2020届高考物理二轮复习 刷题首选卷 专题二 受力分析与共点力平衡课件

经典特训题组1.如图所示，一箱苹果沿着倾角为θ的斜面，以速度v匀速下滑。在箱子的中央有一个质量为m的苹果，它受到周围苹果对它的作用力的方向()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解析由质量为m的苹果匀速下滑可知，该苹果所受合力为0，分析受力可知，它受重力及周围苹果对它的作用力，根据二力平衡条件可得，周围苹果对它的作用力大小为mg，方向竖直向上，故C正确。2．浙江乌镇一带的农民每到清明时节举办民俗活动，在一个巨型石臼上插入一根硕大的毛竹，表演者爬上竹稍表演各种惊险动作。如图所示，下列说法正确的是()A．在任何位置表演者静止时只受重力和弹力作用B．在任何位置竹竿对表演者的作用力必定与竹竿垂直C．表演者静止时，竹竿对其的作用力必定竖直向上D．表演者越靠近竹竿底部所受的摩擦力就越小答案C解析表演者大部分情况下受到重力、弹力和摩擦力三个力的作用，故A错误；表演者处于平衡状态，故受竹竿的力与重力大小相等方向相反，即竖直向上，不一定与杆的方向垂直，故B错误，C正确；表演者越靠近竹竿底部时杆与水平方向的夹角θ就越大，所以摩擦力f＝mgsinθ就越大，故D错误；故选C。3．(多选)如图所示，在恒力F作用下，a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，则关于它们受力情况的说法正确的是()A．a一定受到4个力B．b可能受到4个力C．a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D．a与b之间一定有摩擦力答案AD解析将a、b看成整体，其受力示意图如图甲所示，说明a与墙壁之间没有弹力和摩擦力作用，C错误；对物体b进行受力分析，如图乙所示，a与b之间一定有摩擦力，b一定受到3个力作用，B错误，D正确；由以上分析可知物体a受力如图丙所示，a一定受到4个力，A正确。4.(多选)如图所示，半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有一竖直挡板MN。在二者之间夹着一个光滑均质的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态。现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，P始终保持静止。则在此过程中，下列说法正确的是()A．MN对Q的弹力逐渐减小B．P对Q的弹力逐渐增大C．地面对P的摩擦力逐渐增大D．Q所受的合力逐渐增大答案BC解析对Q受力分析，如图甲所示，Q受到竖直向下的重力mg、MN给的向左的支持力F1和P对Q的支持力F2，根据平衡条件，得F1＝mgtanθ，F2＝mgcosθ，在MN保持竖直并且缓慢地向右平移的过程中，θ增大，故F1、F2增大，即MN对Q的弹力逐渐增大，P对Q的弹力逐渐增大，A错误，B正确；对P、Q整体受力分析，如图乙所示，整体受到重力(M＋m)g、MN的支持力F1、地面的支持力F3、地面的静摩擦力f，根据共点力的平衡条件，可得f＝F1＝mgtanθ，由于θ不断增大，故f逐渐增大，C正确；移动MN过程中Q一直处于平衡状态，合力一直为零，D错误。5.将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示。用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持θ＝30°，则F最小时Oa绳上的拉力为()A.3mgB．mgC.32mgD.12mg答案A解析以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，作出F方向变化时整体的受力图，根据平衡条件可知，F与T的合力与重力2mg总是大小相等，方向相反，由力的合成图可知，当F与绳Oa垂直时，F有最小值，即图中2的位置，此时F＝2mgsin30°＝mg，T＝2mgcos30°＝3mg，故A正确。6.如图所示，倾角为α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物体a放在斜面上，轻质细线一端固定在物体a上，另一端绕过光滑的滑轮固定在c点，轻质滑轮2下悬挂物体b，系统处于静止状态。若将固定点c向右移动少许，而a与斜劈始终静止，下列说法错误的是()A．斜劈对物体a的摩擦力一定减小B．斜劈对地面的压力一定不变C．细线对物体a的拉力一定增大D．地面对斜劈的摩擦力一定增大答案A解析对滑轮和物体b受力分析，受重力和两个拉力，如图甲所示，根据平衡条件，有mbg＝2Tcosθ，计算得T＝mbg2cosθ。将固定点c向右移动少许，则θ增大，故拉力T增大；对物体a受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，拉力增大，但因为不知道拉力与重力沿斜面向下的分力的大小关系，故无法判断静摩擦力的方向，故不能判断静摩擦力的变化情况，故A错误，C正确；对斜劈、物体a、b和滑轮1、2整体受力分析，受重力、支持力、细线的拉力和地面的静摩擦力，如图乙所示，根据平衡条件，有N＝G总－Tcosθ＝G总－mbg2，N与角度θ无关，恒定不变，根据牛顿第三定律，斜劈对地面的压力也不变，B正确；f＝Tsinθ＝mbg2tanθ，将固定点c向右移动少许，则θ增大，故摩擦力增大，所以D正确。本题要求选说法错误的，故选A。7．(多选)中国书法历史悠久，是中华民族优秀传统文化之一。在楷书笔画中，长横的写法要领如下：起笔时一顿，然后向右行笔，收笔时略向右按，再向左上回带。该同学在水平桌面上平铺一张白纸，为防打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。则在向右行笔的过程中()A．镇纸受到向左的摩擦力B．毛笔受到向左的摩擦力C．白纸只受到向右的摩擦力D．桌面受到向右的摩擦力答案BD解析白纸和镇纸始终处于静止状态，对镇纸受力分析知，镇纸不受摩擦力，否则水平方向受力不平衡，镇纸的作用是增大纸与桌面之间的弹力与最大静摩擦力，故A错误；毛笔在书写的过程相对纸面向右运动，受到向左的摩擦力，故B正确；白纸与镇纸之间没有摩擦力，白纸始终处于静止状态，则白纸在水平方向受到毛笔以及桌面对它的摩擦力，由B项可知，毛笔受到的摩擦力向左，由牛顿第三定律可知，白纸受到毛笔的摩擦力向右，根据平衡条件可知，桌面对白纸的摩擦力向左，故C错误；桌面对白纸的摩擦力向左，根据牛顿第三定律可知，白纸对桌面的摩擦力向右，故D正确。