高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練習(xí) 第2章第3練　牛頓第三定律　共點(diǎn)力的平衡（含詳解）

1.(2024·上海市建平中學(xué)月考)如圖所示是廚房用來懸掛廚具的小吸盤，其原理是排開吸盤與墻壁之間的空氣，依靠大氣壓緊緊地將吸盤壓在廚房的豎直墻壁上，可用來懸掛比較輕的廚具，安裝拆卸都很方便，以下說法正確的是()A．墻壁對吸盤的作用力的合力豎直向上B．大氣壓變大，吸盤受到的摩擦力也變大C．吸盤與墻壁之間只有一對作用力與反作用力D．空氣對吸盤的壓力與墻壁對吸盤的支持力是一對平衡力2．(2023·廣東卷·2)如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的機(jī)器人通過磁鐵吸附在船舷外壁面檢測船體。壁面可視為斜面，與豎直方向夾角為θ。船和機(jī)器人保持靜止時(shí)，機(jī)器人僅受重力G、支持力FN、摩擦力Ff和磁力F的作用，磁力垂直壁面。下列關(guān)系式正確的是()A．Ff＝G B．F＝FNC．Ff＝Gcosθ D．F＝Gsinθ3.(多選)(2023·海南?？谑新?lián)考)如圖所示，三段不可伸長的細(xì)繩OA、OB、OC的結(jié)點(diǎn)為O，在O點(diǎn)豎直懸掛一質(zhì)量為m＝5kg的重物，A、B兩端點(diǎn)均固定，重物處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)OB是水平的，OA與水平方向的夾角為θ＝45°，重力加速度g取10m/s2，則()A．OC繩上的拉力大小為50eq\r(2)NB．OB繩上的拉力大小為50NC．OA繩上的拉力大小為50ND．OA繩上的拉力大小為50eq\r(2)N4.(多選)如圖所示，在水平力F作用下，A、B保持靜止。若A與B的接觸面是水平的，且F≠0，則B的受力個(gè)數(shù)可能為()A．3個(gè)B．4個(gè)C．5個(gè)D．6個(gè)5．(2024·四川省仁壽第一中學(xué)月考)2023年的春晚舞蹈《錦繡》，藝術(shù)地再現(xiàn)了古代戍邊將士與西域各民族化干戈為玉帛并建立深厚友誼的動(dòng)人故事。圖(a)是一個(gè)優(yōu)美且難度極大的后仰動(dòng)作，人后仰平衡時(shí)，可粗略認(rèn)為頭受到重力G、肌肉拉力F2和頸椎支持力F1。如圖(b)，若彎曲后的頭頸與水平方向成60°角，F(xiàn)2與水平方向成45°角，則可估算出F1的大小為()A．(eq\r(3)＋1)G B．(eq\r(3)－1)GC．(eq\r(3)＋2)G D．(eq\r(3)－2)G6．(2024·黑龍江鶴崗市第一中學(xué)月考)如圖甲所示，A、B兩小球通過兩根輕繩連接并懸掛于O點(diǎn)，已知兩輕繩OA和AB的長度之比為eq\r(3)∶1，A、B兩小球質(zhì)量分別為2m和m，現(xiàn)對A、B兩小球分別施加水平向右的力F1和水平向左的力F2，兩球恰好處于圖乙的位置靜止，此時(shí)B球恰好在懸點(diǎn)O的正下方，輕繩OA與豎直方向成30°角，則()A．F1＝F2 B．F1＝eq\r(3)F2C．F1＝2F2 D．F1＝3F27．(2020·全國卷Ⅲ·17)如圖，懸掛甲物體的細(xì)線拴牢在一不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩上O點(diǎn)處；繩的一端固定在墻上，另一端通過光滑定滑輪與物體乙相連。甲、乙兩物體質(zhì)量相等。系統(tǒng)平衡時(shí)，O點(diǎn)兩側(cè)繩與豎直方向的夾角分別為α和β。若α＝70°，則β等于()A．45°B．55°C．60°D．70°8.