高中物理教科版 能力提升作业 必修一 受力分析　共点力平衡 Word版含解析

1.(2019·温州四校联考)半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN.在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态．如图所示是这个装置的纵截面图．若用外力使MN保持竖直并且缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止．在此过程中，下列说法中正确的是(　　)
A．MN对Q的弹力逐渐减小
B．地面对P的摩擦力逐渐增大
C．P、Q间的弹力先减小后增大
D．Q所受的合力逐渐增大
答案：B
2.如图所示，AC、CD、BD为三根长度均为l的轻绳，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2l.现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD轻绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为(　　)
A．mg　　　　　　　　　　 B.mg
C.mg D.mg
答案：C
3．(2019·绍兴检测)如图，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千，某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变．木板静止时，F1表示木板所受合力的大小，F2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后(　　)
A．F1不变，F2变大　　　　　 B．F1不变，F2变小
C．F1变大，F2变大 D．F1变小，F2变小
解析：选A.木板静止时受力情况如图所示，设轻绳与竖直木桩的夹角为θ，由平衡条件知，合力F1＝0，故F1不变，F2＝，剪短轻绳后，θ增大，cos θ减小，F2增大，故A正确．
4．(多选)(2019·舟山质检)如图所示，A、B两球质量均为m，固定在轻弹簧的两端，分别用细绳悬于O点，其中球A处在光滑竖直墙面和光滑水平墙面的交界处，已知两球均处于平衡状态，OAB恰好构成一个正三角形，则下列说法正确的是(重力加速度为g)(　　)
A．球A可能受到四个力的作用
B．弹簧对球A的弹力大于对球B的弹力
C．绳OB对球B的拉力大小一定等于mg
D．绳OA对球A的拉力大小等于或小于1.5mg
解析：选ACD.对球B受力分析，据共点力平衡可知弹簧和绳对球B的作用力大小均为mg，选项C正确．对同一弹簧而言，产生的弹力处处相等，故弹簧对球A的弹力等于对球B的弹力，选项B错误．对球A分析可知，一定受重力、弹簧的弹力、墙面的支持力作用，可能受地面的支持力和绳的拉力，地面的支持力和绳的拉力也可能有一个为0，当地面对球A的支持力为0时，绳上的拉力最大，等于重力和弹簧竖直方向的分力之和，即1.5mg，故选项A、D正确．
【课后达标检测】
选择题
1.(2019·浙江新高考名校创新卷(四))如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止．物体A的受力个数为(　　)
A．2 B．3
C．4 D．5
答案：B
2．将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示．用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持θ＝30°，则F的最小值为(　　)
A.mg B．mg
C.mg D.mg
答案：B
3.(2019·绍兴质检)如图所示，有一只重为G的蜻蜓在空中沿虚线方向匀速直线飞行，在此过程中，蜻蜓受到空气对它的作用力的方向是(　　)
A．a方向 B．b方向
C．c方向 D．d方向
答案：A
4．(2019·嘉兴一中检测)如图所示，质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上，通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B，系统处于静止状态．则(　　)
A．A对地面的压力等于(M＋m)g
B．A对地面的摩擦力方向向左
C．B对A的压力大小为
D．细线对小球的拉力大小为
