内容正文:
浙江选考物理选择题专题突破3 物体的平衡
一、 核心知识点
1.共点力平衡
(1)基础模型:物体受到三个或三个以上的力作用而平衡。
(2)典型情境:
①绳结模型:如题目2、9、15、23,考察绳子拉力的合成与分解。
②动态平衡:如题目4、13、19,考察力的大小随位置或角度变化的规律。
③相似三角形法:如题目4、8,利用力的矢量三角形与几何三角形相似来求解。
2.连接体与整体法/隔离法
(1)基础模型:多个物体通过绳、杆或接触面连接。
(2)典型情境:
①滑轮模型:如题目1、28,涉及轻绳跨过滑轮的张力传递。
②叠加体模型:如题目1、18,考察物体间的摩擦力与支持力。
③整体分析:如题目14、18、24,通过选取整体作为研究对象简化计算。
3.电磁学中的平衡
(1)基础模型:带电粒子在电场或磁场中,或通电导体在磁场中受力平衡。
(2)典型情境:
①电场平衡:如题目3、26、27,涉及库仑力与重力、弹力的平衡。
②安培力平衡:如题目10、11,涉及通电导线在磁场中受到的安培力(左手定则)与重力的平衡。
4.生产生活实际应用
(1)基础模型:将物理规律应用于实际工具或运动中。
(2)典型情境:
①工具类:如题目5(曲辕犁)、21(人字梯)、30(晒衣架)、14(暖盘车)。
②运动类:如题目6(跳高)、12(风力指示)、25(拉轮胎训练)。
二、 解题策略
1.正交分解法(通用法)
(1)适用场景:受力较多、角度关系复杂的题目(如题目1、16、22)。
(2)操作步骤:建立直角坐标系,将各力分解为 和 ,列方程 , 。
2.矢量三角形法(图解法)
(1)适用场景:三力平衡问题,尤其是动态平衡(如题目4、12、20)。
(2)操作步骤:将三个力首尾相连构成三角形,利用几何关系(正弦定理、余弦定理或相似比)求解。
(3)技巧:题目4利用了“力三角形”与“几何三角形”相似的特性。
3.整体法与隔离法
(1)适用场景:连接体问题,求解外力或内力(如题目14、18、29)。
(2)操作步骤:
①求外力:优先选整体为研究对象。
②求内力:必须隔离物体分析。
4.临界与极值分析
(1)适用场景:题目中出现“刚好”、“最大”、“最小”等字眼(如题目1、3、28)。
(2)操作步骤:利用最大静摩擦力 作为临界条件列方程。
三、 解题注意事项
1.研究对象的选取
(1)陷阱:在涉及多个物体时,容易混淆绳子的张力或杆的弹力。
(2)注意:轻绳的张力处处相等且沿绳方向;轻杆的弹力不一定沿杆方向(除非是二力杆或铰接无外力),如题目8中的轻杆。
(3)案例:题目21和30中,人字梯和晒衣架的杆件受力需沿杆方向分析。
2.力的方向的判断
(1)电磁力方向:必须熟练使用左手定则(判断安培力)和库仑定律(判断电场力)。
(2)摩擦力方向:静摩擦力的方向与相对运动趋势相反,需结合假设法判断(如题目18)。
(3)弹力方向:垂直于接触面或沿绳/杆方向。
3.几何关系的转化
(1)角度陷阱:物理题中的角度常隐藏在几何图形中。如题目5中拉力与竖直方向的夹角,题目16中半径与重力的夹角。
(2)长度与力的转化:如题目12(飘带)和题目4(库仑力),需将几何长度的变化转化为受力大小的变化。
4.特殊物理模型的理解
(1)弹簧与弹性绳:弹力 ,形变需要时间,不可突变(但本专题多考察平衡态)。
(2)轻质物体:质量为0,合外力恒为0(如题目7、10中的轻绳/轻杆)。
5.数学工具的应用
(1)三角函数:熟练掌握三角函数值在不同象限的变化规律(如题目7中角度从锐角变钝角时函数值的变化)。
(2)极值问题:注意利用数学不等式或导数求极值,或利用几何圆的切线求最小值。
通过掌握这些知识点和策略,可以有效应对高考物理中关于“物体平衡”的各类选择题。
一、单选题
1.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、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.
