2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)7受力分析共點(diǎn)力的平衡含解析魯科版

PAGEPAGE8課時(shí)作業(yè)7受力分析共點(diǎn)力的平衡時(shí)間：45分鐘1.如圖所示，兩梯形木塊A、B疊放在水平地面上，A、B之間的接觸面傾斜，A的左側(cè)靠在光滑的豎直墻面上，關(guān)于兩木塊的受力，下列說(shuō)法正確的是(B)A．A、B之間肯定存在摩擦力作用B．木塊A可能受三個(gè)力作用C．木塊A肯定受四個(gè)力作用D．木塊B受到地面的摩擦力作用方向向右解析：由于A、B間接觸面狀況未知，若AB接觸面光滑，則AB間可以沒(méi)有摩擦力，故A錯(cuò)誤；對(duì)整體受力分析可知，A肯定受向右的彈力，另外受重力和支持力，因?yàn)锳B間可能沒(méi)有摩擦力，故A可能只受三個(gè)力，故B正確，C錯(cuò)誤；木塊B受重力、支持力、A對(duì)B的垂直于接觸面的壓力以及推力F作用，若壓力向右的分力等于F，則B可能不受摩擦力，故D錯(cuò)誤．2．(多選)如圖所示，A、B、C三個(gè)物塊重力均為100N，小球P重40N，作用在物塊B上的水平力F＝20N，整個(gè)系統(tǒng)靜止，不計(jì)繩子質(zhì)量，下列說(shuō)法正確的是(AC)A．物塊C受6個(gè)力作用B．A和B之間的摩擦力是20NC．B和C之間的摩擦力是20ND．C與桌面間的摩擦力是40N解析：水平繩子對(duì)C的拉力F1＝GP＝40N；A與B之間沒(méi)有摩擦力，C對(duì)B的摩擦力向右，大小為20N，則B對(duì)C的摩擦力大小為20N，向左，那么桌面對(duì)C的摩擦力大小也為20N，向左，C受重力、B對(duì)C的壓力、桌面對(duì)C的支持力、繩子的拉力、桌面對(duì)C的摩擦力、B對(duì)C的摩擦力，共受6個(gè)力，故選A、C.3.如圖所示，在傾角為θ＝37°的斜面上放置一質(zhì)量為0.5kg的物體，用一大小為1N，平行于斜面底邊的水平力F推物體時(shí)，物體保持靜止．已知物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),2)，物體受到的摩擦力大小為(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)(C)A．3N B．2eq\r(3)NC.eq\r(10)N D.eq\r(26)N解析：物體重力沿斜面對(duì)下的分力為mgsin37°＝0.5×10×0.6N＝3N，用平行于斜面底邊的水平力F＝1N推物體時(shí)，物體保持靜止，由平衡條件可得物體受到沿斜面對(duì)上的摩擦分力f1＝3N，平行于斜面底邊的摩擦分力f2＝1N，則物體受到的摩擦力大小為f＝eq\r(32＋12)N＝eq\r(10)N，選項(xiàng)C正確．4.如圖所示，細(xì)繩上端固定于天花板上的A點(diǎn)，細(xì)繩的下端掛一質(zhì)量為m的物體P，用力F作用于細(xì)繩上的O點(diǎn)；使細(xì)繩偏離豎直方向的夾角為α，且保持物體平衡，此時(shí)F與水平方向的夾角為β，若β＝α，重力加速度為g，則F的大小等于(B)A．mgcosα B．mgsinαC．mgtanα D.eq\f(mg,sinα)解析：本題利用力的合成法考查共點(diǎn)力平衡問(wèn)題．對(duì)結(jié)點(diǎn)O受力分析如圖，由于β＝α，則F與AO垂直，O點(diǎn)受三個(gè)拉力處于平衡，依據(jù)幾何關(guān)系知F＝mgsinα.故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．5．如圖所示，一條細(xì)繩跨過(guò)定滑輪連接物體A、B，A懸掛起來(lái)，B穿在一根豎直桿上，兩物體均保持靜止，不計(jì)繩與滑輪、B與豎直桿間的摩擦，已知繩與豎直桿間的夾角為θ，則物體A、B的質(zhì)量之比mAmB等于(A)A．1cosθ B．cosθ1C．tanθ1 D．1sinθ解析：本題考查隔離法在共點(diǎn)力平衡中的應(yīng)用．設(shè)繩子的拉力為T(mén)，隔離A分析有T＝mAg，隔離B分析有mBg＝Tcosθ，聯(lián)立解得mAmB＝1cosθ，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．6.