内容正文:
专题05 受力分析、共点力平衡
4大高频考点概览
考点01受力分析
考点02 直接合成法、正交分解解决平衡问题
考点03 整体法与隔离法的应用
考点04 动态平衡
地 城
考点01
受力分析
一、单选题
1.(24-25高一上·江西南昌·期中)如图所示,在水平力F作用下,A、B保持静止。若A与B的接触面是水平的,且F≠0,则B的受力个数可能为( )
A.2个或3个 B.3个或4个
C.4个或5个 D.5个或6个
2.(24-25高一上·河南·期中)将一长方形木块锯开为相同的A、B两部分后,按图示方式叠放并静止在粗糙水平地面上,A、B接触面与竖直方向的夹角为,A、B间的动摩擦因数为。若A、B的质量均为,重力加速度大小为,则下列说法正确的是( )
A.B物体一定受到5个力作用 B.B对A的作用力大小为mg
C.若地面光滑,B物体不会静止 D.B对A的摩擦力大小为
3.(24-25高一上·浙江杭州·期中)如图,物体A、B、C叠放在水平桌面上,水平向右的力F作用于C物体,使A、B、C以相同的速度向右匀速运动,则关于摩擦力的说法正确的是( )
A.B受到的摩擦力向右
B.C受到的摩擦力向右
C.A受到两个摩擦力作用
D.不知A与水平桌面之间是否光滑,无法判断A与水平桌面间是否存在摩擦力
4.(13-14高三上·江苏盐城·期中)如图所示,两个等大、反向的水平力F分别作用在物体A和B上,物体A、B均处于静止状态.若各接触面与水平地面平行,则物体A、B受力的个数分别为( )
A.3个,4个 B.4个,4个 C.4个,5个 D.4个,6个
5.(24-25高一上·重庆·期中)瑜伽作为一种古老的身心修炼方式,越来越受到现代人的喜爱。如图,某瑜伽馆的老师借助瑜伽球伸展并强化腿部、腹部、手臂力量。为了将瑜伽球举起来不掉下,他启动肩背腹部力量,用手将球夹住。对于瑜伽球而言,下列说法正确的是( )
A.瑜伽球受到6个力的作用
B.左手对瑜伽球的作用力和右手对瑜伽球的作用力是一对相互作用力
C.若减小手对瑜伽球的挤压,瑜伽球受到的摩擦力变小
D.瑜伽球产生形变,对与它接触的手会产生力的作用,这个力叫做弹力
6.(24-25高一上·陕西咸阳·期中)如图所示,甲、乙两人分别乘坐两种电动扶梯,此时两电梯均匀速向上运转,则( )
A.甲受到三个力的作用 B.甲对扶梯没有摩擦力
C.乙受到力的个数与甲相同 D.扶梯对乙的作用力方向沿斜面向上
7.(24-25高一上·河北石家庄·期中)“电动平衡车”是时下热门的一种代步工具。如图,人站在“电动平衡车”上在某水平地面上沿直线匀速前进,人受到的空气阻力与速度成正比,下列说法正确的是( )
A.人所受的合力不为零,方向向前
B.电动平衡车对人的作用力与速度大小无关
C.电动平衡车对人的作用力与速度成正比
D.电动平衡车对水平地面作用力斜向后下方
8.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·期中)如图所示,一个质量为m的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端系在滑块上,弹簧与竖直方向的夹角为30°,则( )
A.弹簧一定处于压缩状态
B.滑块一定受到三个力作用
C.斜面对滑块的支持力不能为零
D.斜面对滑块的摩擦力的大小可能为零
二、多选题
9.(23-24高一上·黑龙江哈尔滨·期中)如图所示,A、B两物体并排放在水平桌面上,C物体叠放在A、B上。D物体悬挂在竖直线下端,且与斜面接触,若接触面均光滑,下列说法中正确的是( )
A.C对地面的压力大小等于C的重力
B.B对A的弹力方向水平向左
C.D只受到两个力的作用
D.D对斜面没有压力作用
10.(24-25高一上·四川成都·期中)如图是筷子夹鹅卵石时的三个动作示意图,筷子均在同一竖直平面内:图甲中的筷子处于竖直方向,图乙中的筷子处于水平方向,图丙中的筷子处于倾斜方向,与水平面成一定夹角。三个图中的鹅卵石均处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A.图甲中的鹅卵石受到五个力的作用
B.图乙中下方筷子对鹅卵石的弹力大于鹅卵石对其的弹力
C.当缓慢增大图丙中筷子与水平方向的夹角,鹅卵石受到筷子对它的作用力不变
D.若图甲中筷子夹着鹅卵石一起向上匀速运动,鹅卵石受到摩擦力方向为竖直向下
11.(24-25高一上·海南海口·期中)如图所示,(各接触面均光滑)小球受力分析正确的是( )
A.B.C.D.
12.(24-25高一上·浙江丽水·期中)科技的发展正在不断地改变着我们的生活。如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。如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个力的作用
B.手机受到摩擦力大于Gsinθ
C.手机受到的支持力大于Gcosθ
D.纳米材料对手机的作用力竖直向上
13.(24-25高一上·广东肇庆·期中)用两根细线把A、B两小球悬挂在水平天花板上的同一点O,并用细线连接A、B两小球,然后用外力F作用在小球A上(图中未画出F),如图所示,此时三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好处于竖直方向,两小球均处于静止状态。不考虑小球的大小,则小球A、B分别受到力的个数可能是( )
A.A受2个力,B受2个力 B.A受2个力,B受3个力
C.A受3个力,B受2个力 D.A受3个力,B受3个力
地 城
考点02
直接合成法、正交分解解决平衡问题
一、单选题
1.(21-22高一上·浙江金华·期末)如图所示,两人用同样大小的力共提一桶水,已知水和桶的总质量为m,两拉力的夹角为,水桶始终保持静止状态,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.两拉力的合力大于
B.夹角变大时,拉力都变大
C.当时,
D.当时,
2.(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
3.(24-25高一上·广东东莞·期中)如图所示,水平地面上固定着一根竖直立柱,某人用绳子通过柱顶的光滑定滑轮将200N的货物拉住。已知人拉着绳子的一端,且该端绳与水平方向夹角为30°,则柱顶的定滑轮所受压力大小为( )
A.
B.400N C.200N D.
4.(24-25高一上·江苏·期中)如图所示的是用三根轻质细绳悬挂的一盆吊兰,三根轻质细绳的长度总是相同,下列说法正确的是( )
A.缩短绳长可以减小绳上的拉力 B.减小绳长,绳上的拉力不变
C.三根绳上的拉力总是相同 D.三根绳拉力的合力与绳长无关
5.(24-25高一上·浙江·期中)用一根不可伸长的轻质细绳将一幅画框对称悬挂在光滑的挂钩上,画框上两个挂钉间的距离为。下列说法正确的是( )
A.细绳拉力一定小于画框重力 B.细绳对画框的拉力是由于画框的形变而产生
C.仅增大两个挂钉间的距离,细绳拉力增大 D.仅减小细绳长度,细绳拉力减小
6.(24-25高一上·山东淄博·期中)如图所示,有四块相同的坚固石块垒成弧形的石拱,其中第3、4块固定在地面上,每块石块的两个面间所夹的圆心角为,假定石块间的摩擦力可以忽略不计,则第1、2块石块间的作用力和第1、3块石块间的作用力的大小之比为( )
A. B. C. D.
7.(22-23高一上·江苏徐州·期中)如图所示,一个质量为m的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端连接在滑块上,弹簧与竖直方向的夹角为30°,重力加速度为g,则( )
A.滑块受到四个力作用
B.弹簧一定处于压缩状态
C.斜面对滑块的支持力可能为零
D.斜面对滑块的摩擦力大小一定等于
8.(24-25高一上·重庆·期中)如图所示,一质量为m的光滑球静止在倾角为的斜面与竖直墙壁之间,重力加速度为g,光滑球受到竖直墙壁的弹力和斜面的支持力,则( )
A., B.,
C., D.,
9.(24-25高一上·山东潍坊·期中)如图所示,墙角处用轻杆连接相同材质a、b两球,质量为m的a球靠在光滑墙壁上,质量为2m的b球置于粗糙水平地面上,与地面的动摩擦因数为μ,杆与竖直方向的夹角θ=37°,此时系统恰好保持静止状态。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A.动摩擦因数
B.杆对a球支持力大小为
C.若仅增加杆与竖直方向的夹角,则系统仍可保持静止
D.若交换a、b的位置但杆与竖直方向的夹角不变,则系统不能保持静止
二、解答题
10.(24-25高一上·广东深圳·期中)如图所示,两个年龄相近的小孩提起一装满水的水桶并保持静止,已知两个小孩的手臂对水桶的拉力大小相等,且方向均与竖直方向成30°角。已知水和水桶总质量为m=10kg,右边小孩的质量为M=30kg,(g =10m/s²,, ,结果可保留根号)求:
(1)水桶对右边小孩手臂拉力的大小;
(2)右边小孩对地面摩擦力。
11.(24-25高一上·安徽期中)如图所示,放在粗糙水平面上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态,绳OA水平,劲度系数的轻弹簧中轴线与水平方向的夹角。已知物块A的质量,物块B的质量,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取,,,求:
(1)轻弹簧的伸长量;
(2)物块A受到的摩擦力;
(3)若此时物块A恰好保持静止,则物块A与水平面间的动摩擦因数。
12.(23-24高一上·河北唐山·期中)如图,一个质量为500kg的箱子,在斜面上静止释放,恰好能沿斜面匀速下滑,若在箱子上施加一个平行于斜面向上的推力F,箱子则沿着斜面匀速上滑。(已知斜面在整个过程中始终静止,倾角为37°,重力加速度大小取,,)根据上述条件求:
(1)箱子与斜面间的动摩擦因数为多少?
