2022高考物理总复习优化方案人教版课时作业及解析受力分析共点力的平衡

课时6第三节受力分析共点力的平衡一、单项选择题1．(2022年金华一中月考)如图所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动，则下列说法正确的是()A．物体可能只受两个力作用B．物体可能受三个力作用C．物体可能不受摩擦力作用D．物体一定受四个力解析：选D.物体做匀速直线运动，则受力平衡，将拉力F在水平方向和竖直方向上分解，则物体一定要受到滑动摩擦力的作用．再根据摩擦力产生的条件知，一定会产生弹力．因此物体一定会受到四个力的作用．2．(2022年山东淄博模拟)如图所示，物块A放在倾斜的木板上，已知木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为()\f(1,2) \f(\r(3),2)\f(\r(2),2) \f(\r(5),2)解析：选C.由题意可以判断出，当倾角α＝30°时，物体受到的摩擦力是静摩擦力，大小为Ff1＝mgsin30°，当α＝45°时，物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为Ff2＝μFN＝μmgcos45°，由Ff1＝Ff2得μ＝eq\f(\r(2),2).3.(2022年高考江苏卷)如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机．三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成30°角，则每根支架中承受的压力大小为()\f(1,3)mg \f(2,3)mg\f(\r(3),6)mg \f(2\r(3),9)mg解析：选D.如图每根支架承受的压力为FN，则FN的竖直分力大小为eq\f(mg,3)，所以FN＝eq\f(mg/3,cos30°)＝eq\f(2\r(3),9)mg，D正确．4．用一根长1m的轻质细绳将一幅质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上．已知绳能承受的最大张力为10N．为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g取\f(\r(3),2)m \f(\r(2),2)m\f(1,2)m \f(\r(3),4)m解析：选A.对画框进行受力分析，并把两绳拉力作用点平移至重心处，如图所示，则有：2FT1cosα＝2FT2cos其中FT1＝FT2≤10N.所以cosα≥eq\f(1,2).设挂钉间距为x，则有：sinα＝eq\f(\f(x,2),\f(L,2))＝eq\f(x,L).x＝Lsinα＝Leq\r(1－cos2α)≤eq\r(1－\f(1,4))＝eq\f(\r(3),2)m即x≤eq\f(\r(3),2)m，A正确．5．(2022年金丽衢十二校联考)两光滑平板OM、ON构成一具有固定夹角θ0＝75°的V形槽，一球置于槽内，用θ表示ON板与水平面之间的夹角，如图所示．调节ON板与水平面之间夹角θ，使球对板ON压力的大小正好等于球所受重力的大小，则在下列给出的数值中符合条件的夹角θ值是()A．15° B．30°C．45° D．60°解析：选B.受力分析如图所示，OM对球的弹力为F1，ON对球的弹力为F2＝G，F1、F2的合力F3与重力等大反向．则有：2α＋θ＝180°，α＋θ＝180°－θ0，解得：θ＝30°.6.(2022年高考浙江理综卷)如图所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上．已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为30°，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为()\f(\r(3),2)mg和eq\f(1,2)mg \f(1,2)mg和eq\f(\r(3),2)mg\f(1,2)mg和eq\f(1,2)μmg \f(\r(3),2)mg和eq\f(\r(3),2)μmg解析：选A.三棱柱受重力、斜面的支持力和摩擦力三力平衡，故FN＝mgcosθ＝eq\f(\r(3),2)mg，Ff＝mgsinθ＝eq\f(1,2)mg，A选项正确．二、不定项选择题7．均匀长杆一端搁在地面上，另一端用细线系在天花板上，如图所示的受力分析示意图中，正确的是()解析：选ACD.长杆处于平衡状态，其所受所有外力的合力为零，即水平方向和竖直方向的合力都要为零，显然选项A正确；B、C、D选项中，将F沿水平和竖直方向分解，水平方向满足平衡条件的还有C、D选项．综上可知，选项A、C、D正确．8.(2022年瑞安中学模拟)如图所示，水平细杆上套一环A，环A与球B间用一轻质绳相连，质量分别为mA、mB，由于B球受到风力作用，A与B球一起向右匀速运动．已知细绳与竖直方向的夹角为θ.则下列说法中正确的是()A．风力增大时，轻质绳对B球的拉力保持不变B．B球受到的风力F为mBgtanθC．杆对A球的支持力随着风力的增加而增加D．A球与水平细杆间的动摩擦因数为eq\f(mB,mA＋mB)解析：选B.以B球为研究对象，受到重力、风力和拉力，三力平衡，解三角形得到拉力FT＝eq\f(mBg,cosθ)，风力F＝mBgtanθ，A项错误，B项正确；利用整体法，水平有F＝μ(mA＋mB)g，解得μ＝eq\f(mBtanθ,mA＋mB)，D项错误；竖直方向杆对A球的支持力FNA＝(mA＋mB)g，C项错误．9．(2022年北京四中一模)如图所示，表面光滑的半圆柱体固定在水平面上，小物块在拉力F作用下从B点沿圆弧缓慢上滑至A点，此过程中F始终沿圆弧的切线方向，则()A．小物块受的支持力逐渐变大B．小物块受的支持力先变小后变大C．拉力F逐渐变小D．拉力F先变大后变小解析：选AC.小物块上升到圆弧最高点时，F减小为零；支持力最大，等于重力．10．(2022年衢州二中调研)如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态．则()A．B受到C的摩擦力一定不为零B．C受到水平面的摩擦力一定为零C．水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等D．若将细绳剪断，B物体依然静止在斜面上，水平面对C的摩擦力为零解析：选D.若绳对B的拉力恰好与B的重力沿斜面向下的分力相等，则B与C间的摩擦力为零，A项错误；利用整体法判断，C一定受到水平面向左的摩擦力，B项错误；同理在竖直方向利用整体法判断，水平面对C的支持力小于B、C的总重力，C项错误；利用整体法判断，剪断细绳后BC系统在水平方向不受外力作用，D项正确．三、计算题11.(2022年杭州学军中学月考)如图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上，设小球质量m＝1kg，斜面倾角α＝30°，细绳与竖直方向夹角θ＝30°，光滑斜面体的质量M＝3kg，置于粗糙水平面上．(g取10m(1)细绳对小球拉力的大小；(2)地面对斜面体的摩擦力的大小和方向．解析：(1)以小球为研究对象受力分析如图甲所示．F＝mg，FTcos30°＝eq\f(1,2)F得FT＝eq\f(\f(1,2)mg,cos30°)＝eq\f(\f(1,2)×1×10,\f(\r(3),2))N＝eq\f(10\r(3),3)N(2)以小球和斜面整体为研究对象受力分析如图乙所示，因为系统静止，所以Ff＝FTsin30°＝eq\f(10\r(3),3)×eq\f(1,2)N＝eq\f(5\r(3),3)N，方向水平向左．答案：(1)eq\f(10\r(3),3)N(2)eq\f(5\r(3),3)N，方向水平向左12.(2022年湖南岳阳市一中质检)如图所示，两个完全相同的球，重力大小均为G，两球与水平地面间的动摩擦因数都为μ，且假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，一根轻绳两端固结在两个球上，在绳的中点施加一个竖直向上的拉力，当绳被拉直后，两段绳间的夹角为α.问当F至少为多大时，两球将会发生滑动？解析：对结点O受力