内容正文:
专题06——共点力的平衡与受力分析
【必备考点与技巧】
一、共点力的动态平衡核心分析方法:
(1) 图解法(矢量三角形法)最常用直观:
适用: 三力平衡问题,且一个力大小方向恒定(通常是重力),另一个力方向确定可变,第三个力大小方向均待定。
步骤:
画出初始状态下的力矢量三角形(封闭)。
根据约束条件变化,按比例动态调整方向变化的力的矢量方向。
保持大小恒定的力矢量长度不变,方向不变的力矢量方向线不变。
观察第三个力矢量的末端如何沿其方向线滑动,构成新的闭合三角形。
比较三角形边长变化,判断待求力的大小变化;观察角度变化,判断方向变化。
优点: 直观、快捷,尤其适合定性判断力如何变化。
(2) 解析法(正交分解 + 函数关系):
适用: 受力较多(>3)或需要定量计算。
步骤:
正交分解,列平衡方程:ΣFx=0, ΣFy=0。
将变化的参数(如角度θ)引入方程。
解出待求力关于变化参数的函数表达式(如 F = f(θ))。
分析函数随参数变化的单调性,判断力如何变化。
优点: 精确,可定量。
(3)相似三角形法 - 特殊但高效:
适用: 力的矢量三角形与物体所处的空间几何三角形相似。
步骤:
证明力的三角形与某个几何三角形相似。
利用对应边成比例:F1/ L1= F2/ L2= G / L₃(G为重力)。
分析几何边长 L 的变化,直接推断对应力 F 的变化。
优点: 极其简便,一步到位。
【期中好题汇编】
一、单选题
1.(24-25高一下·云南·期中)如图所示,木板放置在粗糙的水平地面上,为光滑铰链。轻杆一端与铰链固定连接,另一端固定连接一质量为的小球A。现将轻绳一端拴在小球A上,另一端通过光滑的定滑轮由力牵引,定滑轮位于的正上方,整个系统处于静止状态。现改变力的大小,使小球和轻杆从图示位置缓慢运动到的正下方,木板始终保持静止,则在整个过程中( )
A.轻杆对小球的作用力大小不变
B.力逐渐增大
C.地面对木板的支持力逐渐减小
D.地面对木板的摩擦力逐渐增大
【答案】A
【知识点】用相似三角形解决平衡问题
【详解】AB.令杆长为L,杆中弹力为N,长为x,长为h,对小球进行受力分析,根据相似三角形则有
解得,
当小球A和轻杆从图示位置缓慢运动到正下方时,x减小,可知外力F大小减小,轻杆对小球的作用力大小不变,故A正确,B错误;
CD.令轻杆与水平方向夹角为,对木板B分析则有,
根据上述,轻杆弹力大小N不变,增大,增大,减小,则增大,减小,即地面对木板的支持力逐渐变大,地面对木板的摩擦力逐渐减小,故CD错误。
故选A。
2.(24-25高一上·云南昆明·期中)如图所示,某创新实验小组制作了一个半径为的圆环,将3个相同的轻弹簧一端等间距地连接在圆环上的A、B、C三点,另外一端连接于同一点,结点恰好在圆心处。将圆环水平放置,在结点处悬挂一苹果,缓慢释放直至平衡时测得结点下降了。已知轻弹簧的自然长度为,苹果的重力为,则弹簧的劲度系数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】胡克定律、正交分解法解共点力平衡问题
【详解】如图所示
由几何关系可知平衡时每根弹簧的长度均为
每根弹簧的伸长量均为
根据竖直方向受力平衡可得
由几何关系可得
联立解得劲度系数为
故选B。
3.(24-25高一上·云南文山·期中)如图a所示,轻绳AD跨过固定在水平杆BC右端的光滑定滑轮(重力不计)栓接一质量为M的物体,;如图b所示,轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端通过细绳EG拉住,,另一轻绳GF悬挂在轻杆的G端,也拉住一质量为M的物体,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.图a中BC杆对滑轮的作用力大小为Mg
B.图b中HG杆弹力大小为Mg
C.轻绳AC段张力TAC与轻绳EG段张力TEG大小之比为:2
D.轻绳AC段张力TAC与轻绳EG段张力TEG大小之比为2:1
【答案】A
【知识点】直接合成法解决三力平衡问题
【详解】A.图a中绳对滑轮的作用力如下图所示
其中
根据几何关系,有
由受力平衡可知,杆对滑轮的作用力大小为,故A正确;
B.图b中G点的受力情况如下图所示
