2024版新教材高考物理复习特训卷考点10受力分析共点力的平衡

这是一份2024版新教材高考物理复习特训卷考点10受力分析共点力的平衡，共6页。试卷主要包含了[2022·浙江1月]，[2022·广东卷]，[2022·浙江6月]，答案等内容，欢迎下载使用。


如图所示，水平放置的电子秤上有一磁性玩具，玩具由哑铃状物件P和左端有玻璃挡板的凹形底座Q构成，其重量分别为GP和GQ.用手使P的左端与玻璃挡板靠近时，感受到P对手有靠向玻璃挡板的力，P与挡板接触后放开手，P处于“磁悬浮”状态(即P和Q的其余部分均不接触)，P与Q间的磁力大小为F.下列说法正确的是( )
A．Q对P的磁力大小等于GP
B．P对Q的磁力方向竖直向下
C．Q对电子秤的压力大小等于GQ＋F
D．电子秤对Q的支持力大小等于GP＋GQ
2.
[2023·广东模拟预测]如图所示，穿在一根光滑的固定杆上的小球A、B连接在一条跨过定滑轮的细线两端，杆与水平面成θ角，不计所有摩擦，当两球静止时，OA绳与杆的夹角为θ，OB绳沿竖直方向．则正确的说法是( )
A．A可能受到两个力作用
B．B可能受到三个力作用
C．绳子对A的拉力大于对B的拉力
D．A、B的质量之比为1∶tan θ
3．[2022·广东卷]
如图是可用来制作豆腐的石磨．木柄AB静止时，连接AB的轻绳处于绷紧状态．O点是三根轻绳的结点，F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小，F1＝F2且∠AOB＝60°.下列关系式正确的是( )
A．F＝F1B．F＝2F1
C．F＝3F1D．F＝ eq \r(3)F1
4．[2023·四川成都七中二模]图甲为家庭常用的燃气灶实物图，灶面上有一个支架．共有五个均匀分布的支承面，对放在上面的厨具起到支撑作用．现把一个蒸锅放在支架上，并抽象成示意图乙，已知支架的每个支承面与水平方向成α角．蒸锅和里面的食物总重计为G，则每个支承面给蒸锅的支持力为(忽略蒸锅和支承面之间的摩擦力)( )
A． eq \f(G,5) B． eq \f(G,5cs α)
C． eq \f(G,5sin α) D． eq \f(G,5tan α)
5．[2023·广东广州二模](多选)黄河铁牛是世界桥梁史上的传世之宝．如图，唐代蒲津浮桥通过两岸的铁牛固定，铁牛底部的铁柱插入地下．设桥索对铁牛的拉力为F1，铁柱对铁牛的作用力为F2，则( )
A．若F1增大，F2也增大
B．若F1增大，F2将减小
C．F1与F2的合力方向竖直向上
D．F1与F2的合力方向竖直向下
6．[2023·广东韶关市第二次模拟]元代《王桢农书》记载了戽斗，它是一种小型的人力提水灌田农具，形状像斗，两边绳，靠两人拉绳牵斗取水．如图所示，忽略绳子质量，戽斗处于平衡状态时，两人站得越远，则( )
A．两边绳子对戽斗的合力越大
B．两边绳子对戽斗的合力越小
C．人对每边绳子的拉力越小
D．人对每边绳子的拉力越大
7．[2022·浙江6月]
如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角θ＝60°.一重为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的( )
A．作用力为 eq \f(\r(3),3)G B．作用力为 eq \f(\r(3),6)G
C．摩擦力为 eq \f(\r(3),4)G D．摩擦力为 eq \f(\r(3),8)G
8．[2022·辽宁卷]如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态．蛛丝OM、ON与竖直方向夹角分别为α、β(α>β).用F1、F2分别表示OM、ON的拉力，则( )
A．F1的竖直分力大于F2的竖直分力
B．F1的竖直分力等于F2的竖直分力
C．F1的水平分力大于F2的水平分力
D．F1的水平分力等于F2的水平分力
9．[2023·四川成都二模]如图所示，甲、乙两个小球的质量均为m，两球间用细线连接，甲球用细线悬挂在天花板上．现分别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球，平衡时细线都被拉紧．则平衡时两球的可能位置是下列选项中的( )
10．[2023·高三专练](多选)如图，直角支架固定在水平地面上，小球A穿在竖直光滑杆上，横杆上固定一滑轮．将细绳一端系在A上，另一端跨过滑轮系在小水桶B上，系统处于静止状态．现因桶底破损，里面有少许水缓慢渗漏下来．不计滑轮质量及摩擦，在球A缓慢下降过程中( )
A．绳对球A拉力的竖直分量保持不变
B．竖直杆对球A的弹力保持不变
C．轴对滑轮的作用力方向竖直向上
D．轴对滑轮的作用力越来越小
11.[2023·安徽质量检测]我国在川西山区建成了亚洲最大的风洞群，目前拥有8座世界级风洞设备，具备火箭助推和飞艇带飞等飞行模拟试验能力．如图所示，风洞实验室中可以产生水平向右、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放入其中，杆足够长，小球孔径略大于杆直径，其质量为1.1 kg，与杆间的动摩擦因数为0.5.当杆与水平方向夹角为37°时，小球沿杆恰好做匀速直线运动，sin 37°＝0.6，g取10 m/s2，求此时风力的大小．
