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课时作业(六) 受力分析 共点力的平衡
A组·基础巩固题
1.天然平衡岩带给我们的那种仿佛时间停止的静态之美,成为很多艺术家的灵感源泉,他们不断尝试着复制这种不可思议的平衡之美。达莱尔·雷特便是这样一位艺术家,在其最为著名的作品中,雷特将一块大石头放在石化木顶端一块微小的基岩上。这块大石头并非呈现出直立姿态,而是倾斜着身子。则关于大石头的受力,下列说法正确的是( )
A.大石头一定受到三个力作用
B.基岩对大石头的支持力一定竖直向上
C.基岩对大石头的支持力等于石头重力
D.基岩对大石头的作用力一定竖直向上
解析 由于大石头和支持它的石化木顶端之间的接触面情形未知,可能水平也可能有倾斜,但大石头处于平衡状态,基岩对大石头的作用力一定竖直向上,D项正确。
答案 D
2.如图所示,轻绳一端连接放置在水平地面上的物体Q,另一端绕过固定在天花板上的定滑轮与小球P连接,P、Q始终处于静止状态,则( )
A.Q可能受到两个力的作用
B.Q可能受到三个力的作用
C.Q受到的绳子拉力与重力的合力方向水平向左
D.Q受到的绳子拉力与重力的合力方向指向左下方
解析 由平衡条件知,Q受重力、支持力、绳的拉力和摩擦力四个力的作用,A、B两项错误;由平衡条件知,Q受到的绳子拉力和重力的合力与支持力和摩擦力的合力大小相等、方向相反,由平行四边形定则知,支持力和摩擦力的合力方向指向右上方,所以Q受到的绳子拉力和重力的合力方向指向左下方,C项错误,D项正确。
答案 D
3.(多选)如图所示,在力F作用下,物块P被两相同的竖直挡板夹住,处于静止状态。则( )
A.物块受到的摩擦力的大小一定等于它的重力的大小
B.若力F增加,则物块受到的摩擦力增大
C.若要从上端将物块抽出,拉力一定大于重力
D.若要从下端将物块抽出,拉力一定小于重力
解析 由平衡条件得物块受到的摩擦力与重力平衡,其大小相等,力F增大只是增大了最大静摩擦力,实际受到的静摩擦力并不发生变化,A项正确,B项错误;若要从上端将物块抽出,拉力至少等于物块重力与滑动摩擦力大小之和,C项正确;若要从下端抽出,拉力大小至少等于滑动摩擦力与重力大小之差,拉力与重力大小关系不能确定,拉力不一定小于重力,D项错误。
答案 AC
4.如图所示,水平面上A、B两物块的接触面水平,二者叠放在一起在作用于B上的水平恒定拉力F的作用下沿地面向右做匀速运动,某时刻撤去力F后,二者仍不发生相对滑动,关于撤去F前后下列说法正确的是( )
A.撤去F之前A受3个力作用
B.撤去F之前B受到4个力作用
C.撤去F前后,A的受力情况不变
D.A、B间的动摩擦因数μ1不小于B与地面间的动摩擦因数μ2
解析 撤去F前,整体做匀速运动,故B受地面的摩擦力与F平衡,而A水平方向不受外力,故A不受B的摩擦力,B受重力、支持力、压力、拉力和地面的摩擦力共5个力作用;A只受重力和B对A的支持力2个力的作用,A、B两项错误;撤去拉力F后,由于整体做减速运动, A受到重力和B对A的支持力及B对A的摩擦力3个力的作用,C项错误; 撤去拉力F后,由于整体做减速运动,整体的加速度a=μ2g,而A的加速度aA=μ2g≤μ1g,即eq \a\vs4\al(μ2≤)μ1,D项正确。
答案 D
5.如图所示,两个小球a、b质量均为m,用细线相连并悬挂于O点,现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F,使整个装置处于静止状态,且Oa与竖直方向夹角θ=60°,已知弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,则弹簧形变量最小值是( )
A.eq \f(\r(3)mg,k)
B.eq \f(\r(3)mg,2k)
C.eq \f(4\r(3)mg,3k)
D.eq \f(2mg,k)
解析 以小球a、b整体为研究对象,分析受力,作出F在几个方向时整体的受力图,根据平衡条件得知:F与FT的合力与整体重力2mg总是大小相等、方向相反,由力的合成图可知,当F与绳子Oa垂直时,F有最小值,即图中2位置,F的最小值为Fmin=2mgsinθ=2×eq \a\vs4\al(\f(\r(3),2)mg)=eq \r(3)mg,根据胡克定律Fmin=kxmin,所以xmin=eq \f(\r(3)mg,k),A项正确。
答案 A
6.如图所示,两个相同的小物体P、Q静止在斜面上,P与Q之间的弹簧A处于伸长状态,Q与挡板间的弹簧B处于压缩状态,则以下判断正确的是( )
A.撤去弹簧A,物体P将下滑,物体Q将静止
B.撤去弹簧A,弹簧B的弹力将变小
C.撤去弹簧B,两个物体均保持静止
D.撤去弹簧B,弹簧A的弹力将变小
解析 由于不知道物体P与斜面之间的摩擦力情况,故撤去弹簧A不能判断物体P的运动状态,A项错误;撤去弹簧A,物体Q受摩擦力变小,物体Q仍静止,弹簧B的长度不变,所以弹