(建議用時:20分鐘)1.(2019·高考全國卷Ⅱ)物塊在輕繩的拉動下沿傾角為30°的固定斜面向上勻速運動,輕繩與斜面平行。已知物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為,重力加速度取10m/s2。若輕繩能承受的最大張力為1500N,則物塊的質量最大為 ( )A.150kg B.100kgC.200kgD.200kg解析:選A。設物塊的質量最大為m,將物塊的重力沿斜面方向和垂直于斜面方向分解,由平衡條件,在沿斜面方向有F=mgsin30°+μmgcos30°,解得m=150kg,A正確。2.(多選)(2020·原創(chuàng)經(jīng)典)如圖所示,一個質量m=0.4kg的小球穿在水平直桿上處于靜止狀態(tài),現(xiàn)對小球施加一個5N的拉力F,F(xiàn)與桿的夾角為53°,小球與桿之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,則( )A.小球受到2個力B.小球受到3個力C.若F=10N,則小球受4個力D.若F=10N,則小球受3個力解析:選AC。如圖所示,在沿桿和垂直桿方向建立直角坐標系,F(xiàn)在y軸上分力Fy=Fsin53°=4N,F(xiàn)與重力在y軸上的合力剛好為0,所以桿與小球只接觸不擠壓,無彈力和摩擦力,A正確,B錯誤;當F=10N時,F(xiàn)y=8N,它與重力沿桿方向的合力為4N,垂直于桿向上,此時桿對小球的彈力垂直于桿向下,且F在水平方向上有分力,因此桿對小球還有摩擦力,小球一共受四個力,C正確,D
錯誤。3.(2020·日照市4月模擬)如圖所示,在水平桌面上疊放著物體a、b、c,三個物體均處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是( )A.c一定受到水平桌面施加的摩擦力B.b對a的作用力一定豎直向上C.c對b的摩擦力可能水平向右D.b對a的支持力與a受到的重力是一對作用力和反作用力解析:選B。對a、b、c整體分析,受重力和支持力,二力平衡,c不受地面的摩擦力,故A錯誤;對物體a受力分析,受重力、支持力和靜摩擦力,根據(jù)平衡條件,b對a的作用力一定豎直向上,和a的重力平衡,故B正確;以a和b整體為研究對象,受到重力、支持力和靜摩擦力,根據(jù)平衡條件,c對b的靜摩擦力平行于接觸面向上,故C錯誤;b對a的支持力與a對b的壓力是一對作用力和反作用力,兩力的施力物體不同,受力物體不同,且兩力的大小相等,方向相反,作用在同一條直線上。而a受到的重力,受力物體還是a,且該力與b對a的支持力不在同一直線上,故D錯誤。4.手握輕桿,桿的另一端安裝有一個輕質小滑輪C,支持著一根懸掛重物的繩子,如圖所示?,F(xiàn)保持滑輪C的位置不變,使桿向下轉動一個角度,則桿對滑輪C的作用力將( )A.變大B.不變C.變小D.無法確定解析:選B。以小滑輪為研究對象,進行受力分析可知,小滑輪受到三個力的
