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1、1课后分级演练课后分级演练( (六六) ) 受力分析受力分析 共点力的平衡共点力的平衡【A 级基础练】1.如图所示，在倾斜的滑杆上套一个质量为m的圆环，圆环通过轻绳拉着一个质量为M的物体，在圆环沿滑杆向下滑动的过程中，悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向则( )A环只受三个力作用B环一定受四个力作用C物体做匀加速运动D悬绳对物体的拉力小于物体的重力解析：B 分析物体M可知，其受两个力作用，重力和轻绳拉力，因为悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向，故二力平衡，物体做匀速运动，C、D 错误；再对环进行受力分析可知，环受重力、轻绳拉力、滑杆支持力和摩擦力，A 错误，B 正确2.孔明灯相传是由三国时的诸葛孔明发明
2、的如图所示，有一盏质量为m的孔明灯升空后向着东北偏上方向沿直线匀速上升，则此时孔明灯所受空气的作用力的大小和方向是( )A0 Bmg，竖直向上Cmg，东北偏上方向D.mg，东北偏上方向2解析：B 本题考查物体的平衡，考查考生对平衡状态的理解孔明灯做匀速直线运动，受重力和空气的作用力而平衡，空气的作用力与重力等大反向，选项 B 正确3.目前，我市每个社区均已配备了公共体育健身器材图示器材为一秋千，用两根等长轻绳将一座椅悬挂在竖直支架上等高的两点由于长期使用，导致两根支架向内发生了稍小倾斜，如图中虚线所示，但两悬挂点仍等高座椅静止时用F表示所受合力的大小，F1表示单根轻绳对座椅拉力的大小，与倾斜前
3、相比( )2AF不变，F1变小BF不变，F1变大CF变小，F1变小DF变大，F1变大解析：A 由平衡条件可知两绳拉力的合力大小等于座椅的重力，所以F不变，两根支架向内发生了稍小倾斜，两绳夹角变小，所以两绳拉力变小，即F1变小A 正确4.如图所示，放置在斜劈上的物块受到平行于斜面向上的力F的作用，整个装置保持静止现在使力F增大，但整个装置仍保持静止，则下列说法正确的是( )A物块对斜劈的压力可能增大B物块受到的合外力可能增大C地面对斜劈的摩擦力可能减小D斜劈对物块的摩擦力可能减小解析：D 由于F平行于斜劈，现在使力F增大，物块对斜劈的压力不变，选项 A 错误；由于整个装置处于静止，物块受到的合外
4、力不变，仍为 0，选项 B 错误；把物块和斜劈看成整体，现在使力F增大，地面对斜劈的摩擦力增大，选项 C 错误；当F很小时，斜劈对物块的摩擦力沿斜劈向上，增大F，斜劈对物块的摩擦力可能减小，选项 D 正确5(2017河北石家庄二中模拟)如图所示，弹簧秤、绳和滑轮的重力不计，摩擦力不计，物体重量都是G.在甲、乙、丙三种情况下，弹簧的读数分别是F1、F2、F3，则( )甲 乙 丙AF3F1F2BF3F1F2CF1F2F3DF1F2F3解析：B 题甲图：物体静止，弹簧的拉力F1G.题乙图：以物体为研究对象，作出受力图如图甲由平衡条件得F2Gsin 60mg.题丙图：以动滑轮为研究对象，受力32如图乙
5、由几何知识得F3mg.故F3F1F2，B 正确甲 乙6.(2017山东淄博模拟)如图所示，质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上，用轻绳3拴住质量为m的小球B置于斜面上，轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上，不计小球与斜面间的摩擦，斜面体与墙不接触，整个系统处于静止状态则( )A水平面对斜面体没有摩擦力作用B水平面对斜面体有向左的摩擦力作用C斜面体对水平面的压力等于(Mm)gD斜面体对水平面的压力小于(Mm)g解析：D 将斜面体A和小球B作为一个整体，由于受轻绳斜向上的拉力，因此地面对A有向右的摩擦力，A、B 错误；同时斜面体对地面的压力小于(Mm)g，D 正确，C 错误7.轻杆的一端安装有一个
6、小滑轮P，用手握住杆的另一端支持着悬挂重物的绳子，如图所示，现保持滑轮的位置不变，使杆向下转动一个角度到虚线位置，则下列关于杆对滑轮P的作用力的判断正确的是( )A变大B不变C变小D无法确定解析：B 由于滑轮位置不变，细绳中的拉力不变，滑轮两侧细绳的夹角不变，由平衡条件可知，杆对滑轮P的作用力不变，选项 B 正确8质量为 10 kg 的物体置于水平地面上，它与地面间的动摩擦因数0.2.从t0开始，物体以一定的初速度向右运动，同时受到一个水平向左的恒力F10 N 的作用则反映物体受到的摩擦力Ff随时间t变化的图象是下列图示中的(取水平向右为正方向，g取 10 m/s2)( )解析：B 刚开始一段
7、时间内，物体做减速运动，物体受到滑动摩擦力的作用Ffmg20 N；速度减为零后，因为水平拉力小于物体与地面间的最大静摩擦力，所以物体静止，此时物体受到的摩擦力是静摩擦力，根据物体的平衡条件可知，Ff10 N综上分析，选项 B 正确9.(多选)如图所示，形状和质量完全相同的两个圆柱体a、b靠在一起，表面光滑，重4力为G，其中b的下半部刚好固定在水平面MN的下方，上边露出另一半，a静止在平面上现过a的轴心施以水平作用力F，可缓慢地将a拉离平面一直滑到b的顶端，对该过程分析，则应有( )A拉力F先增大后减小，最大值是GB开始时拉力F最大为G，以后逐渐减小为 03Ca、b间的压力开始最大为 2G，以后
