11-19年高考物理真题分专题汇编之专题006.共点力的平衡
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1、第6节 共点力的平衡【2019年4月浙江物理选考】如图所示,一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环,系在两环上的登场细绳拴住的书本处于静止状态,现将两环距离变小后书本仍处于静止状态,则A. 杆对A环的支持力变大B. B环对杆的摩擦力变小C. 杆对A环的力不变D. 与B环相连的细绳对书本的拉力变大【答案】B【解析】【详解】A对两环和书本的整体受力分析,竖直方向:2N=mg,可知将两环距离变小后杆对A环的支持力不变,选项A错误;BD对圆环B受力分析可知,f=Tcos;对书本:2Tsin=mg,解得 (其中的是绳与杆之间的夹角),则当两环距离变小后,变大,则f减小,与B环相连的细绳对书本的拉力T变小
2、,选项B正确,D错误;C同理,杆对A环的摩擦力减小,杆对A环的支持力不变,则杆对A环的力减小,选项C错误。【2019年物理天津卷】2018年10月23日,港珠澳跨海大桥正式通车。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】【详解】A、以桥身为研究对象,钢索对桥身的拉力的合力与桥
3、身的重力等大反向,则钢索对索塔的向下的压力数值上等于桥身的重力,增加钢索的数量钢索对索塔的向下的压力数值不变,故A错误;B、由图甲可知,当索塔高度降低后,变大, 变小,故T变大,故B错误C、由B的分析可知,当钢索对称分布时,钢索对索塔的合力竖直向下,故C正确D、受力分析如图乙,由正弦定理可知,只要 ,钢索AC、AB的拉力FAC、FAB进行合成,合力竖直向下,钢索不一定要对称分布,故D错误;综上分析:答案为C【2019年物理全国卷3】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、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
4、匀速行驶时,圆筒对斜面I、压力的大小分别为F1、F2,则A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态,受力分析如图,由几何关系可知, 。解得, 由牛顿第三定律知,故D正确【2019年物理江苏卷】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,绳的拉力为T,则风对气球作用力的大小为A. B. C. TsinD. Tcos【答案】C【解析】【详解】对气球受力分析,由水平方向平衡条件可得:,故C正确。【2019年物理全国卷1】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
5、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BM所受细绳的拉力大小一定一直增加CM所受斜面的摩擦力大小一定一直增加DM所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加【答案】BD【解析】【详解】如图所示,以物块N为研究对象,它在水平向左拉力F作用下,缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45的过程中,水平拉力F逐渐增大,绳子拉力T逐渐增大; 对M受力分析可知,若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下,则随着绳子拉力T的增加,则摩擦力f也逐渐增大;若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上,则随着绳子拉力
6、T的增加,摩擦力f可能先减小后增加。故本题选BD。1.2012年理综广东卷16.如图3所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角都为45,日光灯保持水平,所受重力为G,左右两绳的拉力大小分别为A. G和G 45图345 B. 和C.和 D. 和GTT【解析】选B。日光灯受重力G及二根绳子的拉力T作用而处于平衡状态,其受力如图所示。由于两个拉力的夹角成直角,则由力的平行四边形法则可知,故,B选项正确。2.2012年理综新课标卷16.如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位
7、置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中A.N1始终减小,N2始终增大B.N1始终减小,N2始终减小C.N1先增大后减小,N2始终减小D.N1先增大后减小,N2先减小后增大答案B解析本题考查物体的动态平衡,对球受力分析可知,N1与N2的合力为定值,与重力反向等大。作图。由图形可知,当板缓慢转动中,N1与N2的方向便发生如图示变化,但合力不变,可得答案B。3. 2013年天津卷5如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定于O点。现用水平力F缓慢推动斜面体,小球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平,此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT
