2020屆高考物理復(fù)習(xí)相互作用核心素養(yǎng)提升練六2.3受力分析共點(diǎn)力的平衡（含解析）新人教版.docx

受力分析共點(diǎn)力的平衡(45分鐘100分)(20分鐘50分)一、選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分，14題為單選題，5題為多選題)1.如圖所示，物體A和B疊放在固定光滑斜面上，A、B的接觸面與斜面平行，當(dāng)A、B以相同的速度沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，關(guān)于物體A的受力個(gè)數(shù)，正確的是()A.2B.3C.4D.5【解析】選B。由于A、B一起運(yùn)動(dòng)，加速度相同，沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故沒有摩擦力。物體A受到重力、支持力、壓力共3個(gè)力，選項(xiàng)B正確?！炯庸逃?xùn)練】“階下兒童仰面時(shí)，清明妝點(diǎn)正堪宜。游絲一斷渾無力，莫向東風(fēng)怨別離?！边@是紅樓夢(mèng)中詠風(fēng)箏的詩，風(fēng)箏在風(fēng)力F、線的拉力T以及重力G的作用下，能夠高高地飛在藍(lán)天上。關(guān)于風(fēng)箏在空中的受力可能正確的是()【解析】選A。在B、C、D三個(gè)受力圖中，合力不可能為零，不能處于平衡狀態(tài)，只有A圖，在三個(gè)力的作用下能處于平衡狀態(tài)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。2.(2018朔州模擬)如圖所示，相隔一定距離的兩個(gè)相同的圓柱體A、B固定在等高的水平線上，一細(xì)繩套在兩圓柱體上，細(xì)繩下端懸掛一重物。繩和圓柱體之間無摩擦，當(dāng)重物一定時(shí)，繩越長()A.繩對(duì)圓柱體A的作用力越小，作用力與豎直方向的夾角越小B.繩對(duì)圓柱體A的作用力越小，作用力與豎直方向的夾角越大C.繩對(duì)圓柱體A的作用力越大，作用力與豎直方向的夾角越小D.繩對(duì)圓柱體A的作用力越大，作用力與豎直方向的夾角越大【解析】選A。題中裝置關(guān)于A、B連線的中垂線對(duì)稱，因此三段繩中的張力相等。對(duì)物體，兩段繩的張力的合力等于物體的重力，若繩越長，則兩段繩間的夾角越小，則張力越小。對(duì)A圓柱體，兩段繩的張力的合力即對(duì)圓柱體的作用力，繩越長，兩繩的夾角越大，則合力越小，合力方向與豎直方向的夾角越小，選項(xiàng)A正確。3.(創(chuàng)新預(yù)測(cè))如圖所示，乙烷球棍模型是由6個(gè)氫原子球和2個(gè)碳原子球組成，其中，下層的3個(gè)氫原子與碳原子之間用鉸鏈輕桿連接，碳?xì)滏I與碳碳鍵間的夾角為120，各層碳?xì)滏I間的夾角為120，已知，每個(gè)氫原子模型球的質(zhì)量為m0，每個(gè)碳原子模型球的質(zhì)量為3m0，共價(jià)鍵的質(zhì)量不計(jì)。若假設(shè)碳碳鍵的張力和底層碳?xì)滏I的張力分別為F1、F2，則關(guān)于F1、F2的值正確的是()A.F1=6m0g，F(xiàn)2=9m0gB.F1=9m0g，F(xiàn)2=4m0gC.F1=6m0g，F(xiàn)2=6m0gD.F1=4m0g，F(xiàn)2=9m0g【解析】選C。將上層看作一個(gè)整體，整體受到重力和碳碳鍵的張力，故F1=6m0g，對(duì)下層碳原子分析，根據(jù)力的平衡條件可得3F2cos 60=9m0g，解得F2=6m0g，選項(xiàng)C正確。4.如圖所示，一只松鼠沿著較粗均勻的樹枝從右向左緩慢爬行，在松鼠從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，下列說法正確的是()A.松鼠對(duì)樹枝的彈力保持不變B.松鼠對(duì)樹枝的彈力先減小后增大C.松鼠對(duì)樹枝的摩擦力先減小后增大D.樹枝對(duì)松鼠的作用力先減小后增大【解析】選C。設(shè)樹枝的切線與水平方向的夾角為，松鼠所受的彈力N=mgcos，從A到B的過程中，先減小后增大，則彈力先增大后減小，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；松鼠所受的摩擦力f=mgsin，從A到B的過程中，先減小后增大，則摩擦力先減小后增大，選項(xiàng)C正確；樹枝對(duì)松鼠的作用力與松鼠的重力等大反向，所以樹枝對(duì)松鼠的作用力大小不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.