选择题专练卷一受力分析力的平衡.docx
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选择题专练卷一受力分析力的平衡
选择题专练卷
(一) 受力分析 力的平衡
一、单项选择题
1.玩具汽车停在模型桥面上,如图1所示,下列说法正确的是( )
图1
A.桥面受向下的弹力,是因为桥梁发生了弹性形变
B.汽车没有发生形变,所以汽车不受弹力
C.汽车受向上的弹力,是因为桥梁发生了弹性形变
D.汽车受向上的弹力,是因为汽车发生了形变
2.(2014·皖北协作区联考)如图2所示,倾角θ=37°的斜面固定在水平面上,一质量M=1kg的物块C受平行于斜面向上的轻质橡皮筋拉力F=9N的作用,平行于斜面的轻绳一端固定在物块C上,另一端跨过光滑定滑轮连接A、B两个小物块,物块C处于静止状态。
已知物块C与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,mA=0.2kg,mB=0.3kg,g取10m/s2。
则剪断A、B间轻绳后,关于物块C受到的摩擦力的说法中正确的是(sin37°=0.6)( )
图2
A.滑动摩擦力,方向沿斜面向下,大小为4N
B.滑动摩擦力,方向沿斜面向下,大小为5N
C.静摩擦力,方向沿斜面向下,大小为1N
D.静摩擦力,方向沿斜面向下,大小为3N
3.如图3所示,斜面小车M静止在光滑水平面上,一边紧贴墙壁。
若再在斜面上加一物体m,且M、m都静止,此时小车受力个数为( )
图3
A.3 B.4
C.5D.6
4.2010年广州亚运会,我国运动员陈一冰勇夺吊环冠军,为中国体育军团勇夺第一金,其中有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环(设开始时两绳与肩同宽),然后身体下移,双臂缓慢张开到如图4所示位置,则在两手之间距离增大的过程中,吊环的两根绳的拉力FT(两个拉力大小相等)及它们的合力F的大小变化情况为( )
图4
A.FT增大,F不变B.FT增大,F增大
C.FT增大,F减小D.FT减小,F不变
5.(2013·江南十校联考)如图5所示,将两根劲度系数均为k、原长均为L的轻弹簧,一端固定于水平天花板上相距为2L的两点,另一端共同连接一质量为m的物体,平衡时弹簧与竖直方向的夹角为37°。
若将物体的质量变为M,平衡时弹簧与竖直方向的夹角为53°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),则
等于( )
图5
A.
B.
C.
D.
6.(2014·福建四地六校联考)质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上,如图6所示,a受到斜向上与水平面成θ角的力F作用,b受到斜向下与水平面成θ角等大的力F′作用,两力在同一竖直平面内,此时两木块保持静止,下列说法正确的是( )
图6
A.b对a的支持力一定等于mg
B.水平面对b的支持力可能大于2mg
C.a、b之间一定存在静摩擦力
D.b与水平面之间可能存在静摩擦力
7.(原创题)如图7所示,在野营时需要用绳来系住一根木桩。
细绳OA、OB、OC在同一平面内。
两等长绳OA、OB夹角是90°。
绳OC与竖直杆夹角为60°,绳CD水平,如果绳CD的拉力等于100N,那么OA、OB的拉力等于多少时才能使得桩子受到绳子作用力方向竖直向下?
( )
图7
A.50NB.100N
C.
ND.
N
8.如图8所示,用轻滑轮悬挂重为G的物体。
轻绳总长为L,绳能承受的最大拉力是2G,现将轻绳一端固定,另一端缓慢向右移动距离d而使绳不断,则d的最大值为( )
图8
A.
B.
L
C.
D.
L
9.如图9所示,两根相距为L的竖直固定杆上各套有质量为m的小球,小球可以在杆上无摩擦地自由滑动,两小球用长为2L的轻绳相连,今在轻绳中点施加一个竖直向上的拉力F,恰能使两小球沿竖直杆向上匀速运动。
则每个小球所受的拉力大小为(重力加速度为g)( )
图9
A.mg/2B.mg
C.
