第2章 第3讲 受力分析 共点力平衡（word练习）-【金版新学案】2024高考物理大一轮复习讲义·高三总复习（新教材新高考版）

课时精练(八)　受力分析　共点力平衡 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) [基础巩固练] 1.如图所示，重力为G的运动员两手臂对称悬挂在单杠上并保持静止状态，两手臂间夹角为θ，则下列说法正确的是(　　) A．当θ＝60° 时，单条手臂与单杠之间的弹力大小为G B．单杠对每条手臂的作用力大小始终等于 C．当θ不同时，运动员受到的合力不同 D．手臂对单杠的弹力大小与θ无关 D　[运动员静止，所受合力为零，与θ无关，故C错误；对运动员，单杠对单条手臂的弹力为，与θ无关，故D正确，A错误；单杠对每条手臂的作用力是弹力与摩擦力的合力，应大于，故B错误。] 2.一圆筒内壁粗糙，底端放一个质量为m的物体(可视为质点)，该物体与圆筒内壁间的动摩擦因数为μ，圆筒由静止沿逆时针方向缓慢转动直到物体恰好滑动，此时物体、圆心的连线与竖直方向的夹角为θ，如图所示，以下说法正确的是(　　) A．在缓慢转动过程中物体受到的支持力逐渐增大 B．在缓慢转动过程中物体受到的静摩擦力逐渐减小 C．物体恰好滑动时夹角θ与μ的关系为μ＝tan θ D．缓慢转动过程中，圆筒对物体的作用力逐渐增大 C　[对物体受力分析如图所示，正交分解，根据平衡条件列出方程FN＝mg cos θ，Ff＝mg sin θ，随着θ的增大，FN减小，Ff增大，选项AB错误；当物块恰好滑动时Ff＝μFN，解得μ＝tan θ，选项C正确；缓慢转动过程中，圆筒对物体的作用力与重力等大反向，始终不变，D错误。故选C。] 3.(多选)如图所示，质量为M的楔形物体ABC放置在墙角的水平地板上，BC面与水平地板间的动摩擦因数为μ，楔形物体与地板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在楔形物体AC面与竖直墙壁之间，放置一个质量为m的光滑球体，同时给楔形物体一个向右的水平力，楔形物体与球始终处于静止状态。已知AC面倾角θ＝53°，重力加速度为g，sin 53°＝，则(　　) A．楔形物体对地板的压力大小为Mg B．当F＝mg时，楔形物体与地板间无摩擦力 C．向右的水平力F的最小值一定是零 D．向右的水平力F的最大值为mg＋μ(m＋M)g BD　[将M、m视为一个整体可知，楔形物体对地板的压力大小为(M＋m)g，故A错误；球体对AC面的弹力大小为FNAC＝＝mg，当F＝FNACsin θ＝mg时，楔形物体水平方向上受到的合力为零，没有运动趋势，摩擦力为零，故B正确；斜面体受到的最大静摩擦力Ffm＝μ(m＋M)g，当水平向右的外力最小(设为Fn)时，斜面体可能有向左运动的趋势，当μ(m＋M)g≥mg时Fn＝0，当μ(m＋M)g<mg时Fn＝mg－μ(m＋M)g，故C错误；当水平向右的外力最大(设为Fm)时，斜面体有向右运动的趋势，由平衡条件有Fm－FNACsin θ－Ffm＝0，解得Fm＝mg＋μ(m＋M)g，故D正确。故选BD。] 4.如图所示，半径为R的光滑圆环竖直固定，轻弹簧一端固定在圆环的最高点A，另一端与套在圆环上的小球相连。小球的质量为m，静止在B点时弹簧与竖直方向的夹角θ＝30°，重力加速度为g。若换用原长相同、劲度系数更大的某轻质弹簧，小球能静止于圆环上的C点(图中未画出，但不在圆环最低点)。下列说法正确的是(　　) A．小球静止在B点时，弹簧的弹力大小为2mg B．小球静止在B点时，圆环对小球的作用力背离圆环的圆心 C．换用弹簧后，弹簧的弹力将变大 D．换用弹簧后，圆环对小球的作用力将变大 B　[以小球为研究对象，由于重力作用，弹簧一定被拉伸，弹簧弹力F沿弹簧斜向上，由平衡条件可知，弹簧弹力F与圆环对球的弹力FN的合力跟重力等大反向，画出受力分析如图所示，所以圆环对球的弹力方向一定背离圆心，故B正确；由图可知△AOB与△BDE相似，有＝＝，弹簧的弹力大小F＝mg，由几何关系得AB＝2R cos 30°＝R，解得F＝mg，故A错误；换用劲度系数更大的某轻质弹簧，小球沿圆环上移，最终受力平衡后，上述三角形相似仍成立，根据＝＝得，当B点上移时，由于重力mg与半径R不变，AB长度减小，故弹簧弹力F减小，FN大小不变，故CD错误。故选B。] [能力提升练] 5.如图所示，四分之一圆柱体放在水平地面上，右侧与一块固定的竖直挡板Q接触。球心O的正上方有一个大小可忽略的定滑轮A，一根轻绳跨过定滑轮，一端和置于圆柱体上的小球m连接，另一端系在固定竖直杆上的B点。现将一重物M用轻质挂钩挂在AB间的轻绳上，整个装置处于静止状态。不计一切摩擦，则(　　) A．若绳子B端固定，将M竖直向下缓慢移动一小段距离，绳子的拉力变大 B．若绳子B端固定，将M竖直向下缓慢移动一小段距离，P对Q的压力不变 C．将轻绳B端沿杆向上缓慢移动一小段距离，绳子的拉力变大 D．将轻绳B端沿杆向上缓慢移动一小段距离，P对地面的压力不变