解析：选A.把A、B看成一个整体，对整体受力分析得整体受重力和地面对整体的支持力，整体对地面的压力即A对地面的压力等于(M＋m)g，A正确；地面对整体没有摩擦力，即A对地面没有摩擦力，B错误；对B受力分析如图，由图得到cos θ＝ ，cos θ＝＝，联立得FAB＝mg，C错误；tan θ＝＝，tan θ＝，联立得细线对小球的拉力F＝mg，D错误．
5．(2019·湖州质检)如图所示，运动员手持乒乓球拍托球沿水平面匀加速跑，设球拍和球质量分别为M、m，球拍平面和水平面之间的夹角为θ，球拍与球保持相对静止，它们间摩擦及空气阻力不计，则(　　)
A．球拍对球的作用力为mgcos θ
B．运动员对球拍的作用力为Mgcos θ
C．运动员的加速度为gtan θ
D．若运动员的加速度大于gsin θ，球一定沿球拍向上运动
解析：选C.由题意知乒乓球加速度水平向右，作乒乓球受力图，如图，FN＝，A项错误；F合＝mgtan θ＝ma，gsin θ6.(2019·嘉兴质检)如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为FN1，球对木板的压力大小为FN2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中(　　)
A．FN1始终减小，FN2始终增大
B．FN1始终减小，FN2始终减小
C．FN1先增大后减小，FN2始终减小
D．FN1先增大后减小，FN2先减小后增大
解析：选B.对小球进行受力分析，如图所示，根据物体的平衡条件，可将三个力构建成矢量三角形．重力不变，随着木板缓慢转到水平位置，球对木板的压力大小FN2逐渐减小，墙面对球的压力大小FN1逐渐减小，故B正确．
7.如图所示，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点的连线与水平线的夹角为α＝90°，质量为m2的小球位于水平地面上，设此时质量为m2的小球对地面压力大小为FN，细线的拉力大小为FT，则(　　)
A．FN＝(m2－m1)g B．FN＝m2g
C．FT＝m1g D．FT＝g
解析：选B.分析小球m1的受力情况，由物体的平衡条件可得，绳的拉力FT＝0，故C、D均错误；分析m2受力，由平衡条件可得：FN＝m2g，故A错误，B正确．
8.(多选)(2019·绍兴质检)如图所示，L形木板置于粗糙水平面上，光滑物块压缩弹簧后用细线系住．烧断细线，物块弹出的过程木板保持静止，此过程(　　)
A．弹簧对物块的弹力不变
B．弹簧对物块的弹力逐渐减小
C．地面对木板的摩擦力不变
D．地面对木板的摩擦力逐渐减小
解析：选BD.烧断细线，弹簧要恢复原状，弹簧对物块的弹力逐渐减小，故A错误，B正确；木板在水平方向上受到弹簧的弹力和地面的静摩擦力，两个力平衡，由于弹簧的弹力逐渐减小，则地面对木板的摩擦力逐渐减小，故C错误，D正确．
9.(2019·舟山高二期中)如图所示，在一绝缘斜面C上有一带正电的小物体A处于静止状态．现将一带正电的小球B沿以A为圆心的圆弧缓慢地从P点转至A正上方的Q点处，已知P、A在同一水平线上，且在此过程中物体A和C始终保持静止不动，A、B可视为质点．关于此过程，下列说法正确的是(　　)
A．物体A受到斜面的支持力先增大后减小
B．物体A受到斜面的支持力一直增大
C．地面对斜面C的摩擦力先增大后减小
D．地面对斜面C的摩擦力先减小后增大
解析：选A.以斜面C和A为研究对象，受到重力(M＋m)g、小球B对A的库仑力F、地面对C的支持力FN和地面对C的摩擦力Ff作用，如图甲所示，根据平衡条件可得：Ff＝F·cos θ，FN＝(M＋m)g＋Fsin θ，当θ由0°增大到90°时，Ff减小，FN增大，所以C、D错；以A为研究对象，受到重力mg、小球B对A的库仑力F、物体A受到斜面的支持力FNA和物体A受到斜面的摩擦力FfA，如图乙所示，根据平衡条件得：FNA＝mgcos α＋F·sin(α＋θ)，当θ由0°增大到90°时，FNA先增大后减小，所以A正确，B错误．
10．(2019·台州检测)滑滑梯是小孩子很喜欢的娱乐活动．如图所示，一个小孩正在滑梯上匀速下滑，则(　　)
A．小孩所受的重力与小孩所受的弹力大小相等
B．小孩所受的重力与小孩所受的摩擦力大小相等
C．小孩所受的弹力和摩擦力的合力与小孩所受的重力大小一定不相等
D．小孩所受的重力和弹力的合力与小孩所受的摩擦力大小相等
解析：选D.小孩在滑梯上受力如图所示，设滑梯斜面倾角为θ，则FN＝mgcos θ，Ff＝mgsin θ，所以A、B错误；小孩在重力、弹力和摩擦力三个力作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反，故C错误、D正确．