真题调研题组1．(2019·江苏高考)如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右。细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为T，则风对气球作用力的大小为()A.TsinαB.TcosαC．TsinαD．Tcosα答案C解析对气球受力分析，如下图所示，将绳的拉力T分解，在水平方向：风对气球的作用力大小为F＝Tsinα，C正确。2．(2019·全国卷Ⅲ)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°。重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则()A．F1＝33mg，F2＝32mgB．F1＝32mg，F2＝33mgC．F1＝12mg，F2＝32mgD．F1＝32mg，F2＝12mg答案D解析如图所示，卡车匀速行驶，圆筒受力平衡，由题意知，力F1′与F2′相互垂直。由牛顿第三定律知F1＝F1′，F2＝F2′，则F1＝mgsin60°＝32mg，F2＝mgsin30°＝12mg，D正确。3．(2019·全国卷Ⅱ)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为33，重力加速度取10m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1500N，则物块的质量最大为()A．150kgB．1003kgC．200kgD．2003kg答案A解析物块沿斜面向上匀速运动，受力如图，根据平衡条件F＝Ff＋mgsinθ①Ff＝μFN②FN＝mgcosθ③由①②③式得F＝mgsinθ＋μmgcosθ所以m＝Fgsinθ＋μgcosθ故当Fmax＝1500N时，有mmax＝150kg，A正确。4．(2019·全国卷Ⅰ)(多选)如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过程中()A．水平拉力的大小可能保持不变B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加答案BD解析选N为研究对象，受力情况如图甲所示，用水平拉力F缓慢拉动N的过程中，水平拉力F逐渐增大，细绳的拉力T逐渐增大，A错误，B正确；对于M，受重力GM、支持力FN、绳的拉力T以及斜面对它的摩擦力f。如图乙所示，若开始时斜面对M的摩擦力f沿斜面向上，则T＋f＝GMsinθ，T逐渐增大，f逐渐减小，当f减小到零后，再反向增大；若开始时斜面对M的摩擦力沿斜面向下，此时，T＝GMsinθ＋f，当T逐渐增大时，f逐渐增大，C错误，D正确。5.(2017·全国卷Ⅱ)如图所示，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为()A．2－3B.36C.33D.32答案C解析设物块的质量为m。据平衡条件及摩擦力公式有拉力F水平时，F＝μmg①拉力F与水平面成60°角时，Fcos60°＝μ(mg－Fsin60°)②联立①②式解得μ＝33，故C正确。6．(2017·全国卷Ⅲ)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上，弹性绳的原长也为80cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()A．86cmB．92cmC．98cmD．104cm答案B解析轻质弹性绳的两端分别固定在相距80cm的两点上，钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100cm，以钩码为研究对象，受力如图所示，由胡克定律F＝k(l－l0)＝0.2k，由共点力的平衡条件和几何知识得F＝mg2sinα＝5mg6；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，设弹性绳的总长度变为l′，由胡克定律得F′＝k(l′－l0)，由共点力的平衡条件F′＝mg2，联立上面各式解得l′＝92cm，选项B正确。7．(2019·天津高考)2018年10月23日，港珠澳跨海大桥正式开通。为保持以往船行习惯，在航道处建造了单面索(所有钢索均处在同一竖直面内)斜拉桥，其索塔与钢索如图所示。下列说法正确的是()A．增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力B．为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度C．索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下D．为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布答案C解析索塔对钢索竖直向上的作用力跟钢索和桥体整体的重力平衡，增加钢索数量，其整体重力变大，故索塔受到的向下的压力变大，A错误；若索塔高度降低，则钢索与竖直方向夹角θ将变大，由Tcosθ＝G可知，钢索拉力T将变大，B错误；两侧钢索的拉力对称，合力一定竖直向下，C正确；若两侧的钢索非对称分布，但其水平方向的合力为0，合力仍竖直向下，D错误。8．(2017·天津高考)(多选)如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是()A．绳的右端上移到b′，绳子拉力不变B．将杆N向右移一些，绳子拉力变大C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小D．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移答案AB解析设绳长为l，两杆间距离为d，选O点为研究对象，因aOb为同一根绳，故aO、bO对O点的拉力大小相等，因此平衡时aO、bO与水平方向的夹角相等，设为θ。O点受力情况如图所示，根据平衡条件，得2Tsinθ＝mg，而sinθ＝l2－d2l，所以T＝mg2·ll2－d2。由以上各式可知，当l、d不变时，θ不变，故换挂质量更大的衣服时，悬挂点不变，D错误。若衣服质量不变，改变b的位置或改变绳两端的高度差，绳子拉力不变，A正确，C错误。当N杆向右移一些时，d变大，则T变大，B正确。故选A、B。9．(2017·全国卷Ⅰ)(多选)如图，柔软轻绳ON的一