【优化方案】2015届高考物理新一轮复习课后达标检测6受力分析共点力的平衡(含解析)

课后达标检测6受力分析共点力的平衡一、单项选择题1．(2014·湖南五市十校联合检测)如图，光滑斜面固定于水平面上，滑块A、B叠放后一起冲上斜面，且始终保持相对静止，A上表面水平．则在斜面上运动时，B受力的示意图为()2．(改编题)为了反制日本，我国军方在2013年11月23日划定了东海防空识别区，涵盖了中国钓鱼岛，并进行了一系列的军事演习，向日本亮剑．如图为一架国产最先进武装直升机WZ－10在钓鱼岛海域拖曳扫雷具进行近岛扫除水雷演习模拟图．拖曳型扫雷具质量为m，由于近岛海水的流动对物体产生水平方向的冲击力，使软绳偏离竖直方向，当直升机相对水面静止时，绳子与竖直方向成θ角，物体所受的浮力不能忽略，下列说法正确的是()A．绳子的拉力为mgcosθB．绳子的拉力一定大于mgC．物体受到海水的水平方向的作用力等于绳子的拉力D．物体受到海水的水平方向的作用力小于绳子的拉力3．(2014·成都高三二诊)如图所示，轻绳下端拴接一小球，上端固定在天花板上．用外力F将小球沿圆弧从图中实线位置缓慢拉到虚线位置，F始终沿轨迹切线方向，轻绳的拉力为T.则()A．F保持不变，T逐渐增大B．F逐渐减小，T逐渐增大C．F逐渐增大，T逐渐减小D．F与T的合力逐渐增大4．(2014·南京四校调研)如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下从半球形容器最低点缓慢移近最高点．设小滑块所受支持力为FN，则下列判断正确的是()A．F缓慢增大B．F缓慢减小C．FN不变D．FN缓慢减小5．(2014·淮安调研)如图所示，用OA、OB两根轻绳将物体悬于两竖直墙之间，开始时OB绳水平．现保持O点位置不变，改变OB绳长使绳端由B点缓慢上移至B′点，此时OB′与OA之间的夹角θ90°.设此过程中OA、OB的拉力分别为FOA、FOB，下列说法正确的是()A．FOA逐渐增大B．FOA逐渐减小C．FOB逐渐增大D．FOB逐渐减小☆6.(2014·江西师大附中、临川一中联考)两个可视为质点的小球a和b，用质量可忽略的刚性细杆相连放置在一个光滑的半球面内，如图所示，已知细杆长度是球面半径的2倍，当两球处于平衡状态时，细杆与水平面的夹角θ＝15°，则小球a和b的质量之比为()A．2∶1B.3∶1C．1∶3D.2∶1二、多项选择题7．用一水平力将小球从最低点缓慢拉到图示位置的过程中，关于水平拉力与绳的弹力的合力，下列判断正确的是()A．合力大小逐渐增大B．合力大小保持不变C．合力方向逐渐向右偏D．合力方向保持竖直向上不变8．如图所示，一条细线一端与地板上的物体B相连，另一端绕过质量不计的定滑轮与小球A相连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O′点，细线与竖直方向所成角度为α，则()A．如果将物体B在地板上向右移动一点，α角将增大B．无论物体B在地板上左移还是右移，只要距离足够小，α角将不变C．增大小球A的质量，α角一定减小D．悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力9．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．如图所示是这个装置的纵截面图．若用外力使MN保持竖直，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所受的合力始终为零三、非选择题10．如图所示，球A重G1＝60N，斜面体B重G2＝100N，斜面倾角为30°，一切摩擦均不计．则水平力F为多大时，才能使A、B均处于静止状态？此时竖直墙壁和水平面受到的压力各为多大？11．如图所示，质量M＝23kg的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量m＝3kg的小球相连．今用跟水平方向成α＝30°角的力F＝103N拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，g取10N/kg.求：(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角θ；(2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ.☆12.如图所示，风筝借助于均匀的风和牵线对其作用，才得以在空中处于平衡状态．图中所示风筝质量为400g，某时刻风筝平面AB与水平面的夹角为30°，牵线对风筝的拉力与风筝平面成53°角．已知风对风筝的作用力与风筝平面相垂直，g取10m/s2.(1)求此时风对风筝的作用力的大小和线对风筝的拉力大小；(2)若拉着线的下端以一定的速度匀速跑动时，线与水平面成53°角保持不变，这时拉住线的力为10N，则风对风筝的作用力为多大？风筝平面与水平面的夹角为多大？课后达标检测61．[解析]选A.以整体为研究对象，根据牛顿第二定律可知整体的加速度沿斜面向下．