【物理】2020届一轮复习人教版多体平衡问题课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版多体平衡问题课时作业

‎2020届一轮复习人教版 多体平衡问题 课时作业 ‎1．（2018云南11校调研）如图所示，与水平面夹角为30°的粗糙斜面上有一质量m＝1.0 kg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，斜面静止在地面上，弹簧秤的示数为4.0N。关于斜面和物体受力的判断（取g＝10.0 m/s2），下列说法正确的是 ‎ ‎ A．地面对斜面的摩擦力大小为零 ‎ B．斜面受到的合力不为零 ‎ C．斜面对物体的摩擦力大小为1.0 N，方向沿斜面向上 ‎ D．斜面对物体的支持力大小为5 N，方向竖直向上 ‎【参考答案】.C ‎【解题思路】对斜面体和斜面上物体整体进行受力分析，受到沿斜面向上的拉力作用，根据定滑轮两侧轻绳中拉力相等可知，沿斜面向上的拉力大小为F= 4.0N。对斜面体、斜面上物体和滑轮整体，由平衡条件，Fcos30°=f，解得地面对斜面的摩擦力大小为f=4×cos30°N=2N，选项A错误。由于斜面处于平衡状态，斜面受到的合力为零，选项B错误。隔离斜面上物体受力分析，设斜面对物体的摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件，F=mgsin30°+f1，解得f1=-1N，即斜面对物体的摩擦力大小为1.0 N，方向沿斜面向上，选项C正确。斜面对物体的支持力大小为FN=mgcos30°=1.0×10×N=5 N，方向垂直斜面斜向上，选项D错误。‎ ‎【模型分析】 此题涉及三个模型：斜面模型、叠加体模型和定滑轮模型。分析地面对斜面的摩擦力需要把斜面体和斜面上物体整体进行受力分析。分析物体受到斜面的摩擦力和支持力，需要隔离物体受力分析。物体受到沿斜面的拉力需要依据定滑轮模型的滑轮两侧轻绳中拉力大小相等。‎ ‎2．（2016上海十三校调研）如图所示，‎ 两梯形木块A、B叠放在水平地面上，A、B之间的接触面倾斜。A的左侧靠在光滑的竖直墙面上，关于两木块的受力，下列说法正确的是（ ）‎ ‎（A）A、B之间一定存在摩擦力作用 ‎（B）木块A可能受三个力作用 ‎（C）木块A一定受四个力作用 ‎（D）木块B受到地面的摩擦力作用方向向右 ‎【参考答案】.B ‎3．(2016·河北唐山五校联考)如图所示，两个光滑金属球a、b置于一个桶形容器中，两球的质量ma＞mb，对于图中的两种放置方式，下列说法正确的是(　　)‎ A．两种情况对于容器左壁的弹力大小相同 B．两种情况对于容器右壁的弹力大小相同 C．两种情况对于容器底部的弹力大小相同 D．两种情况两球之间的弹力大小相同 ‎【参考答案】.C ‎4．(2015·衡水高三调，16)截面为直角三角形的木块A质量为M，放在倾角为θ 的斜面上，当θ＝37°时，木块恰能静止在斜面上，如图甲．现将θ改为30°，在A与斜面间放一质量为m的光滑圆柱体B，如图乙，已知sin 37 °＝0.6，cos 37°＝0.8，则 (　　)‎ A．A、B仍一定静止于斜面上 B．若M＝‎4m，则A受到斜面的摩擦力为mg C．若M＝‎2m，则A受到的摩擦力为mg D．以上说法都不对 ‎【参考答案】.B ‎【名师解析】‎ 由题意可知，当θ＝37°时，木块恰能静止在斜面上，则有：‎ μMgcos 37°＝Mgsin 37°‎ 代入数据解得：μ＝0.75‎ ‎ 现将θ改为30°，在A与斜面间放一质量为m的光滑圆柱体B，对A受力分析；‎ 则有：f′＝μN′‎ N′＝Mgcos 30°‎ ‎ 而：F＝mgsin 30°‎ ‎ 当：f′＜mgsin 30°＋Mgsin 30°，则A相对斜面向下滑动，‎ 当：f′＞mgsin 30°＋Mgsin 30°，‎ 则A相对斜面不滑动，因此A、B是否静止在斜面上，由B对A弹力决定，故A错误；‎ 