2011走向高考系列物理一轮复习配套练习-共点力作用下物体的平衡一、选择题1(2009江苏)用一根长1m的轻质细绳将一幅质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上已知绳能承受的最大张力为10N.为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g取10m/s2)()A.mB.mC.m D.m答案A解析本题考查共点力的平衡由题意知，当两绳间夹角为120时，两绳张力达10N.此时画框上挂钉间距为xLsin60m选项A正确2(2009山东)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的作用下静止于P点设滑块所受支持力为FN.OP与水平方向的夹角为.下列关系正确的是()AFBFmgtanCFNDFNmgtan答案A解析本题主要考查受力分析与物体平衡条件，受力分析如图，由平衡条件知FNsinmg，FN，C错，D错FA正确，B错正确答案A.3如图所示，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4(2009泰安模拟)如图所示，轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体A与B，物体B放在水平地面上，A、B均静止已知A和B的质量分别为mA、mB，绳与水平方向的夹角为，则()A物体B受到的摩擦力可能为0B物体B受到的摩擦力为mAgcosC物体B对地面的压力可能为0D物体B对地面的压力为mBgmAgsin答案BD解析对B受力分析如图所示，则水平方向上：FfFTcos，由于FTmAg，所以FfmAgcos，故A错误，B正确；因为摩擦力不为零，所以压力不可能为零，故C错误；竖直方向上：FNBFTsinmBg，所以FNBmBgFTsinmBgmAgsin，故D正确5三段等长的、不可伸长的细线结于O点，A端固定在水平杆上，B端接在套在竖直光滑杆上的轻圆环上，C端挂一重物，重物质量为m；开始时轻圆环固定在紧靠D端的位置，AD等于绳长OA，静止时如图所示今不再固定圆环，让圆环可以在竖直光滑杆上自由滑动，再次静止时OA绳拉力为FTA，OB绳拉力为FTB，则()AFTAmgBFTAmg，FTB0CFTAmg，FTBmgDFTAmg，FTBmg答案B解析由于ADOAOB，圆环自由下落稳定时，AO竖直向下，故绳OB中无拉力FTB0；FTAmg.6如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O是球心，碗的内表面光滑轻质杆的两端固定有两个小球，质量分别是m1、m2.当它们静止时，m1、m2与球心的连线跟水平面分别成60、30角，则碗对两小球的弹力F1、F2大小之比是()A12 B.1C1 D.2答案B解析选m1、m2组成的整体作为研究对象进行分析，则三力平衡必共点，故F1F2tan60，选项B正确7(2009天津质检)如图所示，把球夹在竖直墙面AC和木板BC之间，不计摩擦设球对墙的压力为FN1，球对板的压力为FN2，在将板BC逐渐放至水平的过程中，下列说法中正确的是()AFN1增大，FN2减小 BFN1减小，FN2增大CFN1增大，FN2增大 DFN1减小，FN2减小答案D解析如图，利用图象法可知FN1、FN2都减小故D正确8如图所示，A、B两物体的质量分别为mA和mB，且mAmB，整个系统处于静止状态，小滑轮的质量和一切摩擦均不计如果绳的一端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角如何变化()A物体A的高度升高，角变大B物体A的高度降低，角变小C物体A的高度升高，角不变D物体A的高度不变，角变小答案C解析系统静止时，与动滑轮接触的那一小段绳子受力情况如右图所示，同一根绳子上的拉力F1、F2总是相等的，它们的合力F与F3是一对平衡力，以F1、F2为邻边所作的平行四边形是菱形，故mBg2mAgsin.绳的端点由Q点移向P点时，由于mA、mB的大小不变，故不变，因此B下降，A上升二、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图所示，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解析物体受力如图所示，沿垂直于斜板面的合力为零，则有FNFcos()mgcos.10如图所示，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如图所示为一攀岩运动员，正在竖直崖壁上攀登，由于身背很重的行装，重心上移至肩部的O点，总质量为75kg，此时手臂与身体垂直手臂与崖壁夹角为60，求此时手受到的拉力和脚受到的作用力(设手受到的拉力和脚受到的作用力均通过重心O，g取10m/s2)答案375N375N解析对运动员进行受力分析如图所示，根据平衡条件正交分解得：Fsin60FNsin30Fcos60FNcos30mg.解得Fmg375N，FN375N.12如图所示，半径为R的半球支撑面顶部有一小孔质量分别为m1和m2的两只小球(视为质点)，通过一根穿过半球顶部小孔的细线相连，不计所有摩擦请你分析：(1)m2小球静止在球面上时，其平衡位置与半球面的球心连线跟水平方向的夹角为，则m1、m2、和R之间应满足什么关系；(2)若m2小球静止于45处，现将其沿半球面稍稍向下移动一些，则释放后m2能否回到原来位置？答案(1)m1m2cos与R无关(2)不能解析(1)根据平衡条件有m2gcosm1g，所以m1m2cos(或cos)，与R无关(2)不能回到原来位置，m2所受的合力为m2gcosm1gm2g(coscos45)0(因为45)，所以m2将向下运动13当物体从高空下落时，空气阻力随速度的增大而增大，因此经过一段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的终极速度已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v，且正比于球半径r，即阻力Fkrv，k是比例系数对于常温下的空气，比例系数k3.4104Ns/m2.已知水的密度1.0103kg/m3，取重力加速度g10m/s2，试求半径r0.10mm的球形雨滴在无风情况下的终极速度vT.(结果取两位有效数字)答案1.2m/s解析雨滴下落时受两个力作用：重力，方向竖直向下；空气阻力，方向竖直向上，当雨滴达到终极速度vT后，加速度为零，二力平衡，用m表示雨滴的质量，有mgkrvT0mr3由得终极速度vT代入数值得vT1.2m/s14(2009温州模拟)质量为M的木楔倾角为，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在斜面上时正好匀速下滑，如果用与斜面成角的力F拉着木块匀速上升，如图所示求：(1)当时，拉力F有最小值，求出此最小值；(2)此时水平面对木楔的摩擦力是多少？答案(1)mgsin2(2)mgsin4解析(1)物体m放于斜面上时，正好沿斜面匀速下滑，则有mgsinmgcos，得tan.当力F作用于m后，受力情况如图所示，有解得：F.当时，tan，F有最小值Fmgsin2，F有最小值mgsin2.(2)将M、m看作一个整体，且M和m处于平衡状态，则水平面对木楔的摩擦力FfFcos()Fcos2mgsin2cos2mgsin4.6用心 爱心 专心