（山西專版）2020版高考物理二輪復習 第一篇 選擇題熱點2 受力分析及共點力平衡問題精練（含解析）

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1、熱點2　受力分析及共點力平衡問題 熱考題型 　　高中常見的性質力有重力、彈力、摩擦力、電場力、磁場力等,一定要明確各種力產生的原因、條件,要熟悉每種力的大小和方向的特征,按照“一重、二彈、三摩擦、四其他”的順序對物體進行受力分析。 　　利用整體法和隔離法解決物理問題是高考物理中常用的方法之一。一般來說,對于不要求討論系統(tǒng)內部物體之間受力情況的,首先使用整體法,解題過程簡明、快捷;如果要考慮系統(tǒng)內部各個物體之間的相互作用力,則必須使用隔離法。在實際應用中,整體法和隔離法往往交替使用。 題型一　整體法和隔離法在共點力平衡中的應用 1.如圖所示,桌面上固定一個光滑豎直擋板,現(xiàn)將一個長方體物

2、塊A與截面為三角形的墊塊B疊放在一起,用水平外力F緩緩向左推動B,使A緩慢升高。設各接觸面均光滑,則該過程中　(　　) A.A和B均受三個力作用而平衡 B.B對桌面的壓力越來越大 C.A對B的壓力越來越小 D.推力F的大小恒定不變 答案　D　A受到重力、擋板的彈力和B的支持力三個力作用,B受到重力、A的壓力、桌面的支持力和推力F四個力作用,故A項錯誤。當B向左緩慢移動時,B對A的支持力和擋板對A的彈力方向均不變,根據(jù)平衡條件可知,這兩個力的大小也保持不變,則A對B的壓力也保持不變;對整體受力分析如圖所示,由平衡條件可知F=FN1,擋板對A的彈力FN1不變,則推力F不變;桌面對整體

3、的支持力FN=G總,保持不變,則B對桌面的壓力不變。綜上可知,B、C項錯誤,D項正確。 題型二　力的動態(tài)平衡分析 2.如圖所示,兩小球A、B通過O點處光滑的小滑輪用細線相連,小球A置于光滑半圓柱上,小球B用水平線拉著系于豎直板上,兩球均處于靜止狀態(tài),已知O點在半圓柱截面圓心O1的正上方,OA與豎直方向成30°角,其長度與圓柱底面圓的半徑相等,OA⊥OB,則A、B兩球的質量之比為(　　) A.23 B.231 C.12 D.33 答案　B　小球A、B受力如圖所示,則對小球A有mAg、T、N組合成的力三角形與△OAO1相似,又因OA長與圓柱底面圓的半徑相等,∠AOO1=30°,所以

4、T=33mAg;對小球B有T'cos60°=mBg,T=T',所以A、B兩球的質量之比為mAmB=231,B對。 題型三　共點力平衡問題 3.如圖所示,小方塊代表一些相同質量的鉤碼,圖甲中O為輕繩之間連接的結點,圖乙中光滑的輕質小滑輪跨在輕繩上懸掛鉤碼,兩裝置均處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)將圖甲中B滑輪沿虛線稍稍上移一些,圖乙中的端點B沿虛線稍稍上移一些(乙圖中的繩長不變),則關于圖中θ角和OB繩的張力F的變化,下列說法正確的是(　　) A.甲、乙圖中的θ角均增大,F均不變 B.甲、乙圖中的θ角均不變,F均不變 C.甲圖中θ角增大、乙圖中θ角不變,張力F均不變 D.甲圖中θ角減小、F不

5、變,乙圖中θ角增大、F減小 答案　B　甲圖中,若將B滑輪沿虛線稍稍上移一些,O結點所受三個力大小不變,根據(jù)力的合成法則可知,夾角θ不變。乙圖中,因是光滑的滑輪,且繩子中的張力大小相等,則OA、OB段繩中的力總是相等的,因此合力過OA、OB夾角的角平分線,將端點B稍上移,由于繩長不變,分析可知OA、OB夾角不變,則θ角不變,繩子中的張力大小F不變。故B項正確。 跟蹤集訓　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　 1.如圖,兩個彈簧的質量不計,勁度系數(shù)分別為k1、k2,它們一端固定在質量為m的物體上,另一端分別固定在Q、P處,當物體平衡時上面的彈簧處于原長。若把固定的物體換為質量為2m的物體(

6、彈簧的長度不變,且均在彈性限度內),當物體再次平衡時,物體比第一次平衡時的位置下降了x,則x為(　　) A.mgk1+k2 B.k1k2mg(k1+k2) C.2mgk1+k2 D.k1k22mg(k1+k2) 答案　A　當固定物體的質量為m時,下方彈簧被壓縮的長度為x1=mgk1;當固定物體的質量變?yōu)?m時,設物體下降的高度為x,則上方彈簧伸長的長度為x,下方彈簧被壓縮的長度為x1+x,兩彈簧對物體的彈力的合力等于2mg,由胡克定律和平衡條件得k2x+k1(x1+x)=2mg。聯(lián)立解得x=mgk1+k2,故A項正確。 2.如圖所示,兩個質量為m1的小球套在豎直放置的光滑支架上,支

7、架的夾角為120°,用輕繩將兩球與質量為m2的小球連接,繩與支架構成一個菱形,則m1∶m2為(　　) A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.3∶2 答案　A　將質量為m2的小球的重力按效果根據(jù)平行四邊形定則進行分解,如圖,由幾何知識得T=m2g;對支架右側的小球進行受力分析,由平衡條件得,在沿支架方向有:m1gsin30°=Tsin30°,得T=m1g,可見m1∶m2=1∶1,故選A。 3.(多選)如圖所示,頂端裝有定滑輪的粗糙斜面體(傾角為α)放在水平地面上,A、B兩物體通過細繩跨過滑輪連接,整個裝置處于靜止狀態(tài)(不計繩的質量和繩與滑輪間的摩擦)?，F(xiàn)用水平力作用于物體A上,緩

8、緩拉開一小角度,斜面體與物體B一直保持靜止,此過程中(　　) A.繩子對物體A的拉力一定變大 B.斜面體對物體B的摩擦力一定變大 C.地面對斜面體的彈力不變 D.地面對斜面體的摩擦力變大 答案　ACD　物體A受力如圖,由平衡條件得F'cosθ=mAg,所以F'=mAgcosθ,隨著θ的增大,F'增大,A項正確。物體B受重力、斜面體的支持力FN、繩子的拉力F″(等于F')和斜面體的摩擦力Ff(圖中未畫出)作用,當mBgsinα>F″時,摩擦力沿斜面向上,且隨著F″的增大而減小;當mBgsinα

9、統(tǒng),豎直方向受重力和地面的彈力作用,二力平衡,故地面對斜面體的彈力不變,系統(tǒng)水平方向受拉力和地面的摩擦力作用,對A有F=mAgtanθ,隨著θ的增大,拉力F增大,地面對斜面體的摩擦力也增大,C、D項正確。 4.如圖所示,MON為張角為90°的V形光滑支架,小球靜止于支架內部,初始時刻支架的NO邊處于豎直方向,將支架繞O點順時針緩慢轉動90°的過程中,NO板對小球彈力的變化情況為(　　) A.一直增大 B.一直減小 C.先增大后減小 D.先減小后增大 答案　A　設NO與水平方向的夾角為θ,將支架繞O點順時針緩慢轉動90°的過程中,θ逐漸減小到0,以小球為研究對象,根據(jù)平衡條件易得NO板對小球的彈力為mgcosθ,所以選項A正確,B、C、D錯誤。 6