2022年高考物理一轮考点跟踪练习07《受力分析 共点力的平衡》（含详解）

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2022年高考物理一轮考点跟踪练习07《受力分析 共点力的平衡》一         、单选题1.设雨点下落过程中受到的空气阻力与雨点(可看成球形)的横截面积S成正比，与下落速度v的二次方成正比，即f=kSv2，其中k为比例常数，且雨点最终都做匀速运动。已知球的体积公式为V=πr3(r为半径)。若两个雨点的半径之比为1∶2，则这两个雨点的落地速度之比为(　　)A.1∶        B.1∶2         C.1∶4          D.1∶8 2.如图所示，倾角θ=30°的斜面体A静止在水平地面上，一根轻绳跨过斜面体顶端的小滑轮，绳两端系有质量均为m的小物块a、b，整个装置处于静止状态。现给物块b施加一个水平向右的力F，使b缓慢移动直到轻绳与竖直方向成30°角(不计绳与滑轮间的摩擦)，对此过程说法正确的是(　　)A.b受到绳的拉力先增大再减小B.小物块a受到的摩擦力先增大再减小C.水平拉力F逐渐增大D.小物块a一定沿斜面缓慢上移 3.如图所示，有一轻圆环和插栓，在甲、乙、丙三个力作用下平衡时，圆环紧压着插栓。不计圆环与插栓间的摩擦，若只调整两个力的大小，欲移动圆环使插栓位于圆环中心，下列说法中正确的是(　　)A.增大甲、乙两力，且甲力增大较多B.增大乙、丙两力，且乙力增大较多C.增大乙、丙两力，且丙力增大较多D.增大甲、丙两力，且甲力增大较多 4.一个质量为3 kg的物体，被放置在倾角为α=30°的固定光滑斜面上，在如图所示的甲、乙、丙三种情况下处于平衡状态的是(g=10 m/s2)(　　) A.仅甲图       B.仅乙图      C.仅丙图        D.甲、乙、丙图 5.如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球。当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=90°，质量为m2的小球位于水平地面上，设此时质量为m2的小球对地面压力大小为FN，细线的拉力大小为FT，则(　　)A.FN=(m2－m1)g       B.FN=m2g      C.FT=m1g      D.FT=（m2－m1）g 6.如图所示，在一水平长木板上放一木块P，缓慢抬起木板的右端，木块P和木板始终相对静止，则(　　)A.木块受到木板的支持力减小、摩擦力减小B.木块受到木板的支持力增大、摩擦力增大C.木块受到木板的作用力大小不变、方向不变D.木块受到木板的作用力大小变化、方向变化 7.如图所示，一只半径为R的半球形碗倒扣在水平桌面上，处于静止状态。一质量为m的蚂蚁(未画出)在离桌面高度为R时恰能停在碗上，则蚂蚁受到的最大静摩擦力大小为(　　)A.0.6mg        B.0.8mg       C.0.4mg        D.0.75mg 8.如图所示的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略，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<F3               C.F1>F2          D.F1<F2 9.如图所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，一边紧贴墙壁。若再在斜面上加一物体m，且M、m相对静止，此时小车受力个数为(　　)A.3         B.4        C.5         D.6 10.如图所示，三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2L，现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为(　　)A.mg          B.mg        C.mg          D.mg  二         、多选题11. (多选)如图所示，木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点，物体A、B叠放在木板上且处于静止状态，此时物体B的上表面水平。现使木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，物体A、B仍保持静止，与原位置的情况相比(　　)A.A对B的作用力减小B.B对A的支持力减小C.木板对B的支持力增大D.木板对B的摩擦力增大 12. (多选)如图所示，木板C放在水平地面上，木板B放在C的上面，木板A放在B的上面，A的右端通过轻质弹簧秤与固定的竖直墙壁相连，A、B、C质量相等，且各接触面间动摩擦因数相同，用大小为F的力向左拉动C，使它以速度v匀速运动，三者稳定后弹簧秤的示数为T。则下列说法正确的是(　　)A.B对A的摩擦力大小为T，方向向左B.A和B保持静止，C匀速运动C.A保持静止，B和C一起匀速运动D.C受到地面的摩擦力大小为F－T  三         、计算题13.如图所示，质量M=2 kg的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块A与质量m= kg的小球相连。今用与水平方向成α=30°角的力F=10 N，拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，取g=10 m/s2。求：(1)运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ；(2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ。     
