2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題2.7 靜態(tài)平衡問(wèn)題千題精練.doc

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專題2.7 靜態(tài)平衡問(wèn)題 一．選擇題 1．（2018全國(guó)聯(lián)考）如圖所示，質(zhì)量為m的木板B放在水平地面上，質(zhì)量也為m的木箱A放在木板B上．一根輕繩一端拴在木箱上，另一端拴在地面的木樁上，繩繃緊時(shí)與水平面的夾角為θ。已知木箱A與木板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)、木板B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ?，F(xiàn)用水平力F將木板B從木箱A下面勻速抽出。則下列說(shuō)法確的是 A.細(xì)繩的張力大小 B.細(xì)繩的張力大小 C.水平拉力 D. 水平拉力 【參考答案】C 【名師解析】木箱A受力分析如圖所示 由平衡條件可知：FTcosθ＝Ff1 ① ；mg＋FTsinθ＝FN1 ② ；Ff1＝μFN1 ③ ；解①②③式可得： ，故A、B錯(cuò)誤；木板B受力如圖所示 B勻速時(shí)有：F＝F′f1＋Ff2 ④ Ff2＝μFN2 ⑤ FN2＝mBg＋FN1′ ⑥ 解①②③④⑤⑥式可得： ，故C正確，D錯(cuò)誤。 2.（2018開(kāi)封質(zhì)檢）如圖所示，一件重力為G的衣服懸掛在等腰衣架上，已知衣架頂角θ=120，底邊水平，不計(jì)摩擦，則衣架一側(cè)對(duì)衣服的作用力大小為 A．G B. G C. G D. G - 【參考答案】.A。 【名師解析】衣架兩側(cè)對(duì)衣服作用力的夾角為60，由平衡條件，2Fcos30=G解得F=G，選項(xiàng)A正確。 3. (2018連云港聯(lián)考)如圖，支架固定在水平地面上，其傾斜的光滑直桿與地面成30角，兩圓環(huán)A、B穿在直桿上，并用跨過(guò)光滑定滑輪的輕繩連接，滑輪的大小不計(jì)，整個(gè)裝置處于同一豎直平面內(nèi)。圓環(huán)平衡時(shí)，繩OA豎直，繩OB與直桿間夾角為30。則環(huán)A、B的質(zhì)量之比為(　　) A．1∶ B.1∶2 C.∶1 D.∶2 【參考答案】.A 4．（2017.4.浙江選考題）重力為G的體操動(dòng)員在進(jìn)行自由體操比賽時(shí)，有如圖所示的比賽動(dòng)作，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員豎直倒立保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，兩手臂對(duì)稱支撐，夾角為θ，則 A．當(dāng)θ=60時(shí)，運(yùn)動(dòng)員單手對(duì)地的正壓力大小為 B．當(dāng)θ=120時(shí)，運(yùn)動(dòng)員單手對(duì)地面的壓力大小為G C．當(dāng)θ不同時(shí)，運(yùn)動(dòng)員受到的合力不同 D．當(dāng)θ不同時(shí)運(yùn)動(dòng)員與地面之間的相互作用力不相等 【參考答案】A 【名師解析】運(yùn)動(dòng)員處于靜止?fàn)顟B(tài)，即平衡狀態(tài).每只手都承受自身重力的一半.和角度無(wú)關(guān)，所以A正確,BC錯(cuò)誤:由牛頓第三定律知兩物體間的相互作用力大小永遠(yuǎn)相等.故D錯(cuò)誤。 5. (2018西安聯(lián)考)如圖所示，物體A、B置于水平地面上，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，物體A、B用一跨過(guò)動(dòng)滑輪的細(xì)繩相連，現(xiàn)用逐漸增大的力向上提升滑輪，某時(shí)刻拉A物體的繩子與水平面的夾角為53，拉B物體的繩子與水平面的夾角為37，此時(shí)A、B兩物體剛好處于平衡狀態(tài)，則A、B兩物體的質(zhì)量之比為(認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，sin 37＝0.6，cos 37＝0.8)(　　) A. B. C. D. 【參考答案】A 6．