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高效作业7 牛顿第三定律与共点力的平衡
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微考点一 牛顿第三定律与平衡力
1.科技的发展正在不断地改变着我们的生活。图甲是一款手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上;图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图,若手机的重力为G,表面与水平面的夹角为θ,则下列说法正确的是
A.手机受到3个力作用
B.手机受到的支持力大小为G cos θ
A新教材 夯基固本
C.纳米材料对手机的作用力大小为G sin θ
D.纳米材料对手机的作用力方向竖直向上
【解析】 手机支架采用了纳米微吸材料,支架斜面对手机有吸引力,由平衡条件得FN=G cos θ+F吸,所以手机受到的支持力大小不可能为G cos θ,选项B错误;手机处于静止状态,受力平衡,手机受到竖直向下的重力和纳米材料的作用力(支持力、吸引力和摩擦力的合力),故纳米材料对手机的作用力方向竖直向上,大小等于G,选项A、C错误,D正确。
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2.某小城街道两旁的仿古路灯如图所示,灯笼悬挂在灯柱上,风沿水平方向由右向左吹,且风力越来越大,下列说法正确的是
A.灯柱对灯笼的作用力大于灯笼对灯柱的作用力
B.灯柱对灯笼的作用力方向始终保持竖直向上
C.灯柱对灯笼的作用力逐渐减小
D.灯柱对灯笼的作用力逐渐增大
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3.2023·遂昌中学联考超市里的购物车在自动扶梯上会被“锁死”,秘密在于每个轮两侧的塑胶垫,如图所示,塑胶垫的位置比轮子的凸缘高,当购物车推进自动扶梯时,轮子的凸缘会落进扶梯的凹槽(忽略此处摩擦),后轮的塑胶垫就压在自动扶梯的齿面上以获得静摩擦力。当购物车(人车分离)随倾斜自动扶梯一起匀速运动时
A.塑胶垫受到扶梯的弹力之和等于购物车的重力
B.塑胶垫受到扶梯的摩擦力之和等于购物车的重力
C.自动扶梯对购物车的作用力大小等于购物车的重力大小
√
D.塑胶垫对扶梯的摩擦力可能大于扶梯对塑胶垫的摩擦力
【解析】 购物车(人车分离)随倾斜自动扶梯一起匀速运动时,合力为零,即橡胶垫受到的弹力与橡胶垫受到的摩擦力的合力与购物车的重力等大反向,即自动扶梯对购物车的作用力大小等于购物车的重力大小;沿扶梯方向合力为零,则橡胶垫受到的摩擦力之和等于购物车的重力沿斜面的分力大小,故C正确,A、B错误;塑胶垫对扶梯的摩擦力与扶梯对塑胶垫的摩擦力为一对相互作用力,大小相等,方向相反,故D错误。
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微考点二 受力分析、整体法和隔离法的应用
4.如图所示,一倾斜轻杆的上端固定于天花板上的O点,另一端固定一定质量的小球A,小球A通过细线与另一小球B相连,整个装置在竖直面内处于静止状态。现对小球B施加水平向右的外力F,使它缓慢移动到细线与杆在一条直线上的位置。对此过程,下列说法正确的是
A.细线张力逐渐变小
B.水平外力F逐渐减小
C.轻杆的弹力逐渐增大
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D.细线与轻杆共线时,杆对球A的弹力一定沿杆向上
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5.(多选)如图所示,粗细均匀的直杆水平固定,一个滑环套在杆上,小球与滑环用细线连接,力F作用在小球上,滑环和小球均处于静止状态,开始时,F与细线的夹角大于90°,保持F方向不变,改变F的大小,使小球位置缓慢升高一些,环始终保持静止,滑环和小球均视为质点,则此过程中,下列判断正确的是
A.力F变大 B.绳的拉力变大
C.杆对环的支持力变大 D.杆对环的摩擦力变大
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【解析】 在小球位置变化过程中,对小球受力分析,由平衡的受力图示可知,绳的拉力FT、力F的变化如图所示,即F、FT均变大,选项A、B正确;对整体受力分析,设F与水平方向夹角为θ,F cos θ=Ff,F sin θ+FN=(M+m)g,杆对环的支持力变小,杆对环的摩擦力变大,选项C错误,D正确。
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微考点三 物体的平衡问题
6.2023·东阳中学模拟如图所示,五个共点力的合力为0,现在保持其他力不变,进行如下操作,其中正确的是
A.如果撤去F1,物体所受的合力大小为2F1,方向
与F1方向相反
B.如果将F5逆时针旋转90°,合力大小将变为2F5
C.如果将F2减半,合力大小为
D.如果将F5逆时针旋转180°,合力大小将变为3F5
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7.如图所示,一台空调外机用两个三角形支架固定在外墙上,空调外机的重心恰好在支架横梁和斜梁的连接点O的