高考物理一轮复习小题多维练(全国通用)第06练受力分析共点力平衡(原卷版+解析)

这是一份高考物理一轮复习小题多维练(全国通用)第06练受力分析共点力平衡(原卷版+解析)，共19页。


1. (2020·浙江7月选考)矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机．当战斗机以速度v斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示．已知飞机受到重力G、发动机推力F1、与速度方向垂直的升力F2和与速度方向相反的空气阻力Ff.下列受力分析示意图可能正确的是( )

2.如图所示，水平面上的P、Q两物块的接触面水平，二者叠在一起在作用于Q上的水平恒定拉力F的作用下向右做匀速运动，某时刻撤去力F后，二者仍不发生相对滑动．关于撤去F前后Q的受力个数的说法正确的是( )
A．撤去F前6个，撤去F后瞬间5个
B．撤去F前5个，撤去F后瞬间5个
C．撤去F前5个，撤去F后瞬间4个
D．撤去F前4个，撤去F后瞬间4个
3.如图所示，轻质光滑滑轮两侧用轻绳连着两个物体A与B，物体B放在水平地面上，A、B均静止．已知A和B的质量分别为mA、mB，绳与水平方向的夹角为θ(θ<90°)，重力加速度为g，则( )
A．物体B受到的摩擦力可能为零
B．物体B受到的摩擦力大小为mAgcs θ
C．物体B对地面的压力可能为零
D．物体B对地面的压力大小为mBg－mAgsin θ
4.如图所示，在倾角为α的斜面上，放一质量为m的小球，小球和斜面及挡板间均无摩擦，在挡板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中( )
A．斜面对小球的支持力逐渐增大
B．斜面对小球的支持力逐渐减小
C．挡板对小球的弹力先减小后增大
D．挡板对小球的弹力先增大后减小
1.如图所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上.关于斜面体A和B的受力情况，下列说法正确的是( )
A.A一定受到四个力
B.B可能受到四个力
C.B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力
D.A与B之间一定有摩擦力
2.如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心.一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点.设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是(重力加速度为g)( )
A.F＝eq \f(mg,tan θ) B.F＝mgtan θ
C.FN＝eq \f(mg,tan θ) D.FN＝mgtan θ
3.叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m，相互接触，球与地面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，则( )
A．上方球与下方三个球间均没有弹力
B．下方三个球与水平地面间均没有摩擦力
C．水平地面对下方三个球的支持力均为eq \f(4,3)mg
D．水平地面对下方三个球的摩擦力均为eq \f(4,3)μmg
4.如图所示，用甲、乙两根筷子夹住一个小球，甲倾斜，乙始终竖直.在竖直平面内，甲与竖直方向的夹角为θ，筷子与小球间的摩擦很小，可以忽略不计，小球质量一定，随着θ缓慢增大，小球始终保持静止，则下列说法正确的是( )
A.筷子甲对小球的弹力不变
B.筷子乙对小球的弹力变小
C.两根筷子对小球的弹力都增大
D.两根筷子对小球的合力将增大
5.（2021·湖南高考真题）质量为的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，为半圆的最低点，为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为的小滑块。用推力推动小滑块由A点向点缓慢移动，力的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（ ）
A．推力先增大后减小
B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C．墙面对凹槽的压力先增大后减小
D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大
6.如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是( )
A. 小车静止时，F=mg，方向竖直向上
B. 小车匀速时，F=mgcsθ，方向垂直杆向上
C. 小车向右匀加速运动，加速度大小为a时，可能有F=masinθ，方向沿着杆斜向上
D. 小车向右匀减速运动，加速度大小为a时，F=(ma)2+(mg)2，方向斜向左上方
7.如图所示，在竖直放置的穹形支架上，一根长度不变且不可伸长的轻绳通过轻质光滑滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高)．则在此过程中绳中拉力大小( )