（2017湖北八校聯(lián)考）如圖所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圓柱體上，小球B用水平輕彈簧拉著系于豎直板上，兩小球A、B通過(guò)光滑滑輪O用輕質(zhì)細(xì)線相連，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知B球質(zhì)量為m,，O點(diǎn)在半圓柱體圓心O1的正上方，OA與豎直方向成30角，OA長(zhǎng)度與半圓柱體半徑相等，OB與豎直方向成45角，則下列敘述正確的是 A．小球A、B受到的拉力TOA與TOB相等，且TOA＝TOB＝ B．彈簧彈力大小 C．A球質(zhì)量為 D．光滑半圓柱體對(duì)A球支持力的大小為mg 【參考答案】C 【名師解析】對(duì)B球，由平衡條件，TOBcos45＝mg，解得：TOB＝ ，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。彈簧彈力大小mg，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。將A球的重力和拉力TOA沿光滑半圓柱體半徑和切線方向分解，由平衡條件， TOAcos30=mAgsin30，TOAsin30+F=mAgcos30，解得：TOA=mAg，F(xiàn)=mAg。由TOA＝TOB可知A球質(zhì)量為mA=，選項(xiàng)C正確。光滑半圓柱體對(duì)A球支持力的大小為F=mAg = ，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 7．(2016重慶萬(wàn)州區(qū)月考)三個(gè)相同的物體疊放在水平面上，B物體受到水平拉力的作用，但三個(gè)物體都處 于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是 A.A與B的接觸面一定是粗糙的 B.各接觸面都一定是粗糙的 C.B與C，C與水平面的接觸面一定是粗糙的 D.C與水平面的接觸面可能是光滑的 【參考答案】C 【考點(diǎn)】物體的靜態(tài)平衡、整體法與隔離法 8.（2016海南七校聯(lián)盟聯(lián)考）如圖所示，兩個(gè)相同的物體A,B疊在一起放在粗糙的水平桌面上，連在物體B上的輕繩通過(guò)定滑輪與空箱C相連，箱內(nèi)放有一小球與箱內(nèi)壁右側(cè)接觸，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知A、B的質(zhì)量均為m，C的質(zhì)量為M，小球的質(zhì)量為m0，物體B與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，不計(jì)滑輪摩擦和空氣阻力，下列說(shuō)法中正確的是 A. 物體A受到三個(gè)力的作用 B.小球受到三個(gè)力的作用 C.桌面受到物體的摩擦力大小為2μmg D.桌面受到物體的摩擦力大?。∕+m0）g 【參考答案】D 9. （2016山東聊城二模）如圖所示，放在粗糙地面的斜劈C上疊放了A、B兩個(gè)物體，三者保持靜止?fàn)顟B(tài)。關(guān)于三物體A、B、C的受力分析，下列說(shuō)法正確的是 A．物體A可能受到3個(gè)力的作用 B．物體B一定受到四個(gè)力的作用 C．物體B對(duì)C的作用力可能與斜劈表面夾角為90 D．地面可能對(duì)C由摩擦力作用 【參考答案】B 【名師解析】物體A受到豎直向下的重力和垂直支持面豎直向上的支持力，二力平衡，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。物體B受到重力、A對(duì)B的壓力、C對(duì)B的支持力和摩擦力共四個(gè)力的作用，選項(xiàng)B正確。把A、B看作整體，受到豎直向下的重力和C對(duì)其的作用力，由平衡條件可知，C對(duì)B的作用力（支持力和摩擦力的合力）一定豎直向上，根據(jù)牛頓第三定律，物體B對(duì)C的作用力也一定豎直向下，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。把A、B、C三者看作整體，重力和支持力平衡，不受地面的摩擦力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 10.(2016鎮(zhèn)江聯(lián)考)一串小燈籠(五只)彼此用輕繩連接，并懸掛在空中．在穩(wěn)定水平風(fēng)力作用下發(fā)生傾斜，繩與豎直方向的夾角為30，如圖所示．設(shè)每只燈籠的質(zhì)量均為m.則自上往下第一只燈籠對(duì)第二只燈籠的拉力大小為(　　) A．