根据几何关系,有
故B错误;
CD.由B的分析可知
故
故C、D错误;
故选A。
4.(23-24高一上·云南昆明·期中)如图所示,一轻质细绳上端固定,下端连接一重为G的小球,给小球施加力F,小球静止时细绳与竖直方向的夹角为,对此情景分析正确的是( )
A.F的方向不能竖直向上 B.F的方向可以沿绳向下
C.F最小值 D.F最小值为
【答案】D
【知识点】动态平衡问题
【详解】A.F的方向可以竖直向上,此时绳子拉力为零,故A错误;
B.F的方向不可以沿绳向下,因为在重力方向上没有其他力和重力平衡,故B错误;
CD.从力的合成来看,F和绳子拉力的合力等于物体重力,当F与绳子垂直时F最小,最小值为
故C错误,D正确。
故选D。
5.(23-24高一上·云南曲靖·期中)如图,一质量的物块在拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。已知F大小为20N,方向与水平面成30°角,则物块与桌面间的动摩擦因数为( )(取)
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】滑动摩擦力的大小与方向、正交分解法解共点力平衡问题
【详解】对物块由平衡条件可知
联立解得
故选D。
6.(23-24高一上·云南曲靖·期中)如图,倾角为、质量为M的斜面体静止在水平桌面上,质量为m的木块在水平拉力F的作用下静止在斜面体上,下列结论正确的是( )
A.木块一定受到4个力的作用
B.斜面体可能受到4个力的作用
C.木块对斜面体的压力产生的原因是斜面体发生了形变
D.斜面体对地面的摩擦力大小等于F,方向水平向左
【答案】B
【知识点】分析物体受力个数、整体法与隔离法解决共点力平衡问题、弹力定义及产生条件
【详解】A.对木块受力分析,根据受力平衡可知,木块受到重力、水平拉力、垂直于斜面向上的支持力,当水平拉力沿斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力时,木块不受摩擦力作用,所以木块可能受到3个力的作用,故A错误;
B.对斜面体受力分析,根据受力平衡可知,如果木块与斜面之间没有摩擦力作用,则斜面体受到重力,木块垂直于斜面向下的压力,地面的支持力和地面的摩擦力,所以斜面体可能受到4个力的作用,故B正确;
C.木块对斜面体的压力产生的原因是木块发生了形变,故C错误;
D.以斜面体和木块为整体,根据受力平衡可知,地面对斜面体的摩擦力大小等于F,方向水平向左,则斜面体对地面的摩擦力大小等于F,方向水平向右,故D错误。
故选B。
7.(23-24高一上·云南昆明·期中)如图所示,甲、乙两位同学用同样大小的力提着一个水桶,要求保持水桶在空中始终处于平衡状态,则下列说法正确的是( )
A.大小都等于水桶重力的一半
B.与竖直方向的夹角一定相等
C.减小与的夹角,的合力变小
D.增大与的大小,的合力变大
【答案】B
【知识点】直接合成法解决三力平衡问题
【详解】AB.设与竖直方向的夹角为、,水桶重力为,根据平衡条件可知
且
可得
故A错误,B正确;
CD.要求保持水桶在空中始终处于平衡状态,两拉力的合力确定,大小等于水桶重力,根据力的合成可知,减小与的夹角时,与的大小减小;增大与的大小时,与的夹角增大,故CD错误。
故选B。
8.(24-25高一上·云南昆明·期中)如图所示,六个完全相同的正方体物块静止在粗糙水平面上,物块的质量均为5kg。现将水平向右、大小为60N的推力F作用在物块1的左侧,六个物块恰好不会向右运动,重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是( )
A.物块与水平面间的动摩擦因数为0.5
B.物块1所受摩擦力大于物块6所受摩擦力
C.物块2对物块3的作用力与物块4对物块3的作用力是一对平衡力
D.若减小推力至50N,此时物块5和物块6之间的作用力为0
【答案】D
【知识点】整体法与隔离法解决共点力平衡问题
【详解】A.对六个物块的整体分析可知
解得物块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,故A错误;