A．先变大后不变
B．先变大后变小
C．先变小后不变
D．先变小后变大
8.如图所示，垂直墙角有一个截面为半圆的光滑柱体，用细线拉住的小球静止靠在接近半圆底端的M点。通过细线将小球从M点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中，细线始终保持在小球处与半圆相切。下列说法正确的是( )
A．细线对小球的拉力先增大后减小
B．小球对柱体的压力先减小后增大
C．柱体受到水平地面的支持力逐渐减小
D．柱体对竖直墙面的压力先增大后减小
9.(2020·山东卷·8)如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行．A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．当木板与水平面的夹角为45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为( )
A.eq \f(1,3) B.eq \f(1,4) C.eq \f(1,5) D.eq \f(1,6)
10.如图所示，物块A放在倾角为θ的固定斜面C上，物块B叠放在物块A上，A与B的质量均为m，且上、下表面均与斜面平行，它们一起沿斜面C匀速下滑，则（ ）
A．A、B间没有摩擦力
B．A与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ
C．A受到斜面的滑动摩擦力大小为mgsinθ
D．A受到B的作用力竖直向下
1.（2020·浙江高考真题）矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当歼20隐形战斗机以速度v斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示。已知飞机受到重力G、发动机推力、与速度方向垂直的升力和与速度方向相反的空气阻力。下列受力分析示意图可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
2.小明陪妈妈去超市购物，他在从一层到二层的过程中，站立在自动人行道上，并随自动人行道做匀速运动。自动人行道为如图所示的坡面平整的斜面，从侧面看可简化为如图所示的示意图。在小明随自动人行道做匀速运动的过程中，关于他的受力情况，下列说法正确的是( )
A. 只受重力B. 只受重力和支持力
C. 只受重力和摩擦力D. 受重力、支持力和摩擦力
3.纳米微吸材料是一种新型材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上。图甲是一款表面采用了纳米微吸材料的手机支架，图乙是手机静止吸附在该手机支架上的侧视图，若手机的重力为G，手机和水平面的夹角为，下列说法正确的是（ ）
A．手机受到的摩擦力大小大于
B．纳米材料对手机的作用力大小为
C．若使增大（手机保持静止），纳米材料对手机的作用力也增大
D．纳米材料对手机的作用力方向竖直向上
4.如图甲，一台空调外机用两个三角形支架固定在外墙上，空调外机的重心恰好在支架水平横梁OA和斜梁OB的连接点O的上方，图乙为示意图。如果把斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，这时OA对O点的作用力F1和OB对O点的作用力F2将如何变化( )
A. F1变大，F2变大B. F1变小，F2变小
C. F1变大，F2变小D. F1变小，F2变大
专题02 相互作用
第06练 受力分析 共点力平衡
1. (2020·浙江7月选考)矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机．当战斗机以速度v斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示．已知飞机受到重力G、发动机推力F1、与速度方向垂直的升力F2和与速度方向相反的空气阻力Ff.下列受力分析示意图可能正确的是( )

【答案】A
【解析】由题意可知，战斗机所受重力竖直向下，F2方向与速度方向垂直，Ff方向与速度方向相反，故选项A正确．
2.如图所示，水平面上的P、Q两物块的接触面水平，二者叠在一起在作用于Q上的水平恒定拉力F的作用下向右做匀速运动，某时刻撤去力F后，二者仍不发生相对滑动．关于撤去F前后Q的受力个数的说法正确的是( )
A．撤去F前6个，撤去F后瞬间5个
B．撤去F前5个，撤去F后瞬间5个
C．撤去F前5个，撤去F后瞬间4个
D．撤去F前4个，撤去F后瞬间4个
【答案】B
【解析】撤去F前，物块Q受到：重力、地面的支持力、P对Q的压力、地面对Q的摩擦力和力F共5个力的作用；撤去F后的瞬间，两物块做减速运动，此时Q受到： 重力、地面的支持力、P对Q的压力、地面对Q的摩擦力和P对Q的摩擦力，共5个力作用，选项B正确．
3.如图所示，轻质光滑滑轮两侧用轻绳连着两个物体A与B，物体B放在水平地面上，A、B均静止．已知A和B的质量分别为mA、mB，绳与水平方向的夹角为θ(θ<90°)，重力加速度为g，则( )
A．物体B受到的摩擦力可能为零
B．物体B受到的摩擦力大小为mAgcs θ
