2024高考物理二轮复习专题1力与运动第1讲力与物体的平衡作业含解析

PAGE7-第1讲力与物体的平衡A组基础实力练1．(2024·浙江卷)矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机．当歼－20隐形战斗机以速度v斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示．已知飞机受到重力G、发动机推力F1、与速度方向垂直的升力F2和与速度方向相反的空气阻力Ff.下列受力分析示意图可能正确的是(A)【解析】由题意可知所受重力G竖直向下，空气阻力Ff与速度方向相反，升力F2与速度方向垂直，发动机推力F1的方向沿喷口的反方向，对比图中选项可知只有A选项符合题意．故选A．2．(2024·福建泉州联考)如图所示，总重为G的吊灯用三条长度相同的轻绳悬挂在天花板上，每条轻绳与竖直方向的夹角均为θ，则每条轻绳对吊灯的拉力大小为(A)A．eq\f(G,3cosθ) B．eq\f(G,3sinθ)C．eq\f(1,3)Gcosθ D．eq\f(1,3)Gsinθ【解析】由平衡学问可知：3Tcosθ＝G,解得T＝eq\f(G,3cosθ)，故选A．3．(2024·全国卷Ⅲ)如图所示，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球，在a和b之间的细线上悬挂一小物块，平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径，不计全部摩擦．小物块的质量为(C)A．eq\f(m,2) B．eq\f(\r(3),2)mC．m D．2m【解析】如图所示，由于不计摩擦，线上张力到处相等，且轻环受细线的作用力的合力方向指向圆心．由于a、b间距等于圆弧半径，则∠aOb＝60°，进一步分析知，细线与aO、bO间的夹角皆为30°.取悬挂的小物块探讨，悬挂小物块的细线张角为120°，由平衡条件知，小物块的质量与小球的质量相等，即为m.故选项C正确．4．(2024·浙江七彩阳光联盟联考)如图所示为建筑工地上搬运石板用的“夹钳”，工人夹住石板沿直线匀速前进过程中，下列推断正确的是(B)A．石板受到4个力的作用B．夹钳对石板的作用力的合力竖直向上C．夹钳夹的越紧，石板受的摩擦力越大D．前进的速度越快，石板受的摩擦力越大【解析】工人夹住石板沿直线匀速前进过程中，石板受重力、2个摩擦力、夹子的2个压力五个力的作用，故A错误；工人夹住石板沿直线匀速前进过程中，受重力和夹钳的作用力，重力方向竖直向下，依据平衡条件可知夹钳对石板的作用力的合力竖直向上，故B正确；石板受到的重力和摩擦力等大反向，所以石板受的摩擦力不变，与夹钳夹的越紧程度和运动速度无关，故CD错误．5．(2024·四川资阳二诊)如图所示，“L”形支架AOB水平放置，物体P位于支架的OB部分，接触面粗糙；一根轻弹簧一端固定在支架AO上，另一端与物体P相连．物体P静止时，弹簧处于压缩状态．现将“L”形支架绕O点逆时针缓慢旋转一小角度，P与支架始终保持相对静止．在转动的过程中，OB对P的(D)A．支持力增大 B．摩擦力不变C．作用力增大 D．作用力减小【解析】物体随OB缓慢转过一个小角度，其受力分析如图所示．支持力N＝mgcosθ，θ增大，支持力N减小，所以A错误；弹力F＝f＋mgsinθ，因弹力F不变，θ增大，f减小，所以B错误；OB对P的作用力大小等于支持力N和摩擦力f的合力F合＝eq\r(N2＋f2)，由于N减小，f减小．OB对P的作用力大小将减小，所以C错误，D正确．6．(2024·衡水金卷)如图所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，斜面上放有一重为G的物块，物块与斜面之间的动摩擦因数等于eq\f(\r(3),3)，水平轻弹簧一端顶住物块，另一端顶住竖直墙面，物块刚好沿斜面对上滑动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧的弹力大小是(D)A．eq\f(1,2)G B．eq\f(\r(3),2)GC．eq\f(\r(3),3)G D．eq\r(3)G【解析】依据物体的受力状况可知：Fcos30°＝Gsin30°＋μ(Fsin30°＋Gcos30°)，解得F＝eq\r(3)G，故选D．7．(2024·安徽六校联考)如图，一粗糙斜面固定于水平面上，一质量为m的滑块通过一跨过斜面顶端光滑定滑轮的轻绳与一钩码相连．能使滑块在斜面上保持静止的钩码质量的最大值和最小值分别为m1和m2.设轻绳与斜面保持平行，滑块所受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．斜面倾角为θ，则滑块与斜面之间的动摩擦因数为(C)A．eq\f(m1,2mg) B．eq\f(2m2,mg)C．eq\f(m1－m2,2mcosθ) D．eq\f(m1＋m2,2mcosθ)【解析】当钩码的质量有最大值m1时，滑块所受的静摩擦力沿斜面对下，则：μmgcosθ＋mgsinθ＝m1g；当钩码的质量有最小值m2时，滑块所受的静摩擦力沿斜面对上，则：mgsinθ＝m2g＋μmgcosθ；联立解得μ＝eq\f(m1－m2,2mcosθ)，故选C．B组素养提升练8．