(2)平行于斜面的推力F是多少?
地 城
考点03
整体法与隔离法的应用
一、单选题
1.(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
2.(24-25高一上·广东东莞·期中)如图所示,粗糙水平面上有一长木板,一个人站在木板上用力F水平向右推箱子,木板、人、箱子三者的质量均为m,且均处于静止状态。下列说法错误的是( )
A.人受到的摩擦力方向向右
B.箱子对木板的摩擦力方向向右
C.当人用斜向下的力推箱子时,木板对地面的压力仍等于3mg
D.若水平面光滑,人用同样大小的力F推箱子,能使长木板在水平面上滑动
3.(24-25高一上·广东·期中)如图所示,两本书叠放在水平桌面上,水平拉力F作用在上面那本上,使上下两本书一起共同向右做匀速直线运动,桌面保持静止不动,下面说法正确的是( )
A.上面那本书不受摩擦力作用
B.上面那本书受到向右的摩擦力作用
C.上面那本书受到下面书施加的静摩擦力
D.桌面受到下面那本书本的摩擦力小于F
4.(24-25高一上·湖北襄阳·期中)如图所示,水平桌面上平放一叠共计54张的扑克牌,每一张的质量均为m。用一手指以竖直向下的力压第1张牌,并以一定速度向右移动手指,确保手指与第1张牌之间有相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同,手指与第1张牌之间的动摩擦因数为,牌间的动摩擦因数均为,第54张牌与桌面间的动摩擦因数为,且有。则下列说法正确的是( )
A.第1张和第2张牌一定保持相对静止
B.第54张牌受到水平桌面的摩擦力向右
C.第2张牌到第53张牌之间不可能发生相对滑动
D.第2张牌到第53张牌之间摩擦力大小一定为
5.(24-25高一上·江苏扬州·期中)叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示,质量均为m,相互接触,球与地面间的动摩擦因数都为,已知重力加速度为g,则( )
A.上方球所受重力与支持力是一对作用力与反作用力
B.下方三个球与水平地面间均没有摩擦力
C.水平地面对下方三个球的摩擦力相同
D.水平地面对下方三个球的支持力均为
6.(24-25高一上·山东临沂·期中)如图所示,一幼儿园小朋友在水平桌面上将三个形状不规则的石块成功叠放在一起,受到老师的表扬。下列说法正确的是( )
A.石块b对a的支持力与a受到的重力是一对相互作用力
B.石块b对a的支持力一定等于a受到的重力
C.石决c受到水平桌面向左的摩擦力
D.石块c对b的作用力一定竖直向上
7.(24-25高一上·江苏镇江·期中)用三根细线、、将两个相同小球和连接,并如图悬挂。两小球处于静止状态,其中细线水平。将三根绳的张力大小分别记作、、,则它们的大小关系是( )
A. B.
C. D.
8.(24-25高一上·四川泸州·期中)某物理老师检查同学们物理教材上的笔记,由科代表收了11本物理教材整齐叠放在水平讲桌上,若每本教材视为一个质量为m的物体(且每本书接触面均平整、具有相同动摩擦因数)。某同学水平拖出置顶的第一本教材,则以下情况正确的是( )
A.从上往下数第二本书也会随着滑动
B.从上往下数第10本书对11本书的摩擦力为
C.从上往下数第3本书与2本书的最大静摩擦力为
D.不论置顶的第一本书怎样拉动,讲桌桌面摩擦力始终为
二、多选题
9.(24-25高一上·重庆·期中)如图所示,两个相同的长方体A和B叠放在水平桌面上,今用水平力F拉B时,两长方体均保持静止。下列结论正确的是( )
A.B给桌面施加了压力,那是因为B发生了形变
B.B和A之间的摩擦力为零
C.B对桌面的摩擦力方向水平向左
D.桌面对B的摩擦力大小为F
10.(24-25高一上·山东潍坊·期中)如图所示,两个完全相同的光滑小球a、b置于竖直放置的圆桶内,均处于静止状态。两球的球心分别为O1、O2,O1O2与水平方向的夹角为45°,两球质量均为m。下列说法正确的是( )
A.桶底对a球的支持力大小为2mg B.桶底对a球的支持力大小为
C.桶壁对b球的弹力大小为mg D.桶壁对b球的弹力大小为
11.(24-25高一上·重庆沙坪坝·期中)如图所示,质量和的A、B两物体用轻质弹簧相连放在一倾角为斜面上,弹簧的轴线平行于斜面,弹力大小为6N。物体C通过轻绳跨过定滑轮与物体B相连,连接B的轻绳与斜面保持平行,整个系统处于静止状态。已知物体A、B与斜面间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,细线与滑轮之间的摩擦不计,重力加速度,则( )
A.物体A受到的摩擦力大小为8N
B.弹簧一定处于伸长状态
C.当物体C的质量为2.5kg时,物体B受到的摩擦力大小为11N,方向沿斜面向上
D.若保持整个系统一直处于静止状态,物体C的质量范围是1.6kg到5.6kg之间
12.(24-25高一上·云南大理·期中)如图,人和木块的质量分别为、,人与木块、木块与水平地面间的动摩擦因数为0.2,现人用水平力拉绳,使他与木块一起向右做匀速运动,,则( )
A.人拉绳的力为200N B.人拉绳的力为100N
C.人脚对木块的摩擦力方向向左 D.人脚对木块的摩擦力方向向右
13.(24-25高一上·陕西西安·期中)粗糙水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块,其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连。木块间的动摩擦因数均为μ,木块与水平面间的动摩擦因数相同,可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块,使四个木块一起匀速前进,则需要满足的条件是 ( )
A.木块与水平面间的动摩擦因数最大为
B.木块与水平面间的动摩擦因数最大为
C.水平拉力F最大为2μmg
D.水平拉力F最大为6μmg
三、解答题
14.(24-25高一上·山东威海·期中)如图所示,质量为M的斜面体静置在水平地面上,其倾角为θ。一质量为m的木块在斜面上恰好可以匀速下滑。如果用沿斜面向上的力推木块,木块能够匀速上滑。在木块运动过程中,斜面体始终静止不动。重力加速度为g,求:
(1)木块与斜面的动摩擦因数;
(2)推力的大小;
(3)木块匀速上滑时,地面对斜面体的摩擦力和支持力分别是多大。
15.(24-25高一上·山东青岛·期中)如图所示,右侧桌面上叠放三个完全相同的物块1、2、3,质量均为M=1kg,左侧是固定在水平地面上的光滑圆弧面P。一根轻绳跨过圆弧面顶点上的定滑轮,绳的一端系有质量为m=4kg的小球,另一端水平连接物块3。小球与圆心连线跟水平方向的夹角θ=60°,物块2受到水平向右的拉力F=15N,整个系统处于静止状态。假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力,定滑轮与小球足够小,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)物块2受到的摩擦力;
(2)绳子上的拉力大小和小球对圆弧面的弹力;
(3)物块3与桌面间的动摩擦因数μ的最小值。
16.(24-25高一上·广东惠州·期末)2024年11月,在中国教育学会物理教学专业委员会举办的科学晚会中,图(a)所示的节目《拱形的奥秘》揭示了拱形结构在建筑中的广泛应用,图(b)是两位老师搭建的拱桥模型简化图,整个模型静止在水平桌面上。构件1与构件3相对正中央的构件2左右对称,假设构件2的左右两侧面与竖直方向夹角均为,构件1、2、3质量均为m,构件1、3与水平桌面间动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,其余摩擦力忽略不计,重力加速度大小为g,,,求:
(1)构件1对构件2的弹力大小;
(2)构件1对水平桌面的压力大小;
(3)构件1、3与桌面间动摩擦因数的最小值。
地 城
考点04
动态平衡
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·云南昭通·期中)快递驿站用如图甲所示的小推车搬运货物,小推车上的支架和底板垂直,将货物放到底板上后,用力缓慢下压把手至货物重心在车轮转轴的正上方,如图乙所示,若整个过程小推车在地面的位置不变,货物除了重力仅受到小车底板和支架给的弹力,则下列关于此过程的说法正确的是( )
A.小推车底板对货物的弹力逐渐减小
B.小推车支架对货物的弹力逐渐减小
C.小推车对货物的作用力逐渐减小
D.小推车对货物的作用力先减后增
3.(24-25高一上·湖南益阳·期末)将一个铅球放在倾角为的斜面上,并用竖直挡板挡住,铅球处于静止状态。不考虑铅球受到的摩擦力,在挡板由竖直状态顺时针缓慢旋转到水平状态的过程中,关于铅球对挡板的压力和对斜面的压力的变化的判断中,下列说法正确的是( )
A.不变,逐渐增大 B.不变,逐渐减小
C.先减小后增大,逐渐增大 D.先减小后增大,逐渐减小
