2024高考物理一轮复习规范演练7共点力的平衡含解析新人教版

PAGE7-规范演练7共点力的平衡[抓基础]1.如图所示，一重为10N的球固定在支杆AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5N，则AB杆对球的作用力（）A.大小为7.5NB.大小为10NC.方向与水平方向成53°角斜向右下方D.方向与水平方向成53°角斜向左上方解析：对小球进行受力分析可得，AB杆对球的作用力F和绳的拉力的合力与小球的重力等大、反向，可得F方向斜向左上方.设AB杆对小球的作用力与水平方向夹角为α，可得tanα＝eq\f(G,F拉)＝eq\f(4,3)，α＝53°，F＝eq\f(G,sin53°)＝12.5N.答案：D2.（2024·云南开远测试）如图所示是一名登山运动员攀登陡峭山壁的情形，假如认为峭壁的平面是竖直的平画，壁面是光滑的，腿与峭壁面是垂直的，轻绳与壁面的夹角为30°，运动员的质量为80kg.则轻绳对运动员的拉力大小为（g取10m/s2）（）A.eq\f(800\r(3),3)N B.800NC.eq\f(1600\r(3),3)N D.1600N解析：对运动员受力分析可知，轻绳对运动员的拉力T＝eq\f(mg,cos30°)＝eq\f(1600\r(3),3)N.答案：C3.（2024·浙江卷）重力为G的体操运动员在进行自由体操竞赛时，有如图所示的竞赛动作，当运动员竖直倒立保持静止状态时，两手臂对称支撑，夹角为θ，则（）A.当θ＝60°时，运动员单手对地面的正压力大小为eq\f(G,2)B.当θ＝120°时，运动员单手对地面的正压力大小为GC.当θ不同时，运动员受到的合力不同D.当θ不同时，运动员与地面之间的相互作用力不相等解析：运动员竖直倒立在地面上保持静止状态时，地面对两手的支持力竖直向上，人的受力如图所示，由平衡关系可知，2FN＝G，即FN＝eq\f(G,2)，FN与θ角无关，所以选项A正确，B错误；不管角度如何，运动员受到的合力都为零，即地面对运动员的支持力与重力大小相等、方向相反，选项C、D错误.答案：A4.（2024·福建龙岩质检）如图所示，两个相同的小物块P、Q静止在斜面上，P与Q之间的弹簧A处于伸长状态，Q与挡板间的弹簧B处于压缩状态，则以下推断正确的是（）A.撤去弹簧A，物块P将下滑，物块Q将静止B.撤去弹簧A，弹簧B的弹力将变小C.撤去弹簧B，两个物块均保持静止D.撤去弹簧B，弹簧A的弹力将变小解析：由于物块Q受弹簧A、B的弹力及重力沿斜面的分力方向都沿斜面对下，仍能保持静止，则不论撤去弹簧A，还是弹簧B，两物块肯定都能保持静止，由于物块静止，弹簧形变不变更，弹力不变.所以选项A、B、D错误，C正确.答案：C5.（2024·太原调研）如图所示，轻绳OA一端固定在天花板上，另一端系一光滑的圆环，一根系着物体的轻绳穿过圆环后，另一端固定在墙上B点，且OB处于水平.现将A点缓慢沿天花板水平向右移动，且OB段的轻绳始终保持水平，则OA、OB段轻绳所受的拉力的大小FTA、FTB的变更状况是（）A.FTA增大，FTB不变 B.FTA、FTB均不变C.FTA不变，FTB增大 D.FTA、FTB均减小解析：因为圆环光滑，则OC、OB段轻绳所受的拉力的大小FTC、FTB始终相等，且等于物体的重力.又OB段轻绳始终保持水平，OC段轻绳始终保持竖直，则A点缓慢右移，圆环也随之右移，角θ不变，由平衡条件可知OA段绳上所受的拉力不变.故B项正确.答案：B6.（2024·唐山质检）光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆，小球通过轻绳与细杆相连，此时轻绳处于水平方向，球心恰位于圆弧形细杆的圆心处，如图所示.将悬点A缓慢沿杆向上移动，直到轻绳处于竖直方向，在这个过程中，轻绳的拉力（）A.渐渐增大 B.大小不变C.先减小后增大 D.先增大后减小解析：当悬点A缓慢向上移动过程中，小球始终处于平衡状态，小球所受重力mg的大小和方向都不变，支持力的方向不变，对球进行受力分析如图所示，由图可知，拉力FT先减小后增大，C项正确.答案：C7.（2024·长沙联考）如图所示是一个力学平衡系统，该系统由三条轻质细绳将质量均为m的两个小球连接悬挂组成，小球直径相比轻绳长度可以忽视，轻绳1与竖直方向的夹角为30°，轻绳2与竖直方向的夹角大于45°，轻绳3水平.当此系统处于静止状态时，轻绳1、2、3的拉力分别为F1、F2、F3，比较三力的大小，下列结论正确的是（）A.F1<F3 B.F2<F3C.F1>F2 D.F1<F2答案：C8.