(2024·山东泰安诊断)如图所示，一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂质量为m的物块A，另一端系一位于固定光滑斜面上的质量为2m的物块B，斜面倾角θ＝45°，外力F沿斜面对上拉物块B，使物块B由滑轮正下方位置缓慢运动到和滑轮等高的位置，则(D)A．细绳OO′的拉力渐渐增大B．细线对物块B的拉力渐渐变大C．斜面对物块B的支持力渐渐变大D．外力F渐渐变大【解析】由题可知，物块缓慢移动，整体都处于平衡状态，则绳的拉力等于下面绳对A的拉力和绳对B的拉力的合力，由于绳对A的拉力和绳对B的拉力大小相等，都等于A物体的重力的大小，但是由于B物体上移，导致二者之间的夹角变大，则依据平行四边形定则可知合力变小，即绳的拉力渐渐减小，故选项A、B错误；该时刻对物块B受力分析如图所示．当物块B上移时α先减小后增大，在垂直斜面方向依据平衡方程可知：斜面对物块B的支持力先减小后增大，在沿斜面方向依据平衡条件可知外力F渐渐变大，故选项C错误，D正确．9．(2024·四川宜宾联考)如图所示，质量均为m的斜面体A、B叠放在水平地面上，A、B间接触面光滑，用一与斜面平行的推力F作用在B上，B沿斜面匀速上升，A始终静止．若A的斜面倾角为θ，下列说法正确的是(B)A．F＝mgtanθB．A、B间的作用力为mgcosθC．地面对A的支持力大小为2mgD．地面对A的摩擦力大小为F【解析】对物体B受力分析，因匀速上升，则F＝mgsinθ，选项A错误；A、B间的作用力为FN＝mgcosθ，选项B正确；对A、B的整体，竖直方向：N＋Fsinθ＝2mg，解得地面对A的支持力大小为N＝2mg－Fsinθ；水平方向：Fcosθ＝f，则选项C、D错误；故选B．10．(多选)(2024·山东济南一轮)如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动，m1在地面，m2在空中．此时，力F与水平方间成θ角，弹簧中弹力大小为F1，弹簧轴线与水平方向的夹角为α，m1受地面的摩擦力大小为f，则下列正确的是(AD)A．θ肯定大于α B．θ可能等于αC．F肯定小于F1 D．F肯定大于f【解析】m2受三力平衡：m2g、F、F1，依据平衡条件知，F水平分力与F1的水平分力大小相等，即：Fx＝Fcosθ＝F1cosα，F的竖直分力比F1的竖直分力大，即：Fy＝Fsinθ＝F1sinα＋m2g；两式两边相除可得tanθ>tanα，即θ＞α；则cosθ<cosα，所以F＞F1；依据整体法得：Fcosθ＝f，所以F＞f，故A、D正确，B、C错误；故选AD．11．(2024·重庆联考)如图所示，水平直杆OP右端固定于竖直墙上的O点，长为L＝2m的轻绳一端固定于直杆P点，另一端固定于墙上O点正下方的Q点，OP长为d＝1.2m，重为8N的钩码由光滑挂钩挂在轻绳上处于静止状态，则轻绳的弹力大小为(D)A．10N B．8NC．6N D．5N【解析】设挂钩所在处为N点，延长PN交墙于M点，如图所示．同一条绳子拉力相等，依据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等，设为α，则依据几何关系可知NQ＝MN，即PM等于绳长；依据几何关系可得：sinα＝eq\f(PO,PM)＝eq\f(1.2,2)＝0.6，则α＝37°，依据平衡条件可得：2Tcosα＝mg，解得：T＝5N，故D正确，A、B、C错误．故选D．12．(2024·福建龙岩联考)如图，在挪威的两座山峰间夹着一块岩石，吸引了大量游客前往欣赏．该景观可简化成如图所示的模型，右壁竖直，左壁略微倾斜．设左壁与竖直方向的夹角为θ，由于长期的风化，θ将会减小．石头与山崖间的摩擦很小，可以忽视不计．若石头质量肯定，θ减小，石头始终保持静止，下列说法正确的是(A)A．山崖左壁对石头的作用力将增大B．山崖右壁对石头的作用力不变C．山崖对石头的作用力减小D．石头受到的合力将增大【解析】对石头受力分析如图所示．依据平衡可知N2cosθ＝N1，N2sinθ＝mg，随着θ减小，依据公式可知N1、N2都在增大，故A对、B错；依据共点力平衡可知，山崖对石头的作用力始终不变，大小等于石头的重力，所以作用力不变，故C错误；由于石头处于静止状态，所以石头受合力始终为零，故D错．13．(2024·成都联考)如图，顶部有“凹槽”的物体P静止于固定斜面上，将物体Q轻放入“凹槽”，P仍旧静止．则放入Q后与放入Q前比较(A)A．P对斜面的压力变大B．P与斜面间的摩擦力变小C．P对斜面的作用力不变D．P所受的合外力增大【解析】放入Q之前P对斜面的压力为mPgcosθ，放入Q后P对斜面的压力为(mP＋mQ)gcosθ，则P对斜面的压力变大，选项A正确；放入Q之前，P对斜面的摩擦力为mPgsinθ，放入Q后P对斜面的摩擦力为(mP＋mQ)gsinθ，则P与斜面的摩擦力变大，选项B错误；斜面对P的作用力与P的重力等大反向，可知放入Q后，斜面对P的作用力变大，即P对斜面的作用力变大，选项C错误；放入Q前后物体P始终静止，所受的合力为零不变，选项D错误；故选A．14．(2024·第一次全国大联考)如图所示，在粗糙的水平地面上放着一左侧截面是半圆的柱状物体B，在B与竖直墙之间放置一光滑小球A，整个装置处于静止状态．现用水平力F拉动B缓慢向右移动一小段距离后，它们仍处于静止状态，在此过程中，下列推断正确的是(A)A．小球A对物