2.一质量为m的铁球在水平推力F的作用下,静止在倾角为0的斜面和竖直墙壁之间,铁球与斜面的接触点为A,推力F的作用线通过球心O,如图所示,假设斜面、墙壁均光滑。若水平推力缓慢增大,则在此过程中( )
A.铁球对斜面的作用力始终不变,为
B.斜面对铁球的支持力大小为
C.墙对铁球的作用力大小始终大于推力F
D.墙对铁球的作用力大小始终等于推力F
3.如图,V型对接的绝缘斜面M、N固定在水平面上,两斜面与水平面夹角均为,其中斜面N光滑。两个质量相同的带电小滑块P、Q分别静止在M、N上,P、Q连线垂直于斜面M,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则P与M间的动摩擦因数至少为( )
A. B. C. D.
4.如图,带正电的小球在外力作用下静止在绝缘光滑竖直面上的点,带正电的小球用绝缘细线系住,挂在绝缘光滑竖直面上的点,球静止时与球在同一水平面内。若将小球从点缓慢移到点过程中,则( )
A.细线拉力逐渐增大 B.间的库仑力逐渐减小
C.细线拉力保持不变 D.间的库仑力先减小后增大
5.唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。如图,设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为α和β,α<β,忽略耕索的质量。在耕地过程中,下列说法正确的是( )
A.曲辕犁减速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
B.直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
C.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的小
D.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的小
6.百米飞人苏炳添因为有惊人的弹跳力而被戏称他有弹簧腿。弹跳过程中屈膝是其中一个关键动作。如图所示,人下蹲,膝盖关节弯曲角度为θ,设此时大小腿肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后,且大腿、小腿骨对膝关节的作用力大致相等,那么脚掌所受地面向上的弹力约为( )
A. B. C. D.
7.如图,用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的点,将木板以底边为轴向后方缓慢转动直至水平,绳与木板之间的夹角保持不变,忽略圆柱体与木板之间的摩擦,在转动过程中( )
A.圆柱体对木板的压力逐渐增大
B.圆柱体对木板的压力先增大后减小
C.两根细绳上的拉力均先增大后减小
D.两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变
8.如图所示,竖直墙壁O处用光滑铰链铰接一轻质杆的一端,杆的另一端固定小球(可以看成质点),轻绳的一端悬于P点,另一端与小球相连。已知轻质杆长度为R,轻绳的长度为L,且R<L<2R。A、B是墙上两点,且OA=OB=R。现将轻绳的上端点P沿墙壁缓慢下移至A点, 此过程中轻绳对小球的拉力F1及轻质杆对小球的支持力F2的大小变化情况为( )
A.F1和F2均增大 B.F1保持不变,F2先增大后减小
C.F1和F2均减小 D.F1先减小后增大,F2保持不变
9.如图所示,质量均为m的两个小球用三段轻绳静止悬挂,轻绳与竖直方向的夹角为30°,轻绳与竖直方向的夹角为60°。下列说法正确的是( )
A.轻绳的拉力大小为
B.轻绳的拉力大小为
C.轻绳与竖直方向的夹角为60°
D.保持两个小球的位置不变,仅将D点下移,轻绳的拉力先减小后增大
10.如图(a),直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴OO′上,其所在区域存在方向垂直指向OO′的磁场,与OO′距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化,其截面图如图(b)所示。导线通以电流I,静止后,悬线偏离竖直方向的夹角为θ。下列说法正确的是( )
A.当导线静止在图(a)右侧位置时,导线中电流方向由N指向M
B.电流I增大,静止后,导线对悬线的拉力不变
C.tanθ与电流I成正比
D.sinθ与电流I成正比
11.如图所示,有一金属短棒cd重为G,长为L,电阻为R,用质量不计的导线将其两端焊接,并在ab两点将它悬挂起来,接在电动势为E,内阻不计的电源上。在空间加一范围足够大的匀强磁场,金属棒处于静止状态时,平面abcd与竖直方向夹角,已知磁场方向与平面abcd平行。则磁场的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
12.2022年北京冬奥会跳台滑雪空中技巧比赛场地边,有一根系有飘带的风力指示杆,教练员根据飘带的形态提示运动员现场风力的情况。若飘带可视为粗细一致的匀质长绳,其所处范围内风速水平向右、大小恒定且不随高度改变。当飘带稳定时,飘带实际形态最接近的是( )