B.六个物块受地面的静摩擦力都达到了最大静摩擦力,可知每个物块受摩擦力相等,即物块1所受摩擦力等于物块6所受摩擦力,故B错误;
C.对物块3分析可知
可知物块2对物块3的作用力与物块4对物块3的作用力不是一对平衡力,故C错误;
D.若减小推力至50N,此时前5个物块与地面之间的摩擦力达到最大静摩擦力,此时物块6不受静摩擦力作用,则对第6个物块分析可知,物块5和物块6之间的作用力为0,故D正确。
故选D。
9.(24-25高一上·云南昆明·期中)如图甲所示,横梁BC水平固定在竖直墙上,轻绳AD跨过固定在横梁右端的轻质定滑轮挂住一个质量为m1的物体,。如图乙所示,轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过轻绳EG拉住,,在G点用轻绳GF拉住一个质量为m2的物体,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.图甲中横梁对滑轮的作用力大小为
B.图乙中轻杆受到轻绳的作用力大小为
C.轻绳AC段的拉力与轻绳EG的拉力之比为
D.增大轻绳AC与水平方向的夹角,横梁对滑轮的作用力增大
【答案】C
【知识点】直接合成法解决三力平衡问题、动态平衡问题
【详解】A.图甲中轻绳跨过滑轮,与滑轮接触的点是“动点”,也称为“活结”,轻绳上拉力大小处处相等,两段轻绳的拉力大小都是m1g,互成120°角,因此合力的大小是m1g,故横梁对滑轮的作用力大小也是m1g(方向与竖直方向成60°角斜向右上方),故A错误;
B.图乙中轻绳与轻杆的端点G连在一起,轻杆与轻绳接触的点是“静点”,也称为“死结”,两段轻绳上的拉力不一定相等,而轻杆的一端用铰链固定在墙上,故轻杆对G点的弹力方向沿杆,对G点进行受力分析如图所示。
由力的平衡条件可得
由牛顿第三定律可得轻杆受到轻绳的作用力为
故B错误;
C.图乙中
解得
可得
故C正确;
D.等大分力的夹角增大时,合力减小,故增大轻绳AC与水平方向的夹角,横梁对滑轮的作用力减小,故D错误。
故选C。
10.(23-24高一上·云南昆明·期中)如图,三个相同的物块叠放在水平地面上,各接触面水平且各接触面间均不光滑。现用一水平向右的力F作用在物块A上,三物块仍然保持静止,则下列说法正确的是( )
A.B对C的摩擦力方向向右
B.A对B的摩擦力方向向右
C.B所受重力与A对B的弹力是一对平衡力
D.地面对A的摩擦力与A对地面的摩擦力是一对相互作用力
【答案】D
【知识点】利用平衡推论求力大小或方向、牛顿第三定律
【详解】AB.由于三物块仍然保持静止,则根据平衡条件,可知B、C间,A、B间没有摩擦力,故AB错误;
C.B受重力,C对B的压力和A对B的支持力,则B所受重力小于A对B的弹力,故C错误;
D.地面对A的摩擦力与A对地面的摩擦力是一对相互作用力,故D正确。
故选D。
11.(22-23高一下·云南红河·期中)如图所示,光滑斜面置于水平地面上,初始时一质量为m的小球在弹簧测力计的水平拉力F作用下静止在斜面上;现将弹簧测力计沿顺时针方向缓慢转动,直至其示数等于初始值,在此变化过程中,小球与斜面始终静止。已知斜面夹角,下列说法正确的是( )
A.小球始终受到4个力 B.弹簧测力计拉力F先增大后减小
C.地面对斜面的支持力先减小后增大 D.地面斜面的摩擦力一直减小
【答案】D
【知识点】动态平衡问题
【详解】AB.根据题意,作出小球受力的矢量三角形,如图所示,因斜面光滑,则小球受3个力作用
从图中可看出力F先减小再增大,斜面对球支持力一直减小,故AB错误;
CD.对整体分析,竖直方向上有
水平方向上有
现沿顺时针方向缓慢转动弹簧秤,则一直增大,一直减小,则一直减小,一直减小,故C错误,D正确。
故选D。
12.(22-23高一下·云南红河·期中)如图所示,半径为的半圆柱体静止在水平地面上,静止于上的光滑小圆柱体质量为,半径为,此时竖直挡板恰好与、相切,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.受到的的弹力为
B.受到的挡板的弹力为
C.若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且仍静止时,受到的弹力不变
