高中物理粤教版必修一同步练习重难点强化练（三）+物体受力平衡+Word版含答案

重难点强化练（三） 物体受力平衡
1.如图1所示，A物体的上表面水平，它与B物体保持相对静止，一起沿着斜面匀速下滑，则A的受力个数为(　　)
图1
A．2个　　　　　　　　 B．3个
C．4个 D．5个
解析：选C　A、B一起匀速下滑，A、B间只有弹力，A除受重力外还要受斜面的弹力、摩擦力和B对A的压力。所以A受4个力作用，故C正确。
2.乒乓球是我们的国球，中国运动员的水平也代表着国际的顶尖水平。如图2所示，运动员用竖直的胶皮乒乓球拍去推挡水平飞来的上旋弧圈球。下列对推挡瞬间乒乓球所受的力的分析图中正确的是(　　)
图2
解析：选D　乒乓球共受三个力，即重力G、弹力FN、摩擦力f，A、B错；f的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反，C错，D对。
3．(多选)物体b在水平推力F作用下将物体a挤在竖直墙壁上，如图3所示，a、b处于静止状态。关于a、b两物体的受力情况，下列说法正确的是(　　)
图3
A．a受到两个摩擦力的作用
B．a共受到四个力的作用
C．b共受到三个力的作用
D．墙壁对a的摩擦力的大小不随F的增大而增大
解析：选AD　以整体为研究对象，如图甲所示，物体受到重力、水平推力F、墙对物体水平向右的弹力N1、墙壁对物体的摩擦力f1，由于物体处于静止状态，所以摩擦力f1＝Gab，不随着F的增大而增大，D正确；隔离b为研究对象，如图乙所示，b受到重力Gb、水平推力F、a对b水平向右的弹力N2和a对b向上的摩擦力f2四个力的作用，C错误；再隔离a，如图丙所示，a受到重力Ga、水平方向上的两个弹力N1和N2′、b对a向下的摩擦力f2′和墙壁对a向上的摩擦力f1五个力的作用，故A正确，B错误。
4.如图4所示，跳伞运动员打开伞后经过一段时间，将在空中保持匀速降落，已知运动员和他身上装备的总重力为G1，圆顶形降落伞伞面的重力为G2，有8根相同的拉线一端与运动员相连(拉线质量不计)，另一端均匀分布在伞面边缘上(图中没有把拉线都画出来)。每根拉线和竖直方向都成30°角，那么每根拉线上的张力大小为(　　)
图4
A.　　　　　　　 　B.
C. D.
解析：选A　取运动员为研究对象，受力分析如图所示，8根拉线图中只画出2根。由于8根拉线中每两根都关于竖直线对称，故一对拉线(在圆顶形伞面直径的两端)的合力F12＝2F1cos 30°＝2×F1×＝F1。因为运动员匀速下降，处于平衡状态，由共点力的平衡条件知：4F12－G1＝0，所以4F1＝G1。故F1＝＝，A正确。
5.如图5，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为(　　)
图5
A. B.
C. D.
解析：选B　滑块B刚好不下滑，根据平衡条件得mBg＝μ1F；滑块A恰好不滑动，则滑块A与地面之间的摩擦力等于最大静摩擦力，把A、B看成一个整体，根据平衡条件得F＝μ2(mA＋mB)g，解得＝。选项B正确。
6．如图6所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块在水平力F的作用下静止于P点。设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为θ。下列关系正确的是(　　)
图6
A．F＝ B．F＝mgtan θ
C．FN＝ D．FN＝mgtan θ
解析：选A　对小滑块进行受力分析，如图所示，小滑块受重力mg、水平力F和容器的支持力FN三个力的作用，其中支持力FN的方向垂直于接触面指向球心。将FN分解为沿水平方向的分力FNcos θ和沿竖直方向的分力FNsin θ，则小滑块在水平方向和竖直方向均满足二力平衡，有FNcos θ＝F，FNsin θ＝mg，从而可得FN＝，F＝。故选项A正确。
7.如图7所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是(　　)
图7
A．F1先增大后减小，F2一直减小
B．F1先减小后增大，F2一直减小
C．F1和F2都一直减小
D．F1和F2都一直增大
解析：选B　小球受力如图甲所示，因挡板是缓慢移动，所以小球处于动态平衡状态，在移动过程中，此三力(重力、斜面的支持力FN、挡板的弹力F)组成一矢量三角形的变化情况如图乙所示(重力大小方向均不变，斜面对其支持力方向始终不变)，由图可知此过程中斜面对小球的支持力不断减小，挡板对小球弹力先减小后增大，再由牛顿第三定律知B对。