4.(24-25高一上·云南昆明·期末)如图所示为一种车载磁吸手机支架,手机放上去会被牢牢吸住处于静止状态,磁吸力 F方向垂直于手机支架斜面。若手机质量为m,支架斜面与水平面的夹角为,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.倾角为时,支架对手机的作用力大小等于mg
B.倾角为时,手机受到的支持力大小等于
C.仅将磁吸力F增大,手机受到的摩擦力也增大
D.仅将从缓慢增大到,手机受到的摩擦力先减小后增大
5.(24-25高一上·浙江杭州·期中)自卸式运输车是车厢配有自动倾卸装置的汽车,又称为翻斗车、工程车,由汽车底盘、液压举升机构、取力装置和货厢组成。如图所示,在车厢由水平位置逐渐抬起的过程中,有关货物所受车厢的支持力和摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.摩擦力逐渐增大 B.摩擦力先增大后不变
C.摩擦力先增大后减小 D.支持力逐渐增大
6.(24-25高一上·河南·期中)如图所示,A、B两物体的质量分别为和,滑轮的质量和摩擦都忽略不计。整个系统处于静止状态时,两滑轮间的细线和水平天花板间的夹角为θ。已知,,取。则下列说法正确的是( )
A.细线和水平天花板间的夹角的正弦值为0.6
B.若把细线的右端由P点缓慢向右移动到Q点,细线中的拉力的大小将变大
C.若把细线的右端由P点缓慢向右移动到Q点,细线中的拉力的大小将变小
D.若把细线的右端由P点缓慢向右移动到Q点,B的位置将升高
7.(24-25高一上·江苏苏州·期中)如图所示,斜面上有一小球被轻绳拴住悬挂在天花板上,已知轻绳与竖直方向的夹角为,斜面倾角为,所有接触面均光滑。开始时在外力作用下,整个装置处于静止状态。现水平向左缓慢移动斜面,直至轻绳到达竖直位置。下列说法正确的是( )
A.开始时,轻绳对小球的拉力大于斜面对小球的支持力
B.斜面缓慢移动过程中,斜面对小球的支持力先增大后减小
C.斜面缓慢移动过程中,轻绳对小球的拉力一直增大
D.斜面缓慢移动过程中,斜面对水平面的压力一直增大
二、多选题
8.(24-25高一上·山东威海·期中)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。如果只改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是( )
A.将杆N向左移一些,绳子拉力变大
B.绳的右端下移到,绳子拉力不变
C.绳的两端高度差越大,绳子拉力越小
D.若换挂质量更大的衣服,衣架悬挂点不变
9.(24-25高一上·山东威海·期中)如图所示,将一个铅球放在斜面上,并用挡板挡住,挡板与斜面垂直,铅球处于静止状态。不考虑铅球受到的摩擦力,将挡板沿顺时针方向缓慢转至水平位置,在此过程中( )
A.铅球对挡板的压力逐渐增大 B.铅球对斜面的压力逐渐减小
C.铅球对挡板的压力先减小后增大 D.铅球对斜面的压力先增大后减小
10.(24-25高一上·青海·期中)小明的爷爷想修一个鱼池,他让隔壁开货车的王叔叔帮忙运来一车砂石。图为王叔叔的货车卸砂石的过程,整个过程货车均静止在水平地面上,车厢在液压机的作用下,使倾角缓慢增大,直到不能再增大为止,的最大值小于90°,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,,那么在卸货的全过程中,下列说法正确的是( )
A.与车厢接触的砂石受到的车厢的摩擦力一直在增大
B.与车厢接触的砂石对车厢的压力逐渐减小
C.与车厢接触的砂石所受的重力一直在增大
D.如果砂石和车厢之间的动摩擦因数为0.75,那么当时,砂石开始往下运动
11.(24-25高一上·广东佛山·期中)如图所示,轻绳的一端固定在天花板上,另一端连接一轻小光滑滑轮,轻绳与竖直方向的夹角为,另一轻绳绕过滑轮,一端连着一重物,某人拉着轻绳的另一端水平向右运动,将重物缓慢吊起,绕过滑轮的两段轻绳的夹角为。对重物被缓慢吊起的过程,下列说法正确的是( )
A.连接重物的轻绳上的拉力变小
B.夹角与夹角的比值不变
C.连接滑轮的轻绳上的弹力不变
D.人与地面之间的摩擦力逐渐增大
12.(24-25高一上·广东佛山·期中)如图所示,用两根相同的轻绳吊起一个重物,使重物保持静止状态。现缓慢减小两绳之间的夹角,该过程中,下列说法正确的是( )
A.绳的拉力减小
B.绳的拉力大小不变
C.两绳对重物的拉力的合力大小不变
D.两绳对重物的拉力的合力减小
试卷第1页,共3页
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
$
专题05 受力分析、共点力平衡
4大高频考点概览
考点01受力分析
考点02 直接合成法、正交分解解决平衡问题
考点03 整体法与隔离法的应用
考点04 动态平衡
地 城
考点01
受力分析
一、单选题
1.(24-25高一上·江西南昌·期中)如图所示,在水平力F作用下,A、B保持静止。若A与B的接触面是水平的,且F≠0,则B的受力个数可能为( )
A.2个或3个 B.3个或4个
C.4个或5个 D.5个或6个
【答案】C
【详解】先对A、B整体受力分析,受重力、水平力F、支持力,当水平力F平行斜面向上的分力大于重力沿斜面向下的分力时,有上滑趋势,当水平力F平行斜面向上的分力小于重力沿斜面向下的分力时,有下滑趋势,当水平力F平行斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力时,无滑动趋势;再对A受力分析,受水平力F、重力、支持力和向左的静摩擦力,共4个力;最后对B受力分析,受重力、A对B的压力和向右的静摩擦力,斜面对B的支持力,若B物体相对斜面有滑动趋势,则还要受到斜面的静摩擦力,若相对斜面无滑动趋势,则不受斜面的静摩擦力,即物体B可能受4个力,也可能受5个力。
故选C。
2.(24-25高一上·河南·期中)将一长方形木块锯开为相同的A、B两部分后,按图示方式叠放并静止在粗糙水平地面上,A、B接触面与竖直方向的夹角为,A、B间的动摩擦因数为。若A、B的质量均为,重力加速度大小为,则下列说法正确的是( )
A.B物体一定受到5个力作用 B.B对A的作用力大小为mg
C.若地面光滑,B物体不会静止 D.B对A的摩擦力大小为
【答案】B
【详解】D.对A进行分析,A受到重力、B对A的支持力与静摩擦力,根据平衡条件有
故D错误;
B.结合上述,B对A有支持力与静摩擦力作用,B对A的作用力指这两个力的合力,根据平衡条件可知,B对A的作用力大小为mg,故B正确;
A.对B进行分析,受到重力,地面的支持力,A对B的压力与支持力四个力的作用,B相对于地面没有运动趋势,地面对B没有摩擦力作用,故A错误;
C.结合上述可知,地面对B没有摩擦力作用,可知,即使地面光滑,B物体仍然会静止,故C错误。
故选B。
3.(24-25高一上·浙江杭州·期中)如图,物体A、B、C叠放在水平桌面上,水平向右的力F作用于C物体,使A、B、C以相同的速度向右匀速运动,则关于摩擦力的说法正确的是( )
A.B受到的摩擦力向右
B.C受到的摩擦力向右
C.A受到两个摩擦力作用
D.不知A与水平桌面之间是否光滑,无法判断A与水平桌面间是否存在摩擦力
【答案】C
【详解】A.由于B做匀速运动,根据受力平衡可知,水平方向B不可能受到摩擦力作用,故A错误;
B.以C为对象,根据受力平衡可知,C受到的摩擦力方向水平向左,与力F平衡,故B错误;
CD.以A、B、C为整体,根据受力平衡可知,地面对A一定有水平向左的摩擦力作用,与力F平衡;则A受到C的摩擦力和地面的摩擦力,共2个摩擦力作用,故C正确,D错误。
故选C。
4.(13-14高三上·江苏盐城·期中)如图所示,两个等大、反向的水平力F分别作用在物体A和B上,物体A、B均处于静止状态.若各接触面与水平地面平行,则物体A、B受力的个数分别为( )
A.3个,4个 B.4个,4个 C.4个,5个 D.4个,6个
【答案】C
【详解】以A为对象进行受力分析,可知A受到重力、水平向右拉力F、B的支持力和B对A水平向左的摩擦力,即A受到4个力的作用;以A、B为整体,由于两个拉力F相互抵消,所以地面对B没有摩擦力作用;以B为对象进行受力分析,可知B受到重力、水平向左拉力F、A的压力和摩擦力、地面的支持力,即B受到5个力的作用。
故选C。
5.(24-25高一上·重庆·期中)瑜伽作为一种古老的身心修炼方式,越来越受到现代人的喜爱。如图,某瑜伽馆的老师借助瑜伽球伸展并强化腿部、腹部、手臂力量。为了将瑜伽球举起来不掉下,他启动肩背腹部力量,用手将球夹住。对于瑜伽球而言,下列说法正确的是( )
A.瑜伽球受到6个力的作用
B.左手对瑜伽球的作用力和右手对瑜伽球的作用力是一对相互作用力
C.若减小手对瑜伽球的挤压,瑜伽球受到的摩擦力变小
D.瑜伽球产生形变,对与它接触的手会产生力的作用,这个力叫做弹力
【答案】D
【详解】A. 瑜伽球受到重力、两只手的两个弹力、两只手的两个静摩擦力,共5个力的作用,故A错误;