D.若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且仍静止时,受到的弹力变小
【答案】B
【知识点】直接合成法解决三力平衡问题、动态平衡问题
【详解】AB.对圆柱体受力分析,受到重力、挡板的支持力和对的支持力,如图,由几何关系得:
所以,根据平衡条件得:
故选项A错误,选项B正确;
CD.根据
挡板水平向右缓慢移动一小段距离,θ变小,所以变大,故选项C、D错误。
故选B。
13.(22-23高一上·云南玉溪·期中)如图所示,一木板B放在水平地面上,木块A放在B的上面,A的右端通过轻质弹簧固定在竖直墙壁上,用力F向左拉B,使B以速度v向左匀速运动,这时轻质弹簧的拉力为T,则下列说法正确的是( )
A.木板B所受地面的滑动摩擦力的大小等于F
B.地面受到的滑动摩擦力的大小等于F
C.若木板以2v的速度运动,木块受到的摩擦力大小为2T
D.若用2F的力作用在木板B上,木块受到的摩擦力不变
【答案】D
【知识点】多个接触面叠加时的滑动摩擦力
【详解】AB.A受力平衡,故有
即A受B的摩擦力大小为T,根据牛顿第三定律B受A的摩擦力等于T;由于B向左做匀速直线运动,则
则木板B受到地面的滑动摩擦力的大小为
根据牛顿第三定律,地面受到的摩擦力大小等于,故AB错误;
C.滑动摩擦力大小与相对速度无关,故木板B以2v的速度匀速运动时,木块A受到的摩擦力的大小仍等于T,故C错误;
D.若用2F的力拉木板B,B开始加速,但是A与B间压力不变,摩擦因数不变,故摩擦力大小不变,木块A受摩擦力大小仍为T,故D正确;
故选D。
14.(22-23高一上·云南玉溪·期中)如图所示,Q、P两弹簧质量不计,劲度系数分别为、,它们一端固定在质量为m的物体上,另一端分别固定在地面和天花板上,当物体平衡时上面的弹簧处于原长,若把固定的物体换为质量为3m的物体(不更换弹簧,且弹簧均在弹性限度内),当物体再次平衡时,物体比第一次平衡时的位置下降了(重力加速度为g)( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】胡克定律
【详解】当物体的质量为m时,下方弹簧被压缩的长度为
当物体的质量变为3m时,设物体下降的高度为x,则上方弹簧伸长的长度为x,下方弹簧被压缩的长度为,两弹簧弹力之和等于,由胡克定律和平衡条件得
联立解得
故选B。
二、多选题
15.(24-25高一上·云南红河·期中)如图所示,当绳子的悬点A缓慢移到A'点的过程中,O点位置不变,则下列结论正确的是( )
A.AO绳的拉力一直变小
B.BO绳的拉力先减小后增大
C.BO绳的拉力一直增大
D.AO绳与BO绳的拉力的合力保持不变
【答案】CD
【知识点】动态平衡问题
【详解】设OA与竖直方向夹角为θ,则对O点分析可知
当绳子的悬点A缓慢移到A'点的过程中,θ变大,可知TOA变大,TOB变大;AO绳与BO绳的拉力的合力等于重力保持不变。
故选CD。
16.(23-24高一上·云南曲靖·期中)用如图所示的方法可以测定木块A与长木板B之间的滑动摩擦力的大小。把木块A放在长木板B上,长木板B(长度足够)在大小为F的水平拉力作用下在水平面上向左运动,稳定时,水平弹簧测力计的示数为,下列说法正确的是( )
A.木块A相对地面静止,所以受到的摩擦力为静摩擦力
B.长木板B向左加速运动时,A、B间的摩擦力变大
C.无论木板B的速度为多大,A、B间的摩擦力都等于
D.稳定时,木块A相对地面静止,所以A受到的合外力等于零
【答案】CD
【知识点】滑动摩擦力的大小与方向、利用平衡推论求力大小或方向
【详解】A.虽然木块A相对地面静止,但是AB间有相对滑动,此时木块A会受到B对其的滑动摩擦力,故A错误;
BC.AB间为滑动摩擦力,无论木板B的速度为多大,AB间弹力不变,故A、B间的摩擦力不变,根据平衡条件可知A、B间的摩擦力都等于,故B错误,C正确;
D.稳定时,木块A相对地面静止,处于平衡状态,所以A受到的合外力等于零,故D正确。
故选CD。
17.(23-24高一上·云南昆明·期中)如图所示,半径为的半圆形光滑轨道固定在竖直平面内,为圆心,为轨道最高点.中间有孔、质量为的小球穿过圆弧轨道,轻弹簧一端固定在点,另一端与小球相连,小球在点保持静止,与夹角为.已知重力加速度为,弹簧的劲度系数为,则( )
