第三节 物体的平衡（能力提高30题）-2021年高考物理精练30题大冲关（必修部分）

第三节　物体的平衡 能力提高30题 1.如图所示，水平细杆上套一环A，环A与球B间用一轻质绳相连，质量分别为mA、mB，由于球B受到风力作用，环A与球B一定向右做匀速运动．已知细绳与竖直方向的夹角为θ，则下列说法中正确的是(　　) A．球B受到的风力F为mBgtan θ B．风力增大时，轻质绳对球B的拉力保持不变 C．杆对环A的支持力随着风力的增加而增加 D．环A与水平细杆间的动摩擦因数为eq \f(mB,mA＋mB) 解析 小球B平衡．则F＝mgtanθ，故A项正确，风力增大．轻绳拉力增大，故B项错．杆对环A的支持力等于A、B环的重力，故C项错．环A与水平杆间的摩擦因数为μ，μ(mA＋mB)g＝F＝mBgtan θ.μ＝eq \f(mBtan θ,mA＋mB)，故D项错． 答案 A 2.如右图所示，质量分别为mA和mB的物体A、B用细绳连接后跨过滑轮，A静止在倾角为45°的斜面上．已知mA＝2mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°增大到50°，系统保持静止．下列说法正确的是(　　) A．细绳对A的拉力将增大 B．A对斜面的压力将减小 C．A受到的静摩擦力不变 D．A受到的合力将增大 解析 对A受力分析如图所示，由物体的平衡条件得：FN－Gcos θ＝0，Gsin θ－Ff－F＝0，F＝eq \f(G,2) 若θ从45°增大为50°，则有FN减小，Ff增大．物体A受到的合力仍为0. 答案 B 3.如右图所示，一个木块放在固定的粗糙斜面上，今对木块施一个既与斜面底边平行又与斜面平行的推力F，木块处于静止状态，如将力F撤消，则木块(　　) A．仍保持静止 B．将沿斜面下滑 C．受到的摩擦力大小不变 D．受到的摩擦力方向不变 解析 有力F作用时，木块在斜面内的受力如右图，且，当撤去力F后，木块只受mgsin θ和F′f， 且F′f<Ff故仍静止，摩擦力的方向变为沿斜面向上．答案应为A. 答案 A 4.如下图所示，倾角为30°，重为80N的斜面体静止在水平面上．一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上，杆的另一端固定一个重为2N的小球，小球处于静止状态时，下列说法正确的是(　　) A．斜面有向左运动的趋势 B．地面对斜面的支持力为80 N C．球对弹性轻杆的作用力为2 N，方向竖直向下 D．弹性轻杆对小球的作用力为2 N，方向垂直斜面向上 解析 把小球、杆和斜面作为整体受力分析可知，仅受重力和地面的支持力，且二力平衡，故A、B错；对小球受力分析知，只受竖直向下的重力和杆给的竖直向上的弹力(杆对小球的力不一定沿杆)，故C对，D错． 答案 C 5．如图所示，A、B两物体通过轻细绳跨过定滑轮相连接，已知物体A的质量大于物体B的质量，开始它们处于静止状态．在水平拉力F的作用下，使物体A向右做变速运动，同时物体B匀速上升．设水平地面对物体A的支持力为FN，对A的摩擦力为Ff，绳子对A的拉力为FT，那么在物体B匀速上升的过程中，FN、Ff、FT的大小变化情况是(　　) A．FN、Ff、FT都增大 B．FN、Ff增大，FT不变 C．FN、Ff、FT都减小 D．FN、FT减小，Ff不变 解析 该题考查连接体和动态平衡，物体B匀速上升过程，说明物体B受力平衡，绳子的拉力FT与物体B的重力大小相等，保持不变，隔离A分析，A受重力、地面的支持力FN、绳子的大小不变、方向变化的拉力FT，滑动摩擦力Ff和外力F，在竖直方向上，合力不变，拉力FT的竖直分力逐渐减小，则物体A与地面之间的弹力FN变大，滑动摩擦力Ff变大，故选B. 答案 B 6.如下图所示，在倾角为α的斜面上，放一质量为m的小球，小球被竖直的木板挡住，不计摩擦，则球对挡板的压力是(　　) A．mgcos α　　　　　 B．mgtan α C.eq \f(mg,cos α) D．mg 解析 解法一　(正交分解法)：对小球受力分析如图甲所示，小球静止，处于平衡状态， 沿水平和竖直方向建立坐标系，将FN2正交分解， 列平衡方程为FN1＝FN2sin α　mg＝FN2cos α 可得：球对挡板的压力FN1′＝FN1＝mgtan α，所以B正确． 解法二　(力的合成法)：如图乙所示，小球处于平衡状态，合力为零． FN1与FN2的合力一定与mg平衡，即等大反向．解三角形可得：FN1＝mgtan α， 所以，球对挡板的压力FN1′＝FN1＝mgtan α.所以B正确． 答案 B 7.如右图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的