2024高考物理一轮复习第二章相互作用专题提升二受力分析共点力的平衡作业与检测含解析鲁科版

PAGE8-专题提升(二)受力分析共点力的平衡基础必备1.如图,质量mA>mB的两物体A,B叠放在一起,靠着竖直墙面.让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B的受力示意图是(A)解析:A,B与墙面间无压力,也不会有摩擦力,整体做自由落体运动,处于完全失重状态,故A,B间无弹力;故选项A正确.2.(2024·湖南岳阳二模)如图(甲)为一种门后挂钩的照片,相邻挂钩之间的距离为7cm,图(乙)中斜挎包的宽度约为21cm,在斜挎包的质量肯定的条件下,为了使悬挂时背包带受力最小,下列措施正确的是(D)A.随意挂在一个钩子上B.使背包带跨过两个挂钩C.使背包带跨过三个挂钩D.使背包带跨过四个挂钩解析:设悬挂后背包带与竖直方向的夹角为θ,依据平衡条件可得2Fcosθ=mg;解得背包带的拉力F=,在斜挎包的质量肯定的条件下,为了使悬挂时背包带受力最小,则cosθ最大,由于相邻挂钩之间的距离为7cm,图(乙)中斜挎包的宽度约为21cm,故使背包带跨过四个挂钩时θ≈0°,cosθ≈1,此时F≈,背包带受力最小,选项A,B,C错误,D正确.3.(多选)如图所示,质量分布匀称的光滑小球O,放在倾角均为θ的斜面体上,斜面体位于同一水平面上,且小球处于平衡,则下列说法正确的是(AD)A.(甲)图中斜面对球O弹力最大B.(丙)图中斜面对球O弹力最小C.(乙)图中挡板MN对球O弹力最小D.(丙)图中挡板MN对球O弹力最小解析:将(甲)、(乙)、(丙)、(丁)四种状况小球的受力图作于一幅图上,如图,依据平衡条件得知,(丁)图中斜面对小球的弹力为零,挡板对小球的弹力等于其重力G.斜面对小球的弹力和挡板对小球的弹力的合力与重力大小相等、方向相反,可知三种状况下此合力相等,依据平行四边形定则得知,(丙)图中挡板MN对球O弹力最小,(甲)图中斜面对球O弹力最大.故选项B,C错误,A,D正确.4.(2024·河南安阳二模)如图所示,倾角为θ=30°的斜面体静止在粗糙的水平面上,一质量为m、可看成质点的光滑小球在不行伸长的轻绳拉力的作用下静止在斜面上.已知轻绳与斜面间的夹角也为θ,重力加速度为g,则水平面对斜面体的摩擦力大小为(B)A.mg B.mg C.mg D.mg解析:对小球进行受力分析,沿斜面方向有Tcos30°=mgsin30°,对小球和斜面体组成的整体进行受力分析,水平方向有f=Tcos60°,联立解得f=mg,选项B正确.5.(2024·重庆万州区月考)三个相同的物体叠放在水平面上,B物体受到水平拉力的作用,但三个物体都处于静止状态,如图所示.下列说法正确的是(C)A.A与B的接触面肯定是粗糙的B.各接触面都肯定是粗糙的C.B与C,C与水平面的接触面肯定是粗糙的D.C与水平面的接触面可能是光滑的解析:以A为探讨对象,A处于静止状态,受力平衡,依据平衡条件得知,B对A没有摩擦力,则A与B的接触面可能是粗糙的,也可能是光滑的,故A,B错误;以A与B组成的整体为探讨对象,依据平衡条件得知,C对B的摩擦力大小等于F,方向水平向左,则B,C间肯定是粗糙的,以A,B,C三个物体组成的整体为探讨对象,依据平衡条件得到,水平面对C的摩擦力大小等于F,方向水平向左,则C与水平面的接触面肯定是粗糙的,故C正确,D错误.6.如图所示,放置三个完全相同的圆柱体.每个圆柱体质量为m,截面半径为R,为了防止圆柱体滚动,在圆柱体两侧固定两个木桩.不计一切摩擦,由此可知(A)A.木桩对圆柱体的作用力为mgB.上面圆柱体对下面一侧圆柱体的作用力为mgC.地面对下面其中一个圆柱体的作用力为mgD.地面对下面两个圆柱体的作用力为2mg解析:设下面一个圆柱体对上面圆柱体的作用力大小为F,隔离上面的圆柱体,受力分析,如图(甲)所示,由平衡条件可得2Fcos30°=mg,解得F=mg,选项B错误.隔离下面一个圆柱体,分析受力,如图(乙)所示,由平衡条件可得,木桩对圆柱体作用力为N1=Fcos60°=mg,选项A正确.对三个圆柱体整体,由平衡条件可得,地面对下面两个圆柱体的作用力为3mg.依据对称性,地面对下面其中一个圆柱体的作用力为1.5mg,选项C,D错误.7.如图所示,质量为m=10kg的木箱置于水平地面上,它与地面间的动摩擦因数μ=,受到一个与水平方向成θ角斜向上的拉力F,为使木箱做匀速直线运动,拉力F的最小值以及此时θ分别是(A)A.50N30° B.50N60°C.N30° D.N60°解析:木箱受重力mg、拉力F、地面的支持力和滑动摩擦力作用,依据平衡条件得Fcosθ=f,Fsinθ+N=mg,又f=μN,联立解得F==,其中tanα==,α=60°,由数学学问知,当θ+α=90°,即θ=30°时F有最小值,且最小值为Fmin==N=50N,故A正确,B,C,D错误.8.(2024·湖南株洲模拟)(多选)如图所示,A球被固定在竖直支架上,A球正上方的点O悬有一轻绳拉住B球,两球之间连有轻弹簧,平衡时绳长为L,张力为T1,弹簧弹力为F1.