課時規(guī)范練6受力分析共點力的平衡基礎(chǔ)對點練1.(受力分析)(2021云南師大附中高三月考)如圖所示,M、N兩物體疊放在一起,在恒力F作用下,保持靜止狀態(tài),則關(guān)于兩物體受力情況的說法正確的是()A.物體N可能受到4個力B.物體M可能受到6個力C.物體M與墻之間一定沒有彈力和摩擦力D.物體M與物體N之間可能無摩擦力2.(物體平衡、摩擦力)(2021山東泰安高三三模)某同學做家務時,使用浸濕的拖把清理地板上的油漬。假設濕拖把的質(zhì)量為2kg,拖把桿與水平方向成53°角,當對拖把施加一個沿拖把桿向下、大小為10N的力F1時,恰好能推動拖把向前勻速運動。當遇到地板上的油漬時,如果想要把地板上的油漬清理干凈,必須克服油漬與地板間的靜摩擦力,該同學需將沿拖把桿向下的力至少增大到F2=25N。設拖把與地板、油漬間的動摩擦因數(shù)相等且始終不變,已知重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。則此時油漬與地板間的最大靜摩擦力約為()A.7.7N B.8.6NC.13.3N D.15N3.(物體平衡條件應用)(2021河北高三月考)某士兵駕駛單兵飛行器(由燃油背包和腳下的噴射器組成)在無風的晴朗天氣里沿水平方向勻速飛行的場景如圖所示,噴射器引擎沿士兵身體所在直線的方向斜向后噴氣,已知士兵和單兵飛行器的總重力為G,士兵身體與水平面的夾角為θ,受到的空氣阻力大小Ff=kv2,其中k為常量,v是飛行速度的大小,不計噴氣過程燃油的減少,則士兵飛行的速度大小為()A.GksinθC.Gktanθ4.(物體平衡、滑動摩擦力)(2021山東高三二模)如圖所示,為從高處向下傳送圓柱形物體,工人師傅將MN和PQ兩相同直細桿平行傾斜固定在水平地面上做為軌道,兩直桿間的距離與圓柱形物體的半徑相同,兩直桿與水平面的夾角都為θ=30°,圓柱形物體恰好能勻速下滑。則圓柱形物體與直桿間的動摩擦因數(shù)為()A.36 B.C.33 D.5.(平衡條件應用、平衡法解題)(2021天津薊州第一中學月考)如圖所示,高空走鋼絲的表演中,若表演者走到鋼絲中點時,使原來水平的鋼絲下垂與水平面成θ角,則此時鋼絲上的彈力應是表演者(含平衡桿)體重的()A.12B.cosC.12sinD.tan6.(動態(tài)平衡)(2021河北高三月考)如圖所示,用光滑鐵絲彎成的四分之一圓弧軌道豎直固定在水平地面上,O為圓心,A為軌道上的一點,一中間帶有小孔的小球套在圓弧軌道上,對小球施加一個拉力,若在拉力方向從水平向左在紙面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)至豎直向上的過程中,小球始終靜止在A點,則拉力F()A.先變大,后變小B.先變小,后變大C.一直變大D.一直變小素養(yǎng)綜合練7.(2021福建南平高三二模)如圖所示,一粗糙的固定斜桿與水平方向成θ角,一定質(zhì)量的滑環(huán)A靜止懸掛在桿上某位置?，F(xiàn)有一根輕質(zhì)細繩a,一端與滑環(huán)A相連,另一端與小球B相連,且輕繩a與斜桿垂直。另一輕質(zhì)細繩b沿水平方向拉小球B,使小球B保持靜止。將水平輕繩b的C端沿圓弧緩慢移動到豎直位置,B的位置始終不變,則在此過程中()A.輕繩a上的拉力先減小后增大B.