A. B. C. D.
13.如图所示,一弹性轻绳左端固定在A点,跨过固定在轻杆顶端的定滑轮连接一个质量为m的小球,小球穿过竖直固定的杆。已知弹性轻绳的原长等于,其弹力与其伸长量成正比,小球与杆之间的动摩擦因数恒定,初始时小球位于杆上C点处,且三点在同一条水平线上,现对小球施加竖直向上的力F,在小球缓慢下降的过程中( )
A.F增大 B.F先增大后减小
C.杆对小球的弹力增大 D.小球与杆之间的摩擦力不变
14.餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示,三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上,下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子,取走一个盘子,稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300g,相邻两盘间距1.0cm,重力加速度大小取10m/s2。弹簧始终在弹性限度内,每根弹簧的劲度系数为( )
A.10N/m B.100N/m C.200N/m D.300N/m
15.如图所示,细线穿过固定在重物上的光滑小环C后,两端分别固定在天花板上的A、B两点,重物(包括小环)的质量为m,对重物施加一个水平向左的拉力F,使AC段细线竖直且重物静止,已知A、B间距离为L,细线长为,重力加速度为g,则F的大小为( )
A. B. C. D.
16.如图所示,水平面上固定两排平行的半圆柱体,重为G的光滑圆柱体静置其上,a、b为相切点,,半径Ob与重力的夹角为37°。已知,,则圆柱体受到的支持力Fa、Fb大小为( )
A., B.,
C., D.,
17.两个光滑直角斜劈固定在地面上,倾角如图所示,两个质量分别为、的小球与轻质弹簧连接并置于两个斜劈表面,平衡时弹簧与右边斜面夹角为30°,斜面对、的支持力分别为、。下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
18.如图,在置于水平地面的楔状物体P的斜面上有一小物块Q,Q受水平外力F的作用。已知P和Q始终保持静止,则( )
A.只增加 P 的质量,P与地面间摩擦力的大小一定增加
B.只增加外力F的大小,P与地面间摩擦力的大小一定增加
C.只增加Q的质量,P与Q间摩擦力的大小一定增加
D.只增加外力F的大小,P与Q间摩擦力的大小一定增加
19.人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。如图所示,站在水平地面上的两人通过绳子对夯具同时施加大小相等、与竖直方向夹角也相等的拉力,使夯具脱离地面并保持静止。若保持绳长不变,两人向中间缓慢靠拢一些。不计绳的质量,两人在靠拢过程中( )
A.两绳所受的张力先减小后增大
B.两人对地面的压力之和逐渐增大
C.两人受到地面的摩擦力不变
D.两绳张力的合力大小保持不变
20.如图所示,轻质网兜兜住重力为G的足球,用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点,轻绳的拉力为,墙壁对足球的支持力为,则( )
A. B.
C. D.
21.人字梯是生活中常用的工具,如图所示,人字梯置于水平地面上,重为G的人静止在其顶部水平横杆中点处,限位轻绳松弛,水平横杆与四根相同的斜杆垂直,左右斜杆夹角,不计人字梯的重力。则每根斜杆受到地面的( )
A.支持力大小为 B.作用力大小为
C.摩擦力大小为 D.摩擦力大小为
22.如图,弹簧测力计下端挂有一质量为的光滑均匀球体,球体静止于带有固定挡板的斜面上,斜面倾角为,挡板与斜面夹角为.若弹簧测力计位于竖直方向,读数为取,挡板对球体支持力的大小为( )
A. B. C. D.
23.如图所示.在房檐上M、N两点间固定一根不可伸长的轻绳,在轻绳的中点O用细线系住鸟笼B,在O点两侧与其间距相同的P、Q两点系住相同的鸟笼A、C。稳定后MP、NQ间轻绳与水平方向夹角均为,OP、OQ间轻绳与竖直方向夹角均为,已知鸟笼质量均为m,重力加速度为g,则( )
A.MP间轻绳弹力为
B.OP间轻绳的弹力大小为
C.
D.如果逐渐增大各鸟笼的质量,则都增大
24.如图所示,两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进,两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f,方向与船的运动方向相反,则每艘拖船发动机提供的动力大小为( )
A. B. C.2f D.3f
25.如图所示,战士在水平地面上进行拉轮胎的负荷训练,设战士做匀速直线运动,运动过程中保持双肩及两绳的端点A、B等高。两绳间的夹角为,所构成的平面与水平面间的夹角恒为,轮胎重为,地面对轮胎的摩擦阻力大小恒为,则每根绳的拉力大小为( )