C．物体B对地面的压力可能为零
D．物体B对地面的压力大小为mBg－mAgsin θ
【答案】BD
【解析】轻绳拉力FT＝mAg，对B，在水平方向有Ff＝FTcs θ＝mAgcs θ，选项B正确；在竖直方向地面对B的支持力FN＝mBg－FTsin θ＝mBg－mAgsin θ，由牛顿第三定律可知，选项D正确；当mBg＝mAgsin θ时，FN＝0，Ff＝0，此时物体B不可能静止，选项A、C错误．
4.如图所示，在倾角为α的斜面上，放一质量为m的小球，小球和斜面及挡板间均无摩擦，在挡板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中( )
A．斜面对小球的支持力逐渐增大
B．斜面对小球的支持力逐渐减小
C．挡板对小球的弹力先减小后增大
D．挡板对小球的弹力先增大后减小
【答案】BD
【解析】对小球受力分析知，小球受到重力mg、斜面的支持力FN1和挡板的弹力FN2，如图，在挡板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中，小球所受的合力为零，根据平衡条件得知，FN1和FN2的合力与重力mg大小相等、方向相反，作出小球在三个不同位置力的受力分析图，由图看出，斜面对小球的支持力FN1逐渐减小，挡板对小球的弹力FN2先减小后增大，当FN1和FN2垂直时，弹力FN2最小，故选项B、C正确，A、D错误．
1.如图所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上.关于斜面体A和B的受力情况，下列说法正确的是( )
A.A一定受到四个力
B.B可能受到四个力
C.B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力
D.A与B之间一定有摩擦力
【答案】AD
【解析】对A、B整体受力分析，如图甲所示，受到向下的重力和向上的推力F，由平衡条件可知B与墙壁之间不可能有弹力，因此也不可能有摩擦力，故C错误；对B受力分析如图乙所示，其受到重力、A对B的弹力及摩擦力而处于平衡状态，故B受到三个力，B错误；对A受力分析，如图丙所示，受到重力、推力、B对A的弹力和摩擦力，共四个力，A、D正确.
故选AD。
2.如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心.一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点.设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是(重力加速度为g)( )
A.F＝eq \f(mg,tan θ) B.F＝mgtan θ
C.FN＝eq \f(mg,tan θ) D.FN＝mgtan θ
【答案】A
【解析】合成法：对滑块受力分析如图甲所示，由平衡条件知：eq \f(mg,F)＝tan θ，即F＝eq \f(mg,tan θ)，FN＝eq \f(mg,sin θ).
效果分解法：将重力按产生的效果分解，如图乙所示，F＝G2＝eq \f(mg,tan θ)，FN＝G1＝eq \f(mg,sin θ).
正交分解法：将滑块受的力沿水平、竖直方向分解，如图丙所示，mg＝FNsin θ，F＝FNcs θ，联立解得：F＝eq \f(mg,tan θ)，FN＝eq \f(mg,sin θ).
矢量三角形法：如图丁所示，将滑块受的力平移，使三个力组成封闭三角形，解直角三角形得：F＝eq \f(mg,tan θ)，FN＝eq \f(mg,sin θ).
故选A。
3.叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m，相互接触，球与地面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，则( )
A．上方球与下方三个球间均没有弹力
B．下方三个球与水平地面间均没有摩擦力
C．水平地面对下方三个球的支持力均为eq \f(4,3)mg
D．水平地面对下方三个球的摩擦力均为eq \f(4,3)μmg
【答案】C
【解析】将四个球看成一个整体，地面的支持力与整体的重力平衡，设下方三个球中的一个球受到的支持力大小为FN，因此3FN＝4mg，即FN＝eq \f(4,3)mg，所以选项C正确；由力的平衡条件知，下面三个球对最上面的球有弹力，故最上面的球对下面三个球肯定有弹力，选项A错误；对下方三个球中的其中一个球进行受力分析，如图所示，可知下方的球受到水平地面的摩擦力，选项B错误；由于下方的球受到的地面的摩擦力是静摩擦力，因此不能通过Ff＝μFN求解此摩擦力，选项D错误．
4.如图所示，用甲、乙两根筷子夹住一个小球，甲倾斜，乙始终竖直.在竖直平面内，甲与竖直方向的夹角为θ，筷子与小球间的摩擦很小，可以忽略不计，小球质量一定，随着θ缓慢增大，小球始终保持静止，则下列说法正确的是( )
A.筷子甲对小球的弹力不变
B.筷子乙对小球的弹力变小
C.两根筷子对小球的弹力都增大
D.两根筷子对小球的合力将增大
【答案】B
【解析】对小球受力分析如图：
F甲＝eq \f(mg,sin θ)
F乙＝eq \f(mg,tan θ)
θ角增大过程中F甲、F乙均减小.两根筷子对小球的合力总等于小球的重力，不变.