F/3D.F
10.(2014·河南中原名校模拟)在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A,A的左端紧靠竖直墙,A与竖直墙之间放一光滑圆球B,整个装置处于平衡状态,截面如图10所示。
现对B加一竖直向下的力F,F的作用线通过球心,设墙对B的作用力为F1,B对A的作用力为F2,地面对A的作用力为F3。
若F缓慢增大而整个装置仍保持静止,在此过程中( )
图10
A.F1保持不变,F3缓慢增大
B.F1缓慢增大,F3保持不变
C.F2缓慢增大,F3缓慢增大
D.F2缓慢增大,F3保持不变
二、多项选择题
11.某学习小组为了体验最大静摩擦力与滑动摩擦力的临界状态,设计了如图11所示的装置,一位同学坐在长直木板上,让长直木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角θ变大),另一端不动,则该同学受到支持力FN、合外力F合、重力沿斜面方向的分力G1、摩擦力Ff随角度θ的变化关系图12中正确的是( )
图11
图12
图13
12.如图13所示,一辆质量为M的汽车沿水平面向右运动,通过定滑轮将质量为m的重物A缓慢吊起。
在吊起重物的过程中,关于绳子的拉力FT、汽车对地面的压力FN和汽车受到的摩擦力Ff随细绳与水平方向的夹角θ变化的图像中正确的是( )
图14
13.(2014·黄冈模拟)如图15所示,斜面体静止于水平地面上,斜面上的物块在竖直向上的力F作用下也处于静止,现保持力F的大小不变,将力的方向由竖直向上沿顺时针缓慢旋转到垂直斜面向下,该过程中斜面体和物块始终保持静止,下列分析正确的是( )
图15
A.物块受到的摩擦力一直减小
B.物块受到的摩擦力先增大后减小
C.地面受到的压力一直增大
D.地面受到的摩擦力先增大后减小
14.(2014·潮州模拟)如图16所示,甲、乙两物块用跨过定滑轮的轻质细绳连接,分别静止在斜面AB、AC上,滑轮两侧细绳与斜面平行。
甲、乙两物块的质量分别为m1、m2。
AB斜面粗糙,倾角为α,AC斜面光滑,倾角为β,不计滑轮处摩擦,则以下分析正确的是( )
图16
A.若m1sinα>m2sinβ,则甲所受摩擦力沿斜面向上
B.若在乙物块上面再放一个小物块后,甲、乙仍静止,则甲所受的摩擦力一定变小
C.若在乙物块上面再放一个小物块后,甲、乙仍静止,则甲所受的拉力一定变大
D.若在甲物块上面再放一相同物块后,甲、乙仍静止,则甲所受拉力一定变大
15.(2014·平顶山模拟)如图17所示,形状和质量完全相同的两个圆柱体a、b靠在一起,表面光滑,重力为G,其中b的下半部刚好固定在水平面MN的下方,上边露出另一半,a静止在平面上。
现过a的轴心施以水平作用力F,可缓慢地将a拉离平面一直滑到b的顶端,对该过程分析,则应有( )
图17
A.拉力F先增大后减小,最大值是G
B.开始时拉力F最大为
G,以后逐渐减小为0
C.a、b间的压力开始最大为2G,而后逐渐减小到G
D.a、b间的压力由0逐渐增大,最大为G
16.(2014·桂林模拟)如图18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。
则( )
图18
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
mg
D.细线对小球的拉力大小为
mg
答案
1.选C 桥面受到向下的弹力是汽车轮胎形变产生的,桥面发生了形变,对汽车有向上的弹力,A、B、D均错误,C正确。
2.选C 剪断A、B间轻绳之前,以A、B为整体可得,连接物块C的轻绳受到的拉力为T=(mA+mB)g,物块C受到的沿斜面向上的拉力为F=9N,对于物块C由平衡条件可得:
F+f=T+Mgsin37°,解得物块C受到的摩擦力f=2N,方向沿斜面向上,说明物块C与斜面间最大静摩擦力大于等于2N;剪断A、B间轻绳后假设系统仍然静止,由F′=mAg+Mgsin37°+f′,其中沿斜面向上的拉力F′=9N,可得f′=1N<2N,故物块C所受摩擦力为静摩擦力,大小为1N,方向沿斜面向下,C正确。