2mg　　　　　　 B.mg C.mg D．8mg 【參考答案】C 【名師解析】自上往下以第2只到第5只燈籠為一整體作為研究對(duì)象，受力分析如圖所示，則有FT cos 30＝4mg，解得FT＝mg.，選項(xiàng)C正確。 11.如圖所示，物體A、B用細(xì)繩與彈簧連接后跨過(guò)滑輪。A靜止在傾角為45的粗糙斜面上，B懸掛著．已知質(zhì)量mA＝3mB，不計(jì)滑輪摩擦，現(xiàn)將斜面傾角由45減小到30，A始終相對(duì)斜面靜止。那么下列說(shuō)法中正確的是 A．彈簧的彈力將減小 B．物體A對(duì)斜面的壓力將減小 C．物體A受到的靜摩擦力將減小 D．彈簧的彈力及A受到的靜摩擦力都不變 【參考答案】C 12.如圖所示，物體A、B通過(guò)細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在固定在天花板上的輕滑輪兩側(cè)，物體A、B的質(zhì)量都為m．開(kāi)始時(shí)細(xì)繩伸直，用手托著物體A使彈簧處于原長(zhǎng)且A與地面的距離為h，物體B靜止在地面上．放手后物體A下落，與地面即將接觸時(shí)速度大小為v，此時(shí)物體B對(duì)地面恰好無(wú)壓力，則下列說(shuō)法中正確的是（　?。? A. 彈簧的勁度系數(shù)為mg/h B．天花板受到的拉力大于2mg C. 此時(shí)物體B的速度大小也為v D. 此時(shí)物體A的加速度大小為g，方向豎直向上 【參考答案】A 13.（2013山東理綜）如圖所示，用完全相同的輕彈簧A、B、C將兩個(gè)相同的小球連接并懸掛，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧A與豎直方向的夾角為30，彈簧C水平，則彈簧A、C的伸長(zhǎng)量之比為(　　) A.∶4　　B．4∶　　C．1∶2　　D．2∶1 【參考答案】D 14.如圖所示，A、B、C、D四個(gè)人做雜技表演，B站在A的肩上，雙手拉著C和D，A撐開(kāi)雙手水平支持 著C和D。若四個(gè)人的質(zhì)量均為m，他們的臂長(zhǎng)相等，重力加速度為g，不計(jì)A手掌與C、D身體間的摩 擦。下列結(jié)論錯(cuò)誤的是 A．A受到地面支持力為4mg B．B受到A的支持力為3mg C．B受到C的拉力約為 D．C受到A的推力約為 【參考答案】D 【名師解析】把四人作為整體，分析受力，由平衡條件可知A受到地面支持力為4mg。把BCD作為整體，分析受力，由平衡條件可知B受到A的支持力為3mg。由題圖可知，B手臂與豎直方向的夾角大約為30，設(shè)B對(duì)C的拉力為F1，A對(duì)C的推力為F2，對(duì)C分析受力，由平衡條件可得，F(xiàn)1cos30=mg，解得F1=，由牛頓第三定律，B受到C的拉力約為。F1sin30= F2，解得F2=mgtan30=，由牛頓第三定律，C受到A的推力約為，結(jié)論錯(cuò)誤的是D。 15.如圖所示，放置三個(gè)完全相同的圓柱體。每個(gè)圓柱體質(zhì)量為m，截面半徑為R，為了防止圓柱體滾動(dòng)，在圓柱體兩側(cè)固定兩個(gè)木樁。不計(jì)一切摩擦，由此可知 A．木樁對(duì)圓柱體作用力為mg B．上面圓柱體對(duì)下面一側(cè)圓柱體的作用力為mg C．地面對(duì)下面其中一個(gè)圓柱體的作用力為mg D．地面對(duì)下面兩個(gè)圓柱體的作用力為2mg 【參考答案】A 16. 兩個(gè)中間有孔的質(zhì)量為M的小球AB用一輕彈簧相連，套在一水平光滑橫桿上。兩個(gè)小球下面分別連一輕彈簧。兩輕彈簧下端系在同一質(zhì)量為m的小球C上，如圖7所示。已知三根輕彈簧的勁度系數(shù)都為k，三根輕彈簧剛好構(gòu)成一等邊三角形。則： A．水平橫桿對(duì)質(zhì)量為M的小球的支持力為Mg+mg B．連接質(zhì)量為m小球的輕彈簧的彈力為mg/3 C．連接質(zhì)量為m小球的輕彈簧的伸長(zhǎng)量為mg D．套在一水平光滑橫桿上輕彈簧的形變量為mg 【參考答案】C 17. （2016山東聊城二模）完全相同的兩物體P、Q，質(zhì)量均為m，疊放在一起置于水平面上。如圖所示，現(xiàn)用兩根等長(zhǎng)的細(xì)線系在兩物體上，在細(xì)線的結(jié)點(diǎn)處施加一水平拉力F,兩物體始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說(shuō)法正確的是 A．物體P受到細(xì)線的拉力大小為F/2 B．兩物體之間的摩擦力大小為F/2 C．