A.小球可能只受到两个力的作用
B.小球一定发生了形变
C.轨道对小球的弹力大小为
D.轻弹簧的原长为
【答案】BD
【知识点】胡克定律、直接合成法解决三力平衡问题
【详解】A.小球一定受重力、弹簧的拉力和圆环的支持力作用,选项A错误;
B.小球对圆环有压力作用,可知小球一定发生了形变,选项B正确;
C.由图可知FT和FN与竖直方向的夹角均为60°,可知FT=FN,则
则轨道对小球的弹力大小为
选项C错误;
D.根据
可得轻弹簧的原长为
选项D正确。
故选BD。
18.(23-24高一上·云南·期中)2023年8月,美国商务部长雷蒙多在临访华前放话挑衅中国,称如果华为继续在高科技领域投入研发,将会受到美国更严厉的打压。8月29日,美国商务部长正式访华期间,华为Mate 60系列手机突然发售,免费让雷蒙多为华为“代言”。小美同学很幸运的抢购了一台Mate60 Pro,收到手机后,小美为了测试其华为Mate 60 Pro屏幕的超强抗摔能力,用手机屏幕砸核桃。据相关数据显示Mate 60 Pro屏幕每平方毫米能承受的压力超过100N,砸核桃时屏幕接触面积超过一平方毫米,核桃的局部最多承受超过10N的力就会破碎。经测定,小美某次砸核桃时核桃承受的压力为30N,关于这次用手机屏幕砸核桃,以下说法正确的是( )
A.核桃破碎了,Mate60 Pro手机屏幕没有破损
B.核桃没有破碎,Mate 60Pro手机屏幕破损
C.根据牛顿第三定律可知Mate60 Pro手机屏幕承受的弹力大小为10N
D.根据牛顿第三定律可知Mate 60 Pro手机屏幕承受的弹力大小为30N
【答案】AD
【知识点】牛顿第三定律
【详解】AB.由于核桃的局部最多承受超过10N的力就会破碎,而小美砸核桃时核桃承受的压力为30N,可知核桃破碎了,又由于砸核桃时屏幕接触面积超过一平方毫米,而屏幕每平方毫米能承受的压力超过100N,可知Mate 60 Pro手机屏幕没有破损,故A正确,B错误;
CD.根据牛顿第三定律可知,核桃对屏幕的作用力与屏幕对核桃的作用力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,可知Mate 60 Pro手机屏幕承受的弹力大小为30N,故C错误,D正确。
故选AD。
19.(23-24高一上·云南大理·期中)一个物体受两个共点力作用,其大小分别为2N和8N,则这个物体所受这两个力的合力大小可能为( )
A.4N B.5N C.6N D.8N
【答案】CD
【知识点】合力的取值范围
【详解】当两个共点力同向时,合力最大为10N,当两个共点力反向时,合力最小为6N,所以物体所受这两个力的合力大于等于6N,小于等于10N。
故选CD。
20.(22-23高一上·云南玉溪·期中)如图所示,用一水平外力将木块压在竖直墙上,当水平外力在一定范围内变化时,木块始终保持静止不动。则木块( )
A.力F变化时,木块对墙的压力随之变化
B.力F变化时,木块受到的静摩擦力随之变化
C.无论力F怎么变化,木块对墙的压力不变
D.无论力F怎么变化,木块受到的静摩擦力不变
【答案】AD
【知识点】利用平衡推论求力大小或方向
【详解】对木块受力分析,木块受竖直向下的重力,水平向左的外力F,墙对木块水平向右的弹力,竖直向上的静摩擦力,因木块始终保持静止不动,则外力F与墙对木块的弹力等大反向,重力与静摩擦力等大反向,故力F变化时,木块对墙的压力随之变化,始终大小相等,静摩擦力不变。
故选AD。
21.(23-24高一上·云南昆明·期中)如图,水平地面上有两个大小相同的物块A和C,长板B水平放置在A、C上。A与地面间光滑,A在水平向右的力F的作用下恰好处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A.A对B的静摩擦力方向水平向左
B.C对B的静摩擦力方向水平向左
C.C与地面间可能光滑
D.B对C的静摩擦力大小与F大小相同
【答案】BD
【知识点】判断是否存在静摩擦力及其方向
【详解】A.由A处于平衡状态,A与地面间光滑相互无水平方向作用力,则B对A的摩擦力水平向左,与F大小相等,所以A对B的摩擦力水平向右,故A错误;
