2021年高考物理一轮复习微专题突破练专题2受力分析与共点力的平衡含解析

1、高考物理一轮复习微专题突破练:专题2受力分析与共点力的平衡（建议用时40分钟）1.射箭是奥运会正式比赛项目。运动员将箭射出后，箭在空中飞行过程中受到的力有A.重力B.重力、弓弦的弹力C.重力、空气阻力D.重力、弓弦的弹力、空气阻力【解析】选C。箭在空中飞行过程中受到地球的吸引即重力、空气阻力,故应选C。2. （2019 金华模拟）在某驾校的训练场地上,有一段圆弧形坡道,如图所示,若将同一辆车先后 停放在a点和b点，下述分析和比较正确的是（）A.车在a点受坡道的支持力大于在b点受的支持力B.车在a点受坡道的摩擦力大于在b点受的摩擦力C.车在a点受到的合外力大于在b点受的合外力D.车在a点受的重力

2、的下滑分力大于在b点受的重力的下滑分力【解析】选Ao根据平衡有N=mgcos 0 , f=mgsin 0 , b点的倾角大于a点的倾角，所以a点的支 持力大于b点的支持力,a点所受的摩擦力小于b点所受的摩擦力,A正确、B错误;车处于静止, 所以车在a点受到的合力等于b点所受的合力，等于零,C错误;重力沿斜而向下的分力为mgsin 0 ,所以a点重力下滑的分力小于b点重力的下滑分力,D错误。故选Ao3 .如图所示,光滑半球形容器固定在水平而上,0为球心. 一质量为m的小滑块,在水平力F的 作用下静止于P点。设滑块所受支持力为F、.,OP与水平方向的夹角为0。下列关系正确的是A. F-mgB. F

3、=mgtan 0-9-D. Fx=mgtan()mg C. Fx=T tan0mg mgFv=tan。' , sin0mg【解析】选A。滑块受力如图，由平衡条件知:彳4 .近年来，智能手机的普及使“低头族”应运而生。当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头 部的重力;但当低头时,颈椎受到的压力会随之变化。现将人体头颈部简化为如图模型:头部看 成质点P,颈椎看成可绕0点自由转动的轻杆OP,头部在沿OP方向的支持力和沿PS方向肌肉 拉力的作用下处于静止。当低头时，颈椎OP与竖直方向的夹角为30° ,SP与竖直方向的夹角 为60。，此时颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的（）A. 3

4、. 3 倍 B. 2. 8 倍C.1.7倍 D.1.2倍【解析】选Co设头部重力为G,当人体直立时,颈椎所承受的压力等于头部的重量，即F二G;当人低头时,P0、PS与竖直方向的夹角分别为30°、60° ,P点的受力如图所示，根据几何关系结FS GF。v 3合正弦定理可得:一7,解得:F。、3G,所以7 - -L 1,故A、B、D错误、C正确。smL20 sm30F 15.（2019 温州模拟）如图所示为山边公路的横截面，实线EF表示倾角为37°的软层面,沿着这 个层面可能产生滑动。质量为1.0X107 kg的石块B与上面的岩石之间有一大裂缝（称为“理）， 仅靠与层

5、面间的摩擦力使它不致滑落,石块与层面间的滑动摩擦因数为0. 8,最大静摩擦力等 于滑动摩擦力。若有水渗入节理,会结冰膨胀,对石块施加一个平行于EF层面的作用力，导致 石块向下滑动。已知sin370 =0. 6, cos37°=0.8,则（）有冰的节理/- 1EA.没有水渗入节理时,石块共受两个力的作用B.没有水渗入在理吐石块所受摩擦力大小为6.4X107 NC.当有水渗入行理时,层而对石块支持力跟原来相比变小了D.当有水渗入自理时,至少需要4. 0X106 N平行力才能使石块滑动【解析】选D。没有水渗入行理时，石块受到重力、支持力和摩擦力3个力的作用,A错误;没 有水渗入节理时,石块

6、所受摩擦力大小和重力沿斜面向下的分力相等，即f二mgsin37° =6.0X10： N,B错误；当有水渗入自理时，层面对石块的支持力仍等于重力垂直于斜面向下 的分力而保持不变,C错误；当有水渗入节理时,最大静摩擦力fFUmgcos 370 =6.4X10： N,至 少需要F二fmgsin37° =4. 0X 10, N的平行力才能使石块滑动,D正确。故选九6 . （2019 台州模拟）细绳拴一个质量为m的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支撑,小球与 弹簧不粘连。平衡时细绳与竖直方向的夹角为53° ,如图所示.以下说法正确的是（己知 cos53° =0.6

7、, sin530 =0.8）（）3A.小球静止时弹簧的弹力大小为gng3B.小球静止时细绳的拉力大小为gngC.细绳烧断瞬间小球的加速度立即为g5D.细绳烧断瞬间小球的加速度立即为Jg 【解析】选D。小球静止时，分析受力情况如图，由平衡条件得:弹簧的弹力大小为4mg 5i部如530mg,细绳的拉力大小为T二玄kg,A、B均错误;细绳烧断瞬间弹簧的弹力 不变,则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反,则此瞬间小球的加速度大T 5小为错误、D正确。故选D。7 .如图所示,相隔一定距离的两个相同的圆柱体A、B固定在等高的水平线上,一细绳套在两圆 柱体上，细绳下端悬挂一重物。绳和圆柱体之间