B. 左手对瑜伽球的作用力和右手对瑜伽球的作用力是瑜伽球受到的两个力,同时作用在一个物体上,不可能是相互作用力,故B错误;
C. 若减小手对瑜伽球的挤压,瑜伽球受到的静摩擦力不变,故C错误;
D. 弹力的产生是因为施力物体发生形变,则瑜伽球产生形变对与它接触的手会产生力的作用,这个力叫做弹力,故D正确。
故选D。
6.(24-25高一上·陕西咸阳·期中)如图所示,甲、乙两人分别乘坐两种电动扶梯,此时两电梯均匀速向上运转,则( )
A.甲受到三个力的作用 B.甲对扶梯没有摩擦力
C.乙受到力的个数与甲相同 D.扶梯对乙的作用力方向沿斜面向上
【答案】B
【详解】AB. 甲图中电梯匀速上升,由平衡条件知,人只是受重力和支持力两个力的作用,人与扶梯之间没有摩擦力,故A错误,B正确;
CD.乙图中电梯匀速上升,人受重力、支持力和摩擦力三个力的作用,即乙受到力的个数与甲不相同,由平衡条件知,扶梯对乙的作用力与乙受到的重力等大反向,故方向应竖直向上,故CD错误。
故选B。
7.(24-25高一上·河北石家庄·期中)“电动平衡车”是时下热门的一种代步工具。如图,人站在“电动平衡车”上在某水平地面上沿直线匀速前进,人受到的空气阻力与速度成正比,下列说法正确的是( )
A.人所受的合力不为零,方向向前
B.电动平衡车对人的作用力与速度大小无关
C.电动平衡车对人的作用力与速度成正比
D.电动平衡车对水平地面作用力斜向后下方
【答案】D
【详解】A.人站在“电动平衡车”上在某水平地面上沿直线匀速前进,则人所受的合力为零,故A错误;
BC.对人,人受竖直向下的重力,与运动方向相反的空气阻力,斜向上的电动车对人的作用力,且
故BC错误;
D.以人和电动车整体为研究对象,竖直方向受到支持力和重力,水平方向受到地面的摩擦力和空气的阻力,所以地面对“电动平衡车”的作用力斜向前上方,根据牛顿第三定律可得,电动平衡车对水平地面作用力斜向后下方,故D正确。
故选D。
8.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·期中)如图所示,一个质量为m的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端系在滑块上,弹簧与竖直方向的夹角为30°,则( )
A.弹簧一定处于压缩状态
B.滑块一定受到三个力作用
C.斜面对滑块的支持力不能为零
D.斜面对滑块的摩擦力的大小可能为零
【答案】C
【详解】AB.弹簧与竖直方向的夹角为30°,所以弹簧的方向垂直于斜面,因为弹簧的形变情况未知,所以斜面与滑块之间的弹力大小不确定,所以滑块可能只受重力、斜面支持力和静摩擦力三个力的作用而平衡,此时弹簧弹力为零,处于原长状态;滑块也可能还受到弹簧的拉力或者推力,即受4个力作用,故AB错误;
CD.沿斜面方向,根据平衡条件滑块此时受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力,所以摩擦力不可能为零,有摩擦力必有弹力,所以斜面对滑块的支持力不可能为零,故C正确,D错误。
故选C。
二、多选题
9.(23-24高一上·黑龙江哈尔滨·期中)如图所示,A、B两物体并排放在水平桌面上,C物体叠放在A、B上。D物体悬挂在竖直线下端,且与斜面接触,若接触面均光滑,下列说法中正确的是( )
A.C对地面的压力大小等于C的重力
B.B对A的弹力方向水平向左
C.D只受到两个力的作用
D.D对斜面没有压力作用
【答案】CD
【详解】A.C与桌面间无压力作用,因为它们之间没有直接接触,故A错误;
B.由平衡条件可判断B与A之间没有弹力作用,因为若有弹力,则AB在水平方向受力不平衡,故B错误;
CD.由D物体受力平衡,可知斜面对D物体无弹力作用,因为若斜面对D若有弹力,则必然垂直斜面斜向上,此时小球水平方向受力不平衡,则斜面对小球无弹力作用,根据牛顿第三定律,可知D对斜面没有压力作用,故D只受到两个力的作用,即重力和轻绳的拉力作用,故CD正确。
故选CD。
10.(24-25高一上·四川成都·期中)如图是筷子夹鹅卵石时的三个动作示意图,筷子均在同一竖直平面内:图甲中的筷子处于竖直方向,图乙中的筷子处于水平方向,图丙中的筷子处于倾斜方向,与水平面成一定夹角。三个图中的鹅卵石均处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A.图甲中的鹅卵石受到五个力的作用
B.图乙中下方筷子对鹅卵石的弹力大于鹅卵石对其的弹力
C.当缓慢增大图丙中筷子与水平方向的夹角,鹅卵石受到筷子对它的作用力不变
D.若图甲中筷子夹着鹅卵石一起向上匀速运动,鹅卵石受到摩擦力方向为竖直向下
【答案】AC
【详解】A.甲图中的鹅卵石受重力、两个弹力和两个静摩擦力,共五个力,故A正确;
B.图乙中下方筷子对鹅卵石的弹力与鹅卵石对其的弹力是一对作用力与反作用力,其大小相等,方向相反,故B错误;
C.当缓慢增大图丙中筷子与水平方向的夹角,鹅卵石始终处于平衡状态,鹅卵石受到筷子对它的作用力与重力互为一对平衡力,保持不变,故C正确;
D.若图甲中筷子夹着鹅卵石一起向上匀速运动,鹅卵石受到摩擦力方向为竖直向上,故D错误。
故选AC。
11.(24-25高一上·海南海口·期中)如图所示,(各接触面均光滑)小球受力分析正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【详解】A.小球处于静止状态,受重力和水平面的弹力平衡,左侧竖直面与球之间不可能产生弹力,否则小球不可能平衡,故A正确;
B.小球处于静止状态,重力和绳的弹力平衡,斜面与球之间不可能产生弹力,否则小球不可能平衡,故B错误;
C.小球处于静止状态,受重力、斜面的弹力和绳子的拉力平衡,故C正确;
D.小球处于静止状态,受重力和水平面的弹力平衡,图中竖直面对小球没有弹力作用,否则小球不可能处于平衡状态,故D错误。
故选AC。
12.(24-25高一上·浙江丽水·期中)科技的发展正在不断地改变着我们的生活。如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。如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个力的作用
B.手机受到摩擦力大于Gsinθ
C.手机受到的支持力大于Gcosθ
D.纳米材料对手机的作用力竖直向上
【答案】CD
【详解】A.对手机受力分析如图所示
手机处于平衡状态受到重力、支持力、纳米材料的吸力、摩擦力,共四个力,故A错误;
B.对手机在平行斜面方向,根据平衡条件,有
即手机受到摩擦力等于Gsinθ,故B错误;
C.根据平衡条件,在垂直支架方向有
即手机受到的支持力大于Gcosθ,故C正确;
D.纳米材料对手机的作用力为支持力、纳米材料的吸力、摩擦力的合力,与重力是一对平衡力,大小等于重力,方向竖直向上,故D正确。
故选CD。
13.(24-25高一上·广东肇庆·期中)用两根细线把A、B两小球悬挂在水平天花板上的同一点O,并用细线连接A、B两小球,然后用外力F作用在小球A上(图中未画出F),如图所示,此时三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好处于竖直方向,两小球均处于静止状态。不考虑小球的大小,则小球A、B分别受到力的个数可能是( )
A.A受2个力,B受2个力 B.A受2个力,B受3个力
C.A受3个力,B受2个力 D.A受3个力,B受3个力
【答案】AC
【详解】对B受力分析,B受竖直向下的重力和OB绳子的拉力,二力平衡,AB绳拉力为0;再对A受力分析,受外力F、竖直向下的重力和OA绳子的拉力3个力平衡,也可能是外力竖直向上与重力二力平衡,OA绳子的拉力为0,故A可能受3个力或2个力,B受2个力。
故选AC。
地 城
考点02
直接合成法、正交分解解决平衡问题
一、单选题
1.(21-22高一上·浙江金华·期末)如图所示,两人用同样大小的力共提一桶水,已知水和桶的总质量为m,两拉力的夹角为,水桶始终保持静止状态,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.两拉力的合力大于
B.夹角变大时,拉力都变大
C.当时,
D.当时,
【答案】B
【详解】A.因为水桶始终保持静止状态,所以两拉力的合力等于,故A错误;
B.由题意两拉力的合力等于,即合力不变,因为合力不变时,两分力大小会随两分力夹角增大而增大,故B正确;
C.当两分力夹角时,两分力满足
解得
即
故C错误;
D.同理当时,两分力满足
解得
故D错误。
故选B。
2.(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
【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。
3.(24-25高一上·广东东莞·期中)如图所示,水平地面上固定着一根竖直立柱,某人用绳子通过柱顶的光滑定滑轮将200N的货物拉住。已知人拉着绳子的一端,且该端绳与水平方向夹角为30°,则柱顶的定滑轮所受压力大小为( )