(2019新鄉(xiāng)模擬)如圖所示，木板P下端通過光滑鉸鏈固定于水平地面上的O點(diǎn)，物體A、B疊放在木板上且處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)物體B的上表面水平?，F(xiàn)使木板P繞O點(diǎn)緩慢旋轉(zhuǎn)到虛線所示位置，物體A、B仍保持靜止，與原位置的情況相比()A.B對(duì)A的支持力不變 B.B對(duì)A的支持力減小C.木板對(duì)B的支持力增大D.木板對(duì)B的摩擦力增大【解析】選B、C。開始時(shí)，A只受到重力和支持力作用而處于平衡狀態(tài)，所以B對(duì)A的支持力與A的重力大小相等、方向相反，A不受B的摩擦力作用，P轉(zhuǎn)動(dòng)后，A受到重力、B對(duì)A的支持力和摩擦力作用而平衡，此時(shí)B對(duì)A的支持力和摩擦力的合力與A的重力大小相等，所以B對(duì)A的支持力一定減小了，B正確，A錯(cuò)誤；以整體為研究對(duì)象，受到總重力G、板的支持力N和摩擦力f作用，設(shè)板的傾角為，由平衡條件有N=Gcos ，f=Gsin ，減小，N增大，f減小，C正確，D錯(cuò)誤。二、計(jì)算題(本題共15分，需寫出規(guī)范的解題步驟)6.如圖所示，質(zhì)量為m的正方體和質(zhì)量為M的正方體放在兩豎直墻和水平面間，處于靜止?fàn)顟B(tài)。m與M相接觸邊與豎直方向的夾角為，若不計(jì)一切摩擦，求：(1)水平面對(duì)正方體M的彈力大小。(2)墻面對(duì)正方體m的彈力大小。【解析】(1)以兩個(gè)正方體整體為研究對(duì)象，豎直方向上受到向上的支持力和向下的重力，處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以水平面對(duì)正方體M的彈力大小為(M+m)g。(2)對(duì)正方體m進(jìn)行受力分析，如圖所示把FN2沿水平方向和豎直方向分解有FN2cos =FN1FN2sin =mg解得：FN1=答案：(1)(M+m)g(2)(25分鐘50分)7.(7分)(2018威海模擬)如圖所示，傳送帶沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。小木塊a、b用細(xì)線連接，用平行于傳送帶的細(xì)線拉住a，兩木塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)。關(guān)于木塊受力個(gè)數(shù)，正確的是()A.a受4個(gè)，b受5個(gè)B.a受4個(gè)，b受4個(gè)C.a受5個(gè)，b受5個(gè)D.a受5個(gè)，b受4個(gè)【解析】選D。先分析木塊b的受力，木塊b受重力、傳送帶對(duì)b的支持力、沿傳送帶向下的滑動(dòng)摩擦力、細(xì)線的拉力，共4個(gè)力；再分析木塊a的受力，木塊a受重力、傳送帶對(duì)a的支持力、沿傳送帶向下的滑動(dòng)摩擦力及上、下兩段細(xì)線的拉力，共5個(gè)力，故D正確?！究偨Y(jié)提升】受力分析的三個(gè)方法(1)假設(shè)法：在受力分析時(shí)，若不能確定某力是否存在，可先對(duì)其作出存在的假設(shè)，然后分析該力存在對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響來判斷該力是否存在。(2)整體法：將加速度相同的幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物體作為一個(gè)整體進(jìn)行受力分析的方法。(3)隔離法：將所研究的對(duì)象從周圍的物體中分離出來，單獨(dú)進(jìn)行受力分析的方法。8.(7分)如圖所示，兩個(gè)相同的固定斜面上分別放有一個(gè)處于靜止的三角形木塊A、B，它們的質(zhì)量相等。A木塊左側(cè)面沿豎直方向，B木塊左側(cè)面垂直于斜面，在兩斜面上分別放上一個(gè)相同的光滑球后，木塊仍保持靜止，則放上球后()A.A木塊受到的摩擦力等于B木塊受到的摩擦力B.A木塊受到的摩擦力小于B木塊受到的摩擦力C.A木塊對(duì)斜面的壓力等于B木塊對(duì)斜面的壓力D.A木塊對(duì)斜面的壓力大于B木塊對(duì)斜面的壓力【解析】選A。