(京津鲁琼专用)2020版高考物理大三轮复习 选择题热点巧练 热点2 共点力平衡问题(含解析)

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热点2共点力平衡问题(建议用时:20分钟)1(2019烟台二模)中国制造2025是国家实施强国战略第一个十年的行动纲领,智能机器制造是一个重要方向,其中智能机械臂已广泛应用于各种领域如图所示,一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球,小球在空中处于静止状态,铁夹与球接触面保持竖直,则()A小球受到的摩擦力方向竖直向下B小球受到的摩擦力与重力大小相等C若增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力变大D若铁夹水平移动,小球受到的摩擦力变大2(2019胶南二模)a、b两个带电小球的质量均为m,所带电荷量分别为2q 和q,两球间用绝缘细线连接,a球又用长度相同的绝缘细线悬挂在天花板上,在两球所在的空间有方向向左的匀强电场,电场强度为E,平衡时细线都被拉紧则平衡时可能位置是()3.如图,将一绝缘杆竖直地固定在地面上,用一轻绳拴接一质量为m的铁球,在铁球的右侧水平放一条形磁铁,当小球平衡时轻绳与竖直方向的夹角为30,此时小球与条形磁铁在同一水平面上,小球所在处的磁感应强度为B0.假设小球所受磁铁的作用力与小球所在处的磁感应强度成正比,缓慢移动条形磁铁的位置,小球始终与条形磁铁在同一水平面上,则下列说法正确的是()A轻绳的拉力与磁铁对小球的作用力的合力可能大于小球的重力B轻绳与竖直方向的夹角可能等于90C磁铁对小球的作用力大小可能等于小球的重力大小D当60时,小球所在处的磁感应强度为2B04(2019淄博高三检测)如图所示,木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点,物体A、B叠放在木板上且处于静止状态,此时物体B的上表面刚好水平现使木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置,物体A、B仍保持静止,且相对木板没有发生移动,与原位置相比()AA对B的作用力减小B.B对A的摩擦力不变C板对B的摩擦力减小 D.板对B的作用力减小5(2019吉林实验中学高三模拟)用两根细线a、b悬挂一薄板,薄板处于静止状态,下列说法正确的是()Ab绳的拉力大于a绳的拉力B若保持a绳位置不变,缓慢移动b至竖直方向,则b的拉力先减小后增大C剪断a绳瞬间,薄板的加速度方向一定沿a绳斜向下D剪断a绳瞬间,b绳拉力大小发生变化6如图所示,小方块代表一些相同质量的钩码,图甲中O为轻绳之间连接的结点,图乙中光滑的轻质小滑轮跨在轻绳上悬挂钩码,两装置均处于静止状态现将图甲中B滑轮沿虚线稍稍上移一些,图乙中的端点B沿虚线稍稍上移一些(乙图中的绳长不变),则关于图中角和OB绳的张力F的变化,下列说法正确的是()A甲、乙图中的角均增大,F均不变B甲、乙图中的角均不变,F均不变C甲图中角增大、乙图中角不变,张力F均不变D甲图中角减小、F不变,乙图中角增大、F减小7(多选)如图所示,一光滑半圆环竖直固定于粗糙的木板上,圆心为O1,小球A套在半圆环左侧最低点,并由轻绳通过光滑的小滑轮O与小球B相连,B右侧细线水平,O点在环心O1的正上方,OA与竖直方向成30,OAOB,两球均处于静止状态,且小球A恰好对木板没有力的作用若对B施加一外力F,使小球A缓慢运动到O点正下方的过程中,木板始终静止,则下列说法正确的是()AA、B两球的质量之比为 1B轻绳OA的拉力逐渐增大C地面对木板的摩擦力逐渐减小D地面对木板的摩擦力逐渐增大8(2019东北三校二联)如图所示,有一倾角30的斜面体B,质量为M.质量为m的物体A静止在B上现用水平力F推物体A,在F由零逐渐增大至mg再逐渐减为零的过程中,A和B始终保持静止对此过程下列说法正确的是()A地面对B的支持力大于(Mm)gBA对B的压力的最小值为mg,最大值为mgCA所受摩擦力的最小值为0,最大值为DA所受摩擦力的最小值为mg,最大值为mg热点2共点力平衡问题1解析:选B.在竖直方向上小球受到的摩擦力和竖直向下的重力,二力平衡,等大反向,所以摩擦力方向竖直向上,A错误,B正确;若增大铁夹对小球的压力,则水平方向上的力变化了,而竖直方向上摩擦力和重力仍等大反向,摩擦力不变,C错误;若铁夹水平匀速移动,水平方向不受摩擦力小球在竖直方向上合力仍为零,摩擦力和重力仍等大反向,摩擦力不变,D错误2解析:选C.