2020新课标高考物理练习：共点力平衡问题含解析

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2020新课标高考物理练习：共点力均衡问题含分析
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热门 2共点力均衡问题
(建议用时： 20 分钟 )
1． (20xx ·台二模烟 )《中国制造2025 》是国家实行强国战略第一个
十年的行动大纲，智能机器制造是一个重要方向，此中智能机械臂已广
泛应用于各样领域．如下图，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．小球遇到的摩擦力方向竖直向下
B．小球遇到的摩擦力与重力大小相等
C．若增大铁夹对小球的压力，小球遇到的摩擦力变大
D．若铁夹水平挪动，小球遇到的摩擦力变大
2．(20xx ·南二模胶 )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结， a 球又用长度同样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，均衡时细线都被拉紧．则均衡时可能地点是()
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，在铁球的右边水平放一条形磁铁，当小球均衡时轻绳与竖直方
向的夹角为α＝ 30°，此时小球与条形磁铁在同一水平面上，小球所在
处的磁感觉强度为B0.假定小球所受磁铁的作使劲与小球所在处的磁感觉
强度成正比，迟缓挪动条形磁铁的地点，小球一直与条形磁铁在同一水平面上，则以下说法
正确的选项是 ()
A．轻绳的拉力与磁铁对小球的作使劲的协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90°
C．磁铁对小球的作使劲大小可能等于小球的重力大小
D．当α＝ 60°时，小球所在处的磁感觉强度为2B0
4． (20xx ·博高三检测淄)如下图，木板P 下端经过圆滑铰链固定
于水平川面上的O 点，物体A、B 叠放在木板上且处于静止状态，此时
物体 B 的上表面恰好水平．现使木板P 绕 O 点迟缓旋转到虚线所示位
置，物体A、 B 仍保持静止，且相对木板没有发生挪动，与原地点对比
()
A ． A 对
B 的作使劲减小 B ．B 对 A 的摩擦力不变
C．板对 B 的摩擦力减小 D ．板对 B 的作使劲减小
5．(20xx ·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
列说法正确的选项是()
A ． b 绳的拉力大于 a 绳的拉力
B．若保持 a 绳地点不变，迟缓挪动 b 至竖直方向，则 b 的拉力先减小后增大
C．剪断 a 绳瞬时，薄板的加快度方向必定沿 a 绳斜向下
D．剪断 a 绳瞬时， b 绳拉力大小发生变化
6．如下图，小方块代表一些同样质量的钩码，图甲中O 为轻绳之间连结的结点，图乙
中圆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)，则对于图中θ角和 OB 绳的张力 F 的变化，以下说法正确的选项是()
A ．甲、乙图中的θ角均增大，F均不变
B．甲、乙图中的θ角均不变，F均不变
C．甲图中θ角增大、乙图中θ角不变，张力 F 均不变
D．甲图中θ角减小、F不变，乙图中θ角增大、F减小
7．(多项选择 ) 如下图，一圆滑半圆环竖直固定于粗拙
的木板上，圆心为O1，小球 A 套在半圆环左边最低点，
并由轻绳经过圆滑的小滑轮O 与小球 B 相连， B 右边细
线水平， O 点在环心O1的正上方， OA 与竖直方向成θ
＝ 30°， OA⊥ OB，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 迟缓运动到O 点正下方的过程中，
木板一直静止，则以下说法正确的选项是()
A ． A、
B 两球的质量之比为3∶ 1
B．轻绳 OA 的拉力渐渐增大
C．地面对木板的摩擦力渐渐减小
D．地面对木板的摩擦力渐渐增大
8． (20xx ·北三校二联东
)如下图，有一倾角
θ＝ 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
3
A ，在 F 由零渐渐增大至 2 mg 再渐渐减为零的过程中， A 和
B 一直
保持静止．对此过程以下说法正确的选项是()
A ．地面对
B 的支持力大于 (M ＋m)g
3 3 3
B ． A 对 B 的压力的最小值为 2 mg ，最大值为
4 mg
C ． A 所受摩擦力的最小值为
0，最大值为 mg
4
1
3
D ． A 所受摩擦力的最小值为
2mg ，最大值为 4mg
热门 2
共点力均衡问题
1． 分析： 选 B. 在竖直方向上小球遇到的摩擦力和竖直向下的重力，二力均衡，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
速挪动，水平方向不受摩擦力小球在竖直方向上协力仍为零，摩擦力和重力仍等大反向，摩
擦力不变， D 错误．
2．分析： 选 C.把两球构成的系统看做一个整体，该系统的质量为
2m ，带电荷量为＋ q ，
