【物理】2020届一轮复习人教版受力分析共点力的平衡课时作业
2020届一轮复习人教版 受力分析共点力的平衡 课时作业
[A组·基础题]
1．一超市员工用推车搬运货物，货物随推车一起沿水平地面向右做匀速直线运动．则推车对货物的作用力( A )
A．沿竖直向上方向
B．沿斜向右上的某一方向
C．沿水平向右方向
D．沿斜向右下的某一方向
2．(多选)(2019·四川眉山一中调研)如图所示，用与竖直方向成θ角(θ<45° )的轻绳a和与水平方向成2θ角的轻绳b拉一个小球，这时绳b的拉力为T1；现保持小球位置不动，使绳b在竖直平面内顺时针转过θ角，绳b的拉力变为T2；再转过θ角，绳b的拉力变为T3.则( AC )
A．T1＝T3>T2 B．T1＝T3
T2 B．T1＝T2
C．F1F2
7. (2019·青岛高三调研)一光滑的轻滑轮用细绳OA悬挂于O点，站在地面上的人用轻绳跨过滑轮拉住沙漏斗，在沙子缓慢漏出的过程中，人握住轻绳保持不动，则在这一过程中( D )
A．细线OA的张力保持不变
B．细线OA的张力逐渐增大
C．人对地面的压力将逐渐减小
D．人对地面的摩擦力将逐渐减小
8．(多选)(2018·攀枝花市高三统考)如图所示，表面光滑的半球形物体固定在水平面上，光滑小环D固定在半球形物体球心O的正上方，轻质弹簧一端用轻质细绳固定在A点，另一端用轻质细绳穿过小环D与放在半球形物体上的小球P相连，DA水平．现将细绳固定点A向右缓慢平移的过程中(小球P未到达半球最高点前)，下列说法正确的是( AC )
A．弹簧变短
B．弹簧变长
C．小球对半球的压力不变
D．小球对半球的压力变大
解析：分析小球受力情况：重力G，细线的拉力T和半球面的支持力FN，作出FN、T，G的矢量三角形，根据三角形相似法分析FN、T的变化．对小球P受力分析，受到绳子的拉力T，半球的支持力FN，竖直向下的重力G，如图所示，根据相似三角形法可知＝＝，因为OP和OD都是恒定不变的，G也不变，DP减小，所以可知FN不变，T减小，根据牛顿第三定律可知小球对半球的压力不变，绳子的拉力减小，即弹簧的弹力减小，所以弹簧变短，故A、C正确．
[B组·能力题]
9．(多选)如图所示，倾角为15° 的斜面固定在水平地面上，物块在人的拉力作用下沿斜面匀速上滑，且人的拉力方向与水平方向的夹角为45° 时能够取最小值，则下列说法错误的是( ABD )
A．物块和斜面的动摩擦因数为1
B．物块和斜面的动摩擦因数为
C．在保证物块匀速上滑的前提下，改变拉力的方向，则物块对斜面的作用力的方向不变
D．在保证物块匀速上滑的前提下，改变拉力的方向，则物块对斜面的作用力的方向一定改变
解析：对M受力分析，如图建立直角坐标系，设F与斜面的夹角为α，如图所示：将F及G进行分解，由共点力的平衡条件可得：x方向上Fcos α＝μFN＋Gsin θ：y方向上：FN＋Fsin α＝Gcos θ；解得：F＝＝，式中cot β＝μ，根据题意α＝45° －15°＝30° 时F有最小值．由数学知识知：F最小时，α＋β＝90° ，则得：β＝60° ，μ＝cot β＝，故A、B错误．斜面对物块的作用力是支持力和滑动摩擦力的合力，设此合力方向与斜面方向的夹角为φ，则cot φ＝＝μ，μ一定，则φ一定，说明斜面对物块的作用力方向不变，根据牛顿第三定律得：物块对斜面的作用力的方向不变，故C正确，D错误．
10. (2018·河南省濮阳市高三一模)如图所示，一定质量的小物体(可视为质点)用轻质细线固定悬挂在天花板上．在水平拉力F作用下，当细线与竖直方向夹角为30° 时小物体恰能处于平衡状态．若对小物体施加同样大小的拉力，方向垂直于细线，仍然使物体处于平衡状态．则下列说法中正确的是( A )