如圖所示，內(nèi)壁光滑的等邊三角形框架中放置一鐵球，鐵球跟三角形框架的三個(gè)面剛好接觸，在一次搬運(yùn)過(guò)程中，工人將框架以A為軸逆時(shí)針緩慢抬起，當(dāng)AC邊轉(zhuǎn)到向左偏離豎直方向的夾角為15°時(shí)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(sin75°＝\f(\r(6)＋\r(2),4))).AB邊與AC受到的壓力之比為(A)A.eq\f(\r(3)＋1,2)B.eq\f(\r(3)－1,2)C.eq\f(\r(3)＋1,4)D.eq\f(\r(3)－1,4)解析：當(dāng)AC邊以A為軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到向左偏離豎直方向15°角時(shí)，對(duì)鐵球進(jìn)行受力分析可知，此時(shí)BC邊跟鐵球之間沒(méi)有作用力，鐵球受到重力G、AB邊作用力FAB和AC邊作用力FAC三個(gè)力作用，力的方向及力的矢量三角形如圖所示，依據(jù)正弦定理有eq\f(FAB,FAC)＝eq\f(sin75°,sin45°)＝eq\f(\r(3)＋1,2)，A正確，B、C、D錯(cuò)誤．7.(多選)如圖所示，光滑的半球形物體固定在水平地面上，球心O正上方的C點(diǎn)有一光滑的定滑輪，輕繩的一端系一小球，小球與半球形物體相切于A點(diǎn)，另一端繞過(guò)定滑輪后用力拉住，使小球靜止．現(xiàn)緩慢地拉繩，在使小球沿球面由A點(diǎn)移動(dòng)到半球的頂點(diǎn)B的過(guò)程中，球面對(duì)小球的支持力N和繩對(duì)小球的拉力T的改變狀況是(BC)A．N變大B．N不變C．T變小D．T先變小后變大解析：小球受力如圖所示，由三角形相像有eq\f(N,OA)＝eq\f(T,AC)＝eq\f(G,OC)，可得N＝eq\f(OA,OC)G，T＝eq\f(AC,OC)G，又OA、OC、G均為定值，而在小球沿球面由A點(diǎn)緩慢移動(dòng)到半球的頂點(diǎn)B的過(guò)程中，AC變小，故N不變，T變小，選項(xiàng)B、C正確，A、D錯(cuò)誤．8．(2024·全國(guó)卷Ⅰ)(多選)如圖，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端裝有一光滑定滑輪．一細(xì)繩跨過(guò)滑輪，其一端懸掛物塊N，另一端與斜面上的物塊M相連，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動(dòng)N，直至懸掛N的細(xì)繩與豎直方向成45°.已知M始終保持靜止，則在此過(guò)程中(BD)A．水平拉力的大小可能保持不變B．M所受細(xì)繩的拉力大小肯定始終增加C．M所受斜面的摩擦力大小肯定始終增加D．M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加解析：對(duì)N進(jìn)行受力分析如圖所示，因?yàn)镹的重力與水平拉力F的合力和細(xì)繩的拉力T是一對(duì)平衡力，從圖中可以看出水平拉力的大小漸漸增大，細(xì)繩的拉力也始終增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；M的質(zhì)量與N的質(zhì)量的大小關(guān)系不確定，設(shè)斜面傾角為θ，若mNg≥mMgsinθ，則M所受斜面的摩擦力大小會(huì)始終增大，若mNg<mMgsinθ，則M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增大，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤．9.兩個(gè)質(zhì)量均為m的A、B小球用輕桿連接，A球與固定在斜面上的光滑豎直擋板接觸，B球放在傾角為θ的斜面上，A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，B球沒(méi)有滑動(dòng)趨勢(shì)，則A球?qū)醢宓膲毫Υ笮?B)A．mgtanθ B．2mgtanθC.eq\f(mg,tanθ) D.eq\f(2mg,tanθ)解析：本題借助整體法、力的合成考查平衡問(wèn)題．由于B球沒(méi)有滑動(dòng)趨勢(shì)，因此B球不受斜面的摩擦力，對(duì)A、B整體探討，受力分析如圖所示．依據(jù)平衡條件可得擋板對(duì)A球的彈力大小為F＝2mgtanθ，依據(jù)牛頓第三定律可知，A球?qū)醢宓膲毫Υ笮∫矠?mgtanθ，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤．10．如圖所示，傾斜直桿的左端固定在水平地面上，與水平面成θ角，桿上穿有質(zhì)量為m的小球a和輕質(zhì)圓環(huán)b，兩者通過(guò)一條細(xì)繩跨過(guò)定滑輪相連接．當(dāng)a、b靜止時(shí)，Oa段繩與桿的夾角也為θ，不計(jì)一切摩擦，重力加速度為g.則下列說(shuō)法正確的是(C)A．a(chǎn)可能受到2個(gè)力的作用B．b可能受到3個(gè)力的作用C．繩對(duì)a的拉力大小為mgtanθD．