0.2022年高考物理一轮考点跟踪练习07《受力分析 共点力的平衡》（含详解）答案解析  一         、单选题1.答案为：A；解析：当雨点做匀速直线运动时，重力与阻力相等，即f=mg，故k×πr2×v2=mg=ρ×πr3×g，即v2=，由于半径之比为1∶2，则落地速度之比为1∶，选项A正确。 2.答案为：C；解析：b受力平衡，对b受力分析，如图甲所示。设绳与竖直方向的夹角为α，b缓慢移动直到与竖直方向成30°角的过程中，α变大，根据平行四边形定则可知，T逐渐增大，F逐渐增大，故A错误，C正确；对a受力分析，如图乙所示。刚开始T=mg，a处于静止状态，则f=T－mgsin 30°=mg，方向向下，T增大时，f增大，摩擦力增大，由于不知道最大静摩擦力的具体值，所以不能判断a是否会滑动，故B、D错误。 3.答案为：D；解析：根据题意可知，轻圆环受甲、乙、丙三个力及插栓的弹力作用，处于平衡状态，根据共点力平衡条件的推论可知，甲、乙、丙三个力的合力必与插栓对轻圆环的弹力等大、反向，该弹力方向为沿轻圆环半径方向向外，要通过移动圆环使插栓位于圆环中心，则甲、乙、丙三个力的合力需变为零，此时可同时增大甲、丙两力且增加量的合力应与消失的弹力等大、同向，或同时减小乙、丙两力，且减小量的合力应与消失的弹力等大、反向，且甲力增加得多或乙力减小得多，故选项A、B、C错误，选项D正确。 4.答案为：B；解析：物体在光滑斜面上受重力、支持力和沿斜面向上的拉力，斜面光滑故物体不受摩擦力；将重力沿斜面和垂直于斜面进行分解，重力垂直于斜面的分力一定与支持力相等；要使物体处于静止，拉力应等于重力沿斜面向下的分力，即F=mgsin θ=3×10× N=15 N，故只有乙平衡。故B正确。 5.答案为：B；解析：分析小球m1的受力情况，由物体的平衡条件可得，绳的拉力FT=0，故C、D均错误；分析m2受力，由平衡条件可得：FN=m2g，故A错误，B正确。 6.答案为：C；解析：对本块受力分析可知，木块受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力的作用，木块开始滑动前，木块受力平衡，所以摩擦力和重力沿斜面向下的分力相等，即f=mgsin θ，所以夹角增大的过程中，木块所受的摩擦力一直在增大；木块受到的支持力FN=mgcos θ，由于运动过程中，夹角增大，故支持力减小，故A、B错误；由于木块一直处于平衡状态，故木块受到木板的作用力始终等于重力，故木块受到木板的作用力大小不变、方向不变，故C正确，D错误。 7.答案为：A；解析：蚂蚁受重力、支持力和最大静摩擦力，根据平衡条件有Fm=mgsin θ，而cos θ=0.8，所以Fm=μmgcos θ=0.6mg，故A正确。 8.答案为：C；解析：对两球整体受力分析，根据平衡条件可知F1==mg；F3=2mgtan 30°=mg，则F1>F3，选项A错误；对下方小球受力分析，因F2是直角三角形的斜边，而mg和F3是直角边，由轻绳2与竖直方向的夹角θ>45°，可知F2>F3，选项B错误；对上方小球分析，水平方向：F1sin 30°=F2sin θ，因θ>45°，则F1>F2，选项C正确，D错误。 9.答案为：B；解析：先对物体m受力分析，受到重力、支持力和静摩擦力；再对M受力分析，受重力、m对它的垂直向下的压力和沿斜面向下的静摩擦力，同时地面对M有向上的支持力，共受到4个力，故B正确。 10.答案为：C；解析：由题图可知，要使CD水平，各绳均应绷紧，则AC与水平方向的夹角为60°；结点C受力平衡，受力分析如图所示，则CD绳的拉力FT=mgtan 30°=mg；D点受绳子拉力大小等于FT，方向向左；要使CD水平，D点两绳的拉力与外界的力的合力为零，则绳子对D点的拉力可分解为沿BD绳的F1，及另一分力F2，由几何关系可知，当力F2与BD垂直时，F2最小，而F2的大小即为拉力的大小；故最小力F=FTsin 60°=mg。故C正确。  二         、多选题11.答案为：BC；解析：设木板与水平地面的夹角为α。以A为研究对象，A原来只受到重力和支持力而处于平衡状态，所以B对A的作用力与A的重力大小相等，方向相反；当将P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，B的上表面不再水平，A受力情况如图1，A受到重力和B对A的支持力、摩擦力三个力的作用，其中B对A的支持力、摩擦力的合力仍然与A的重力大小相等，方向相反，则B对A的作用力保持不变。根据牛顿第三定律可知，A对B的作用力也不变，故A错误；当将P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置时，设B的上表面与水平方向之间的夹角是β，由于支持力与摩擦力相互垂直，则N1=GAcos β，所以A受到的支持力一定减小了，故B正确；以AB整体为研究对象，分析受力情况如图2，总重力GAB、木板的支持力N2和摩擦力f2，N2=GABcos α，f2=GABsin α，α减小，N2增大，f2减小，故C正确，D错误。 12.答案为：ACD；解析：由题意，A、B、C质量相等，且各接触面间动摩擦因数相同，再依据滑动摩擦力公式F=μFN，可知，B、C之间的滑动摩擦力大于A、B之间的，因此在F作用下，B、C作为一整体运动，对A、B＋C受力分析：A受水平向右的拉力和水平向左的摩擦力，根据平衡条件，可知，B对A的摩擦力大小为T，方向向左，故A、C正确，B错误；又因为木板间力的作用是相互的，则B＋C受到A对它水平向右的摩擦力，大小为T；由于B＋C做匀速直线运动，则B＋C受到水平向左的拉力F和水平向右的两个摩擦力平衡(A对B的摩擦力和地面对C的摩擦力)，根据平衡条件可知，C受到地面的摩擦力大小为F－T，故D正确。  三         、计算题13.解：(1)设轻绳对小球的拉力为FT，小球受力如图甲所示，由平衡条件可得Fcos 30°－FTcos θ=0Fsin 30°＋FTsin θ－mg=0解得FT=10 N，θ=30°。(2)以木块和小球组成的整体为研究对象，受力分析如图乙所示，由平衡条件得Fcos 30°－Ff=0FN＋Fsin 30°－(M＋m)g=0又Ff=μFN，解得μ=