(2022·浙江6月選考·10)如圖所示，一輕質(zhì)曬衣架靜置于水平地面上，水平橫桿與四根相同的斜桿垂直，兩斜桿夾角θ＝60°。一重為G的物體懸掛在橫桿中點(diǎn)，則每根斜桿受到地面的()A．作用力為eq\f(\r(3),3)G B．作用力為eq\f(\r(3),6)GC．摩擦力為eq\f(\r(3),4)G D．摩擦力為eq\f(\r(3),8)G9.(多選)(2023·吉林松原市模擬)如圖所示，穿過光滑動(dòng)滑輪的輕繩兩端分別固定在M、N兩點(diǎn)，質(zhì)量為m的物塊通過輕繩拴接在動(dòng)滑輪的軸上，給物塊施加一個(gè)水平向左的拉力F，系統(tǒng)靜止平衡時(shí)，滑輪到固定點(diǎn)M、N的兩部分輕繩與水平方向的夾角分別為53°和37°，滑輪質(zhì)量忽略不計(jì)，重力加速度為g，sin37°＝0.6，sin53°＝0.8。下列說法正確的是()A．跨過滑輪的輕繩中的張力大小為eq\f(5mg,7)B．作用在物塊上的水平拉力大小為mgC．物塊與滑輪間的輕繩中的張力大小為eq\f(10mg,7)D．物塊與滑輪間的輕繩與豎直方向夾角的正切值為eq\f(3,4)10.(2022·海南卷·8)我國的石橋世界聞名，如圖，某橋由六塊形狀完全相同的石塊組成，其中石塊1、6固定，2、5質(zhì)量相同為m，3、4質(zhì)量相同為m′，不計(jì)石塊間的摩擦，則m∶m′為()A.eq\f(\r(3),2)B.eq\r(3)C．1D．211.(2023·西北師范大學(xué)附屬中學(xué)期中)如圖所示，質(zhì)量M＝2eq\r(3)kg的木塊A套在水平桿上，并用輕繩將木塊與質(zhì)量m＝eq\r(3)kg的小球B相連。用與水平方向成α＝30°角的恒力F＝10eq\r(3)N拉著球帶動(dòng)木塊一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中A、B相對位置保持不變，g取10m/s2。求：(1)運(yùn)動(dòng)過程中輕繩與水平方向的夾角θ；(2)木塊與水平桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。12.(2023·江蘇徐州市模擬)質(zhì)量為m粗細(xì)均勻的麻繩如圖所示懸掛，懸點(diǎn)處切線與豎直方向夾角分別為37°和53°，P點(diǎn)為最低點(diǎn)，重力加速度為g，sin37°＝0.6，則()A．左側(cè)懸點(diǎn)對麻繩拉力為0.6mgB．右側(cè)懸點(diǎn)對麻繩拉力為0.8mgC．最低點(diǎn)P處張力為0.3mgD．P點(diǎn)右側(cè)麻繩質(zhì)量為0.36m第3練牛頓第三定律共點(diǎn)力的平衡1．D[墻壁對吸盤的作用力有豎直向上的摩擦力和水平方向的支持力，合力方向不是豎直向上，故A錯(cuò)誤；吸盤受到的摩擦力與吸盤和物體所受重力大小相等，不會變化，故B錯(cuò)誤；吸盤與墻壁之間有水平方向和豎直方向兩對作用力與反作用力，故C錯(cuò)誤；空氣對吸盤的壓力與墻壁對吸盤的支持力是一對平衡力，故D正確。]2．C[如圖所示，將機(jī)器人(包括磁鐵)重力垂直于斜面方向和沿斜面方向分解。沿斜面方向，由平衡條件得Ff＝Gcosθ，故A錯(cuò)誤，C正確；垂直斜面方向，由平衡條件得F＝Gsinθ＋FN，故B、D錯(cuò)誤。]3．BD[對結(jié)點(diǎn)O受力分析可得FTOC＝mg＝50N，F(xiàn)TOB＝FTOC＝50N，F(xiàn)TOA＝eq\f(mg,sinθ)＝eq\r(2)mg＝50eq\r(2)N，故選B、D。]4．