A. B.400N C.200N D.
【答案】A
【详解】对货物受力分析
柱顶受到的压力等于两段绳子拉力的合力
解得
故选A。
4.(24-25高一上·江苏·期中)如图所示的是用三根轻质细绳悬挂的一盆吊兰,三根轻质细绳的长度总是相同,下列说法正确的是( )
A.缩短绳长可以减小绳上的拉力 B.减小绳长,绳上的拉力不变
C.三根绳上的拉力总是相同 D.三根绳拉力的合力与绳长无关
【答案】D
【详解】AB.设绳子与竖直方向的夹角为,根据共点力平衡条件有
解得
缩短绳长,增大,绳上的拉力增大,故AB错误;
C.三根绳子的拉力大小相等,方向不同,故C错误;
D.根据力的合成关系可知,三根绳拉力的合力与重力等大反向,与绳长无关,故D正确。
故选D。
5.(24-25高一上·浙江·期中)用一根不可伸长的轻质细绳将一幅画框对称悬挂在光滑的挂钩上,画框上两个挂钉间的距离为。下列说法正确的是( )
A.细绳拉力一定小于画框重力 B.细绳对画框的拉力是由于画框的形变而产生
C.仅增大两个挂钉间的距离,细绳拉力增大 D.仅减小细绳长度,细绳拉力减小
【答案】C
【详解】A.设画框的重力为G,绳子与竖直方向的夹角为,对画框受力分析如图所示,则有
由平衡条件可得
故绳子的拉力
当,;当,;当,,故A错误;
B.细绳对画框的拉力是由于细绳的形变而产生,故B错误;
C.仅增大两个挂钉间的距离,细绳与竖直方向的夹角为增大,减小,根据可知细绳拉力增大,故C正确;
D.仅减小细绳长度,细绳与竖直方向的夹角为增大,减小,根据可知细绳拉力增大,故D错误。
故选C。
6.(24-25高一上·山东淄博·期中)如图所示,有四块相同的坚固石块垒成弧形的石拱,其中第3、4块固定在地面上,每块石块的两个面间所夹的圆心角为,假定石块间的摩擦力可以忽略不计,则第1、2块石块间的作用力和第1、3块石块间的作用力的大小之比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】据题意,由于4物块都处于静止状态,则每一物块的合力都为0 ,对物块1受力分析,如上图所示,
据力的合成法,则有:
故两者之比为:
故选B。
7.(22-23高一上·江苏徐州·期中)如图所示,一个质量为m的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端连接在滑块上,弹簧与竖直方向的夹角为30°,重力加速度为g,则( )
A.滑块受到四个力作用
B.弹簧一定处于压缩状态
C.斜面对滑块的支持力可能为零
D.斜面对滑块的摩擦力大小一定等于
【答案】D
【详解】A.弹簧与竖直方向的夹角为30°,所以弹簧的方向垂直于斜面,因为弹簧的形变情况未知,所以斜面与滑块之间的弹力大小不确定,所以滑块可能只受重力、斜面支持力和静摩擦力三个力的作用而平衡,也可能有弹簧的弹力,A错误;
B.弹簧对滑块可能是压力,也可能是拉力,故弹簧可能处于压缩状态,也可能处于伸长状态,B错误;
C.由于滑块此时受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力(等于),不可能为零,所以斜面对滑块的支持力不可能为零,C错误;
D.滑块处于静止状态,由平衡条件可知,沿斜面方向上,滑块受到的静摩擦力静摩擦力一定等于滑块重力的下滑分力,即
D正确。
故选D。
8.(24-25高一上·重庆·期中)如图所示,一质量为m的光滑球静止在倾角为的斜面与竖直墙壁之间,重力加速度为g,光滑球受到竖直墙壁的弹力和斜面的支持力,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【详解】对小球进行受力分析可知
解得
,
故选A。
9.(24-25高一上·山东潍坊·期中)如图所示,墙角处用轻杆连接相同材质a、b两球,质量为m的a球靠在光滑墙壁上,质量为2m的b球置于粗糙水平地面上,与地面的动摩擦因数为μ,杆与竖直方向的夹角θ=37°,此时系统恰好保持静止状态。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A.动摩擦因数
B.杆对a球支持力大小为
C.若仅增加杆与竖直方向的夹角,则系统仍可保持静止
D.若交换a、b的位置但杆与竖直方向的夹角不变,则系统不能保持静止
【答案】D
【详解】AB.球a保持静止,根据平衡条件可得
球b恰好保持静止,根据平衡条件可得
联立可得
故AB错误;
C.若仅增加杆与竖直方向的夹角θ,则T增大,f增大,则系统不可保持静止,故C错误;
D.由以上分析可知,若交换a、b的位置,则地面对a的支持力与原来地面对b的支持力相等,最大静摩擦力不变,但杆对小球的作用力变大,水平分力变大,所以系统不能保持静止,故D正确。
故选D。
二、解答题
10.(24-25高一上·广东深圳·期中)如图所示,两个年龄相近的小孩提起一装满水的水桶并保持静止,已知两个小孩的手臂对水桶的拉力大小相等,且方向均与竖直方向成30°角。已知水和水桶总质量为m=10kg,右边小孩的质量为M=30kg,(g =10m/s²,, ,结果可保留根号)求:
(1)水桶对右边小孩手臂拉力的大小;
(2)右边小孩对地面摩擦力。
【答案】(1)
(2),水平向左
【详解】(1)以水和水桶为研究对象,其质量为,受力分析如图
两个拉力相等,由平衡条件得
解得小孩手臂对水桶拉力的大小
根据牛顿第三定律,桶对小孩的拉力大小
(2)以右边小孩为研究对象,其质量为,受力分析如图
右边小孩所受地面摩擦力为,方向水平向右
根据牛顿第三定律,右边小孩所受地面摩擦力,方向水平向左。
11.(24-25高一上·安徽期中)如图所示,放在粗糙水平面上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态,绳OA水平,劲度系数的轻弹簧中轴线与水平方向的夹角。已知物块A的质量,物块B的质量,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取,,,求:
(1)轻弹簧的伸长量;
(2)物块A受到的摩擦力;
(3)若此时物块A恰好保持静止,则物块A与水平面间的动摩擦因数。
【答案】(1)
(2),方向水平向左
(3)
【详解】(1)对节点受力分析,竖直方向有
根据胡克定律,有
联立解得
(2)对节点受力分析,水平方向有
对物块受力分析,水平方向有
分析可知,物块受到的摩擦力方向水平向左
(3)对物块受力分析,水平方向有
解得物块与水平面间的动摩擦因数
12.(23-24高一上·河北唐山·期中)如图,一个质量为500kg的箱子,在斜面上静止释放,恰好能沿斜面匀速下滑,若在箱子上施加一个平行于斜面向上的推力F,箱子则沿着斜面匀速上滑。(已知斜面在整个过程中始终静止,倾角为37°,重力加速度大小取,,)根据上述条件求:
(1)箱子与斜面间的动摩擦因数为多少?