以滑块B为研究对象，A对B的摩擦力沿水平方向，把加速度沿水平和竖直方向分解，并根据牛顿第二定律可知，滑块B受到水平向左的摩擦力，选项A正确．2．[解析]选D.拖曳型扫雷具处于静止状态，受力如图，由共点力平衡得：绳子的拉力小于mgcosθ，但不一定大于mg；物体受到海水的水平方向的作用力F小于绳子的拉力FT.所以只有选项D正确．3．[解析]选C.以小球为研究对象，小球受到竖直向下的重力、沿速度方向的外力F和沿绳方向的拉力T作用．设轻绳与竖直方向的夹角为θ，根据平衡条件有F＝mgsinθ、T＝mgcosθ，用外力F将小球沿圆弧从图中实线位置缓慢拉到虚线位置的过程中，轻绳与竖直方向的夹角θ逐渐增加，则沿速度方向的外力F将逐渐增大，沿绳方向的拉力T将逐渐减小，故C选项正确．4.[解析]选A.以小滑块为研究对象，进行受力分析，小滑块受重力G、支持力FN和水平推力F的作用，如图所示．小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点的过程中，θ角逐渐减小．根据物体的平衡条件可得：FNsinθ＝G，FNcosθ＝F，因为θ角逐渐减小，所以FN＝Gsinθ缓慢增大，选项C、D错误；F＝Gtanθ缓慢增大，选项A正确，B错误．5.[解析]选B.以O点为研究对象，进行受力分析，其中OA绳拉力方向不变，OA绳、OB绳拉力的合力竖直向上，大小等于mg，始终不变，利用力的矢量三角形定则可知，FOA逐渐减小，FOB先减小后增大，如图所示，选项B正确，A、C、D错误．6．[解析]选B.对a和b两小球，由平衡条件，magsin45°＝FTsin30°，mbgsin45°＝FTsin60°，联立解得mamb＝sin60°sin30°，则B正确．7．[解析]选BD.小球缓慢移动的过程，可以看做小球处于一系列的平衡状态，因此小球受到的绳的拉力与F的合力与小球重力始终等大反向，故B、D正确．8．[解析]选AD.O、A之间的细线一定沿竖直方向，如果物体B在地板上向右移动一点，O、B间的细线将向右偏转，OA与OB间的夹角将增大．OA与OB两段细线上的弹力都等于小球A的重力，其合力与悬挂定滑轮的细线的弹力大小相等、方向相反，悬挂定滑轮的细线的弹力方向(即OO′的方向)与∠AOB的角平分线在一条直线上，显然物体B在地板上向右移动时α角将增大，A正确，B错误；增大小球A的质量，只要物体B的位置不变，α角也不变，C错误；因物体B无论在地板上移动多远，∠AOB也不可能达到120°，故悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力，D正确．9．[解析]选BD.取Q为研究对象，Q受到mg、FMN、FP三个力的作用，若MN缓慢向右移动，则FMN方向不变，FP与竖直方向夹角增大，动态变化情况如图所示，可以判断FMN、FP都变大，选项A、C错误．由于Q受力平衡，合力始终为零，选项D正确．取P、Q整体为研究对象，地面对P的摩擦力应与FMN平衡，所以地面对P的摩擦力逐渐增大，选项B正确．10．[解析]法一：(隔离法)分别对A、B进行受力分析，建立直角坐标系如图甲、乙所示，由共点力平衡条件可得对A有F2sin30°＝F1，F2cos30°＝G1对B有F＝F2′sin30°，F3＝F2′cos30°＋G2其中F2和F2′是一对相互作用力，即F2＝F2′代入数据，联立解得F＝F1＝203N，F3＝160N由牛顿第三定律可知，竖直墙壁和水平面受到的压力分别为203N、160N.法二：(整体法)将A、B视为一个整体，该整体处于静止状态，所受合力为零．对整体进行受力分析如图丙所示，由平衡条件得：F＝F1，F3＝G1＋G2＝160N再隔离B进行受力分析如图乙所示，由平衡条件可得F＝F2′sin30°F3＝F2′cos30°＋G2联立解得F2′＝403N，F1＝F＝203N由牛顿第三定律可知，竖直墙壁和水平面受到的压力分别为203N、160N.[答案]203N203N160N11．[解析](1)以球为研究对象，其受力如图甲所示据共点力平衡条件得Fcos30°－FTcosθ＝0Fsin30°＋FTsinθ＝mg解得FT＝103N，θ＝30°.(2)以木块M为研究对象，其受力如图乙所示据共点力平衡条件得FTcos30°－Ff＝0FN－Mg－FTsin30°＝0Ff＝μFN解得μ＝0.35.[答案](1)30°(2)0.3512.[解析](1)风筝平衡时共受到三个力的作用，即重力mg、风对它的作用力F和线对它的拉力T(如图所示)，以AB方向为x轴，F方向为y轴，建立一个坐标系，将重力和拉力T正交分解，在x轴方向：mgsin30°－Tsin37°＝0在y轴方向：F＝Tcos37°＋mgcos30°联立两式解得T＝3.33N，F＝6.13N.(2)同理以水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立坐标系．由平衡条件知：F风x＝T′cos53°＝10×0.6N＝6NF风y＝T′sin53°＋G＝10×0.8N＋4N＝12NF风＝F2风x＋F2风y＝62＋122N＝13.42N风筝平面与水平面的夹角θ满足tanθ＝F风xF风y＝612＝12.θ＝arctan12[答案]见解析