（多选）（2024·南昌模拟）如图所示，静止在粗糙水平面上的半径为4R的半球的最高点A处有一根水平细线系着质量为m、半径为R的光滑小球.已知重力加速度为g.下列说法正确的是（）A.地面对半球的摩擦力的方向水平向右B.细线对小球的拉力大小为eq\f(3,4)mgC.保持小球的位置不变，将A点沿半球渐渐下移，半球对小球的支持力渐渐减小D.剪断细线的瞬间，小球的加速度大小为0.6g解析：以半球和小球整体为探讨对象，整体处于平衡状态，不受摩擦力作用，A项错误；对小球受力分析如图，拉力FTA＝mgtanθ，由几何关系可知tanθ＝eq\f(3,4)，则FTA＝eq\f(3,4)mg，B项正确；半球对小球的支持力FN＝eq\f(mg,cosθ)，在A点下移时，θ增大，cosθ减小，则FN增大，C项错误；在剪断细线的瞬间，细线对小球的拉力消逝，小球在沿切线方向有mgsinθ＝ma，其中sinθ＝0.6，得a＝0.6g，D项正确.答案：BD[提素养]9.（多选）如图所示，光滑水平地面上有始终角三角形斜面体B靠在竖直墙壁上，物块A放在斜面体B上.起先时A、B静止.现用水平力F推A，A、B仍静止，则此时A、B受力个数的组合可能是（）A.3个5个 B.3个3个C.4个5个 D.3个4个解析：先对A、B整体受力分析，A、B整体受推力、重力、地面的支持力、墙壁的弹力；再对物块A受力分析，A受重力、推力、斜面体的支持力，可能还受到静摩擦力，所以A可能受到3个或4个力，分析B的受力状况，B受到重力、墙壁的弹力、地面的支持力、A对B的压力，可能还受到A对B的静摩擦力，所以B可能受到4个或5个力，故C、D均正确.答案：CD10.如图所示，重量为m的小球用细线拴住放在光滑斜面上，斜面足够长，倾角为α的斜面体置于光滑水平面上，用水平力F推斜面体使斜面体缓慢地向左移动，小球沿斜面缓慢上升（细绳尚未到达平行于斜面的位置）.在此过程中（）A.绳对小球的拉力减小B.斜面体对小球的支持力减小C.水平推力F减小D.地面对斜面体的支持力不变解析：对小球受力分析，如图甲所示，斜面体左移会引起FT的方向及大小的变更而FN的方向不变，三力的合力为0，则形成闭合三角形，FT与FN相互垂直时FT最小，此时细线和斜面平行，则细线尚未到达平行于斜面的位置时，FT渐渐变小，FN渐渐变大，故选项A正确，B错误；对斜面体受力分析，如图乙所示，依据平衡条件，有：F＝F′Nsinα＝FNsinα，FN地＝Mg＋F′Ncosα＝Mg＋FNcosα.由于FN增大，故支持力FN地和推力F均增大，C、D错误.图甲图乙答案：A11.（2024·芜湖一模）如图甲所示，在粗糙水平面上静止放置一个截面为三角形的斜劈，其质量为M.两个质量分别为m1和m2的小物块恰好能沿两侧面匀速下滑.若现在对两物块同时各施加一个平行于斜劈侧面的恒力F1和F2，且F1>F2，如图乙所示.则在两个小物块沿斜面下滑的过程中，下列说法正确的是（）图甲图乙A.斜劈可能向左运动B.斜劈受到地面对右的摩擦力作用C.斜劈对地面的压力大小等于（M＋m1＋m2）gD.nβ解析：在未施加力之前，三个物体都处于平衡状态，故可以对三个物体作为整体受力分析，受重力和支持力，故支持力为（M＋m1＋m2）g，没有摩擦力；施加力之后，两个物体对斜劈的压力和摩擦力不变，故斜劈受力状况不变，故斜劈仍保持静止，斜劈对地面的压力大小等于（M＋m1＋m2）g，与地面间没有摩擦力，故选项C正确.答案：C12.（2024·攀枝花三诊）如图所示，a、b两细绳一端系着质量为m的小球，另一端系在竖直放置的圆环上，小球位于圆环的中心，起先时绳a水平，绳b倾斜.现将圆环在竖直平面内顺时针缓慢地向右滚动至绳b水平，在此过程中（）A.a上的张力渐渐增大，b上的张力渐渐增大B.a上的张力渐渐减小，b上的张力渐渐减小C.a上的张力渐渐减小，b上的张力渐渐增大D.a上的张力渐渐增大，b上的张力渐渐减小解析：对小球进行受力分析，如图所示.在缓慢转动的过程中，小球始终处于平衡状态，由正弦定理得eq\f(mg,sinγ)＝eq\f(Fa,sinα)＝eq\f(Fb,sinβ)，γ角不变，α角增大，sinα渐渐增大，可得Fa渐渐增大，β角减小，sinβ渐渐减小，可得，Fb渐渐减小.答案：D13.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.木块在力F作用下沿斜面对上匀速运动，有Fcosα＝mgsinθ＋Ff，Fsinα＋FN＝mgcosθ，Ff＝μFN，解得F＝eq\f(2mgsinθ,cosα＋μsinα)＝eq\f(2mgsinθcosθ,cosαcosθ＋s