物體P對(duì)Q的壓力大小為mg D．地面對(duì)Q的摩擦力大小為F 【參考答案】BD 18(2017山東師大附中一模)如圖所示，三根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的輕繩分別連接于C、D兩點(diǎn)，A、B兩端被懸掛在水平天花板上，相距2L，現(xiàn)在C點(diǎn)上懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物，為使CD繩保持水平，在D點(diǎn)上可施加力的最小值為(　　) A．mg B.mg C.mg D.mg 【參考答案】C 【名師解析】由題圖可知，要使CD水平，各繩均應(yīng)繃緊，則AC與水平方向的夾角為60；結(jié)點(diǎn)C受力平衡，受力分析如圖所示，則CD繩的拉力FT＝mgtan 30＝mg；D點(diǎn)受繩子拉力大小等于FT，方向向左；要使CD水平，D點(diǎn)兩繩的拉力與外界的力的合力為零，則繩子對(duì)D點(diǎn)的拉力可分解為沿BD繩的F1，及另一分力F2，由幾何關(guān)系可知，當(dāng)力F2與BD垂直時(shí)，F(xiàn)2最小，而F2的大小即為拉力的大小；故最小力F＝FTsin 60＝mg。故選C。 二. 計(jì)算題 1.如圖所示，重物A被繞過(guò)小滑輪P的細(xì)線所懸掛，小滑輪P被一根細(xì)線系于天花板上的O點(diǎn)，O點(diǎn)處安 裝一力傳感器。質(zhì)量為10kg的物塊B放在粗糙的水平桌面上，O’是三根線的結(jié)點(diǎn)，bO’水平拉著B(niǎo)物體， aO’、 bO’與bO’夾角如圖所示。細(xì)線、小滑輪的重力和細(xì)線與滑輪間的摩擦力均可忽略，整個(gè)裝置處于靜 止?fàn)顟B(tài)。若O點(diǎn)處安裝的力傳感器顯示受到的拉力是F0=20N，物塊B與水平桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.2，求： （1）重物A的質(zhì)量。 （2）重物C的質(zhì)量和桌面對(duì)B物體的摩擦力。 【名師解析】（1）設(shè)小滑輪兩側(cè)細(xì)繩中拉力為F， 根據(jù)重物A靜止，由平衡條件，F(xiàn)=mAg， 對(duì)小滑輪P，由平衡條件，2Fcos30=20N， 可得F=20N。 由圖中幾何關(guān)系可知滑輪兩側(cè)細(xì)線的夾角為60。 根據(jù)O點(diǎn)處安裝的力傳感器顯示受到的拉力是F0=20N，可知懸掛小滑輪的細(xì)線OP的張力是FT= F0=20N。 解得重物A的質(zhì)量為mA=2kg。 2（2015河北石家莊質(zhì)檢I）如圖所示，質(zhì)量M等于2kg的木塊套在水平固定桿上，并用輕繩與質(zhì)量m=1kg 的小球相連。今用跟水平方向成60角的力F=10 N拉著球并帶動(dòng)木塊一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中M、 m相對(duì)位置保持不變，g取10ms2。求： （1）輕繩與水平方向夾角θ； （2）木塊M與水平桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。 【參考答案】（1）30 （2）μ＝ （2）M、m整體處于靜止?fàn)顟B(tài)，可看做整體，系統(tǒng)所受合力為零。 以M、m整體為研究對(duì)象。由平衡條件得 水平方向Fcos60－μFN＝0 ③ 豎直方向FN＋Fsin60－Mg－mg＝0 ④ 由①②得μ＝。 3（2015河南信陽(yáng)第一次調(diào)研測(cè)試）某同學(xué)表演魔術(shù)時(shí)，將一小型條形磁鐵藏在自己的袖子里，然后對(duì)著一懸掛的金屬小球指手畫(huà)腳，結(jié)果小球在他神奇的功力下飄動(dòng)起來(lái)．假設(shè)當(dāng)隱藏的小磁鐵位于小球的左上方某一位置C（∠QCS=30）時(shí)，金屬小球偏離豎直方向的夾角θ也是30，如圖所示．已知小球的質(zhì)量為m，該同學(xué)（含磁鐵）的質(zhì)量為M，求此時(shí)： （1）懸掛小球的細(xì)線的拉力大小為多少？ （2）該同學(xué)受到地面的支持力和摩擦力大小各為多少． （2）以人為研究對(duì)象，分析受力情況：重力Mg、地面的支持力N、靜摩擦力f和小球的引力F2′， F2′=F2=mg． 根據(jù)平衡條件得：f=F2′sin30，N=F2′cos30+Mg 解得，N=Mg+mg ，f=mg．