11．(2019·金华质检)如图所示，A、B两物体静止在粗糙水平面上，其间用一根轻弹簧相连，弹簧的长度大于原长．若再用一个从零开始缓慢增大的水平力F向右拉物体B，直到A即将移动，此过程中，地面对B的摩擦力F1和对A的摩擦力F2的变化情况是(　　)
A．F1先变小后变大再不变
B．F1先不变后变大再变小
C．F2先变大后不变
D．F2一直在变大
解析：选A.因在施加拉力F前，弹簧处于伸长状态，此时地面对A的摩擦力水平向左，地面对B的摩擦力水平向右，对B施加水平向右的拉力后，随着F的增大，物体B受的摩擦力先水平向右逐渐减小，再水平向左逐渐增大，当B相对地面向右运动后，物体B受地面的摩擦力不再变化，而在物体B运动之前，物体A受地面的摩擦力水平向左，大小不变，当B向右运动后，随弹簧弹力的增大，物体A受到的摩擦力逐渐增大，综上所述，选项A正确，B、C、D错误．
12.如图所示，在粗糙水平面上放置A、B、C、D四个小物块，各小物块之间由四根完全相同的轻橡皮绳相互连接，正好组成一个菱形，∠ABC＝60°，整个系统保持静止状态．已知D物块所受的摩擦力大小为F，则A物块所受的摩擦力大小为(　　)
A.F B．F
C.F D．2F
解析：选A.设A物块所受的摩擦力大小为Ff，每根橡皮绳的弹力为FT，则有2FTcos 60°＝Ff，对D：2FTcos 30°＝F，解得Ff＝F，故A正确，B、C、D错误．
13.(多选)(2019·杭州高二月考)如图是简易测水平风速的装置，轻质塑料球用细线悬于竖直杆顶端O，当水平风吹来时，球在水平风力F的作用下飘起来．F与风速v成正比，当v＝3 m/s时，测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ＝45°，则(　　)
A．当风速v＝3 m/s时，F的大小恰好等于球的重力
B．当风速v＝6 m/s时，θ＝90°
C．水平风力F越大，球平衡时，细线所受拉力越小
D．换用半径相等，但质量较大的球，则当θ＝45°时，v大于3 m/s
解析：选AD.对小球受力分析，小球受重力、风力和拉力处于平衡，当细线与竖直方向的夹角θ＝45°时，根据平行四边形定则知，风力F＝mg，故A正确；当风速为6 m/s，则风力为原来的2倍，即为2mg，根据平行四边形定则知，tan θ＝＝2，θ≠90°，故B错误；拉力FT＝，水平风力越大，平衡时，细线与竖直方向的夹角θ越大，则细线的拉力越大，故C错误；换用半径相等，但质量较大的球，知重力变大，当θ＝45°时，风力F＝mg，可知风力增大，所以v大于3 m/s，故D正确．
14．(多选)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a、b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．如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是(　　)
A．绳的右端上移到b′，绳子拉力不变
B．将杆N向右移一些，绳子拉力变大
C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小
D．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移
解析：选AB.设两段绳子间的夹角为2α，由平衡条件可知，2Fcos α＝mg，所以F＝，设绳子总长为L，两杆间距离为s，由几何关系L1sin α＋L2sin α＝s，得sin α＝＝，绳子右端上移，L、s都不变，α不变，绳子张力F也不变，A正确；杆N向右移动一些，s变大，α变大，cos α变小，F变大，B正确；绳子两端高度差变化，不影响s和L，所以F不变，C错误；衣服质量增加，绳子上的拉力增加，由于α不会变化，悬挂点不会右移，D错误．
15．(2019·台州质检)将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、4块固定在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角均为30°.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F1和第1、3块石块间的作用力F2的大小之比为(　　)
A．1∶2 B.∶2
C.∶3 D.∶1
解析：选B.以第1块石块为研究对象，受力分析如图所示，石块静止，则F1＝F2cos 30°，＝cos 30°＝，故B正确．