A．小物体所受到的重力大小为F
B．当施加水平方向作用力时细线受到沿线方向的拉力大小等于F
C．当施加垂直于细线方向的拉力时，细线受到沿线方向的拉力大小等于2F
D．当施加垂直于细线方向的拉力时，细线与竖直方向的夹角大于60°
解析：对小物体受力分析， 根据平衡条件可得tan 30°＝，FTsin 30°＝F，解得小物体所受到的重力大小mg＝F，细线受到沿线方向的拉力大小FT＝＝2F
，故A正确，B错误；当施加垂直于细线方向的拉力时，设细线与竖直方向的夹角为θ，则有mgsin θ＝F，sin θ＝＝＜sin 60° ，故D错误；根据平衡条件可得tan θ＝，因为sin θ＝，由数学知识知tan θ＝故FT＝F，故C错误．
11．(多选)(2019·甘肃省兰州一中月考)如图所示，三角形ABC是固定在水平面上的三棱柱的横截面，∠A＝30° ，∠B＝37° ，C处有光滑小滑轮，质量分别为m1、m2的两物块通过细线跨放在AC面和BC面上，且均处于静止状态，已知AC面光滑，物块2与BC面间的动摩擦因数μ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则两物块的质量比m1∶m2可能是( ABC )
A．3∶5 B．1∶1
C．2∶1 D．5∶2
解析：若m1最小，则m2受到的摩擦力沿斜面向上，根据共点力的平衡条件可得：m1gsin 30° ＋μm2gcos 37° ＝m2gsin 37° ，解得：＝；若m1最大，则m2受到的摩擦力沿斜面向下，根据共点力的平衡条件可得：m1gsin 30° ＝μm2gcos 37° ＋m2gsin 37° ，解得：＝2，所以满足条件的两个物体质量之比为：≤≤2，则两物块的质量比m1∶m2可能是A、B、C.
12. 一个底面粗糙、质量为M的斜面体放在粗糙的水平面上，斜面体的斜面光滑且与水平面成30°角；现用一端固定的轻绳系一质量为m的小球，小球放在斜面上，小球静止时轻绳与竖直方向的夹角也为30°，如图所示．求：
(1)当斜面体静止时绳子的拉力大小；
(2)若地面对斜面体的最大静摩擦力等于地面对斜面体支持力的k倍，为使整个系统静止，k值必须满足什么条件？
解析：(1)以小球为研究对象，其受力如图甲所示，建立如图所示直角坐标系，对FT和mg进行正交分解，由物体的平衡条件可知
FTcos 30°＝mgsin 30°
得FT＝mg.
(2)以斜面体和小球整体为研究对象，受力情况如图乙所示，由物体的平衡条件可得Ff＝FTcos 60°，为使整个系统静止，
其临界状态是静摩擦力Ff为最大值，即有Ff＝kFN＝k[(M＋m)g－FTsin 60°]
联立以上两式可得k＝
即k值必须满足k≥.
答案：(1)mg (2)k≥
13．(2018·湖南省长郡中学月考)所受重力G1＝8 N的物块悬挂在绳PA和PB的结点上．PA偏离竖直方向37°角，PB在水平方向，且连在所受重力G2＝100 N的木块上，木块静止于倾角为37°的斜面上，如图所示，求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2)
(1)细绳PA、PB的拉力大小；
(2)木块所受斜面的弹力和摩擦力大小．
解析：(1)如图甲所示，分析P点受力，由平衡条件可得
FAcos 37°＝G1，FAsin 37°＝FB
可解得：FA＝10 N，FB＝6 N.
(2)再分析B的受力情况如图乙所示，由物体的平衡条件可得
Ff＝G2sin 37°＋FB′cos 37°，
FN＋FB′sin 37°＝G2cos 37°，
F′B＝FB
可求得FN＝76.4 N，Ff＝64.8 N.
答案：(1)10 N 6 N (2)76.4 N 64.8 N