設(shè)球的質(zhì)量為m，A、B的質(zhì)量為M，斜面的傾角為。以球與A整體為研究對(duì)象，由平衡條件可得，A木塊受到的摩擦力FfA=(M+m)gsin ，同理，以球與B整體為研究對(duì)象，B木塊受到的摩擦力FfB=(M+m)gsin ，則FfA=FfB，A正確，B錯(cuò)誤。以A為研究對(duì)象，受力分析如圖甲所示，由平衡條件得，斜面對(duì)A的支持力FNA=Mgcos -FN1sin ，以B為研究對(duì)象，受力分析如圖乙所示，由平衡條件得，斜面對(duì)B的支持力FNB=Mgcos ，故FNAmgsin ，F(xiàn)N1=mg(cos -sintan )mgcos ，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。9.(7分)如圖所示，物塊A和滑環(huán)B用繞過光滑定滑輪的不可伸長的輕繩連接，滑環(huán)B套在與豎直方向成=37的粗細(xì)均勻的固定桿上，連接滑環(huán)B的繩與桿垂直并在同一豎直平面內(nèi)，滑環(huán)B恰好不能下滑，滑環(huán)和桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.4，設(shè)滑環(huán)和桿間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則物塊A和滑環(huán)B的質(zhì)量之比為()A. B.C.D.【解析】選C。設(shè)物塊A和滑環(huán)B的質(zhì)量分別為m1、m2，若桿對(duì)B的彈力垂直于桿向下，因滑環(huán)B恰好不能下滑，則由平衡條件有m2gcos =(m1g-m2gsin )，解得=；若桿對(duì)B的彈力垂直于桿向上，因滑環(huán)B恰好不能下滑，則由平衡條件有m2gcos =(m2gsin -m1g)，解得=-(舍去)。綜上選項(xiàng)C正確。10.(7分)如圖所示，兩個(gè)小球a、b質(zhì)量均為m，用細(xì)線相連并懸掛于O點(diǎn)，現(xiàn)用一輕質(zhì)彈簧給小球a施加一個(gè)拉力F，使整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，且Oa與豎直方向夾角為=45，已知彈簧的勁度系數(shù)為k，則彈簧形變量不可能是()A.B.C.D.【解析】選B。對(duì)a球進(jìn)行受力分析，利用圖解法可判斷：當(dāng)彈簧上的拉力F與細(xì)線上的拉力垂直時(shí)，拉力F最小，為Fmin=2mgsin =mg，再根據(jù)胡克定律得：最小形變量x=，則形變量小于是不可能的，由圖可知在條件允許的情況下，拉力F可以一直增大，所以應(yīng)該選B。11.(7分)(2016全國卷)如圖，兩個(gè)輕環(huán)a和b套在位于豎直面內(nèi)的一段固定圓弧上，一細(xì)線穿過兩輕環(huán)，其兩端各系一質(zhì)量為m的小球。在a和b之間的細(xì)線上懸掛一小物塊。平衡時(shí)，a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑。不計(jì)所有摩擦。小物塊的質(zhì)量為()A.B.C.mD.2m【解題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)“a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑”說明a、b與圓心形成等邊三角形。(2)“輕環(huán)”“不計(jì)所有摩擦”說明在a處兩繩與半徑夾角相等。【解析】選C。設(shè)小物塊的質(zhì)量為m1。如圖，由細(xì)線上的張力處處相等知F1=F2=mg，由平衡時(shí)a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑，結(jié)合幾何知識(shí)知1=2=3=30，=120；結(jié)點(diǎn)受力F1、F2、m1g，由平衡條件得m1g=F1=F2=mg，故m1=m。故選C。12.(15分)(2019合肥模擬)如圖所示，質(zhì)量M=1 kg 的木塊套在水平固定桿上，并用輕繩與質(zhì)量m=0.5 kg的小球相連，今用跟水平方向成60角的力F=5 N拉著小球并帶動(dòng)木塊一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中木塊、小球的相對(duì)位置保持不變，取g=10 m/s2。在運(yùn)動(dòng)過程中，求：(1)輕繩與水