桿對(duì)a的支持力大小為mgcosθ解析：對(duì)小球a受力分析，如圖所示，小球a肯定受3個(gè)力的作用，由于b為輕質(zhì)圓環(huán)，因此其不受重力的作用，b靜止時(shí)，只受兩個(gè)力的作用，由力的平衡條件可知F＝FNb，A、B錯(cuò)誤；對(duì)小球a由力的平衡條件可知，沿桿方向有F′cosθ＝mgsinθ，解得繩對(duì)a的拉力F′＝mgtanθ，C正確；垂直桿方向有mgcosθ＝F′sinθ＋FNa，解得FNa＝mgcosθ－mgsinθtanθ，D錯(cuò)誤．11.如圖所示，質(zhì)量為m的小球用一輕繩懸掛，在恒力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，靜止時(shí)懸線與豎直方向的夾角為60°.若把小球換成一質(zhì)量為2m的小球，仍在恒力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，此時(shí)懸線與豎直方向的夾角為30°.已知重力加速度為g，則恒力FA．mg B．2mgC.eq\r(3)mg D．2eq\r(3)mg解析：本題利用三角形法考查靜態(tài)平衡問(wèn)題．分別對(duì)小球在兩個(gè)位置時(shí)受力分析，并建立如圖所示的力的矢量三角形．設(shè)恒力F與豎直方向的夾角為θ，依據(jù)正弦定理可得eq\f(F,sin30°)＝eq\f(2mg,sin150°－θ)，eq\f(F,sin60°)＝eq\f(mg,sin120°－θ)，聯(lián)立解得F＝mg，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．12.如圖所示，傾角為45°的斜面體A放在水平地面上，A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.75，光滑半球體B靜止在豎直墻和斜面體之間，已知A、B的重力均為G.近似認(rèn)為最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，若在B的球心處施加一豎直向下的力F，要保持斜面靜止不動(dòng)，則F的最大值為(C)A．G B．1.5C．2G D．解析：本題利用力的分解法考查共點(diǎn)力平衡問(wèn)題．未加F前，對(duì)A、B整體受力分析，斜面體與地面間的正壓力為2G，最大靜摩擦力為fm＝2μG，加上力F后，最大靜摩擦力為fm′＝μ(2G＋F)，對(duì)半球體受力分析，則F1＝(G＋對(duì)整體，斜面體與地面間的摩擦力f＝F1＝(G＋F)tan45°，要使斜面體A靜止不動(dòng)，則f≤fm′，即(G＋F)tan45°≤μ(2G＋F)，解得F≤213.如圖所示，在光滑水平地面上與豎直墻壁平行放置一個(gè)截面為四分之一圓的光滑柱狀物體A，A與豎直墻壁之間懸放一個(gè)光滑圓球B，為使整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，需對(duì)A右側(cè)豎直施加一水平向左的推力F.現(xiàn)將A向左移動(dòng)一段較小的距離使整個(gè)裝置仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，關(guān)于移動(dòng)前后兩個(gè)靜止?fàn)顟B(tài)受力狀況的比較，下列說(shuō)法正確的是(A)A．推力F變小B．地面受到的壓力變小C．墻壁對(duì)B的彈力變大D．A對(duì)B的彈力變大解析：先以小球?yàn)樘接憣?duì)象，分析受力狀況，當(dāng)柱狀物體向左移動(dòng)時(shí)，N2與豎直方向的夾角減小，由圖1看出，柱狀物體對(duì)球的彈力N2與墻對(duì)球的彈力N1均減?。畡t由牛頓第三定律得知，球?qū)χ鶢钗矬w的彈力減?。賹?duì)整體分析受力如圖2所示，由平衡條件得知，F(xiàn)＝N1，推力F變?。孛鎸?duì)整體的支持力N＝G總，保持不變．故A正確．14．如圖所示，在傾角θ＝30°的斜面上放一木板A，重為GA＝100N，板上放一重為GB＝500N的木箱B，斜面上有一固定的擋板，先用平行于斜面的繩子把木箱與擋板拉緊，然后在木板上施加一平行斜面方向的拉力F，使木板從木箱下勻速抽出，此時(shí)，繩子的拉力T＝400N．設(shè)木板與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝eq\f(\r(3),4)，求：(1)A、B間的摩擦力fB的大小和動(dòng)摩擦因數(shù)μ2；(2)拉力F的大?。馕觯罕绢}考查摩擦力的動(dòng)靜突變問(wèn)題．(1)對(duì)B受力分析如圖甲所示．由平衡條件，沿斜面方向有GBsinθ＋fB＝T，代入數(shù)據(jù)，解得A、B間的摩擦力fB