高中三年级物理总练习2_3共点力作用下物体的平衡练习新苏版

高三物理总练习2-3共点力作用下物体的平衡练习新苏版一、选择题1(2017海南)如下图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力()A等于零B不为零，方向向右C不为零，方向向左D不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右答案A解析物块受力如图(甲)，由平衡条件得：mgsinFf，Fmgcos.斜劈受力如图(乙)，设地面对斜劈的摩擦力为Ff地，方向向右，水平方向由平衡条件得FfcosFf地Fsin.由牛顿第三定律可知：FfFf，FF.由以上各方程解得：Ff地0.A正确2.如下图，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P的斜面与固定挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此刻所受的外力个数有可能为()A2个 B3个C4个 D5个答案AC解析若斜面体P受到的弹簧弹力F等于其重力mg，则MN对P没有力的作用，如图(a)所示，P受到2个力，A对；若弹簧弹力大于P的重力，则MN对P有压力FN，只有压力FN则P不能平衡，一定存在向右或有向右分量的力，只能是MN对P的摩擦力Ff，因此P此时受到4个力，如图(b)所示，C对3(2017安庆模拟)如下图，在超市内倾角为的电梯斜面上有一箱西瓜随电梯匀速向上运动，在箱子的中央有一个质量为m的西瓜，则在该西瓜随箱一起匀速前进的过程中，周围其他西瓜对它的作用力的方向为()A沿斜面向上 B沿斜面向下C竖直向上 D垂直斜面向上答案C解析该西瓜受到重力和周围其他西瓜对它的作用力，由平衡条件可知，周围其他西瓜对它的作用力的合力与重力大小相等，方向相反故C正确，A、B、D错误4(2017山东)如下图，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa0，b所受摩擦力Ffb0，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间()AFfa大小不变 BFfa方向改变CFfb仍然为零 DFfb方向向右答案AD解析绳子剪断前，a、b木块静止，水平受力如图，因为Ffb0，所以弹簧弹力等于F2，又Ffa0，所以a水平方向受了力作用当剪断右侧细绳瞬间，右侧绳的力发生突变，F2立即变为零弹簧弹力不发生突变，其大小方向不变b木块受弹簧弹力作用，Ffb水平向右，对a木块，弹簧弹力不变，F1、Ffa大小方向也不变故A、D正确，B、C错误5(2017苏北四市模拟)如下图，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G，悬绳与竖直墙壁的夹角为，悬绳对工人的拉力大小为F1，墙壁对工人的弹力大小为F2，则()AF1BF2GtanC若缓慢减小悬绳的长度，F1与F2的合力变大D若缓慢减小悬绳的长度，F1减小，F2增大答案B解析对工人受力分析如下图，则F1、F2Gtan，故A错误、B正确；若缓慢减小悬绳的长度，则角增大，所以F1和F2均增大，故D错误；F1与F2的合力与工人的重力G等大反向，故缓慢减小悬绳的长度时，F1与F2的合力不变，故C错误6(2017长春模拟)两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，如图放置，OA、OB与水平面的夹角分别为30、60，物体M的重力大小为20N，M、m均处于静止状态则()A绳OA对M的拉力大小为10NB绳OB对M的拉力大小为10NCm受到水平面的静摩擦力大小为10NDm受到水平面的静摩擦力方向为水平向左答案D解析对O点受力分析如图(甲)所示，则F1cos30F2cos60、F1sin30F2sin60Mg，由以上两式解得绳OA拉力的大小为F110N、绳OB的拉力大小为F210N，故A、B均错误；对物体m受力分析如图(乙)所示，由于F1<F2, 所以m受到水平面的静摩擦力的方向水平向左，则F2FfF1，解得Ff10(1)N，故C错误、D正确7(2017上饶模拟)如下图，整个装置处于静止状态，A、B两球由一根跨过定滑轮的轻绳相连接，A为一带孔小球，穿在光滑固定的竖直杆OD上，且A球与斜面不接触，B受到水平向左的拉力F1作用，C处滑轮摩擦不计，C、B之间的绳与竖直方向成30角，C、A之间的绳与斜面平行，斜面倾角为30，则A、B两球的质量比为()A. B1C. D.