，且豎直繩上的拉力大小等于m1g，如圖，根據(jù)共點力平衡條件有：FOB－FOAsinθ＝0，F(xiàn)OAcosθ－m1g＝015．【2014?啟東中學第一學期期中】如圖所示，小球被輕質(zhì)細繩系住斜吊著放在靜止的光滑斜面上，設(shè)小球質(zhì)量m＝1kg，斜面傾角θ＝30°，細繩與豎直方向夾角α＝30°，光滑斜面體的質(zhì)量M＝3kg，置于料糙水平面上(