B.A对B的摩擦力水平向右,由B处于平衡状态,则C对B的摩擦力向左,大小与F大小相等,故B正确;
CD.C对B的摩擦力向左,则B对C的摩擦力向右,大小与F相等,再由C处于平衡状态,故地面对C的摩擦力向左,大小与F相等,故C错误,D正确。
故选BD。
试卷第1页,共3页
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专题06——共点力的平衡与受力分析
【必备考点与技巧】
一、共点力的动态平衡核心分析方法:
(1) 图解法(矢量三角形法)最常用直观:
适用: 三力平衡问题,且一个力大小方向恒定(通常是重力),另一个力方向确定可变,第三个力大小方向均待定。
步骤:
画出初始状态下的力矢量三角形(封闭)。
根据约束条件变化,按比例动态调整方向变化的力的矢量方向。
保持大小恒定的力矢量长度不变,方向不变的力矢量方向线不变。
观察第三个力矢量的末端如何沿其方向线滑动,构成新的闭合三角形。
比较三角形边长变化,判断待求力的大小变化;观察角度变化,判断方向变化。
优点: 直观、快捷,尤其适合定性判断力如何变化。
(2) 解析法(正交分解 + 函数关系):
适用: 受力较多(>3)或需要定量计算。
步骤:
正交分解,列平衡方程:ΣFx=0, ΣFy=0。
将变化的参数(如角度θ)引入方程。
解出待求力关于变化参数的函数表达式(如 F = f(θ))。
分析函数随参数变化的单调性,判断力如何变化。
优点: 精确,可定量。
(3)相似三角形法 - 特殊但高效:
适用: 力的矢量三角形与物体所处的空间几何三角形相似。
步骤:
证明力的三角形与某个几何三角形相似。
利用对应边成比例:F1/ L1= F2/ L2= G / L₃(G为重力)。
分析几何边长 L 的变化,直接推断对应力 F 的变化。
优点: 极其简便,一步到位。
【期中好题汇编】
一、单选题
1.(24-25高一下·云南·期中)如图所示,木板放置在粗糙的水平地面上,为光滑铰链。轻杆一端与铰链固定连接,另一端固定连接一质量为的小球A。现将轻绳一端拴在小球A上,另一端通过光滑的定滑轮由力牵引,定滑轮位于的正上方,整个系统处于静止状态。现改变力的大小,使小球和轻杆从图示位置缓慢运动到的正下方,木板始终保持静止,则在整个过程中( )
A.轻杆对小球的作用力大小不变
B.力逐渐增大
C.地面对木板的支持力逐渐减小
D.地面对木板的摩擦力逐渐增大
2.(24-25高一上·云南昆明·期中)如图所示,某创新实验小组制作了一个半径为的圆环,将3个相同的轻弹簧一端等间距地连接在圆环上的A、B、C三点,另外一端连接于同一点,结点恰好在圆心处。将圆环水平放置,在结点处悬挂一苹果,缓慢释放直至平衡时测得结点下降了。已知轻弹簧的自然长度为,苹果的重力为,则弹簧的劲度系数为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一上·云南文山·期中)如图a所示,轻绳AD跨过固定在水平杆BC右端的光滑定滑轮(重力不计)栓接一质量为M的物体,;如图b所示,轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端通过细绳EG拉住,,另一轻绳GF悬挂在轻杆的G端,也拉住一质量为M的物体,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.图a中BC杆对滑轮的作用力大小为Mg
B.图b中HG杆弹力大小为Mg
C.轻绳AC段张力TAC与轻绳EG段张力TEG大小之比为:2
D.轻绳AC段张力TAC与轻绳EG段张力TEG大小之比为2:1
4.(23-24高一上·云南昆明·期中)如图所示,一轻质细绳上端固定,下端连接一重为G的小球,给小球施加力F,小球静止时细绳与竖直方向的夹角为,对此情景分析正确的是( )
A.F的方向不能竖直向上 B.F的方向可以沿绳向下
C.F最小值 D.F最小值为
5.(23-24高一上·云南曲靖·期中)如图,一质量的物块在拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。已知F大小为20N,方向与水平面成30°角,则物块与桌面间的动摩擦因数为( )(取)