考点10 受力分析 共点力的平衡——练基础
1．答案：D
解析：当P静止在Q上时，Q的玻璃挡板对P有水平向右的弹力，根据平衡条件可得，Q对P的磁力方向斜向左上方，其磁力F的大小大于GP，所以选项A、B均错误；将P、Q看成整体，P与挡板接触后放开手，整体处于静止状态，则电子秤对整体的支持力大小等于GP＋GQ，选项D正确；根据牛顿第三定律可知，选项C错误．
2．答案：D
解析：对A球受力分析可知，A受到重力，绳子的拉力以及杆对A球的弹力，三个力的合力为零，故A错误；对B球受力分析可知，B受到重力，绳子的拉力，两个力合力为零，杆子对B球没有弹力，否则B不能平衡，故B错误；定滑轮不改变力的大小，则绳子对A的拉力等于对B的拉力，故C错误；分别对A、B两球分析，运用合成法，如图：
根据共点力平衡条件，得FT＝mBg， eq \f(FT,sin θ)＝ eq \f(mAg,sin （90°＋θ）)（根据正弦定理列式），故mA∶mB＝1∶tan θ，D正确．
3．答案：D
解析：以结点O为研究对象，进行受力分析，由平衡条件可得F＝2F1cs 30°＝ eq \r(3)F1，选项D正确．
4．答案：B
解析：五个支撑面对蒸锅的支持力的合力与蒸锅包括食物的重力相等，设其中一个支撑面对蒸锅的支持力为FN，其方向与竖直方向夹角为α，则FNy＝FNcs α；在竖直方向受力平衡，有5FNy＝G，解得FN＝ eq \f(G,5cs α)，B正确．
5．答案：AC
解析：对铁牛受力分析，铁牛受到自身重力G，桥索对铁牛的拉力为F1，铁柱对铁牛的作用力为F2，三者共点力平衡．如图所示，根据共点力平衡条件和三角形定律可得，若F1增大，F2也增大，A正确，B错误；F1与F2的合力与重力平衡，故合力方向竖直向上，C正确，D错误．
6．答案：D
解析：对戽斗受力分析，可知两条绳子与竖直方向夹角相同，提供大小相等的拉力．合力与戽斗的重力平衡．所以两人站的远近不影响绳子对戽斗的合力，当两人站得越远，两绳夹角越大，则绳中拉力越大．故A、B、C错误，D正确．
7．答案：B
解析：根据对称性，四根斜杆对横杆的作用力大小相等，设为F，选择横杆和物体为研究对象，根据平衡条件有4F cs eq \f(θ,2)＝G，解得F＝ eq \f(\r(3),6)G，故每根斜杆受到地面的作用力也为 eq \f(\r(3),6)G，选项B正确．
8．答案：D
解析：对结点O进行受力分析，则水平方向有F1sin α＝F2 sin β，即F1的水平分力等于F2的水平分力，C错误，D正确；对结点O进行受力分析，则竖直方向有F1cs α＋F2cs β＝mg，解得F1＝ eq \f(mg sin β,sin （α＋β）)，F2＝ eq \f(mg sin α,sin （α＋β）)，则F1的竖直分量F1y＝ eq \f(mg sin βcs α,sin （α＋β）)，F2的竖直分量F2y＝ eq \f(mg sin αcs β,sin （α＋β）)，因sin αcs β－cs αsin β＝sin （α－β）>0，可知F2y>F1y，A、B错误．
9．答案：A
解析：先用整体法分析，把两个小球看作一个整体，此整体受到的外力为竖直向下的重力2mg、水平向左的力F（甲受到的）、水平向右的力F（乙受到的）和细线1的拉力，两水平力相互平衡，故细线1的拉力一定与重力2mg等大反向，即细线1一定竖直；再用隔离法，分析乙球受力的情况，乙球受到向下的重力mg、水平向右的拉力F、细线2的拉力．要使得乙球受力平衡，细线2必须向右倾斜，A正确．
10．答案：AD
解析：球A缓慢下降，A处于平衡状态，对A受力分析，如图所示
根据平衡条件得FTcs θ＝mAg，tan θ＝ eq \f(N,mAg)，得N＝mAg tan θ，
所以绳对球A拉力的竖直分量保持不变，θ减小，则N减小，故A正确，B错误；以滑轮为研究对象，由平衡条件可知轴对滑轮的作用力方向在两绳子的夹角的角平分线上，故C错误；以A、B、细绳和滑轮整体作为研究对象，受力分析知，受竖直向下总的重力G总，水平向左的竖直杆的弹力N和轴对其的作用力F，整体处于静态平衡状态，则F＝ eq \r(G eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(总)) ＋N2)，由题意可知G总变小，由A、B选项分析可知N变小，所以F变小，故D正确．
11．答案：22 N或2 N
解析：若小球沿细杆匀速向上运动，垂直杆方向FN＝mg cs θ＋F sin θ
沿杆方向Ff＋mg sin θ＝F cs θ
又Ff＝μFN
解得F＝ eq \f(μmg cs θ＋mg sin θ,cs θ－μsin θ)＝22 N
若小球沿细杆匀速向下运动，垂直杆方向FN＝mg cs θ＋F sin θ
沿杆方向mg sin θ＝F cs θ＋Ff
又Ff＝μFN
解得F＝ eq \f(mg sin θ－μmg cs θ,cs θ＋μsin θ)＝2 N．