专题二 第4练 静态平衡问题-2020高考物理【高考高手】必刷专题综合练

第4练　静态平衡问题◆建议用时:15分钟 1.(2020·全国3,17,6分,难度★★)如图所示,悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处;绳的一端固定在墙上,另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时,O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α=70°,则β等于 (　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.45° B.55° C.60° D.70° 答案B 解析本题以细绳为背景,意在考查共点力平衡。O点受力如图所示,甲、乙两物体的质量相等,绳子的拉力与物体的重力相等,所以F甲=F乙;O点受三个力处于平衡状态,拉力F与另两个力的合力等大反向,所以与墙相连一侧的细绳的延长线是力F甲和力F乙夹角的角平分线,根据几何关系知,θ=β,2θ+α=180°,解得β=55°,选项B正确。 2.(2020·山东,8,3分,难度★★)如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,质量分别为m和2m的物块A、B,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时,物块A、B刚好要滑动,则μ的值为 (　　) A. B. C. D. 答案C 解析物体A、B刚好要滑动,说明两者间为最大静摩擦力,FfAB=μmgcos 45°,B与木板也为最大静摩擦力,FfB木=3μmgcos 45°,对A有,绳子拉力FT=mgsin 45°+FfBA=mgsin 45°+μmgcos 45°,对B有,2mgsin 45°=FT+FfAB+Ff板B,又Ff板B=3μmgcos 45°,联立得μ=,选项A、B、D错误,选项C正确。 3.(2019·全国3,16,6分,难度★)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两光滑斜面之间,如图所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°。重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2,则 (　　) A.F1=mg,F2=mg B.F1=mg,F2=mg C.F1=mg,F2=mg D.F1=mg,F2=mg 答案D 解析圆筒做匀速直线运动,所受的合外力为零。对圆筒受力分析,圆筒受 两个斜面的支持力与地球的重力,有FN1sin 30°=FN2·sin 60°,FN1cos 30°+FN2cos 60°=mg,联立求得FN1=mg,FN2 =mg。根据牛顿第三定律得,F1=FN1=mg,F2=FN2=mg,故A、B、C错误,D正确。 4. (2019·江苏,2,3分,难度★)如图所示,一只气球在风中处于静止状态,风对气球的作用力水平向右。细绳与竖直方向的夹角为α,绳的拉力为T,则风对气球作用力的大小为 (　　) A. B. C.Tsin α D.Tcos α 答案C 解析对气球受力分析,由水平方向平衡条件可得:F风=Tsin α,故C正确。 5.(2017·全国2,16,6分,难度★)如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变,而方向与水平面成60°,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为 (　　) A.2- B. C. D. 答案C 解析假设物块质量为m,物块与桌面间的动摩擦因数为μ,当物块在水平力F作用下做匀速直线运动时满足F=μmg;当物块在与水平方向成60°角的力F作用下做匀速直线运动时满足Fcos 60°=μ(mg-Fsin 60°);联立方程解得,物块与桌面间的动摩擦因数μ=,故选项C正确。 6.(2016·全国3,17,6分,难度★★★)如图,两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时,a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为(　　) A. B.m C.m D.2m 答案C 解析由几何关系知,△Oab为等边三角形,故∠AaO=θ1=30°;设细线中的张力为FT,同一根绳子中的张力大小处处相等,故FT=mg,对a处受力分析知,θ1=θ2=30°,则θ3=30°,故α=60°,对结点C分析可知,2FTcos α=m物g,解得m物=m,选项C正确。 7.(2012·浙江,14,6分,难度★★)如图所示,与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m=1.0 kg的物体。细绳的一端与物体相连,另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连。物体静止在斜面上,弹簧测力计的示数为4.9 N。关于物体受力的判断(g取9.8 m/s2),下列说法正确的是 (　　) A.斜面对物体的摩擦力大小为零 B.斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N,方向沿斜面向