8、无摩擦。则当重物质量一定时,绳越长A.绳的弹力大小不变8 .绳的弹力越小C.重物受到的合力越大D.绳对圆柱体A的作用力越大【解析】选B。假设绳与竖直方向的夹角为。，当重物质量一定时，绳越长则夹角越小，所以cos 0越大，则根据力的平衡可知：2Tcos 0二吨,拉力丁越小,故4错人对。重物一直处于平衡状 态,所以重物受到的合力为零,故C错;绳和圆柱体之间无摩擦，圆柱体相当于定滑轮,不省力， 绳子上各处张力大小相等，由力的合成法可以知道,绳对圆柱体A的作用力必定位于两绳的角 平分线上，由于绳子的拉力变小,且夹角变大,所以绳子对圆柱A的拉力变小，故D错。8.（2019 湖州模拟）如图所示,a、b、c

9、三根轻细绳悬挂两个质量相同的小球A、B保持静止, 细绳a是水平的，现对B球施加一个水平向右的力F,将B缓缓拉到图中虚线位置,A球保持不 动,此过程中三根细绳张力Fa、Fb、鼻和F的变化情况是 （）A. F不变,Fc变大B.F变大,Fc不变C.Fb不变,Fa变大D.Fa、Fb都变大【解析】选C。以B为研究对象受力分析，将重力分解,如图所示,由图可知将B缓缓拉到图中虚线位置过程绳子与竖直方向夹角变大,绳子c的拉力大小对应图 中1、2、3三个位置大小所示,即K逐渐变大,F逐渐变大;再以A、B整体为研究对象受力分析 如图，2 mg设b绳与水平方向夹角为。，则竖直方向有Esin。=2mg,得林1一，夹角

10、为a不变,R不变; sina水平方向Fa二Fbcos a+F, Acos a不变，而F逐渐变大，故林逐渐变大。综上所述,A、B、D均错误，只有C正确。9.叠罗汉是一种游戏、体育活动或表演，由六人叠成的三层静态造型如图所示,假设每位杂技运动员的体重均为G,下而五人弯腰后背部呈水平状态,双腿伸直张开支撑,夹角均为（），则（）-9-A.当。=45°时,最上层的运动员单脚受到的支持力大小为GB.当0增大时，最上层的运动员受到的合力最大C.最底层三位运动员的每只脚对水平地面的压力均为G5D.最底层正中间的运动员的一只脚对水平地面的压力为一GG【解析】选D。最上而的人受到竖直向下的重力为G,所以

11、每个腿上的力的竖直分力都是9中G 3G3G间层最左边的人,受到竖直向下的力为G+所以每个腿上的力的竖直分力都是由对3G称性,中间层最右边的人每个腿上的力的竖直分力也是最底层中间的人受到竖直向下的3G 3G 5G5G力为G+T+y，所以其每条腿上的力的竖直分力为丁故最底层正中间的运动员的一只5G脚对水平地面的压力为故A、B、C错误,D正确。10.滑滑梯是小孩很喜欢的娱乐活动,如图所示,一个小孩正在滑梯上匀速下滑,则（）A.小孩可能只受两个力B.小孩所受的重力与摩擦力大小相等C.小孩对滑梯的作用力方向一定竖直向下D.当小孩手上再抱一只小狗时（狗与滑梯不接触），它们将沿滑梯加速下滑【解析】选C。小孩

12、匀速下滑，受重力、支持力和滑动摩擦力三个力的作用，故A错误;设斜而 的倾角为。，则Wmgcos 0 , f=mgsin。，故重力与摩擦力不相等，故B错误;小孩受重力、支 持力和摩擦力合力为零,支持力和摩擦力的合力与小孩重力的大小相等,所以小孩对滑梯的作 用力方向一定竖直向下,故C正确;小孩匀速下滑时,受重力mg、支持力N和滑动摩擦力f,设 斜面的倾角为0,则有N二 mgcos 0 , f=mgsin。，且有 f二mgsin。，又 f= u N,联立得：sin 0 = p cos。，此式与小孩的质 量无关，当小孩抱住小狗后，所受的支持力和摩擦力分别为N'二m* geos 0,f'

13、 = uN= umr geos由上联立得:f'=m' gsin。，所以小孩(包括小狗)所受 的合力为零，会继续匀速下滑，故D错误。所以C正确,A、B、D错误。11 . (2019 丽水模拟)如图所示,在光滑的水平杆上穿两个重力均为2 N的球A、B,在两球之间 夹一弹簧,弹簧的劲度系数为10 N/m,用两条等长的线将球C与A、B相连,此时弹簧被压短了 10 cm,两条线的夹角为60° °求：(1)杆对A球的支持力为多大？(2)C球的重力为多大？【解析】以A球为研究对象，受力分析，如图所示:由平衡条件可得：Teos 60, =F w«=k A xN=G

14、+Tsin 600解得:N=(2+/3) N(2)以C球为研究对象,受力分析,如图所示:Ge由平衡条件可得:2Tcos 300 =Gc 解得 Gc=2V 3 N 答案：(1)(2+«3) N (2)2>/3 N12 .如图所示,两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C,三者半径均为1tC的质量为m,A、B的质量都为一m,与地面的动摩擦因数均为U,现用水平向右的力拉A,2使A缓慢移动,直至C恰好降到地而。整个过程中B保持静I匕 设最大静摩擦力等于滑动摩擦 力,重力加速度为g“求：(1)未拉动A, B对C的作用力大小为多少？(2)C恰好降到地面时,C对B的作用力大小为多少？(3)动摩擦因数的最小值为多少？【解题指导】(1)根据共点力的平衡条件求解C受到B作用力的大小F;(2)对物体受力分析,应用平衡条件求出C恰好降到地面时,C对B的作用力大小；(3)先根据共点力平衡条件求解B受到C水平方向最大压力,再求出B对地面的压力，根据摩擦 力的计算公式求解。【解析】(DC受力平衡，