A. B.
C. D.
26.如图,两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的O点上,下端分别系有均带正电荷的小球P、Q;小球处在某一方向水平向右的匀强电场中,平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等。则( )
A.两绳中的张力大小一定相等
B.P的质量一定大于Q的质量
C.P的电荷量一定小于Q的电荷量
D.P的电荷量一定大于Q的电荷量
27.如图所示,空间存在一水平向左的匀强电场,两个带电小球P、Q 用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好竖直,则 ( )
A.P、Q均带正电
B.P、Q均带负电
C.P带正电、Q带负电
D.P带负电、Q带正电
二、多选题
28.质量为M的凹槽静止在水平地面上,内壁为半圆柱面,截面如图所示,A为半圆的最低点,B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触,内有一质量为m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动,力F的方向始终沿圆弧的切线方向,在此过程中所有摩擦均可忽略,下列说法正确的是( )
A.推力越来越小
B.凹槽对滑块的支持力越来越小
C.墙面对凹槽的弹力先增大后减小
D.水平地面对凹槽的支持力先增大后减小
29.如图所示,在水平粗糙横杆上,有一质量为的小圆环,悬吊一个质量为的小球。今用一水平力缓慢地拉起,仍保持静止不动,设圆环受到的支持力为,静摩擦力为,此过程中( )
A.绳子的拉力不变 B.增大
C.一直增大 D.一直变大
30.如图所示,一轻质晒衣架静置于水平地面上,水平横杆与四根相同的斜杆垂直,两斜杆夹角。一重为G的物体悬挂在横杆中点,则每根斜杆受到地面的( )
A.作用力为 B.作用力为 C.摩擦力为 D.摩擦力为
试卷第2页,共14页
试卷第1页,共1页
学科网(北京)股份有限公司
《选择题专题突破3 物体的平衡》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
A
D
B
C
D
B
A
C
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
B
A
D
B
A
D
B
B
D
C
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
答案
B
A
B
B
A
B
C
BC
CD
BC
1.D
【详解】当木板与水平面的夹角为时,两物块刚好滑动,对A物块受力分析如图
沿斜面方向,A、B之间的滑动摩擦力
根据平衡条件可知
对B物块受力分析如图
沿斜面方向,B与斜面之间的滑动摩擦力
根据平衡条件可知
两式相加,可得
解得
ABC错误,D正确。
故选D。
2.A
【详解】CD.对小球受力分析,受推力F、重力G、墙壁的支持力N、斜面的支持力N′,如图
根据共点力平衡条件,有x方向
竖直方向
解得
当F增加时,墙壁对铁球的作用力不断变大,为
故CD错误;
AB.当F增加时,斜面的支持力为,保持不变,故球对斜面的压力也保持不变;则斜面对球的作用力也保持不变;故A正确,B错误;
故选A。
3.D
【详解】滑块Q在光滑斜面N上静止,则P与Q带电同性,两者之间为库仑斥力设为F,两滑块的受力分析和角度关系如图所示
对Q物体在沿着斜面方向有
可得
而对P物体动摩擦因数最小时有
联立解得
故选D。
4.B
【详解】若将小球从点缓慢移到点过程中,小球b受力如图所示
设细线长为L,OP距离为h,两球间距为x,对小球b作出动态受力分析图,由此可知,小球a缓慢下移过程中,由相似三角形可得
两电荷间的库仑力为
联立可得
由于h变大,则x变大,则小球b所受的库仑力F大小在减小,由动态受力分析图可知,细线拉力逐渐减小,ACD错误,B正确。
故选B。
5.C
【详解】AB.无论曲辕犁直辕犁怎样前进,耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力都是相互作用力,等大反向,故AB错误;
C.耕索对曲辕犁拉力的水平分力
耕索对直辕犁拉力的水平分力
因为α<β,所以耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的小,故C正确;