輕繩b上的拉力先增大后減小C.斜桿對A的支持力一直在減小D.斜桿對A的摩擦力一直在減小8.(2021山東濟寧高三二模)在某些大型機械設備無法進入的建筑工地,工人們使用簡單的機械裝置將工件從地面提升到樓頂。如圖所示,質(zhì)量相同的甲、乙兩人將工件提升到圖示高度后保持站立位置不動,甲緩慢釋放手中的繩子,乙用始終水平的繩子將工件緩慢向左拉至其所在位置。甲、乙兩人握繩處始終處于同一高度上,繩的重力及與滑輪的摩擦不計,則在工件向左移動過程中,下列說法正確的是()A.甲對繩子的拉力不斷減小B.樓頂對甲的支持力不斷增大C.樓頂對甲的摩擦力始終大于對乙的摩擦力D.甲對樓頂?shù)膲毫κ冀K大于乙對樓頂?shù)膲毫?.(2021湖南高三月考)如圖甲所示,空調(diào)外機用兩個三角形支架固定在外墻上,圖乙為簡化示意圖,空調(diào)外機的重心恰好在橫梁AO和斜梁BO連接點O的上方,重力大小為300N。AO水平,BO與AO的夾角為37°,sin37°=0.6。假定橫梁對O點的力總沿AO方向,斜梁對O點的力總沿BO方向,則下列判斷正確的是()A.橫梁對O點的拉力為225NB.斜梁對O點的推力為400NC.如果要使橫梁對O點的作用力變小,可以把斜梁加長一點,仍保持連接點O的位置不變,橫梁仍然水平D.如果要使橫梁對O點的作用力變小,可以把斜梁減短一點,仍保持連接點O的位置不變,橫梁仍然水平10.(2021廣東佛山高三一模)如圖所示,質(zhì)量為m的物塊A置于傾角為30°的固定粗糙斜面上,其上端通過一輕繩跨過光滑定滑輪與沙桶B相連。初始時沙桶B中沒有沙子,質(zhì)量為12m。現(xiàn)向沙桶B中緩慢加入沙子,整個系統(tǒng)始終保持靜止,則在加入沙子的過程中,以下說法正確的是(A.B所受的合力增大B.A所受的摩擦力一直增大C.A所受的摩擦力先減小后增大D.A、B間的輕繩拉力大小保持不變11.質(zhì)量為m0的木楔傾角為θ,在水平面上保持靜止,當將一質(zhì)量為m的木塊放在木楔斜面上時,它正好勻速下滑。如果用與木楔斜面成α角的力F拉著木塊勻速上升,如圖所示(已知木楔在整個過程中始終靜止)。(1)當α=θ時,拉力F有最小值,求此最小值。(2)當α=θ時,求木楔對水平面的摩擦力大小。參考答案課時規(guī)范練6受力分析共點力的平衡1.C解析M、N兩物體靜止,所受合力為0,對M、N整體進行受力分析,受到重力和F,墻對M沒有彈力,否則合力不能為0,所以也沒有摩擦力,故C正確;對N進行受力分析,受到重力、M對N的支持力和M對N向上的靜摩擦力,一共3個力,故A、D錯誤;再對M進行受力分析,受到重力、推力F、N對M的壓力以及N給M沿斜面向下的靜摩擦力,一共4個力,故B錯誤。2.B解析施加F1=10N的力時,由平衡條件有F1cos53°=μFN,FN=mg+F1sin53°,解得μ=314,當施加的力為F2=25N時,油漬與地板間的最大靜摩擦力為Ff=μ(mg+F2sin53°)=8.6N,故選B3.C解析士兵與飛行器組成的系統(tǒng)受到重力、沿著士兵身體斜向上的噴氣反沖力以及水平方向的空氣阻力的作用,根據(jù)物體的平衡條件,空氣阻力的大小Ff=Gtanθ,又Ff=kv2,聯(lián)立以上兩式解得v=Gktan4.B解析由于圓柱形物體勻速下滑,故沿斜面方向的合力為0,有Gsinθ=Ff=2