故选B。
5.（2021·湖南高考真题）质量为的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，为半圆的最低点，为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为的小滑块。用推力推动小滑块由A点向点缓慢移动，力的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（ ）
A．推力先增大后减小
B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C．墙面对凹槽的压力先增大后减小
D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大
【答案】 C
【解析】
AB ．对滑块受力分析，由平衡条件有
滑块从A缓慢移动B点时，越来越大，则推力F越来越大，支持力N越来越小，所以AB错误；
C．对凹槽与滑块整体分析，有墙面对凹槽的压力为
则越来越大时，墙面对凹槽的压力先增大后减小，所以C正确；
D．水平地面对凹槽的支持力为
则越来越大时，水平地面对凹槽的支持力越来越小，所以D错误；
故选C。
6.如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是( )
A. 小车静止时，F=mg，方向竖直向上
B. 小车匀速时，F=mgcsθ，方向垂直杆向上
C. 小车向右匀加速运动，加速度大小为a时，可能有F=masinθ，方向沿着杆斜向上
D. 小车向右匀减速运动，加速度大小为a时，F=(ma)2+(mg)2，方向斜向左上方
【答案】ACD
【解析】
AB、小车静止或做匀速直线运动时，球处于平衡状态，重力mg与F是一对平衡力，由平衡条件可知：F=mg，方向；竖直向上，故A正确，B错误；
C、小车向右做匀加速直线运动，如果加速度大小：a=gtanθ时，杆的作用力：F=masinθ，方向：沿杆斜向上，故C正确；
D、小车向右做匀减速直线运动，加速度大小为a，由牛顿第二定律，水平方向：Fx=ma，竖直方向：Fy=mg，力：F=Fx2+Fy2=(ma)2+(mg)2，方向：斜向左上方，故D正确；
故选：ACD。
7.如图所示，在竖直放置的穹形支架上，一根长度不变且不可伸长的轻绳通过轻质光滑滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高)．则在此过程中绳中拉力大小( )
A．先变大后不变
B．先变大后变小
C．先变小后不变
D．先变小后变大
【答案】A
【解析】
对滑轮受力分析如图甲所示，由于跨过滑轮的绳子拉力一定相等，即F1＝F2，由几何关系易知绳子拉力方向与竖直方向夹角相等，设为θ，可知：
F1＝F2＝eq \f(mg,2cs θ)①
如图乙所示，设绳长为L，由几何关系知
sin θ＝eq \f(d,L)②
其中d为两端点间的水平距离，由B点向C点移动过程中，d先变大后不变，因此θ先变大后不变，由①式可知绳中拉力先变大后不变，故A正确．
8.如图所示，垂直墙角有一个截面为半圆的光滑柱体，用细线拉住的小球静止靠在接近半圆底端的M点。通过细线将小球从M点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中，细线始终保持在小球处与半圆相切。下列说法正确的是( )
A．细线对小球的拉力先增大后减小
B．小球对柱体的压力先减小后增大
C．柱体受到水平地面的支持力逐渐减小
D．柱体对竖直墙面的压力先增大后减小
【答案】D
【解析】以小球为研究对象，设小球所在位置沿切线方向与竖直方向夹角为θ，沿切线方向有FT＝mgcs θ，沿半径方向有FN＝mgsin θ，通过细线将小球从M点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中θ增大，所以细线对小球的拉力减小，小球对柱体的压力增大，故A、B错误；以柱体为研究对象，竖直方向有F地＝Mg＋FNsin θ＝Mg＋mgsin2θ，水平方向有F墙＝FNcs θ＝mgsin θcs θ＝eq \f(1,2)mgsin 2θ，θ增大，柱体受到水平地面的支持力逐渐增大；柱体对竖直墙面的压力先增大后减小，当θ＝45°时柱体对竖直墙面的压力最大，故D正确，C错误。
9.(2020·山东卷·8)如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行．A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．当木板与水平面的夹角为45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为( )