BC[先對A、B整體受力分析，受重力、水平力F、斜面的支持力；當(dāng)水平力F平行斜面向上的分力大于重力沿斜面向下的分力時(shí)，有上滑趨勢，此時(shí)受到沿斜面向下的靜摩擦力；當(dāng)水平力F平行斜面向上的分力小于重力沿斜面向下的分力時(shí)，有下滑趨勢，此時(shí)受到沿斜面向上的靜摩擦力；當(dāng)水平力F平行斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力時(shí)，無相對滑動(dòng)趨勢，此時(shí)與斜面間無摩擦力；再對A受力分析，受水平力F、重力、支持力和向左的靜摩擦力，共4個(gè)力；最后對B受力分析，受重力、A對它的壓力、向右的靜摩擦力和斜面對B的支持力，若B相對斜面有滑動(dòng)趨勢，則還要受到斜面的靜摩擦力，若B相對斜面無滑動(dòng)趨勢，則不受斜面的摩擦力，即B可能受4個(gè)力，也可能受5個(gè)力，故選B、C。]5．A[由力的平衡條件可得F1sin60°＝G＋F2sin45°，F(xiàn)1cos60°＝F2cos45°，解得F1＝(eq\r(3)＋1)G，故選A。]6．C[由題意知兩輕繩OA和AB的長度之比為eq\r(3)∶1，B球恰好在懸點(diǎn)O的正下方，由幾何關(guān)系可知，OA與AB垂直；以B球?yàn)檠芯繉ο?，受力示意圖如圖(a)所示，由平衡條件得F2＝mgtan(90°－30°)＝eq\r(3)mg，以A、B兩球整體為研究對象，受力示意圖如圖(b)所示，由平衡條件得F1－F2＝3mgtan30°＝eq\r(3)mg，可得F1＝2eq\r(3)mg，即F1＝2F2，故選C。]7．B[取O點(diǎn)為研究對象，O點(diǎn)在三力的作用下處于平衡狀態(tài)，對其受力分析如圖所示，F(xiàn)T1＝FT2，兩力的合力與F等大反向，根據(jù)幾何關(guān)系可得2β＋α＝180°，所以β＝55°，故選B。]8．B[設(shè)斜桿的彈力大小為F，以水平橫桿和物體為整體，在豎直方向上根據(jù)受力平衡可得4Fcos30°＝G，解得F＝eq\f(\r(3),6)G，以其中一斜桿為研究對象，其受力如圖所示，可知每根斜桿受到地面的作用力應(yīng)與F平衡，即大小為eq\f(\r(3),6)G，每根斜桿受到地面的摩擦力大小為Ff＝Fsin30°＝eq\f(\r(3),12)G，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。]9．AB[把動(dòng)滑輪及物塊看作一個(gè)整體，設(shè)跨過滑輪的輕繩上的張力大小為FT，整體在豎直方向上受力平衡，則有FTsin53°＋FTsin37°＝mg，解得FT＝eq\f(5,7)mg，水平方向上有FTcos53°＋FTcos37°＝F，得作用在物塊上的水平拉力大小為F＝mg，故A、B正確；隔離物塊進(jìn)行受力分析，則由平衡條件可得物塊與滑輪間的輕繩中的張力大小為FT′＝eq\r(mg2＋F2)＝eq\r(2)mg，由數(shù)學(xué)知識可知物塊與滑輪間的輕繩中的張力與豎直方向成45°角，則tan45°＝1，故C、D錯(cuò)誤。]10．D[六塊形狀完全相同的石塊圍成半圓對應(yīng)的圓心角為180°，每塊石塊對應(yīng)的圓心角為30°，對第3塊石塊受力分析如圖。結(jié)合力的合成可知tan60°＝eq\f(F4,m′g)，對第2塊和第3塊石塊整體受力分析如圖，tan30°＝eq\f(F4,m＋m′g)，聯(lián)立解得eq\f(m,m′)＝2，故選D。]11．(1)30°(2)eq\f(\r(3),5)解析[(1)對B進(jìn)行受力分析，設(shè)輕繩對B的拉力為FT，由平衡條件可得Fcos30°＝FTcosθ，F(xiàn)sin30°＋FTsinθ＝mg解得FT＝10eq\r(3)N，tanθ＝eq\f(\r(3),3)，即θ＝30°(2)對A進(jìn)行受力分析，由平衡條件有FTsinθ＋Mg＝FN，F(xiàn)Tcosθ＝μFN解得μ＝eq\f(\r(3),5)。]12．D[對麻繩受力分析