8、的变化情况是OFAFN保持不变,FT不断增大BFN不断增大,FT不断减小CFN保持不变,FT先增大后减小GFTFNDFN不断增大,FT先减小后增大【答案】D 【解析】本题考查物体的受力分析、共点力的动态平衡问题。 物体在三个共点力作用下达到平衡状态:其中一个力G的大小和方向均不发生变化,另一个力FT的方向改变时,第三个力FN方向不变大小改变。利用力的三角形法则作出如图的示意图。可见选项D正确。4.2012年理综浙江卷14如图所示,与水平面夹角为30的固定斜面上有一质量m=1.0kg的物体。细绳的一端与物体相连,另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连。物体静止在斜面上,弹簧秤的示数为4.9N
9、。关于物体受力的判断(取g=9.8m/s2),下列说法正确的是 A斜面对物体的摩擦力大小为零第14题图30 B斜面对物体的摩擦力大小为4.9N,方向沿斜面向上 C斜面对物体的支持力大小为N,方向竖直向上 D斜面对物体的支持力大小为4.9N,方向垂直斜面向上【答案】A【解析】物体的重力下滑分量可知为4.9N,弹簧拉力为4.9N,物块沿斜面方向受力平衡,所以摩擦力应为0。 5.2011年理综安徽卷F14一质量为m的物块恰好静止在倾角为的斜面上。现对物块施加一个竖直向下的恒力F,如图所示。则物块 A仍处于静止状态 B沿斜面加速下滑 C受到的摩擦力不便 D受到的合外力增大答案:A解析:由于质量为m的物
10、块恰好静止在倾角为的斜面上,说明斜面对物块的作用力与物块的重力平衡,斜面与物块的动摩擦因数=tan。对物块施加一个竖直向下的恒力F,使得合力仍然为零,故物块仍处于静止状态,A正确,B、D错误。摩擦力由mgsin增大到(F+mg)sin,C错误。6.2014年物理上海卷AFB9.如图,光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内,A端与水平面相切。穿在轨道上的小球在拉力F作用下,缓慢地由A向B运动,F始终沿轨道的切线方向,轨道对球的弹力为N。在运动过程中 ( )AF增大,N减小 BF减小,N减小CF增大,N增大 DF减小,N增大【答案】A【解析】小球一直受到重力、支持力、拉力作用,根据共点力平衡,
11、有:Fmgsin,Nmgcos(是重力与竖直方向的夹角),随着夹角的增大,支持力逐渐减小,拉力逐渐增大,A项正确。7.2011年海南卷labcl/2m14如图,墙上有两个钉子a和b,它们的连线与水平方向的夹角为45,两者的高度差为l。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点,另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物。在绳子距a端l/2的c点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m2的钩码,平衡后绳的ac段正好水平,则重物和钩码的质量比m1/ m2为( )A B2 C D答:C【解析】平衡后设绳的BC段与水平方向成a角,则: 对节点C分析三力平衡,在竖直方向上有:得:,选C8.2014年物理海南卷OO5
12、如图,一不可伸长的光滑轻绳,其左端固定于O点,右端跨过位于O 点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体;OO 段水平,长为度L;绳上套一可沿绳滑动的轻环。现在轻环上悬挂一钩码,平衡后,物体上升L。则钩码的质量为 ( )A B C D【答案】D【解析】假设平衡后轻环位置为P,平衡后,物体上升L,说明此时POO 恰好构成一个边长为L的正三角形,绳中张力处处相等,均为Mg,故钩码的重力恰好与PO、PO拉力的合力等大反向,由三角函数关系可知:钩码的重力为,故其质量为。9. 2014年理综新课标卷17.如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增
13、大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内 )。与稳定在竖直位置时相比,小球高度 ( )A. 一定升高 B. 一定降低 C. 保持不变 D. 升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定【答案】A【解析】设橡皮筋原长为l,小球静止时设橡皮筋伸长x1,由平衡条件有kx1mg,小球距离悬点高度hlx1l。匀加速运动时,设橡皮筋与竖直方向夹角为,此时橡皮筋伸长x2,小球在竖直方向上受力平衡,有kx2cos mg,小球距离悬点高度h,因此小球高度升高了,选项A对。10. 2012年理综山东卷17.如图所示,两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动,
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