μFN,由于兩根桿對圓柱體的支持力的合力等于圓柱體的重力在垂直桿方向的分力,則有3FN=Gcosθ,聯(lián)立解得μ=12,故選B5.C解析以人為研究對象,分析受力情況,如圖所示,根據(jù)平衡條件,兩繩子合力與重力等大反向,則有2Fsinθ=mg,解得F=mg2sinθ,故鋼絲上的彈力應是表演者和平衡桿重力的12sinθ,C正確,A、6.B解析小球始終靜止在A點,對小球受力分析可知,小球受重力、彈力和拉力,三力平衡,可組成一個閉合的三角形,如圖所示,則拉力方向從水平向左在紙面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)至豎直向上的過程中,拉力F先變小,后變大,所以B正確。7.C解析由題意知,小球B處于平衡狀態(tài),對小球受力分析如圖甲所示,輕繩b由水平方向變到豎直方向,由矢量三角形的動態(tài)分析可以看出,輕繩b上的拉力先減小后增大,輕繩a上的拉力一直在減小,故A、B錯誤;滑環(huán)A處于靜止狀態(tài),對A受力分析如圖乙所示,由于a繩對A的拉力FT一直在減小,故斜桿對A的支持力也一直在減小,斜桿對A的摩擦力一直等于mAgsinθ,保持不變,故C正確,D錯誤。8.C解析開始的時候繩子上的拉力大小等于工件的重力,后來等于工件重力和乙對工件拉力的合力,由于工件的重力和乙對工件的拉力相互垂直,放在矢量三角形中可以看出,合力大于工件的重力,且隨著工件向左移動,繩子上的拉力不斷增大,所以甲對繩子的拉力不斷增大,繩子對甲的拉力也不斷增大,則樓頂對甲的支持力不斷減小,故A、B錯誤。設甲手中繩子與豎直方向夾角為α,乙手中繩子與豎直方向夾角為θ,繩子拉力為F,開始時,樓頂對甲的摩擦力等于Fsinα,對乙的摩擦力為0,Ff甲>Ff乙;當工件被拉至乙所在位置時,樓頂對乙的摩擦力最大,等于F'sinθ,此時樓頂對甲的摩擦力等于F'sinα,因為α>θ,所以Ff甲'>Ff乙';所以在移動過程中樓頂對甲的摩擦力始終大于對乙的摩擦力,故C正確。剛開始時,樓頂對甲的支持力等于甲的重力減繩子向上的分力,而對乙的支持力等于乙的重力,由于甲、乙質(zhì)量相等,所以重力相等,由牛頓第三定律可得,此時甲對樓頂?shù)膲毫π∮谝覍琼數(shù)膲毫?故D錯誤。9.C解析以O點為研究對象受力分析,受到空調(diào)外機的壓力G、斜梁BO的作用力F1和橫梁AO的作用力F2,如圖所示,由幾何關(guān)系可得F1=Gsinθ=500N,F2=Gtanθ=400N,故A、B錯誤;若把斜梁加長一點,仍保持點O的位置不變,橫梁仍然水平,則此時θ變大,tanθ變大,由F2=Gtanθ可知,F2將減小,故10.B解析整個系統(tǒng)始終保持靜止,故B所受的合力始終為0,A錯誤;B只在豎直方向上受到繩的拉力和重力,故繩的拉力大小等于B的重力,初始時沙桶B中沒有沙子,質(zhì)量為12m,現(xiàn)向沙桶B中緩慢加入沙子,所以繩子的拉力從12mg逐漸增大,故D錯誤;對A受力分析如圖所示,沿斜面方向根據(jù)共點力平衡有Ff+mgsin30°=F,即F=12mg+Ff,因為F從12mg開始逐漸增大,所以Ff從0開始逐漸增大,并且方向沿斜面向下,故11.答案(1)mgsin2θ(2)12mgsin4解析木塊在木楔斜面上勻速下滑時,有mgsinθ=μmgcosθ即μ=