8、逐渐减小到GDa、b间的压力由 0 逐渐增大，最大为G解析：BC 要把a拉离平面，在开始时，平面MN对a球的支持力应为 0，因此a球受力分析如图甲所示，则 sin ，所以30，拉力FG.当球aR 2R1 2G tan 303逐渐上升时，用图解法分析F的变化如图乙所示，在球a上升时，拉力F逐渐减小至 0，在开始时，a、b间的压力FN2G，以后逐渐减小至G，因此正确选项为 B、C.G sin 30甲 乙10.如图所示，光滑金属球的重力G40 N它的左侧紧靠竖直的墙壁，右侧置于倾角37的斜面体上，已知斜面体处于水平地面上保持静止状态，sin 370.6，cos 370.8.求：(1)墙壁对金属球的弹
9、力大小；(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向解析：(1)金属球静止，则它受到三个力的作用而平衡(如图所示)由平衡条件可得墙壁对金属球的弹力为5FN1Gtan 3740 N30 N.3 4(2)斜面体对金属球的弹力为FN250 N，由斜面体平衡可知地面对斜面体G cos 37的摩擦力大小为FfFN2sin 3730 N，摩擦力的方向水平向左答案：(1)30 N (2)30 N 方向水平向左【B 级提升练】11.(2017广东汕头二模)重力都为G的两个小球A和B用三段轻绳如图连接后悬挂在O点上，O、B间的绳子长度是A、B间的绳子长度的 2 倍，将一个拉力F作用到小球B上，使三段轻绳都伸直且O
10、、A间和A、B间的两段绳子分别处于竖直和水平方向上，则拉力F的最小值为( )A.GB.G1 233CGD.G2 33解析：A 对A球受力分析可知，因O、A间绳竖直，则A、B间绳上的拉力为 0.对B球受力分析如图所示，则可知当F与O、B间绳垂直时F最小，FminGsin ，其中 sin ，则FminG，故 A 项正确l 2l1 21 212.如图所示，质量不等的盒子A和物体B用细绳相连，跨过光滑的定滑轮，A置于倾角为的斜面上，与斜面间的动摩擦因数tan ，B悬于斜面之外而处于静止状态现向A中缓慢加入砂子，下列说法正确的是( )6A绳子拉力逐渐减小BA对斜面的压力逐渐增大CA所受的摩擦力一定逐渐增
11、大DA可能沿斜面下滑解析：B 本题考查共点力平衡条件的应用，意在考查考生的受力分析能力以及应用平衡条件解决问题的能力当mAgsin mBg时，对A受力分析，由平衡条件有mAgsin FfmBg，随mA的增大，摩擦力不断增大；当mAgsin mBg时，由平衡条件有mAgsin FfmBg，随mA的增大，摩擦力不断减小，C 错误；在垂直斜面方向上，始终有FNmAgcos ，因此随着砂子的不断加入，A对斜面的压力不断增大，B 正确；由tan 可知，最大静摩擦力FfmaxmAgcos mAgsin ，比较以上两个平衡关系式可知，A所受静摩擦力始终小于最大静摩擦力，故A保持静止，D 错误；此时绳子所受拉
12、力等于B的重力，故拉力保持不变，A 错误13.如图所示，一只用绝缘材料制成的半径为R的半球形碗倒扣在水平面上，其内壁上有一质量为m的带正电小物块，在竖直向上的电场力F2mg的作用下静止在距碗口R高4 5度处已知小物块与碗之间的动摩擦因数为，g为重力加速度，则碗对小物块的弹力与摩擦力的大小分别为( )A0.8mg和 0.6mgB0.8mg和 0.8mgCmg和mgDmg和 0.6mg解析：A 对小物块受力分析如图所示，根据题意可知，弹力FN与竖直方向的夹角为，将所有的力正交分解可知FNcos fsin mgF，FNsin fcos ，又 sin 0.6，cos 0.8，联立解得FN0.8mg，f
13、0.6mg，因此 A 正确，B、C、D 错误14如图所示，一固定的细直杆与水平面的夹角为15，一个质量忽略不计的小7轻环C套在细直杆上，一根轻质细线的两端分别固定于细直杆上的A、B两点，细线依次穿过甲环、C环和乙环，且甲环和乙环在C环的两侧调节A、B间细线的长度，当系统处于静止状态时45.不计一切摩擦设甲环的质量为m1，乙环的质量为m2，则等于( )m1 m2Atan 15Btan 30Ctan 60Dtan 75解析：C C环重力不计，故受C环两边细线的拉力的合力与杆垂直，由几何关系可知C环和乙环间细线与竖直方向的夹角为 60，C环和甲环间细线与竖直方向的夹角为 30.A点和甲环间细线与竖直
14、方向的夹角也为 30，B点和乙环间细线与竖直方向的夹角为60.根据平衡条件，对甲环有 2Tcos 30m1g；对乙环有 2Tcos 60m2g，故tan m1 m260，选项 C 正确15.质量为M的木楔倾角为，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，它正好匀速下滑如果用与木楔斜面成角的力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)当时，拉力F有最小值，求此最小值；(2)当时，木楔对水平面的摩擦力是多大？解析：木块在木楔斜面上匀速向下运动时，有mgsin mgcos ，即tan .(1)木块在力F作用下沿斜面向上匀速运动，有Fcos mgsin FfFsin FNmgcos FfFN解得F2mgsin cos sin 2mgsin cos cos cos sin sin 8mgsin 2 cos则当时，F有最小值，为Fminmgsin 2.(2)因为木块及木楔均处于平衡状态，整体受到地面的摩擦力等于F的水平分力，即FfFcos()当时，F取最小值mgsin 2，FfmFmincos 2mgsin 2cos 2mgsin 4.1 2答案：(1)mgsin 2 (2) mgsin 412