作用:兩繩的拉力和桿對小滑輪的作用力,小滑輪處于平衡狀態(tài)。桿對滑輪C的作用力大小等于兩繩的合力,由于兩繩的合力不變,故桿對滑輪C的作用力不變。5.(2020·聊城市第二次等級考試模擬)如圖所示,兩根輕繩一端系于結點O,另一端分別系于固定豎直放置的圓環(huán)上的A、B兩點,O為圓心,O點下面懸掛一物體M,繩OA水平,拉力大小為F1,繩OB與繩OA成α=120°,拉力大小為F2。將兩繩同時緩慢順時針轉過60°,并保持兩繩之間的夾角α始終不變,且物體始終保持靜止在旋轉過程中,下列說法正確的是( )A.F1逐漸增大B.F1先增大后減小C.F2先增大后減小D.F2先減小后增大解析:選A。對結點O受力分析,并合成三角形如圖,根據(jù)圖示可知順時針轉動前(實線)到轉動后(虛線)過程中,F(xiàn)1一直增大,F(xiàn)2一直減小,A正確,B、C、D錯誤。6.(多選)(2020·效實中學高一期末)在粗糙水平地面上與墻平行放著一個截面為半圓的柱狀物體A,A與豎直墻之間放一光滑圓球B,整個裝置處于靜止狀態(tài)。A、B點分別為物體A、B的圓心和球心,現(xiàn)對B加一豎直向下的力F,F的作用線通過球心,設B對墻的作用力為F1,B對A的作用力為F2,地面對A的摩擦力為F3,地面對A的支持力為F4。若F緩慢增大而整個裝置仍保持靜止,截面如圖所示,則在此過程中( )A.F1保持不變,F(xiàn)4保持不變B.F1緩慢增大,F(xiàn)4緩慢增大
C.F2緩慢增大,F(xiàn)3緩慢增大D.F2緩慢增大,F(xiàn)3保持不變解析:選BC。以B球為研究對象,將F與B的重力GB的合力按效果進行分解,如圖甲,設BA連線與豎直方向夾角為α,由平衡條件得:B對墻的作用力:F1=(F+GB)tanα,當F增大時,F(xiàn)1緩慢增大;B對A的作用力:F2=,F(xiàn)1緩慢增大,則F2緩慢增大;再以整體為研究對象,對整體受力分析如圖乙,根據(jù)平衡條件,則有:地面對A的支持力F4=GA+GB+F,F(xiàn)增大則F4緩慢增大;地面對A的摩擦力F3=F1,由前面分析F1緩慢增大則F3緩慢增大。甲 乙7.(多選)如圖所示,一光滑球體靜止于夾角為θ的支架ABC內,AB、BC與水平面的夾角都為α?,F(xiàn)以B為旋轉中心,在平行于紙面的平面內,讓BC緩慢沿順時針旋轉,直至水平(AB不動)。設BC對球體的作用力大小為F,則整個過程中( )A.F可能一直減小B.F可能一直增大C.F可能先減小后增大D.F可能先增大后減小解析:選BC。對球受力分析,球受重力G和兩個支持力,其中AB對球的支持力N方向不變,而BC對球的支持力F方向改變,根據(jù)平衡條件作圖分析,三個力可以構成一個首尾相連的矢量三角形,如圖所示,由于不知道角度α的具體
大小,支持力F可能是先減小后增大,也可能逐漸增大,B、C正確。8.如圖所示,兩塊相互垂直的光滑擋板OP、OQ,OP豎直放置,小球a、b固定在輕彈簧的兩端。水平力F作用于b時,a、b緊靠擋板處于靜止狀態(tài)?,F(xiàn)保證b球不動,使擋板OP向右緩慢平移一小段距離,則( )A.彈簧變長B.彈簧變短C.力F變大D.b對地面的壓力變大解析:選A。對a、b受力分析如圖所示,a處于平衡狀態(tài),當OP向右平移后a再次平衡時,受到的支持力Na和彈簧彈力f都減小,故彈簧壓縮量減小、長度變長,A正確,B錯誤;對a、b兩球整體分析,平衡時由F=Na,Nb=Ga+Gb,b球受到向左水平力減小,b對地面的壓力等于兩球重力之和保持不變,C、D錯誤。9.(2020·保定市二模)某位同學用筷子將均勻球夾起懸停在空中,如圖所示,已知球心O與兩根筷子在同一豎直面內,小球質量為m,筷子與豎直方向之間的夾角均為θ,筷子與小球表面間的動摩擦因數(shù)為μ(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力),重力加速度為g。每根筷子對小球的壓力至少為( )
A.B.C.D.解析:選B。對小球受力分析2fcosθ=mg+2Nsinθf=μN解得N=。