(2)平行于斜面的推力F是多少?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)对物块受力分析可知
其中
物体匀速下滑,则受力平衡
解得
(2)对物体受力分析可得:
解得
地 城
考点03
整体法与隔离法的应用
一、单选题
1.(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
【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。
2.(24-25高一上·广东东莞·期中)如图所示,粗糙水平面上有一长木板,一个人站在木板上用力F水平向右推箱子,木板、人、箱子三者的质量均为m,且均处于静止状态。下列说法错误的是( )
A.人受到的摩擦力方向向右
B.箱子对木板的摩擦力方向向右
C.当人用斜向下的力推箱子时,木板对地面的压力仍等于3mg
D.若水平面光滑,人用同样大小的力F推箱子,能使长木板在水平面上滑动
【答案】D
【详解】A.人用力F向右推箱子,对箱子的作用力向右,根据牛顿第三定律可知,箱子对人的作用力的方向向左,人若要平衡,则受到的木板的摩擦力的方向向右,故A正确;
B.人用力F向右推箱子,对箱子受力分析,受重力、支持力、静摩擦力和向右的推力作用,根据平衡条件,箱子受到的摩擦力方向向左,与推力平衡。根据牛顿第三定律可知,箱子对木板的摩擦力方向向右。故B正确;
C.当人用斜向下的力推箱子时,木板、人、箱子三者看成一个整体,地面对整体的支持力大小等于3mg,根据牛顿第三定律可知,当人用斜向下的力推箱子时,木板对地面的压力仍等于3mg,故C正确;
D.若水平面光滑,人用同样大小的力F推箱子,木板受到人给木板静摩擦力大小为F,方向水平向左,木板受到箱子给木板静摩擦力大小为F,方向水平向右,木板水平方向所受合力为零,故不可能在水平面上滑动,故D错误。
选错误的,故选D。
3.(24-25高一上·广东·期中)如图所示,两本书叠放在水平桌面上,水平拉力F作用在上面那本上,使上下两本书一起共同向右做匀速直线运动,桌面保持静止不动,下面说法正确的是( )
A.上面那本书不受摩擦力作用
B.上面那本书受到向右的摩擦力作用
C.上面那本书受到下面书施加的静摩擦力
D.桌面受到下面那本书本的摩擦力小于F
【答案】C
【详解】ABC.根据受力平衡可知,上面那本书受到下面那本书水平向左的静摩擦力作用,故AB错误,C正确;
D.以两本书为整体,根据受力平衡可知,下面那本书受到桌面的摩擦力大小为
则桌面受到下面那本书本的摩擦力等于F,故D错误。
故选C。
4.(24-25高一上·湖北襄阳·期中)如图所示,水平桌面上平放一叠共计54张的扑克牌,每一张的质量均为m。用一手指以竖直向下的力压第1张牌,并以一定速度向右移动手指,确保手指与第1张牌之间有相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同,手指与第1张牌之间的动摩擦因数为,牌间的动摩擦因数均为,第54张牌与桌面间的动摩擦因数为,且有。则下列说法正确的是( )
A.第1张和第2张牌一定保持相对静止
B.第54张牌受到水平桌面的摩擦力向右
C.第2张牌到第53张牌之间不可能发生相对滑动
D.第2张牌到第53张牌之间摩擦力大小一定为
【答案】C
【详解】A.对第一张牌分析可知,手指与第1张牌的摩擦力
1、2之间的最大静摩擦力
若手指与第1张牌的摩擦力大于1与2间的最大静摩擦力,则二者发生相对滑动,故A错误;
C.设每张的质量为m,动摩擦因数为μ2,对第2张分析,它对第3张牌的压力等于上面两张牌的重力及手指的压力,最大静摩擦力
F23m=μ2•(2mg+F)
若第1、2张牌之间产生相对滑动,则2而受到的第1张牌的滑动摩擦力为
f=μ2(mg+F)<F23m
若第1、2张牌之间不产生相对滑动,则第1、2张牌之间的摩擦力
μ1F <f=μ2(mg+F)<F23m
则第2张牌与第3张牌之间不发生相对滑动。同理,第3张到第54张牌也不发生相对滑动。故C正确;
B.对53张牌(除第1张牌外)研究,处于静止状态,水平方向受到第1张牌的滑动摩擦力,方向与手指的运动方向相同,则根据平衡条件可知:第54张牌受到桌面的摩擦力方向与手指的运动方向相反,即水平向左,故B错误;
D.若第1张牌与第2张牌之间不发生相对滑动,则1、2之间的摩擦力等于,同理第2张牌到第53张牌之间摩擦力大小一定为;若第1张牌与第2张牌之间发生相对滑动,则1、2之间的摩擦力等于,同理第2张牌到第53张牌之间摩擦力大小也一定为;选项D错误。
故选C。
5.(24-25高一上·江苏扬州·期中)叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示,质量均为m,相互接触,球与地面间的动摩擦因数都为,已知重力加速度为g,则( )
A.上方球所受重力与支持力是一对作用力与反作用力
B.下方三个球与水平地面间均没有摩擦力
C.水平地面对下方三个球的摩擦力相同
D.水平地面对下方三个球的支持力均为
【答案】D
【详解】A.上方球所受重力与支持力不在同一直线,不可能是一对作用力与反作用力,故A错误;
BC.下方球体受到上方球体斜向下的弹力,下方球体有相对地面向外运动的趋势,地面对下方球体有向内的摩擦力作用,水平地面对下方三个球的摩擦力方向不同,故BC错误;
D.对四个球体整体分析,有
解得
故D正确。
故选D。
6.(24-25高一上·山东临沂·期中)如图所示,一幼儿园小朋友在水平桌面上将三个形状不规则的石块成功叠放在一起,受到老师的表扬。下列说法正确的是( )
A.石块b对a的支持力与a受到的重力是一对相互作用力
B.石块b对a的支持力一定等于a受到的重力
C.石决c受到水平桌面向左的摩擦力
D.石块c对b的作用力一定竖直向上
【答案】D
【详解】AB.石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力,跟a受到的重力是平衡力,石块b对a的支持力一定不等于a受到的重力,故AB错误;
C.以三石块作为整体研究,则石块c不会受到水平桌面的摩擦力,故C错误;
D.选取ab作为整体研究,根据平衡条件,则石块c对b的作用力与其重力平衡,则石块c对b的作用力一定竖直向上,故D正确。
故选D。
7.(24-25高一上·江苏镇江·期中)用三根细线、、将两个相同小球和连接,并如图悬挂。两小球处于静止状态,其中细线水平。将三根绳的张力大小分别记作、、,则它们的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】设小球1、2的重力都为G,细线a与竖直方向的夹角为,把小球1和2看成一整体,受力分析如图所示
由平衡条件可得
,
可知
以球1为研究对象,设细线b与竖直方向的夹角为,根据平衡条件,在水平方向上有
由图可知,,故,可知;
以球2为研究对象,细线b对小球2的拉力,重力G及的作用,由平衡条件可得
综上分析,可知
故选A。
8.(24-25高一上·四川泸州·期中)某物理老师检查同学们物理教材上的笔记,由科代表收了11本物理教材整齐叠放在水平讲桌上,若每本教材视为一个质量为m的物体(且每本书接触面均平整、具有相同动摩擦因数)。某同学水平拖出置顶的第一本教材,则以下情况正确的是( )
A.从上往下数第二本书也会随着滑动
B.从上往下数第10本书对11本书的摩擦力为
C.从上往下数第3本书与2本书的最大静摩擦力为
D.不论置顶的第一本书怎样拉动,讲桌桌面摩擦力始终为
【答案】D
【详解】AC.由题意可知第1、2本书之间的摩擦力为滑动摩擦力,大小为
由于第3本书与2本书的最大静摩擦力为
可知从上往下数第二本书处于静止状态,故AC错误;
B.由于从上往下数越下面接触面间的弹力越大,接触面间的最大静摩擦力越大,所以从上往下数第二本书以及下面所有书都处于静止状态,以第2本书到第10本书为整体,根据受力平衡可知,从上往下数第10本书对11本书的摩擦力为
故B错误;
D.不论置顶的第一本书怎样拉动,从上往下数第二本书以及下面所有书都处于静止状态,以第2本书以及下面所有书为整体,根据受力平衡可知,讲桌桌面摩擦力大小为
故D正确。
故选D。
二、多选题
9.(24-25高一上·重庆·期中)如图所示,两个相同的长方体A和B叠放在水平桌面上,今用水平力F拉B时,两长方体均保持静止。下列结论正确的是( )
A.B给桌面施加了压力,那是因为B发生了形变
B.B和A之间的摩擦力为零
C.B对桌面的摩擦力方向水平向左
D.桌面对B的摩擦力大小为F
【答案】ABD
【详解】A.B给桌面施加了压力,那是因为B发生了形变,故A正确;
B.B和A之间的摩擦力为零,否则,A不能平衡,故B正确;
CD.对A、B整体,根据平衡条件,可知桌面对B的摩擦力方向向左,大小为。由牛顿第三定律知B给桌面的摩擦力方向水平向右,大小为F,故D正确,C错误。
故选ABD。
