内容正文:
第五节 共点力的平衡
1.(2020-2021学年湖北省武汉市武汉外国语学校高一(上)期中)用两根能承受的最大拉力相等,长度不等的细绳AO、BO,如图所示悬挂一个中空铁球,当在球内不断注入铁砂时,若绳子终将被拉断,则( )
A.AO段先断
B.BO段先断
C.AO、BO同时被拉断
D.条件不足,无法判断
【解析】 物体对O点拉力等于物体重力,此力有两个效果:一是使AO绳拉紧;二是使BO绳拉紧.按效果把物体对O点的拉力分解,如图:
通过作图可得AO绳受的力小于BO绳受的力.当重力逐渐增大,BO绳先达到最大拉力,BO绳先断.故A.C.D错误,B正确.故选B.
【答案】 B
2.(2020-2021学年湖北省武汉市武汉外国语学校高一(上)期中)(多选)如图所示,在竖直平面内,固定有半圆弧轨道,其两端点M、N连线水平,将一轻质小环套在轨谱上,一细线穿过轻环A,一端系在M点,另一端系一质量为m的小球,小球恰好静止在图示位置,不计所有摩擦,重力加速度大小为g.下列说法正确的是( )
A.轨道对轻环的支持力大小为
B.细线对M点的拉力大小为
C.细线对轻环的作用力大小为
D.N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30°
【解析】 D.对球分析,受重力和拉力而平衡,故:T=mg;再对环受力分析,受两个拉力和支持力,如图所示:
根据平衡条件,图中∠1=∠2,再根据等腰三角形底角相等,有∠2=∠3,而∠1+∠2+∠3=90°,故∠1=∠2=∠3=30°,故D正确;
A.轨道对轻环的支持力大小为:
,故A正确;
B.细线对M点的拉力大小为:T=mg,故B错误;
C.细线对轻环的作用力大小为两个拉力的合力,为
,故C错误;
【答案】 AD
3.(2020-2021学年北京市东城区第一七一中学高一(上)期中)某同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”。将弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M,弹簧测力计B的挂钩处系一细线,把细线的另一端系在弹簧测力计A下端细线上的O点处,手持弹簧测力计B水平向左拉,使O点缓慢地向左移动,且总保持弹簧测力计B的拉力方向不变,不计弹簧测力计所受的重力,两弹簧测力计的拉力均不超出它们的量程,则弹簧测力计A、B的示数FA、FB的变化情况是( )
A.FA变大,FB变小
B.FA变小,FB变大
C.FA变大,FB变大
D.FA变小,FB变小
【解析】 以O点为研究对象,其受力变化如同所示
由图可知,开始时弹簧A处于竖直状态,其拉力大小等于Mg,B弹簧拉力为零,当O点左移时,弹簧A与竖直方向的夹角在增大,由受力图可知FA变大,FB变大,故选C。
【答案】C
4.(2020-2021学年天津市南开区南开中学高一(上)期中)将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后,再用细线悬挂于O点,如图所示。用力F拉小球b,使两个小球都处于静止状态,且细线Oa与竖直方向的夹角保持θ=30°,则F的最小值为( )
A.mg
B.
C.
D.
【解析】 将两小球视为整体受力分析,并合成矢量三角形:
可知当F与绳子拉力垂直时,有最小值
,A正确,BCD错误。故选A。
【答案】 A
5.(2020-2021学年天津市南开区南开中学高一(上)期中)(多选)如图所示,绳与杆均不计重力,A端用绞链固定,滑轮O在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可忽略),B端吊一重物P,现施加拉力FT将B缓慢上拉(均未断),在杆达到竖直前( )
A.绳子拉力越来越大
B.绳子拉力越来越小
C.杆的弹力越来越小
D.杆的弹力不变
【解析】 如下图所示,对B点进行受力分析:
根据几何三角形和力学三角形的相似,得:
施加拉力FT将B缓慢上拉的过程中,h不变,L不变,s变短
故可知,杆的弹力FN不变,绳子拉力FT逐渐越来越小。
AC选项与上述分析不符,故选BD。
【答案】 BD
6.(2020-2021学年重庆市南开中学高一(上)期中)(多选)如图所示,两物体A、B在固定于水平地面上的轻弹簧的作用下处于静止状态,关于两物体A和B的受力情况。下列说法正确的是( )
A.A一定受到三个力
B.B一定受到三个力
C.A与B之间一定没有摩擦力
D.A与B之间一定有摩擦力
【解析】 BCD.对B进行受力分析如图所示
由于A对B的弹力是倾斜的,若想处于平衡状态,B一定受到平行与接触面的摩擦力作用,因此B一定受三个力才会处于平衡状态,BD正确,C错误;
A.对A受力分析可知,A受本身重力,B对A的压力,B对A的摩擦力,和弹簧对A的弹力,因此A一定受到四个力作用,A错误。故选BD。
【答案】 BD
7.(2020-2021学年甘肃省兰州市第一中学高一(上)期中)(多选)如图所示,足够长的光滑平板AP与BP用铰链连接,平板AP与水平面成53°角固定不