D.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力
耕索对直辕犁拉力的竖直分力
因为α<β,所以耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大,故D错误。
故选C。
6.D
【详解】根据力的合成与分解可知,对膝关节,合力为
小腿骨对膝关节的作用力
则膝关节对小腿骨竖直方向的作用力为
因为脚掌对地面的竖直方向的作用力约为,根据牛顿第三定律可知,脚掌所受地面向上的弹力约为
故选D。
7.B
【详解】AB.设两绳子对圆柱体的拉力的合力为,木板对圆柱体的支持力为,绳子与木板夹角为,从右向左看如图所示
在矢量三角形中,根据正弦定理
在木板以直线为轴向后方缓慢转动直至水平过程中,不变,从逐渐减小到0,又
且
可知
则
可知从锐角逐渐增大到钝角,根据
由于不断减小,可知不断减小,先增大后减小,可知先增大后减小,结合牛顿第三定律可知,圆柱体对木板的压力先增大后减小,故A错误、B正确;
CD.设两绳子之间的夹角为,绳子拉力为,则
可得
不变,逐渐减小,可知绳子拉力不断减小,故CD错误。
故选B。
8.A
【详解】小球受重力、细线的拉力和支持力,由于平衡,三个力可以构成矢量三角形,如图所示:
根据平衡条件,该力的矢量三角形与几何三角形POC相似,则有
解得
当P点下移时,PO减小,L、R不变,故F1增大,F2增大。
故选A。
9.C
【详解】AB.对两球整体受力分析
,
解得
故AB错误;
C.对C球受力分析,如图
根据共点力平衡条件,有x方向
FCDcos30°-FBCcosα=0y方向
FCDsin30°+FBCsinα-mg=0
解得
FBC=mg,α=30°
所以BC与竖直方向夹角是60°,故C正确;
D.保持两个小球的位置不变,仅将D点下移,为了保持BC与CD的合力始终与重力等大反向,BC拉力方向不变,CD拉力方向顺时针旋转,根据合成可知,CD上的拉力始终增大,故D错误。
故选C。
10.D
【详解】A.当导线静止在图(a)右侧位置时,对导线做受力分析有
可知要让安培力为图示方向,则导线中电流方向应由M指向N,A错误;
BCD.由于与OO′距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化,有
,FT= mgcosθ
则可看出sinθ与电流I成正比,当I增大时θ增大,则cosθ减小,静止后,导线对悬线的拉力FT减小,BC错误、D正确。
故选D。
11.B
【详解】由图中可知电流方向由d到c,整个装置受力如图所示金属棒恰好处于平衡状态,根据左手定则可知磁场力方向垂直于金属棒向上
则有
解得
根据闭合电路欧姆定律有
又因为
解得
故选B。
12.A
【详解】由于风速水平向右、大小恒定且不随高度改变,可认为单位高度飘带受到的风力相同,假设飘带总长为,质量为,由飘带自由端向上选取任意一段,该部分飘带的重力和所受风力分别为
该部分飘带稳定时受力平衡,受力分析如图所示
重力与风力的合力与剩余部分间的张力是平衡力,设竖直方向的夹角为,则满足
可知飘带与竖直方向的角度与所选取的飘带长度无关,在风速一定时,飘带与竖直方向的角度正切值恒定,则飘带为一条倾斜的直线。
故选A。
13.D
【详解】C.对小球受力分析,设弹性轻绳的劲度系数为k,形变量为x,与竖直方向夹角为,,则弹性轻绳对小球的弹力沿水平方向向左的分力为
故的大小不变,由平衡条件得,杆对小球的弹力
则的大小不变,C错误;
D.小球与杆之间的摩擦力
则f的大小不变,D正确;
AB.弹性轻绳对小球的弹力沿竖直方向向上的分力
小球缓慢下降,θ减小,逐渐增大,而
所以F一直减小,AB错误。
故选D。
14.B
【详解】由题知,取走一个盘子,稳定后余下的正好升高补平,则说明一个盘子的重力可以使三根弹簧形变量等于相邻两盘间距,则有
mg = 3∙kx
解得
k = 100N/m
故选B。
15.A
【详解】设AC段长为,与BC的夹角为θ,则BC段长为,根据几何知识有
解得
因此
设细线上的拉力大小为T,对重物进行受力分析,如图所示
则根据力的平衡条件有
,
解得
故选A。
16.D
【详解】对光滑圆柱体受力分析如图
由题意有
故选D。
17.B
【详解】分别对两小球受力分析可知,每个小球受三力平衡,则弹簧应被压缩,如图所示
BD.由几何关系可知,和的方向平分平行四边形的对角,则弹力和重力合成构成菱形,故有
则有