若将弹簧换成原长相同的劲度系数更小的轻弹簧,再次平衡时绳中的张力为T2,弹簧弹力为F2,则(BD)A.T1>T2 B.T1=T2 C.F1<F2 D.F1>F解析:以B球为探讨对象,受力分析如图所示.B球受力平衡时,F与T的合力与重力G大小相等、方向相反,即G'=G.依据三角形相像得==,换成劲度系数小的轻弹簧,形变量增大,AB减小,则T不变,F减小,选项B,D正确.实力培育9.两个质量均为m的A,B小球用轻杆连接,A球与固定在斜面上的光滑竖直挡板接触,B球放在倾角为θ的斜面上,A,B均处于静止,B球没有滑动趋势,则A球对挡板的压力大小为(B)A.mgtanθ B.2mgtanθ C. D.解析:由于B球没有滑动趋势,因此B球不受斜面的摩擦力,对A,B整体探讨,可得挡板对A球的弹力大小为F=2mgtanθ,依据牛顿第三定律可知,A球对挡板的压力大小也为2mgtanθ,选项B正确.10.如图所示,在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为m1,m2的两物体,物体间用轻弹簧相连,弹簧与竖直方向夹角为θ.在m1左端施加水平拉力F,使m1,m2均处于静止状态.已知m1表面光滑,重力加速度为g,则下列说法正确的是(C)A.弹簧可能处于原长状态B.弹簧弹力的大小为C.地面对m2的摩擦力大小为FD.地面对m2的支持力可能为零解析:设弹簧弹力的大小为F弹,隔离m1受力分析,由平衡条件可得F=F弹sinθ,解得F弹=,选项A,B错误;设地面对m2的摩擦力大小为f,地面对m2的支持力为N,隔离m2受力分析,由平衡条件可得,f=F弹sinθ,N=m2g-F弹cosθ=m2g-,选项C正确,D错误.11.(2024·湖南岳阳二模)(多选)如图所示,物体A,B跨过光滑定滑轮并用轻绳连接起来,物体A放在倾角为θ的固定粗糙斜面上,滑轮左边的轻绳平行斜面.已知物体A的质量为m,物体A与斜面间的动摩擦因数为μ(μ<tanθ<1),不计滑轮与绳之间的摩擦,要使物体A能在斜面上滑动,物体B的质量可能为(BD)A.m(1-μ)sinθ B.m(sinθ+μcosθ)C.m(1+μ)cosθ D.m(sinθ-μcosθ)解析:对B物体受力分析有T=mBg;当物体A处于刚好要上滑的临界状态时,物体A受到沿斜面对下的最大静摩擦力,如图所示,依据平衡条件有N-mgcosθ=0,T-fmax-mgsinθ=0,又fmax=μN,解得mB=m(sinθ+μcosθ);当物体A处于刚好要下滑的临界状态时,物体A受到沿斜面对上的最大静摩擦力,依据平衡条件有N-mgcosθ=0,T+fmax-mgsinθ=0,又fmax=μN,解得mB=m(sinθ-μcosθ);物体B的质量的取值范围为m(sinθ-μcosθ)≤mB≤m(sinθ+μcosθ),故A,C错误,B,D正确.12.(多选)如图所示,斜面体置于粗糙水平面上,斜面光滑.小球被轻质细线系住放在斜面上,细线另一端跨过光滑定滑轮,用力拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离,斜面体始终静止.移动过程中(ABD)A.细线对小球的拉力变大B.斜面对小球的支持力变小C.斜面对地面的压力变大D.地面对斜面的摩擦力变小解析:设物体和斜面的质量分别为m和M,绳子与斜面的夹角为θ.对小球受力分析,如图(甲)所示,由平衡条件得,mgsinα=Tcosθ,N+Tsinθ=mgcosα,使小球沿斜面缓慢移动时,θ增大,T增大,N变小,故A,B正确;对斜面受力分析,由平衡条件得,f=Nsinα,N变小,则f变小,N'=Mg+Ncosα,N变小,则N'变小,由牛顿第三定律得知,斜面对地面的压力变小,故C错误,D正确.13.(2024·湖南长沙一模)如图所示,某健身爱好者利用如下装置熬炼,在O点悬挂重物C,手拉着轻绳且始终保持绳索平行于粗糙的水平地面.当他缓慢地向右移动时,下列说法正确的有(B)A.绳OA拉力大小不变B.绳OB拉力变大C.健身者与地面间的摩擦力变小D.绳OA,OB拉力的合力变大解析:设OA,OB绳的拉力分别为FA和FB,重物的质量为m.对O点分析有FAcosθ-mg=0,FAsinθ-FB=0,解得FA=,FB=mgtanθ.当健身者缓慢向右移动时,θ变大,则两拉力均变大,选项A错误,B正确;健身者所受的摩擦力与FB相等,故变大,选项C错误;健身者缓慢移动时,两绳拉力的合力大小等于重物C的重力,大小不变,选项D错误.14.质量为M的木楔倾角为θ,在水平面上保持静止,当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时,它正好匀速下滑.假如用与木楔斜面成α角的力F拉着木块匀速上升,如图所示(已知木楔在整个过程中始终静止).(1)当α=θ时,拉力F有最小值,求此最小值;(2)当α=θ时,木楔对水平面的摩擦力是多大?解析:(1)木块在木楔斜面上匀速向下运动时,有mgsinθ=μmgcosθ,即μ=tanθ.木