微专题13 受力分析、共点力平衡（三）：轻杆和轻绳模型-【奇点物理】高中物理必修一专题讲练题库

微专题13 轻杆和轻绳模型 母题1[答案]　(1)　(2)M1g　方向和水平方向成30°指向右上方　(3)M2g　方向水平向右 [解析]题图甲和乙中的两个物体M1、M2都处于平衡状态，根据平衡的条件，首先判断与物体相连的细绳，其拉力大小等于物体的重力；分别取C点和G点为研究对象，进行受力分析如图甲和乙所示，根据平衡规律可求解。 (1)图甲中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M1的物体，物体处于平衡状态，轻绳AC段的拉力FTAC＝FTCD＝M1g。图乙中由于FTEGsin 30°＝M2g，得FTEG＝2M2g。所以＝。 (2)图甲中，三个力之间的夹角都为120°，根据平衡规律有FNC＝FTAC＝M1g，方向和水平方向成30°，指向右上方。[来源:Zxxk.Com] (3)图乙中，根据平衡方程有FTEGsin 30°＝M2g，FTEGcos 30°＝FNG，所以FNG＝M2gcot 30°＝M2g，方向水平向右。 变式1-1答案：B　变式1-2答案：D[来源:学&科&网] 母题2答案：D 变式2 [答案]　5 N　方向与竖直方向成37°角斜向上 [解析]　以小球为研究对象，受力分析如图2－1－7所示，小球受四个力的作用：重力、轻绳的拉力、轻弹簧的拉力、轻杆的作用力，其中轻杆的作用力的方向和大小不能确定，重力、弹簧的弹力二者的合力的大小为F＝＝15 N 设F与竖直方向夹角为α，sin α＝＝，则α＝37° 即方向与竖直方向成37°角斜向下，这个力与轻绳的拉力恰好在同一条直线上。根据物体平衡的条件可知，轻杆对小球的作用力大小为5 N，方向与竖直方向成37°角斜向上。[来源:Z.xx.k.Com] 母题3答案：B变式3答案C 母题3a答案：AD变式3a答案B 母题4答案：B 变式4-1答案⑴64.8 N；⑵76.4 N 变式4-2【解析】(1)FTOA＝＝5/4m1g FTOB＝m1gtanθ＝3/4m1g (2)Ff＝FTOB＝3/4m1g，方向水平向左．[来源:学科网ZXXK] (3)Ffm＝μm2g＝0.3×40 N＝12 N 当FTOB＝3/4m1g＝Ffm＝12 N时，m1＝1.6 kg，即物体甲的质量m1最大不能超过1.6 kg. 可得：FN＝(M＋m)g，Ff＝F＝mgtanθ. 母题5D 变式35答案C 母题6 【解析】系统静止时，与动滑轮接触的那一小段绳子受力情况如右图所示，同一根绳子上的拉力F1、F2总是相等的，它们的合力F与F3是一对平衡力，以F1、F2为邻边所作的平行四边形是菱形，故mBg＝2mAgsinθ.绳的端点由Q点移向P点时，由于mA、mB的大小不变，故θ不变，因此B下降，A上升 变式6 答案：B 母题7-1答案：D变式7-1 答案：A 母题7-2答案：D变式7-2 答案：A[来源:学科网] 变式7-3【解析】（1）对B、C整体研究，如图所示： 由图可得AB线的拉力为：，CD线的拉力为：． （2）对C球研究，如图所示： ，， 可得：，． 母题8答案：A变式8答案：A 母题9答案 变式9答案： 母题10答案A变式10-1答案：A变式10-2答案：B $$ $$