2022步步高大一轮复习--物理 第二章 相互作用 高考热点强化训练2 力与物体的平衡

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图1
A．手机可能只受三个力的作用
B．手机可能不受摩擦力的作用
C．支架对手机的作用力一定竖直向上
D．支架对手机的作用力一定大于手机的重力
答案 D
解析 手机一定受重力，磁性吸引力、支架的支持力以及支架对手机的摩擦力四个力的作用，并且由于支持力和磁性吸引力方向都与支架平面垂直，当手机加速前进时，手机所受沿磁片向上的摩擦力大于重力沿磁片向下的分力，即一定有摩擦力，选项A、B错误；由于汽车在加速运动，因此支架对手机的作用力与手机受到的重力的合力一定水平向前，根据力的合成可知，支架对手机的作用力一定斜向前方，且大于重力，选项C错误，D正确．
2.(2019·广西梧州市2月联考)如图2所示，在水平地面上放置的一个质量为M的斜面体(斜面光滑)，斜面体上放置一个质量为m的物块，物块与固定墙面上的轻质弹簧相连，弹簧的轴线始终与斜面平行，若物块在斜面上做往复运动的过程中，斜面体始终保持静止，则下列选项中画出的关于地面对斜面体的摩擦力Ff与时间t的关系图象正确的是( )
图2
答案 A
解析 因为斜面光滑，所以斜面体的受力如图所示，物块对斜面体的压力始终不变，故地面对斜面的摩擦力大小恒定，且方向始终向右，故选A.
3．(多选)(2019·山东日照市二模)如图3所示为一种儿童玩具，在以O点为圆心的四分之一竖直圆弧轨道上，有一个光滑的小球(不能视为质点)，O′为小球的圆心．挡板OM沿着圆弧轨道的半径，以O点为转轴，从竖直位置开始推着小球缓慢顺时针转动(水平向里看)，到小球触到水平线的过程中( )
图3
A．圆弧轨道对小球的支持力逐渐增大
B．圆弧轨道对小球的支持力逐渐减小
C．挡板对小球的支持力逐渐增大
D．挡板对小球的支持力逐渐减小
答案 BC
4.(2019·江苏盐城中学模拟)如图4所示，用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间，开始时OB绳水平，现保持O点位置不变，改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至B′点，此时OB′与OA之间的夹角θ<90°，设此过程中OA、OB绳的拉力分别为FOA、FOB，则下列说法正确的是( )
图4
A．FOA一直增大 B．FOA一直减小
C．FOB一直减小 D．FOB先增大后减小
答案 B
解析 对结点O受力分析：重力G、绳OA的拉力FOA和绳OB的拉力FOB，根据平衡条件知，两根绳子拉力的合力与重力大小相等、方向相反，作出轻绳OB在两个位置时力的合成图如图所示，由图看出，由3→2→1的过程中，FOA逐渐减小，FOB先减小后增大，当θ＝90°时，FOB最小，故B正确．
5．(2019·东北三省三校第二次联合模拟)如图5所示，左侧是半径为R的四分之一圆弧，右侧是半径为2R的一段圆弧．二者圆心在一条竖直线上，小球a、b通过一轻绳相连，二者恰好于等高处平衡．已知θ＝37°，不计所有摩擦，则小球a、b的质量之比为( )
图5
A．3∶4 B．3∶5
C．4∶5 D．1∶2
答案 A
解析 对a和b两个小球受力分析，受力分析图如图所示，根据几何关系有h＝Rsin θ＝0.6R，则cs α＝eq \f(R＋h,2R)＝0.8，故α＝37°；因一根绳上的拉力相等，故拉力都为FT；
由力的平衡条件可知小球a的拉力FT＝magcs 37°，小球b的拉力FT＝mbgsin 37°，联立可解得eq \f(ma,mb)＝eq \f(3,4)，A正确．
6．(多选)(2019·安徽淮南市第二次模拟)如图6所示，水平地面上有一倾角为θ的光滑斜面(底面粗糙)，一轻质弹簧一端固定在竖直墙壁上的O点，另一端连接一质量为m的木块．开始时，把木块放在斜面上某位置，木块和斜面均静止不动，此时弹簧水平且处于压缩状态．已知重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
图6
A．开始时，弹簧弹力大小等于mgtan θ
B．开始时，斜面受到三个力的作用
C．若将O点稍微下移一点，木块仍可能在原位置静止
D．若将O点稍微上移一点，木块仍可能在原位置静止
答案 AC
解析 对木块受力分析，根据平衡条件可知，开始时，弹簧弹力大小F＝mgtan θ，选项A正确；开始时，斜面受到重力、地面的支持力和摩擦力、木块的压力四个力的作用，选项B错误；若将O点稍微下移一点，则弹簧长度增加，弹力减小，由图可知，木块仍可能在原位置静止，选项C正确；若将O点稍微上移一点，弹簧弹力仍减小，但是木块平衡需要的弹力F要增加，可知木块不可能在原位置静止，选项D错误．
7．(2020·山东济宁市模拟)如图7所示，质量为m的长木板放在水平地面上，站在木板上的人用斜向右下方的力F推箱子，三者都保持静止．人和箱子的质量均为m，重力加速度为g.下列说法正确的是( )
图7
A．人对长木板的压力大小为mg
B．长木板对地面的压力大于3mg
C．箱子受到摩擦力的方向水平向左
D．地面对长木板的摩擦力的方向水平向左
答案 C
解析 人用斜向右下方的力推箱子，对人受力分析，受重力和木板的支持力、箱子的支持力(推力的反作用力)、摩擦力．人在竖直方向上合力为零，则有：箱子的支持力沿竖直方向分力和木板的支持力的合力大小等于人的重力，故木板的支持力小于mg，根据牛顿第三定律知人对木板的压力小于mg，故A错误；对三者组成的整体受力分析，整体受重力和支持力，根据平衡条件可知，支持力等于整体的重力，根据牛顿第三定律可知，地面对长木板的支持力等于长木板对地面的压力，故长木板对地面的压力等于整体的重力，即3mg，故B错误；人用力F向右下方推箱子，对箱子受力分析，受推力、重力、支持力、摩擦力，根据平衡条件可知，箱子受到的摩擦力方向向左，与推力在水平方向的分力平衡，故C正确；对三者组成的整体受力分析，受重力和支持力，不受摩擦力，否则不平衡，故地面对木板没有摩擦力，故D错误．
8.(多选)(2020·山东青岛市模拟)如图8所示，固定在地面上的带凹槽的长直杆与水平面成α＝30°角，轻质环a套在杆上，置于凹槽内质量为m的小球b通过一条细绳跨过定滑轮与环a连接．a、b静止时，滑轮右侧细绳与杆间的夹角为30°，重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是( )
图8
A．a受到3个力的作用
B．b受到3个力的作用
C．细杆对b的作用力大小为eq \f(1,2)mg
D．细绳对a的拉力大小为eq \f(\r(3),3)mg
答案 BD
解析 轻质环a套在杆上，没有质量，不受重力，不计摩擦，则a静止时细绳的拉力与杆对a的弹力平衡，故拉a的细绳与杆垂直，a受到两个力作用，故A错误；对b球受力分析可知，b受重力、细绳的拉力和杆对b球的弹力共3个力的作用，故B正确；以b为研究对象，受力分析如图所示，根据几何关系可得β＝θ＝30°，故细杆对b的作用力大小FN等于细绳的拉力大小FT，则有：2FNcs 30°＝mg，得FN＝eq \f(\r(3),3)mg，则细绳对a的拉力大小FT＝eq \f(\r(3),3)mg，故C错误，D正确．