A. B. C. D.
6.(23-24高一上·云南曲靖·期中)如图,倾角为、质量为M的斜面体静止在水平桌面上,质量为m的木块在水平拉力F的作用下静止在斜面体上,下列结论正确的是( )
A.木块一定受到4个力的作用
B.斜面体可能受到4个力的作用
C.木块对斜面体的压力产生的原因是斜面体发生了形变
D.斜面体对地面的摩擦力大小等于F,方向水平向左
7.(23-24高一上·云南昆明·期中)如图所示,甲、乙两位同学用同样大小的力提着一个水桶,要求保持水桶在空中始终处于平衡状态,则下列说法正确的是( )
A.大小都等于水桶重力的一半
B.与竖直方向的夹角一定相等
C.减小与的夹角,的合力变小
D.增大与的大小,的合力变大
8.(24-25高一上·云南昆明·期中)如图所示,六个完全相同的正方体物块静止在粗糙水平面上,物块的质量均为5kg。现将水平向右、大小为60N的推力F作用在物块1的左侧,六个物块恰好不会向右运动,重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是( )
A.物块与水平面间的动摩擦因数为0.5
B.物块1所受摩擦力大于物块6所受摩擦力
C.物块2对物块3的作用力与物块4对物块3的作用力是一对平衡力
D.若减小推力至50N,此时物块5和物块6之间的作用力为0
9.(24-25高一上·云南昆明·期中)如图甲所示,横梁BC水平固定在竖直墙上,轻绳AD跨过固定在横梁右端的轻质定滑轮挂住一个质量为m1的物体,。如图乙所示,轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过轻绳EG拉住,,在G点用轻绳GF拉住一个质量为m2的物体,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.图甲中横梁对滑轮的作用力大小为
B.图乙中轻杆受到轻绳的作用力大小为
C.轻绳AC段的拉力与轻绳EG的拉力之比为
D.增大轻绳AC与水平方向的夹角,横梁对滑轮的作用力增大
10.(23-24高一上·云南昆明·期中)如图,三个相同的物块叠放在水平地面上,各接触面水平且各接触面间均不光滑。现用一水平向右的力F作用在物块A上,三物块仍然保持静止,则下列说法正确的是( )
A.B对C的摩擦力方向向右
B.A对B的摩擦力方向向右
C.B所受重力与A对B的弹力是一对平衡力
D.地面对A的摩擦力与A对地面的摩擦力是一对相互作用力
11.(22-23高一下·云南红河·期中)如图所示,光滑斜面置于水平地面上,初始时一质量为m的小球在弹簧测力计的水平拉力F作用下静止在斜面上;现将弹簧测力计沿顺时针方向缓慢转动,直至其示数等于初始值,在此变化过程中,小球与斜面始终静止。已知斜面夹角,下列说法正确的是( )
A.小球始终受到4个力 B.弹簧测力计拉力F先增大后减小
C.地面对斜面的支持力先减小后增大 D.地面斜面的摩擦力一直减小
12.(22-23高一下·云南红河·期中)如图所示,半径为的半圆柱体静止在水平地面上,静止于上的光滑小圆柱体质量为,半径为,此时竖直挡板恰好与、相切,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.受到的的弹力为
B.受到的挡板的弹力为
C.若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且仍静止时,受到的弹力不变
D.若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且仍静止时,受到的弹力变小
13.(22-23高一上·云南玉溪·期中)如图所示,一木板B放在水平地面上,木块A放在B的上面,A的右端通过轻质弹簧固定在竖直墙壁上,用力F向左拉B,使B以速度v向左匀速运动,这时轻质弹簧的拉力为T,则下列说法正确的是( )
A.木板B所受地面的滑动摩擦力的大小等于F
B.地面受到的滑动摩擦力的大小等于F
C.若木板以2v的速度运动,木块受到的摩擦力大小为2T
D.若用2F的力作用在木板B上,木块受到的摩擦力不变
14.(22-23高一上·云南玉溪·期中)如图所示,Q、P两弹簧质量不计,劲度系数分别为、,它们一端固定在质量为m的物体上,另一端分别固定在地面和天花板上,当物体平衡时上面的弹簧处于原长,若把固定的物体换为质量为3m的物体(不更换弹簧,且弹簧均在弹性限度内),当物体再次平衡时,物体比第一次平衡时的位置下降了(重力加速度为g)( )