A.eq \f(1,3) B.eq \f(1,4) C.eq \f(1,5) D.eq \f(1,6)
【答案】C
【解析】A、B刚要滑动时受力平衡，受力如图所示．
对A：FT＝mgsin 45°＋μmgcs 45°
对B：2mgsin 45°＝FT＋3μmgcs 45°＋μmgcs 45°
整理得，μ＝eq \f(1,5)，选项C正确．
10.如图所示，物块A放在倾角为θ的固定斜面C上，物块B叠放在物块A上，A与B的质量均为m，且上、下表面均与斜面平行，它们一起沿斜面C匀速下滑，则（ ）
A．A、B间没有摩擦力
B．A与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ
C．A受到斜面的滑动摩擦力大小为mgsinθ
D．A受到B的作用力竖直向下
【答案】 BD
【解析】
A．对B受力分析，B匀速运动受力平衡，由平衡条件可知，B受重力，A对B的支持力、摩擦力，故A错误；
B．对AB整体受力分析，由平衡条件可知
解得
故B正确；
C． A受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsinθ，故C错误；
D．由A项分析可知，A对B的作用力竖直向上，由牛顿第三定律知，A受到B的作用力竖直向下。故D正确。
故选BD。
1.（2020·浙江高考真题）矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当歼20隐形战斗机以速度v斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示。已知飞机受到重力G、发动机推力、与速度方向垂直的升力和与速度方向相反的空气阻力。下列受力分析示意图可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】 A
【解析】
由题意可知所受重力G竖直向下，空气阻力Ff与速度方向相反，升力F2与速度方向垂直，发动机推力F1的方向沿喷口的反方向，对比图中选项可知只有A选项符合题意。
故选A。
2.小明陪妈妈去超市购物，他在从一层到二层的过程中，站立在自动人行道上，并随自动人行道做匀速运动。自动人行道为如图所示的坡面平整的斜面，从侧面看可简化为如图所示的示意图。在小明随自动人行道做匀速运动的过程中，关于他的受力情况，下列说法正确的是( )
A. 只受重力B. 只受重力和支持力
C. 只受重力和摩擦力D. 受重力、支持力和摩擦力
【答案】D
【解析】人随自动人行道做匀速运动，受力平衡，合力为零，可知，小明受到重力、垂直接触面的弹力，沿斜面向上的摩擦力，D正确，ABC错误。
故选D。
3.纳米微吸材料是一种新型材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上。图甲是一款表面采用了纳米微吸材料的手机支架，图乙是手机静止吸附在该手机支架上的侧视图，若手机的重力为G，手机和水平面的夹角为，下列说法正确的是（ ）
A．手机受到的摩擦力大小大于
B．纳米材料对手机的作用力大小为
C．若使增大（手机保持静止），纳米材料对手机的作用力也增大
D．纳米材料对手机的作用力方向竖直向上
【答案】 D
【解析】
A．手机处于静止状态受力平衡，根据平衡条件可知，在平行手机方向有
A错误；
BD．手机处于静止状态，受力平衡，受到重力和纳米材料对手机的作用力，根据平衡条件可知，纳米材料对手机的作用力大小等于重力，方向与重力方向相反，即竖直向上，B错误，D正确；
C．根据平衡条件可知，纳米材料对手机的作用力大小始终等于重力，与无关，C错误。
故选D。
4.如图甲，一台空调外机用两个三角形支架固定在外墙上，空调外机的重心恰好在支架水平横梁OA和斜梁OB的连接点O的上方，图乙为示意图。如果把斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，这时OA对O点的作用力F1和OB对O点的作用力F2将如何变化( )
A. F1变大，F2变大B. F1变小，F2变小
C. F1变大，F2变小D. F1变小，F2变大
【答案】B
【解析】解：以O点为研究对象，受到空调机的压力、OA和OB的作用力，如图所示；
由于空调机对O点的压力等于空调机的重力，保持不变，OA的作用力方向不变，当斜梁加长一点则F2的方向变化，
利用矢量三角形法则可知变化情况如图所示，根据图象可知F1变小，F2变小，故B正确、ACD错误。
故选：B。