8.两刚性球a和b的质量分别为ma和mb、直径分别为da和db(da＞db)。将a、b两球依次放入一竖直放置、内径为d(da＜d＜da＋db)的平底圆筒内，如图8所示。设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为N1和N2，筒底所受的压力大小为F。已知重力加速度大小为g。若所有接触面都是光滑的，则(　　)
图8
A．F＝(ma＋mb)g，N1＝N2
B．F＝(ma＋mb)g，N1≠N2
C．mag＜F＜(ma＋mb)g，N1＝N2
D．mag＜F＜(ma＋mb)g，N1≠N2
解析：选A　以a、b整体为研究对象，其重力方向竖直向下，而侧壁产生的压力沿水平方向，故不能增大对底部的挤压，所以F＝(ma＋mb)g；水平方向，由于物体处于平衡状态，所以受力平衡，力的大小是相等的，即N1＝N2，故A正确。
9.(多选)小船用绳索拉向岸边，如图9所示，设船在水中运动时水的阻力大小不变，那么在小船匀速靠岸的过程中，下列说法正确的是(　　)
图9
A．绳子的拉力T不断增大
B．绳子的拉力T不变
C．船的浮力减小
D．船的浮力增大
解析：选AC　小船受四个力的作用而匀速前进。
水平方向：F′＝Tcos θ，
竖直方向：Tsin θ＋F＝mg
当θ角增大时，由于阻力F′不变，则拉力T增大，浮力F减小。
10．如图10所示，不可伸长的轻绳一端固定于墙上O点，拉力T通过一轻质定滑轮和轻质动滑轮作用于绳另一端，则重物m在拉力T作用下缓慢上升的过程中，拉力T(不计一切摩擦)(　　)
图10
A．变大　　　　 　B．变小
C．不变 D．无法确定
解析：选A　对重物m进行受力分析如图所示，有Tcos α＝mg，在重物m上升过程中，α增大，cos α减小，故T增大，A正确。
11.有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直放置，表面光滑，AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图11所示。现将P环左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况是(　　)
图11
A．N不变，T变大　　　 　B．N不变，T变小
C．N变大，T变小 D．N变大，T变大
解析：选B　通过整体法分析可知，因OB杆光滑，所以细绳拉力T的竖直分量等于Q环的重力，OB杆在竖直方向对Q无力的作用，所以P、Q环的总重力由OA杆来平衡，即N不变，始终等于P、Q重力之和；当P环向左平移一段距离后，细绳和竖直方向的夹角变小，所以在细绳拉力T的竖直分量不变的情况下，拉力T变小了，故B正确。
12．如图12所示，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物。在绳子距a端的c点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比为(　　)
图12
A. B．2
C. D.
解析：选C　平衡后设绳的bc段与水平方向成α角，则：tan α＝2，sin α＝，对c点分析，三力平衡，在竖直方向上有：m2g＝m1gsin α得：＝＝，C正确。
13．如图13所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线夹角为α＝60°。则两个球的质量比等于(　　)
图13
A. B.
C. D.
解析：选A　对m1、m2分别进行受力分析(如图所示)，则T＝m2g。由平衡条件可知，FN、T的合力与m1g大小相等、方向相反，因为α＝60°，且OA＝OB，故平行四边形ABOD为菱形，FN＝T，所以2Tsin α＝m1g，解得＝。
14．(多选)如图14所示，两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动，在O点悬挂一重物M，将两相同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止。f表示木块与挡板间摩擦力的大小，N表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止，且O1、O2始终等高，则(　　)
图14
A．f变小 B．f不变
C．N变小 D．N变大
解析：选BD　以两个木块m和重物M整体作为研究对象，在竖直方向上，f＝g，与挡板间的距离无关，A错误，B正确；如图所示，以轴O点为研究对象，杆对轴O的作用力为F＝，再以木块m为研究对象，挡板对木块的正压力N＝F′sin θ＝Fsin θ＝，当挡板间的距离稍许增大时，θ增大，N增大，C错误，D正确。