10.(24-25高一上·山东潍坊·期中)如图所示,两个完全相同的光滑小球a、b置于竖直放置的圆桶内,均处于静止状态。两球的球心分别为O1、O2,O1O2与水平方向的夹角为45°,两球质量均为m。下列说法正确的是( )
A.桶底对a球的支持力大小为2mg B.桶底对a球的支持力大小为
C.桶壁对b球的弹力大小为mg D.桶壁对b球的弹力大小为
【答案】AC
【详解】AB.以小球a、b整体为研究对象,受力分析,如图所示
竖直方向受力平衡,可得容器底对a的支持力为
故A正确,B错误;
CD.对小球b受力分析,如图所示
根据平衡条件得
故C正确,D错误。
故选AC。
11.(24-25高一上·重庆沙坪坝·期中)如图所示,质量和的A、B两物体用轻质弹簧相连放在一倾角为斜面上,弹簧的轴线平行于斜面,弹力大小为6N。物体C通过轻绳跨过定滑轮与物体B相连,连接B的轻绳与斜面保持平行,整个系统处于静止状态。已知物体A、B与斜面间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,细线与滑轮之间的摩擦不计,重力加速度,则( )
A.物体A受到的摩擦力大小为8N
B.弹簧一定处于伸长状态
C.当物体C的质量为2.5kg时,物体B受到的摩擦力大小为11N,方向沿斜面向上
D.若保持整个系统一直处于静止状态,物体C的质量范围是1.6kg到5.6kg之间
【答案】BCD
【详解】AB.物块A与斜面间的最大静摩擦力
若弹簧被压缩,则A受弹力沿斜面向下,此时
则物块A不可能平衡;若弹簧被拉长,则A受弹力沿斜面向上,此时
则物块A可能平衡,此时A受到的静摩擦力为
选项A错误,B正确;
C.当物体C的质量为2.5kg时,对B分析可知物体B受到的摩擦力大小为
方向沿斜面向上,选项C正确;
D.若使系统保持静止,则当C的质量最大时,B受向下的最大静摩擦力,可知
解得
则当C的质量最小时,B受向上的最大静摩擦力,可知
解得
即物体C的质量范围是1.6kg到5.6kg之间,选项D正确。
故选BCD。
12.(24-25高一上·云南大理·期中)如图,人和木块的质量分别为、,人与木块、木块与水平地面间的动摩擦因数为0.2,现人用水平力拉绳,使他与木块一起向右做匀速运动,,则( )
A.人拉绳的力为200N B.人拉绳的力为100N
C.人脚对木块的摩擦力方向向左 D.人脚对木块的摩擦力方向向右
【答案】BD
【详解】AB.将人和木块看成一个整体,受力分析,有5个力:向下的总重力,向上的地面的支持力,水平向右的两个拉力和水平向左的地面的摩擦力。根据力的平衡条件可得
又
则一根绳子对人的拉力为
根据牛顿第三定律可知,人拉绳的力大小为100N,故A错误,B正确;
CD.对人受力分析,有4个力:向下的重力,向上的木块对人的支持力,绳的拉力和木块对人的摩擦力。根据力的平衡条件可得
方向水平向左。根据牛顿第三定律可知,人脚对木块的摩擦力大小也是100N,方向向右。故C错误,D正确。
故选BD。
13.(24-25高一上·陕西西安·期中)粗糙水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块,其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连。木块间的动摩擦因数均为μ,木块与水平面间的动摩擦因数相同,可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块,使四个木块一起匀速前进,则需要满足的条件是 ( )
A.木块与水平面间的动摩擦因数最大为
B.木块与水平面间的动摩擦因数最大为
C.水平拉力F最大为2μmg
D.水平拉力F最大为6μmg
【答案】AC
【详解】AB.设上、下两个木块间的最大静摩擦力大小为,木块与水平面之间的动摩擦因数为,滑动摩擦力大小为,则
,
对于左侧两个木块中的下层木块,有
解得
故A正确,B错误;
CD.以四个木块为整体,整体做匀速运动,有
又因为
则
所以水平拉力最大为,故C正确,D错误。
故选AC。
三、解答题
14.(24-25高一上·山东威海·期中)如图所示,质量为M的斜面体静置在水平地面上,其倾角为θ。一质量为m的木块在斜面上恰好可以匀速下滑。如果用沿斜面向上的力推木块,木块能够匀速上滑。在木块运动过程中,斜面体始终静止不动。重力加速度为g,求:
(1)木块与斜面的动摩擦因数;
(2)推力的大小;
(3)木块匀速上滑时,地面对斜面体的摩擦力和支持力分别是多大。
【答案】(1)
(2)
(3),
【详解】(1)木块在斜面上恰好可以匀速下滑
解得
(2)推力的大小
(3)地面对斜面体的摩擦力
地面对斜面体的支持力
解得
15.(24-25高一上·山东青岛·期中)如图所示,右侧桌面上叠放三个完全相同的物块1、2、3,质量均为M=1kg,左侧是固定在水平地面上的光滑圆弧面P。一根轻绳跨过圆弧面顶点上的定滑轮,绳的一端系有质量为m=4kg的小球,另一端水平连接物块3。小球与圆心连线跟水平方向的夹角θ=60°,物块2受到水平向右的拉力F=15N,整个系统处于静止状态。假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力,定滑轮与小球足够小,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)物块2受到的摩擦力;
(2)绳子上的拉力大小和小球对圆弧面的弹力;
(3)物块3与桌面间的动摩擦因数μ的最小值。
【答案】(1),方向水平向左
(2)20N,,方向沿小球与圆心的连线指向圆心
(3)0.17
【详解】(1)物块1静止水平方向不受力,所以物块1与2之间摩擦力为零,对物块1与2整体,水平方向二力平衡,则物块3对2的静摩擦力
方向水平向左。
(2)对小球受力分析,根据共点力的平衡条件有,
解得,
根据牛顿第三定律,小球对圆弧面的弹力大小为,方向沿小球与圆心的连线指向圆心。
(3)设物块3恰好不滑动,对物块1、2、3组成的整体,在水平方向,根据平衡条件有,
解得
则物块3与桌面间的动摩擦因数的最小值为0.17。
16.(24-25高一上·广东惠州·期末)2024年11月,在中国教育学会物理教学专业委员会举办的科学晚会中,图(a)所示的节目《拱形的奥秘》揭示了拱形结构在建筑中的广泛应用,图(b)是两位老师搭建的拱桥模型简化图,整个模型静止在水平桌面上。构件1与构件3相对正中央的构件2左右对称,假设构件2的左右两侧面与竖直方向夹角均为,构件1、2、3质量均为m,构件1、3与水平桌面间动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,其余摩擦力忽略不计,重力加速度大小为g,,,求:
(1)构件1对构件2的弹力大小;
(2)构件1对水平桌面的压力大小;
(3)构件1、3与桌面间动摩擦因数的最小值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由对称性可知,构件1、3对构件2的弹力大小相等,设为。
对构件2受力分析如图所示
由平衡条件可得
解得
(2)由对称性可知,桌面对构件1、3的支持力大小相等。构件1、2的摩擦力大小也相等。把三块构件看成一个整体,受力分析如图所示,由平衡条件可得
解得:
(3)由对称性可知,构件1、3对构件2的弹力大小相等,构件1、2的摩擦力大小也相等。
对构件1受力分析如图所示,由平衡条件可得:
若系统刚好静止,最小,则
解得
地 城
考点04
动态平衡
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
【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·云南昭通·期中)快递驿站用如图甲所示的小推车搬运货物,小推车上的支架和底板垂直,将货物放到底板上后,用力缓慢下压把手至货物重心在车轮转轴的正上方,如图乙所示,若整个过程小推车在地面的位置不变,货物除了重力仅受到小车底板和支架给的弹力,则下列关于此过程的说法正确的是( )
A.小推车底板对货物的弹力逐渐减小
B.小推车支架对货物的弹力逐渐减小
C.小推车对货物的作用力逐渐减小
D.小推车对货物的作用力先减后增
【答案】A
【详解】AB.货物受力分析如图所示
转动过程中底板对货物弹力逐渐减小,支架对货物弹力逐渐增大,故A正确,B错误;
CD.货物受到的合力为零,则小推车对货物的作用力与货物的重力等大反向,即大小始终不变。故CD错误。
故选A。
3.(24-25高一上·湖南益阳·期末)将一个铅球放在倾角为的斜面上,并用竖直挡板挡住,铅球处于静止状态。不考虑铅球受到的摩擦力,在挡板由竖直状态顺时针缓慢旋转到水平状态的过程中,关于铅球对挡板的压力和对斜面的压力的变化的判断中,下列说法正确的是( )
A.不变,逐渐增大 B.不变,逐渐减小
C.先减小后增大,逐渐增大 D.先减小后增大,逐渐减小
【答案】D
【详解】在挡板由竖直状态顺时针缓慢旋转到水平状态的过程中,以小球为对象,由平衡条件,根据三角形定则其受力如图所示