若：M＝‎4m，则：mgsin 30°＋Mgsin 30°＝Mg ‎ 而：f′＝μN′＝0.75×Mgcos 30°＝Mg 因：f′＞mgsin 30°＋Mgsin 30°，A不滑动，A受到斜面的静摩擦力，大小为：mgsin 30°＋Mgsin 30°＝Mg＝，故B正确，D错误；‎ 若：M＝‎2m，则：‎ mgsin 30°＋Mgsin 30°＝Mg ‎ 而：f′＝μN′＝0.75×Mgcos 30°＝Mg ‎ 因：f′＜mgsin 30°＋Mgsin 30°，A滑动，A受到斜面的滑动摩擦力，大小为：‎ f′＝μN′＝0.75×Mgcos 30°＝Mg＝mg，故C错误．‎ ‎5.如图所示，斜面上放有两个完全相同的物体a、b，两物体间用一根细线连接，在细线的中点加一与斜面垂直的拉力F，使两物体均处于静止状态。则下列说法正确的是(　　)‎ A.a、b两物体的受力个数一定相同 B.a、b两物体对斜面的压力相同 C.a、b两物体受到的摩擦力大小可能不相等 D.当逐渐增大拉力F时，物体b先开始滑动 ‎【参考答案】BC ‎6.在如图所示的A、B、C、D四幅图中，滑轮本身的重力忽略不计，滑轮的轴O安装在一根轻木杆P上，一根轻绳ab绕过滑轮，a端固定在墙上，b端下面挂一个质量都是m的重物，当滑轮和重物都静止不动时，图A、C、D中杆P 与竖直方向夹角均为θ，图B中杆P在竖直方向上，假设A、B、C、D四幅图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为FA、FB、FC、FD，则以下判断中正确的是(　　)‎ A.FA＝FB＝FC＝FD B.FD＞FA＝FB＞FC C.FA＝FC＝FD＞FB D.FC＞FA＝FB＞FD ‎【参考答案】　B ‎【名师解析】‎ ‎　设滑轮两边细绳的夹角为φ，对重物，可得绳子拉力等于重物重力mg，滑轮受到木杆弹力F等于细绳拉力的合力，即F＝2mgcos，由夹角关系可得FD＞FA＝FB＞FC，选项B正确。‎ ‎7.(2016·湖北华师一附中等八校联考)如图7所示，两竖直木桩ab、cd固定，一不可伸长的轻绳两端固定在a、c端，绳长为L，一质量为m的物体A通过轻质光滑挂钩挂在轻绳中间，静止时轻绳两端夹角为120°。若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋，物体A悬挂后仍处于静止状态，橡皮筋处于弹性限度内。若重力加速度大小为g，关于上述两种情况，下列说法正确的是(　　)‎ A.轻绳的弹力大小为2mg B.轻绳的弹力大小为mg C.橡皮筋的弹力大于mg D.橡皮筋的弹力大小可能为mg ‎【参考答案】　B ‎8.如图所示，物体A、B用细绳与弹簧连接后跨过滑轮。A静止在倾角为45°的粗糙斜面上，B悬挂着。已知mA＝3mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°减小到30°，B不会碰到地面，则(　　)‎ A.弹簧的弹力不变 B.物体A对斜面的压力将减小 C.物体A受到的静摩擦力将减小 D.弹簧的弹力及A受到的静摩擦力都不变 ‎【参考答案】　AC ‎9.如图所示，直杆BC的一端用铰链固定于竖直墙壁，另一端固定一个小滑轮C，细绳下端挂一重物，细绳的AC段水平。不计直杆、滑轮及细绳的质量，忽略所有摩擦。若将细绳的端点A稍向下移至A'点，使之重新平衡，则此时滑轮C的位置 A在AA'之间 B与A'点等高 C在A'点之下 D在A点之上 ‎【参考答案】　D ‎【名师解析】‎ 由于杆一直平衡，对两根细绳拉力的合力沿杆的方向向下，又由于同一根绳子的张力处处相等，而且两根细绳的拉力大小相等且等于物体的重力G，根据平行四边形定则，合力一定在角平分线上， 若将细绳的端点A稍向下移至A′点，若杆不动，则∠A′CB＜∠BCG，则不能平衡，若要杆再次平衡，则两绳的合力一定还在角平分线上，所以BC杆应向上转动一定的角度，此时C在A点之上，故D正确． ‎