答案D解析对B球受力分析如图(甲)所示，则F；对A球受力分析如图(乙)所示，则F；由以上两式解得，故D正确8(2017济南模拟)如下图，三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点，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绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为()AmgB.mgC.mgD.mg答案C解析对C点受力分析如图(甲)所示，由于AB间距离为2l，CD间距离为l，由几何关系得，30，则CD绳的拉力大小为F1mgtan30mg；对D点受力分析可知，D点受CD绳拉力F1、BD绳的拉力F2和在D点施加的力F，且F1F1；F2和F的合力F1与F1等大反向，则F2、F和F1构成的矢量三角形如图(乙)所示；当F与F2垂直时，F最小，则FFsin60F1sin60mg，故C正确二、非选择题9在装修工程中，用与竖直方向成角的力F使质量为m的物体静止在斜板的某一位置上如下图，斜板与水平方向成角请在图中画出这个物体的受力示意图，并写出计算斜板对它的压力大小的表达式_答案Fcos()mgcos解析物体受力如下图，沿垂直于斜板面的合力为零，则有FNFcos()mgcos.10如下图，木板B放在粗糙的水平地面上，木块A放在B的上面，A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在直立墙壁上，用水平力F向左拉动B，使B以速度v做匀速运动，A、B的质量均为m，且A、B间及B与水平地面间的动摩擦因数都是，则绳的拉力FT_，水平拉力F_.答案mg3mg解析对A受力分析知FTFfAmg，对B受力分析知FFfAFf地Ff地2mg，故F3mg.11.如下图，楼梯口一倾斜天花板与水平面的夹角37，一装璜工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F10N，刷子的质量为m0.5kg，刷子可视为质点，且沿天花板向上匀速运动，取sin370.6，试求刷子与天花板间的动摩擦因数答案0.75解析刷子受四个力作用，如图由平衡条件，得：FsinmgsinFf，FcosmgcosFN且FfFN，由三式得tan0.75.12在医院里常用如下图装置对小腿受伤的病人进行牵引治疗，其中a为动滑轮，其他滑轮为定滑轮不计滑轮的摩擦和绳子的质量，绳子下端所挂重物的质量是5kg，问：(1)病人的脚所受水平方向的牵引力是多大？(2)病人的脚和腿所受的竖直向上的牵引力一共是多大？(g取10N/kg)答案(1)93.3N(2)75N解析因绳子中间各处与其他物体没有结点，所以绳子中间各处的张力(拉力)都等于所悬挂的重物的重力，即FTmg50N，将ab段的绳子拉力沿水平方向和竖直方向分解，如下图：F水平FTcos3043.3NF竖直FTsin3025N(1)由图知，病人的脚所受水平方向的牵引力：F牵FTF水平50N43.3N93.3N.(2)由图知，病人的脚和腿所受的竖直向上的牵引力：F牵FTF竖直50N25N75N.13.某同学表演魔术时，将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里，然后对着一悬挂的金属小球指手画脚，结果小球在他神奇的功力下飘动起来假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置C(QCS30)时，金属小球偏离竖直方向的夹角也是30，如下图已知小球的质量为m，该同学(含磁铁)的质量为M，求此时：(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少？(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少？答案(1)mg(2)Mgmgmg解析(1)以小球为研究对象，受力分析如图甲所示，则由平衡条件得Fsin30FCsin30FCcos30Fcos30mg解得FFCmg(2)以小球和该同学整体为研究对象，受力分析如图乙所示，同理有FfFsin30FNFcos30(Mm)g将F值代入解得FfmgFNMgmg