可知挡板对铅球的支持力先减小后增大,斜面对铅球的支持力逐渐减小;由牛顿第三定律可知,则铅球对挡板的压力先减小后增大,铅球对斜面的压力逐渐减小。
故选D。
4.(24-25高一上·云南昆明·期末)如图所示为一种车载磁吸手机支架,手机放上去会被牢牢吸住处于静止状态,磁吸力 F方向垂直于手机支架斜面。若手机质量为m,支架斜面与水平面的夹角为,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.倾角为时,支架对手机的作用力大小等于mg
B.倾角为时,手机受到的支持力大小等于
C.仅将磁吸力F增大,手机受到的摩擦力也增大
D.仅将从缓慢增大到,手机受到的摩擦力先减小后增大
【答案】A
【详解】A.倾角为时,支架对手机的作用力与重力是一对平衡力,大小等于mg,故A正确;
B.倾角为时,手机受到的支持力等于磁铁的吸引力与重力垂直吸盘向下分力的和,即大于,故B错误;
C.仅将磁吸力F增大,手机受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下分力,即大小不变,故C错误;
D.仅将从缓慢增大到,手机受到的摩擦力一直增大,故D错误。
故选A。
5.(24-25高一上·浙江杭州·期中)自卸式运输车是车厢配有自动倾卸装置的汽车,又称为翻斗车、工程车,由汽车底盘、液压举升机构、取力装置和货厢组成。如图所示,在车厢由水平位置逐渐抬起的过程中,有关货物所受车厢的支持力和摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.摩擦力逐渐增大 B.摩擦力先增大后不变
C.摩擦力先增大后减小 D.支持力逐渐增大
【答案】A
【详解】令车厢与水平方向夹角为,对货物进行分析,根据平衡条件有
,
车厢由水平位置逐渐抬起的过程中,增大,则摩擦力逐渐增大,支持力逐渐减小。
故选A。
6.(24-25高一上·河南·期中)如图所示,A、B两物体的质量分别为和,滑轮的质量和摩擦都忽略不计。整个系统处于静止状态时,两滑轮间的细线和水平天花板间的夹角为θ。已知,,取。则下列说法正确的是( )
A.细线和水平天花板间的夹角的正弦值为0.6
B.若把细线的右端由P点缓慢向右移动到Q点,细线中的拉力的大小将变大
C.若把细线的右端由P点缓慢向右移动到Q点,细线中的拉力的大小将变小
D.若把细线的右端由P点缓慢向右移动到Q点,B的位置将升高
【答案】A
【详解】A.对A、B受力分析,设绳的拉力为,根据平衡条件有
解得
故A正确;
BC.若把细线的右端由P点缓慢向右移动到Q点,根据平衡条件知,细线中的拉力的大小仍为,不会变化,故BC错误;
D.若把细线的右端由P点缓慢向右移动到Q点,拉力大小不变,则θ角度不变,由数学知识知B的位置将降低,故D错误。
故选A。
7.(24-25高一上·江苏苏州·期中)如图所示,斜面上有一小球被轻绳拴住悬挂在天花板上,已知轻绳与竖直方向的夹角为,斜面倾角为,所有接触面均光滑。开始时在外力作用下,整个装置处于静止状态。现水平向左缓慢移动斜面,直至轻绳到达竖直位置。下列说法正确的是( )
A.开始时,轻绳对小球的拉力大于斜面对小球的支持力
B.斜面缓慢移动过程中,斜面对小球的支持力先增大后减小
C.斜面缓慢移动过程中,轻绳对小球的拉力一直增大
D.斜面缓慢移动过程中,斜面对水平面的压力一直增大
【答案】C
【详解】A.小球开始静止时,根据平衡条件,水平方向有
解得
所以轻绳对小球的拉力小于斜面对小球的支持力,故A错误;
BC.分析小球的受力情况,如图所示
斜面缓慢向左运动过程中,细线与竖直方向的夹角不断减小,由图可看出,拉力T逐渐增大,支持力N逐渐减小,故B错误,C正确;
D.设绳子与竖直方向夹角为,利用整体法,竖直方向有
由于水平向左缓慢移动斜面,减小且拉力T逐渐增大,可知水平面对斜面的支持力逐渐减小,由牛顿第三定律可知斜面对水平面压力减小,故D错误。
故选C。
二、多选题
8.(24-25高一上·山东威海·期中)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。如果只改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是( )
A.将杆N向左移一些,绳子拉力变大
B.绳的右端下移到,绳子拉力不变
C.绳的两端高度差越大,绳子拉力越小
D.若换挂质量更大的衣服,衣架悬挂点不变
【答案】BD
【详解】如图所示,衣架挂钩两侧绳子的拉力相等,两侧绳子与水平方向夹角是相等的
假设绳子的长度为x,两杆间的距离为L,则
绳子一端在上下移动的时候,绳子的长度x不变,两杆之间的距离L不变,则θ角度不变
A.当杆N向左移一些,L变小,绳长x不变,由xcosθ=L可知,θ角增大,绳子的拉力变小,故A错误;
BC.两个绳子的合力向上,大小等于衣服的重力,绳的右端下移到或绳的两端高度差越大时,角θ不变,所以绳子的拉力不变,故B正确,C错误;
D.绳长和两杆距离不变的情况下,θ不变,所以挂的衣服质量变化,衣架悬挂点不变,故D正确。
故选BD。
9.(24-25高一上·山东威海·期中)如图所示,将一个铅球放在斜面上,并用挡板挡住,挡板与斜面垂直,铅球处于静止状态。不考虑铅球受到的摩擦力,将挡板沿顺时针方向缓慢转至水平位置,在此过程中( )
A.铅球对挡板的压力逐渐增大 B.铅球对斜面的压力逐渐减小
C.铅球对挡板的压力先减小后增大 D.铅球对斜面的压力先增大后减小
【答案】AB
【详解】对小球进行受力分析,可知小球受到重力,斜面支持力和挡板支持力,其中保持不变,的方向垂直斜面向上(方向保持不变),的方向从沿斜面向上顺时针变为竖直向上,如图所示
由图可知斜面支持力逐渐减小,挡板支持力逐渐增大,则铅球对斜面的压力逐渐减小,铅球对挡板的压力逐渐增大。
故选AB。
10.(24-25高一上·青海·期中)小明的爷爷想修一个鱼池,他让隔壁开货车的王叔叔帮忙运来一车砂石。图为王叔叔的货车卸砂石的过程,整个过程货车均静止在水平地面上,车厢在液压机的作用下,使倾角缓慢增大,直到不能再增大为止,的最大值小于90°,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,,那么在卸货的全过程中,下列说法正确的是( )
A.与车厢接触的砂石受到的车厢的摩擦力一直在增大
B.与车厢接触的砂石对车厢的压力逐渐减小
C.与车厢接触的砂石所受的重力一直在增大
D.如果砂石和车厢之间的动摩擦因数为0.75,那么当时,砂石开始往下运动
【答案】BD
【详解】A.砂石未相对于车厢滑动前,平行于车厢平面上有
随着倾角的增大,砂石受到的车厢的摩擦力增大,但当砂石相对于车厢滑动时,有
随着倾角的增大,砂石受到的车厢的摩擦力减小,故A错误;
B.车厢对砂石的支持力
随着倾角的增大,支持力减小,由牛顿第三定律可知,砂石对车厢的压力减小,故B正确;
C.砂石受到的重力保持不变,故C错误;
D.结合前面的分析可知,当且时,有
砂石与车厢间的摩擦力达到最大静摩擦力,说明继续增大,砂石开始往下运动,故D正确。
故选BD。
11.(24-25高一上·广东佛山·期中)如图所示,轻绳的一端固定在天花板上,另一端连接一轻小光滑滑轮,轻绳与竖直方向的夹角为,另一轻绳绕过滑轮,一端连着一重物,某人拉着轻绳的另一端水平向右运动,将重物缓慢吊起,绕过滑轮的两段轻绳的夹角为。对重物被缓慢吊起的过程,下列说法正确的是( )
A.连接重物的轻绳上的拉力变小
B.夹角与夹角的比值不变
C.连接滑轮的轻绳上的弹力不变
D.人与地面之间的摩擦力逐渐增大
【答案】BD
【详解】A.由于物体缓慢吊起,因此拉物体的轻绳上的弹力始终等于物体的重力,A错误;
B.拉物体的轻绳两边拉力的合力在角平分线上,而合力大小等于固定滑轮的轻绳上的弹力,根据几何关系可知
夹角与夹角的比值保持不变,B正确;
C.拉物体的轻绳两边拉力保持不变,夹角逐渐增大,合力逐渐减小,因此连接滑轮的轻绳上的弹力逐渐减小,C错误;
D.以人为研究对象,绳子拉力T保持不变,地面的摩擦力
人向右运动过程中,逐渐增大,因此人与地面间的摩擦力逐渐增大,D正确。
故选BD。
12.(24-25高一上·广东佛山·期中)如图所示,用两根相同的轻绳吊起一个重物,使重物保持静止状态。现缓慢减小两绳之间的夹角,该过程中,下列说法正确的是( )
A.绳的拉力减小
B.绳的拉力大小不变
C.两绳对重物的拉力的合力大小不变
D.两绳对重物的拉力的合力减小
【答案】AC
【详解】CD.重物受到三力平衡,此时两绳对重物的拉力的合力等于重力大小,C正确,D错误;
AB.当逐渐减小两绳之间的夹角,由于重物仍处于平衡,所以两绳对重物的拉力的合力仍等于重力,有
可知,拉力逐渐减小,A正确,B错误。
故选AC。
试卷第1页,共3页
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
$