明显，要使系统均衡，最上边的细线应向左上方偏离，应选项
A 错误；设均衡时连结球
a 和
天花板的细线与竖直方向的夹角为
θ1，连结两球的细线与竖直方向的夹角为 θ2，先选用系统
为研究对象，依据均衡条件可得， tan θ1＝ 2mg qE ，再选球 b 为研究对象可知 tan θ2＝mg qE
，所
以 tan θ2＝ 2tan θ1 ，比较选项 B 、 C 、 D 可知，只有选项 C 正确．
3． 分析： 选 C.小球受重力、拉力、磁场力而处于均衡状态，受力剖析如
图所示， A 错误；因为竖直方向的协力为零，绳索拉力在竖直方向上的分力与
重力均衡，所以轻绳的拉力不行能水平向左，轻绳与竖直方向的夹角不行能等
于 90°， B 错误；由受力剖析可知 F ＝ mgtan α，明显当 α＝45°时，磁铁对小
球的作使劲大小等于小球的重力大小， C 正确； F ＝mgtan α，当 α＝ 60°时，小球所在处的磁感觉强度为 3B 0， D 错误．
4．分析： 选 C.设板与水平川面的夹角为
α，以物体 A 为研究对象，木板 P 未旋转前 A 只
遇到重力和支持力而处于均衡状态，所以
B 对 A 的作使劲与
A 的重力大小相等，方向相反；
当将木板 P 绕 O 点迟缓旋转到虚线所示地点， B 的上表面不再水平，
A 受力状况如图 (a)，图
中 β代表 B 上表面与水平方向之间的夹角．
A 遇到重力和
B 对 A 的支持力、摩擦力三个力作
用，此中 B 对 A 的支持力、摩擦力的和仍旧与
A 的重力等大反向，则
A 遇到
B 对 A 的作使劲
保持不变．依据牛顿第三定律可知，
A 对
B 的作使劲也不变， A 错误， B 对 A 的摩擦力增大，
B 错误；以 AB 整体为研究对象，剖析受力状况如图(b) 所示，总重力 G AB、木板的支持力 N2
和摩擦力 f2，木板对 B 的作使劲是支持力 N2和摩擦力 f2的协力．由均衡条件剖析可知，木板
对 B 的作使劲大小与总重力大小相等，保持不变， D 错误； N2＝G AB· cos α， f2＝ G AB· sin α，α减小，N2增大，f2减小，C正确．
5．分析：选 C.依据水平方向受力均衡可得：T b sin 60 °＝ T a sin 30°，可
得 T b<T a，故 A 错误；若保持 a 绳地点不变，迟缓挪动 b 至竖直方向，作出两
个不一样地点板的受力合成图如下图， a 绳的拉力 T 和 b 绳的拉力 F 的协力与
重力 G 总等大反向，由图知，T 向来减小， F 向来增大，故 B 错误；剪断 a 绳
瞬时，薄板的速度为零，向心力为零，协力等于重力垂直于 b 绳向下的分力，所以此瞬时，
板的加快度方向必定垂直于 b 绳方向向下，即必定沿 a 绳斜向下，故 C 正确；剪断前，由竖
直方向受力均衡可得：T b cos 60°＋ T a cos 30°＝ mg，又 T b sin 60 °＝ T a sin 30 °，联立解得：
b1b1
T ＝2mg，剪断后，小球沿半径方向的协力为零，则有：T′＝ mgcos 60°＝2mg，故剪断前后b 绳的拉力没有变化，故 D 错误．
6．分析：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，
依据力的合成法例可知，夹角θ不变．乙图中，因是圆滑的滑轮，且绳索中的张力大小相等，
则 OA 、OB 段绳中的力老是相等的，所以协力过OA 、OB 夹角的角均分线，将端点 B 稍上移，因为绳长不变，剖析可知OA、OB 夹角不变，则θ角不变，绳索中的张力大小 F 不变．故 B 项正确．
7．分析：选 AC. 对 A、 B 进行受力剖析如下图．由几何关系和均衡条件可得：Tcos 30°
13mA3
，选项 A 正确；当小球
＝ m A g，T′ cos 60°＝ m B g，且 T＝ T′联立可得 m A＝m B，即＝
22mB 1
A 沿圆滑半圆环迟缓向上挪动时，小球 A 处于动向均衡状态，由力的矢量三角形与几何三角
NA T mAg
形 OO 1A 相像可得：R＝l＝h，此中 h 为 OO 1的长度， R 为圆环半径， N A为圆环对小球 A 的支持力， m A g、h、 R 均不变，故N A大小不变， OA 段绳长 l 渐渐减小，故绳的拉力T 渐渐减小，选项 B 错误； N A的大小不变，与水平面的夹角渐渐变大，故其在水平方向上的分力渐渐减
小，则 A 对圆环的反作使劲 N′A在水平方向上的分力也渐渐减小，与分力均衡的地面对木板的
摩擦力随之变小，选项 C 正确， D 错误．
8．分析：选 B. 因为 A、 B 一直保持静止，对A、 B 整体受力剖析可知，地面对 B 的支持
力向来等于 (M＋ m)g，A 错误；当 F＝ 0 时， A 对 B 的压力最小，为mgcos 30°＝
3
2 mg；当 F
＝
3 3 3
2 mg 时， A 对 B 的压力最大，为 mgcos 30 °＋ Fsin 30 °＝4mg，B 正确；当 Fcos 30°
＝ mgsin 30°时，即 F＝
3
0，当 F＝ 01
3 mg 时， A 所受摩擦力为时， A 所受摩擦力大小为2mg，
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方向沿斜面向上，当 F ＝2 mg 时， A 所受摩擦力大小为4mg，方向沿斜面向下，C、 D 错误．。