2021届高三总复习物理每日拔高练 第12练Word版含答案

2021届高三总复习物理每日拔高练
第12练
重难点剖析
解决共点力平衡问题的常用方法
适用条件
注意事项
优点
合成法
物体受三个力作用而平衡
表示三个力大小的线段长度不可随意画两力的合力与第三个力等大、反向
对于物体所受的三个力，有两个力相互垂直或两个力大小相等的平衡问题求解较简单。
效果分解法
物体受三个力作用而平衡
将某一个力按力的效果分解，则其分力分别与物体受到的另外两个力等大、反向
力的三角形法
物体受三个力作用而平衡
将三个力的矢量图平移，构成一个依次首尾相连接的矢量三角形
常用于求解一般矢量三角形中未知力的大小和方向
相似三角形法
物体受三个力作用而平衡
根据合力为零，把三个力画在一个三角形中，根据力的三角形与对应的几何三角形相似、相似三角形的对应边成比例列方程求解
按比例求解力的大小
正交分解法
物体后三个或三个以上的力作用而平衡
选坐标轴时应使尽量多的力与坐标轴重合Fx合=0，Fy合=0
对于物体受三个以上的力处于平衡状态的问题求解较方便
练习
1.如图所示，将三个完全相同的光滑球用不可伸长的细线悬挂于O点并处于静止状态。已知球半径为R，重力为G，线长均为R。则每条细线上的张力大小为(
)
A.
B.
C.
D.
2.如图，用硬铁丝弯成的光滑半圆环竖直放置，最高点B处固定一小滑轮，质量为m的小球A穿在环上。现用细绳一端拴在A上，另一端跨过滑轮用力F拉动，使A缓慢向上移动。在移动过程中关于铁丝对A的支持力N的说法正确的是(
)
A.N的方向始终背离圆心O
B.N的方向始终指向圆心O
C.N逐渐变小
D.N大小不变
3.在竖直墙壁的左侧水平地面上，放置一个棱长为a、质量为M的正方体，在墙壁和正方体之间放置一半径为R、质量为m的光滑球，正方体和球均保持静止，如图所示。球的球心为与竖直方向的夹角为θ，正方体的棱长，正方体与水平地面间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。
（1）正方体和墙壁对球的支持力分别是多大？
（2）若，保持球的半径不变，只增大球的质量，为了不让正方体出现滑动，则球质量的最大值为多少？（）
4.如图，一光滑的轻滑轮用轻绳悬挂于O点，另一轻绳跨过滑轮，一端连着斜面上的物块A，另一端悬挂物体B，整个系统处于静止状态。现缓慢向左推动斜面，直到轻绳平行于斜面，这个过程中物块A与斜面始终保持相对静止。则下列说法正确的是(
)
A.物块A受到的摩擦力一定减小
B.物块A对斜面的压力一定增大
C.轻绳的拉力一定减小
D.轻绳与竖直方向的夹角一定减小
5.同学们都有过擦黑板的经历。如图所示，一黑板擦（可视为质点）的质量为，当手臂对黑板擦的作用力且F与黑板面所成角度为53°时，黑板擦恰好沿黑板表面缓慢竖直向上擦黑板。（g取，，）
（1）求黑板擦与黑板间的动摩擦因数μ。
（2）若作用力F方向保持不变，当F多大时能完成向下缓慢擦黑板的任务？
（3）比较以上两种情况，试判断哪次黑板擦得更于净，并说明理由。
答案以及解析
1.答案：B
解析：本题中O点与各球心的连线构成一个棱长为的正四面体，如图甲所示（为各球球心位置），为的中心，设，根据图乙由几何关系知，由勾股定理得。对A处球受力分析有：，又，解得，故只有B项正确。
2.答案：AD
解析：小球A缓慢向上移动的过程中受三个力作用而处于平衡状态，根据平衡条件知与N的合力与T等大反向共线，作出与N的合力，如图，由几何关系有，得，都不变，则N大小不变，方向始终背离圆心O。故A、D正确，B、C错误。
3.答案：（1）
（2）
解析：（1）球受力情况如图所示，根据平衡条件知
①
②
解得：③
④
（2）对正方体和球整体受力分析如图所示，根据平衡条件知
⑤
⑥
且有：⑦
联立⑤⑥⑦解得：⑧
即球质量的最大值为。
4.答案：BC
解析：对B分析，因为过程缓慢，故B受力平衡，所以绳子的拉力，由于同一条绳子上的拉力大小相同，故绳子对A的拉力大小恒为。
如图所示，设绳子与斜面的夹角为θ，斜面与水平面的夹角为α，对A分析，在垂直于斜面方向上，有，随着斜面左移，θ在减小，故在增大；在沿斜面方向上，物块A受到重力沿斜面向下的分力和绳子沿斜面向上的分力，如果，则有，随着θ减小，在减小，如果，则有，随着θ减小，在增大，故A错误，B正确。
因为滑轮两边绳的夹角越来越大，又滑轮两边绳的拉力大小相等且不变，则滑轮两边绳的合力越来越小，所以轻绳的拉力在减小，C正确：在滑轮两边轻绳夹角的角平分线上，所以与竖直方向的夹角一定增大，D错误。
5.答案：（1）0.5
（2）2
N
（3）见解析
解析：（1）在黑板擦缓慢向上擦的过程中，以黑板擦为研究对象进行受力分析如图甲所示，则
水平方向：
竖直方向：
解得
（2）在黑板擦缓慢向下擦的过程中，以黑板擦为研究对象进行受力分析如图乙所示，则
水平方向：
竖直方向：
解得：
（3）缓慢向上比缓慢向下擦得更干净。
因为缓慢向上擦时黑板擦与黑板间的摩擦力更大，擦得更干净。