3.选B 由整体法可判断,小车与墙壁之间无作用力,小车受到重力、地面的支持力、m对M的压力和摩擦力,共4个力作用,故B正确。
4.选A 运动员双臂缓慢张开,在两手之间距离增大的过程中,对运动员进行受力分析,运动员重力不变,且始终处于平衡状态,两绳之间的夹角变大,因此绳上拉力FT增大,合力F始终等于运动员的重力,即F不变,故A正确。
5.选A 弹簧原长为L,挂质量为m的物体时,弹簧的伸长量为x1,根据几何关系有(L+x1)sin37°=L,根据平衡条件有:
2kx1cos37°=mg;挂质量为M的物体时,弹簧的伸长量为x2,根据几何关系有(L+x2)sin53°=L,根据平衡条件有:
2kx2cos53°=Mg,联立解得
=
,选A。
6.选C 隔离a分析受力,由平衡条件可知,b对a的支持力一定小于mg,a、b之间一定存在静摩擦力,选项A错误,C正确。
把ab看做整体,分析受力,由平衡条件可知,水平面对b的支持力等于2mg,b与水平面之间不可能存在静摩擦力,选项B、D错误。
7.选C 桩子受到绳子作用力方向竖直向下,绳OC的拉力水平分量应该与绳CD拉力相等,因此绳OC的拉力FOC=
=
N,又因为
FOA=FOC,所以FOA=
N,故C正确。
8.选D 以轻绳与滑轮接触处的一小段绳为研究对象,其受到轻滑轮对它的作用力大小等于G,两边的轻绳对它的等大的拉力为FT,设当d达到最大值时两绳张角为2θ,则FTcosθ=
,cosθ=
,比较两式易得d的最大值为
L,D项正确。
9.选C 由题意可知,两绳与竖直方向夹角为30°,设每个小球所受的拉力大小为T,则由平衡条件可得:
Tcos30°=mg,2Tcos30°=F,故T=
=
,C正确。
10.选C 隔离球B,受力分析如图所示。
由平衡条件可得:
F1=F2′sinθ。
F2′cosθ=mBg+F,F2=F2′,可见随F增大,F1、F2均增大,再以A、B为整体,受力分析如图所示,
由平衡条件可得:
FNA=(mA+mB)g+F,
FfA=F1,随F的增大,FNA、FfA均增大,故FNA和FfA的合力F3也随F增大,只有C正确。
11.选ACD 重力沿斜面方向的分力G1=mgsinθ,C正确,支持力FN=mgcosθ,A正确;该同学滑动之前,F合=0,Ff=mgsinθ,滑动后,F合=mgsinθ-μmgcosθ,Ff=μmgcosθ,考虑到最大静摩擦力略大于滑动摩擦力的情况,可知B错误,D正确。
12.选AC 重物A缓慢吊起过程中,FT=mg,不随θ变化,A正确;对汽车应用平衡条件可得:
FN=Mg-FTsinθ=Mg-mgsinθ,Ff=FTcosθ=mgcosθ,故C正确,B、D均错误。
13.选CD 因F和物体质量大小均未知,无法确定在F变化时,物块所受摩擦力大小的变化情况,故A、B均错误;设F由竖直向上顺时针旋转的角度为θ,以物块和斜面为整体,由平衡条件可知,FN=(m+M)g-Fcosθ,Ff=Fsinθ,因θ的变化范围为[0,180°-α],故FN一直增大,Ff先增大后减小,C、D均正确。
14.选AC 若m1sinα>m2sinβ,物块甲有下滑趋势,受沿斜面向上的摩擦力,故A正确;细绳拉力FT=m2gsinβ,在乙物块上再放一小物块后,FT′=(m2+Δm)gsinβ>FT,但在甲物块上再放一物块,并不影响FT的大小,故C正确,D错误;因不知甲物块原来的运动趋势,故在乙物块上再放一小物块后,无法判断甲所受摩擦力大小的变化情况,B错误。
15.选BC 分析a圆柱体受力,由平衡条件可得:
FN·sinθ=G,FNcosθ=F,解得:
FN=
,F=
,
FN随θ的增大而减小,开始时θ=30°,FN最大为2G,当θ=90°时,FN=G,C正确,D错误;F随θ的增大而减小,θ=30°时最大,Fmax=
=
G,θ=90°时,F最小为零,故A错误,B正确。
16.选AC 以A、B为一系统受力分析,由平衡条件可知,A正确,B错误;再对B隔离分析如图所示,由平衡条件可得:
FN=
,FT=FNsinθ=mgtanθ,又cosθ=
,tanθ=
,故C正确,D错误。
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- 选择题 专练卷一受力 分析 平衡