把两球组成的系统看做一个整体,该系统的质量为2m,带电荷量为q,显然,要使系统平衡,最上面的细线应向左上方偏离,故选项A错误;设平衡时连接球a和天花板的细线与竖直方向的夹角为1,连接两球的细线与竖直方向的夹角为2,先选取系统为研究对象,根据平衡条件可得,tan 1,再选球b为研究对象可知tan 2,所以tan 22tan 1,比较选项B、C、D可知,只有选项C正确3解析:选C.小球受重力、拉力、磁场力而处于平衡状态,受力分析如图所示,A错误;由于竖直方向的合力为零,绳子拉力在竖直方向上的分力与重力平衡,因此轻绳的拉力不可能水平向左,轻绳与竖直方向的夹角不可能等于90,B错误;由受力分析可知Fmgtan ,显然当45时,磁铁对小球的作用力大小等于小球的重力大小,C正确;Fmgtan ,当60时,小球所在处的磁感应强度为3B0,D错误4解析:选C.设板与水平地面的夹角为,以物体A为研究对象,木板P未旋转前A只受到重力和支持力而处于平衡状态,所以B对A的作用力与A的重力大小相等,方向相反;当将木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置,B的上表面不再水平,A受力情况如图(a),图中代表B上表面与水平方向之间的夹角A受到重力和B对A的支持力、摩擦力三个力作用,其中B对A的支持力、摩擦力的和仍然与A的重力等大反向,则A受到B对A的作用力保持不变根据牛顿第三定律可知,A对B的作用力也不变,A错误,B对A的摩擦力增大,B错误;以AB整体为研究对象,分析受力情况如图(b)所示,总重力GAB、木板的支持力N2和摩擦力f2,木板对B的作用力是支持力N2和摩擦力f2的合力由平衡条件分析可知,木板对B的作用力大小与总重力大小相等,保持不变,D错误;N2GABcos ,f2GABsin ,减小,N2增大,f2减小,C正确5解析:选C.根据水平方向受力平衡可得:Tbsin 60Tasin 30,可得TbTa,故A错误;若保持a绳位置不变,缓慢移动b至竖直方向,作出两个不同位置板的受力合成图如图所示,a绳的拉力T和b绳的拉力F的合力与重力G总等大反向,由图知,T一直减小,F一直增大,故B错误;剪断a绳瞬间,薄板的速度为零,向心力为零,合力等于重力垂直于b绳向下的分力,所以此瞬间,板的加速度方向一定垂直于b绳方向向下,即一定沿a绳斜向下,故C正确;剪断前,由竖直方向受力平衡可得:Tbcos 60Tacos 30mg,又Tbsin 60Tasin 30,联立解得:Tbmg,剪断后,小球沿半径方向的合力为零,则有:Tbmgcos 60mg,故剪断前后b绳的拉力没有变化,故D错误6解析:选B.甲图中,若将B滑轮沿虚线稍稍上移一些,O结点所受三个力大小不变,根据力的合成法则可知,夹角不变乙图中,因是光滑的滑轮,且绳子中的张力大小相等,则OA、OB段绳中的力总是相等的,因此合力过OA、OB夹角的角平分线,将端点B稍上移,由于绳长不变,分析可知OA、OB夹角不变,则角不变,绳子中的张力大小F不变故B项正确7解析:选AC.对A、B进行受力分析如图所示由几何关系和平衡条件可得:Tcos 30mAg,Tcos 60mBg,且TT联立可得mAmB,即,选项A正确;当小球A沿光滑半圆环缓慢向上移动时,小球A处于动态平衡状态,由力的矢量三角形与几何三角形OO1A相似可得:,其中h为OO1的长度,R为圆环半径,NA为圆环对小球A的支持力,mAg、h、R均不变,故NA大小不变,OA段绳长l逐渐减小,故绳的拉力T逐渐减小,选项B错误;NA的大小不变,与水平面的夹角逐渐变大,故其在水平方向上的分力逐渐减小,则A对圆环的反作用力 NA在水平方向上的分力也逐渐减小,与分力平衡的地面对木板的摩擦力随之变小,选项C正确,D错误8解析:选B.因为A、B始终保持静止,对A、B整体受力分析可知,地面对B的支持力一直等于(Mm)g,A错误;当F0时,A对B的压力最小,为mgcos 30mg;当Fmg时,A对B的压力最大,为mgcos 30Fsin 30mg,B正确;当Fcos 30mgsin 30时,即Fmg时,A所受摩擦力为0,当F0时,A所受摩擦力大小为mg,方向沿斜面向上,当Fmg时,A所受摩擦力大小为mg,方向沿斜面向下,C、D错误- 6 -
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