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基础课3 受力分析 共点力的平衡
一、选择题(1~6题为单项选择题,7~11题为多项选择题)
1.(2016·广东东莞模拟)如图1所示,物体A放置在固定斜面上,一平行斜面向上的力F作用于物体A上。在力F逐渐增大的过程中,物体A始终保持静止,则以下说法中正确的是( )
图1
A.物体A受到的合力增大 B.物体A受到的支持力不变 C.物体A受到的摩擦力增大 D.物体A受到的摩擦力减小
解析 物体A始终静止,则所受合力为零,选项A错误;设斜面与水平面的夹角为θ,物体A质量为m,受到的支持力FN=mgcos θ,选项B正确;如果F开始很小,物体A受到的摩擦力沿斜面向上,当F逐渐增大时,摩擦力先减小至零,后反向增大,选项C、D错误。 答案 B
2.如图2所示,用一根细线系住重力为G的小球,开始细线在作用于O点的拉力下保持竖直位置,小球与倾角为α的光滑斜面体接触,处于静止状态,小球与斜面的接触面非常小。现保持小球位置不动,沿顺时针方向改变拉力方向,直到拉力方向与斜面平行。在这一过程中,斜面保持静止。下列说法正确的是( )
图2
A.细线对小球的拉力先减小后增大 B.斜面对小球的支持力先增大后减小 C.斜面对地面的摩擦力一直减小,方向向右 D.细线对小球的拉力的最小值等于Gsin α
解析 以小球为研究对象,对其受力分析,如图所示,因保持小球位置不动,故小球处于动态平衡,由图知在题设的过程中,FT一直减小,FN一直增大,当细线与斜面平行时,
FT与FN垂直,FT有最小值,且FTmin=Gsin α,故选项A、B错误,D正确;选整体为研究
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对象,细线的拉力在水平方向的分量一直在增大,方向向右,所以地面对斜面的摩擦力一直增大,方向向左,根据牛顿第三定律,斜面对地面的摩擦力一直增大,方向向右,选项C错误。 答案 D
3.(2017·河南适应性测试)如图3所示,质量均为m的两个小球A、B(可视为质点)固定在轻杆的两端,将其放入光滑的半球形碗中,杆的长度等于碗的半径,当杆与两球组成的系统处于平衡状态时,杆对小球A的作用力为( )
图3
A.
3
mg 2
B.3mg 3
C.23
mg 3
D.2mg
解析 轻杆的长度等于碗的半径,由几何关系知,OAB为等边三角形。对小球A进行受力分析可知,小球A受到杆的作用力为 答案 B
4.(2016·海南“七校联盟”联考)如图4所示,两个相同的物体A、B叠在一起放在粗糙的水平桌面上,连在物体B上的轻绳通过定滑轮与空箱C相连,箱内放有一小球与箱内壁右侧接触,整个系统处于静止状态。已知A、B的质量均为m,C的质量为M,小球的质量为m0,物体B与桌面的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,不计滑轮摩擦和空气阻力,下列说法正确的是( )
图4
A.物体A受到三个力的作用 B.小球受到三个力的作用
C.桌面受到物体的摩擦力大小为2μmg D.桌面受到物体的摩擦力大小为(M+m0)g
解析 由于整个系统处于静止状态,表明整个系统处于平衡状态,系统所受合外力为零,通过隔离法可知,该系统内每个物体所受合外力为零。由隔离法可知物体A受两个力(重力和物体B对其的支持力),小球受重力和空箱C对它的支持力两个力作用,故选项A、B错误;对空箱C和小球组成的系统进行受力分析知轻绳的拉力大小等于(M+m0)g,再通过对A、B两物体组成的系统受力分析知水平方向物体B受到的桌面对物体B的静摩擦力大小等于轻绳的拉力大小(M+m0)g,由牛顿第三定律可知,物体B对桌面的静摩擦力大小为(M+m0)g,故选项C错误,D正确。
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3
mg,B正确。 3
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答案 D
5.如图5所示,质量相等的A、B两物体在平行于固定光滑斜面的推力F的作用下,沿斜面做匀速直线运动,A、B间轻弹簧的劲度系数为k,斜面的倾角为30°,则匀速运动时弹簧的压缩量为( )
图5
A.
Fk B. 2kFC.
F 3k D. 4kF 解析 设物体A、B的质量均为m。先用整体法,求出F=2mgsin 30°=mg;后用隔离法,选取物体B为研究对象,对其受力分析,根据平衡条件可求出弹簧对B沿斜面向上的弹力F弹=mgsin 30°==,即=kx,所以x=。故选项B正确。
2222k 答案 B
6.甲、乙两人用aO和bO通过装在P楼和Q楼楼顶的定滑轮,将质量为m的物块由O点沿
mgFFFOa直线缓慢向上提升,如图6所示。则在物块由O点沿直线Oa缓慢上升过程中,以下
判断正确的是( )
图6
A.aO绳和bO绳中的弹力都逐渐减小 B.aO绳和bO绳中的弹力都逐渐增大
C.aO绳中的弹力一直在增大,bO绳中的弹力先减小后增大 D.aO绳中的弹力先减小后增大,bO绳中的弹力一直在增大
解析 对结点O进行受力分析,如图所示,根据三力平衡的特点可知aO绳和bO绳中的弹力的合力与重力是一对平衡力,从图中可以看出:aO绳中的弹力一直在增大,bO绳中的弹力先减小后增大,即C选项正确。 答案 C
7.如图7所示,物体的重力为G,保持细绳AO的位置不变,让细绳BO的B端沿四分之一圆周从D点缓慢向E点移动。在此过程中( )
图7
A.细绳BO上的张力先增大后减小 B.细绳BO上的张力先减小后增大 C.细绳AO上的张力一直增大 D.细绳AO上的张力一直减小
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创新设计2020版高考物理大一轮复习第二章相互作用基次3受力分析共点力的平衡课时达标练新人教版