A. B.
C. D.
二、多选题
15.(24-25高一上·云南红河·期中)如图所示,当绳子的悬点A缓慢移到A'点的过程中,O点位置不变,则下列结论正确的是( )
A.AO绳的拉力一直变小
B.BO绳的拉力先减小后增大
C.BO绳的拉力一直增大
D.AO绳与BO绳的拉力的合力保持不变
16.(23-24高一上·云南曲靖·期中)用如图所示的方法可以测定木块A与长木板B之间的滑动摩擦力的大小。把木块A放在长木板B上,长木板B(长度足够)在大小为F的水平拉力作用下在水平面上向左运动,稳定时,水平弹簧测力计的示数为,下列说法正确的是( )
A.木块A相对地面静止,所以受到的摩擦力为静摩擦力
B.长木板B向左加速运动时,A、B间的摩擦力变大
C.无论木板B的速度为多大,A、B间的摩擦力都等于
D.稳定时,木块A相对地面静止,所以A受到的合外力等于零
17.(23-24高一上·云南昆明·期中)如图所示,半径为的半圆形光滑轨道固定在竖直平面内,为圆心,为轨道最高点.中间有孔、质量为的小球穿过圆弧轨道,轻弹簧一端固定在点,另一端与小球相连,小球在点保持静止,与夹角为.已知重力加速度为,弹簧的劲度系数为,则( )
A.小球可能只受到两个力的作用
B.小球一定发生了形变
C.轨道对小球的弹力大小为
D.轻弹簧的原长为
18.(23-24高一上·云南·期中)2023年8月,美国商务部长雷蒙多在临访华前放话挑衅中国,称如果华为继续在高科技领域投入研发,将会受到美国更严厉的打压。8月29日,美国商务部长正式访华期间,华为Mate 60系列手机突然发售,免费让雷蒙多为华为“代言”。小美同学很幸运的抢购了一台Mate60 Pro,收到手机后,小美为了测试其华为Mate 60 Pro屏幕的超强抗摔能力,用手机屏幕砸核桃。据相关数据显示Mate 60 Pro屏幕每平方毫米能承受的压力超过100N,砸核桃时屏幕接触面积超过一平方毫米,核桃的局部最多承受超过10N的力就会破碎。经测定,小美某次砸核桃时核桃承受的压力为30N,关于这次用手机屏幕砸核桃,以下说法正确的是( )
A.核桃破碎了,Mate60 Pro手机屏幕没有破损
B.核桃没有破碎,Mate 60Pro手机屏幕破损
C.根据牛顿第三定律可知Mate60 Pro手机屏幕承受的弹力大小为10N
D.根据牛顿第三定律可知Mate 60 Pro手机屏幕承受的弹力大小为30N
19.(23-24高一上·云南大理·期中)一个物体受两个共点力作用,其大小分别为2N和8N,则这个物体所受这两个力的合力大小可能为( )
A.4N B.5N C.6N D.8N
20.(22-23高一上·云南玉溪·期中)如图所示,用一水平外力将木块压在竖直墙上,当水平外力在一定范围内变化时,木块始终保持静止不动。则木块( )
A.力F变化时,木块对墙的压力随之变化
B.力F变化时,木块受到的静摩擦力随之变化
C.无论力F怎么变化,木块对墙的压力不变
D.无论力F怎么变化,木块受到的静摩擦力不变
21.(23-24高一上·云南昆明·期中)如图,水平地面上有两个大小相同的物块A和C,长板B水平放置在A、C上。A与地面间光滑,A在水平向右的力F的作用下恰好处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A.A对B的静摩擦力方向水平向左
B.C对B的静摩擦力方向水平向左
C.C与地面间可能光滑
D.B对C的静摩擦力大小与F大小相同
试卷第1页,共3页
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