故B正确,D错误;
AC.由合法法可得
联立可得
故AC错误。
故选B。
18.B
【详解】AB.对PQ整体受力分析可知,地面对P的摩擦力与力F等大反向,可知只增加 P 的质量,P与地面间摩擦力的大小不变;只增加外力F的大小,P与地面间摩擦力的大小一定增加,选项A错误,B正确;
C.设斜面倾角为θ,对Q分析可知,若开始时Q受静摩擦力沿斜面向下,则
则只增加Q的质量,P与Q间摩擦力的大小减小,或者先减小后反向增加,选项C错误;
D.对Q分析可知,若开始时Q受静摩擦力沿斜面向上,则
则只增加外力F的大小,P与Q间摩擦力减小,或者先减小后增加,选项D错误。
故选B。
19.D
【详解】AD.对夯具受力分析如图1所示
由共点力平衡条件知
两人在靠拢过程中减小,增大,绳子的张力减小,两绳张力的合力大小始终等于夯具所受的重力大小,A错误,D正确;
B.将两人与夯具整体进行受力分析,两人对地面的压力大小之和等于两人重力与夯具重力之和,保持不变,B错误;
C.对左侧的人受力分析如图2所示
水平方向受到地面的静摩擦力,
可知减小,减小,由A项分析知绳子张力减小,则减小,故摩擦力减小,故C错误。
故选D。
20.C
【详解】对网兜和足球受力分析,设轻绳与竖直墙面夹角为θ,由平衡条件
可知
,
故选C。
21.B
【详解】A.地面对每根斜杆的支持力垂直于地面竖直向上,由于对称性,可知每根杆受到地面的支持力为 ,A错误;
B.由于人字梯的重力忽略不计,上端横梁为转轴,地面对每根杆的力沿着杆斜向上,因此
则根斜杆受到地面的作用力大小为
B正确;
CD.每根斜杆受到地面的摩擦力大小为
C、D错误。
故选B。
22.A
【详解】对小球受力分析如图所示
由几何关系易得力与力与竖直方向的夹角均为,因此由正交分解方程可得
,
解得
故选A。
23.B
【详解】ABC.对三个鸟笼整体分析可知
对P点分析可知
,
解得
,
故B正确AC错误;
D.因为,所以两个角度不可能同时增大,故D错误。
故选B。
24.B
【详解】根据题意对S受力分析如图
正交分解可知
所以有
对P受力分析如图
则有
解得
故选B。
25.A
【详解】设每根绳子的拉力为,则两根绳子拉力的合力为
战士做匀速直线运动,则在水平方向有
解得每根绳的拉力大小为
故选A。
26.B
【详解】由题意可知设Q和P两球之间的库仑力为F,绳子的拉力分别为T1,T2,质量分别为m1,m2;与竖直方向夹角为θ,对于小球Q有
对于小球P有
联立有
所以可得
又因为
可知,即P的质量一定大于Q的质量;两小球的电荷量则无法判断。
故选B。
27.C
【详解】AB.由图可知,两小球均在匀强电场的电场力和库仑力的作用下保持平衡,由于相互的库仑力大小相等、方向相反,那么两小球各自受到匀强电场的电场力也一定大小相等、方向相反,所以两小球一定带异种电荷,故AB错误;
C.如小球P带正电、Q带负电,小球P受到匀强电场的电场力向左、库仑力向右,有可能如图所示保持平衡;同理如小球Q带负电,其受到匀强电场的电场力向右、库仑力向左,有可能如图所示保持平衡,故C正确;
D.如果小球P带负电、Q带正电,则小球P受到匀强电场的电场力与库仑力均向右,则不能如图所示平衡;同理小球Q受到匀强电场的电场力与库仑力均向左,也不能如图所示平衡,故D错误。
故选C。
28.BC
【详解】AB.对滑块受力分析,设支持力与竖直方向夹角为,由平衡条件有
,
滑块从A缓慢移到B点时,增大,则推力越来越大,支持力越来越小,故A错误,B正确;
C.对凹槽与滑块整体分析,有墙面对凹槽的弹力为
则越来越大时,墙面对凹槽的弹力先增大后减小,故C正确;
D.水平地面对凹槽的支持力为
则越来越大时,水平地面对凹槽的支持力越来越小,故D错误。
故选BC。
29.CD
【详解】AD.取小球为研究对象进行受力分析,如图
由平衡条件可得,
用一水平力缓慢地拉起B,增大,减小,则细线拉力增大;增大,水平拉力F增大,故A错误、D正确;
BC.取AB组成的系统为研究对象,受力如图所示
由平衡条件可得,
可知环A受到的支持力不变,静摩擦力增大,故B错误、C正确。
故选CD。
30.BC
【详解】A B.设斜杆的弹力大小为,以水平横杆和重物为整体,竖直方向根据受力平衡可得
解得
A错误,B正确;
C D.以其中一斜杆为研究对象,其受力如图所示
可知每根斜杆受到地面的作用力应与平衡,即大小为,每根斜杆受到地面的摩擦力为
C正确;D错误。
故选BC。
答案第6页,共18页
答案第1页,共18页
学科网(北京)股份有限公司
$