《2024年高一上学期期末物理考点《共点力的平衡问题》含答案解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2024年高一上学期期末物理考点《共点力的平衡问题》含答案解析（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高中高中1猜想猜想 06 共点力的平衡问题共点力的平衡问题1如图所示，在竖直墙壁间有质量分别为 m 和 3m 的半圆球 A 和圆球 B，其中 B 球球面光滑，半球A 与左侧墙壁之间存在摩擦。两球心之间连线与水平方向成 30的夹角，两球恰好不下滑，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则半球 A 与左侧墙壁之间的动摩擦因数为（）A39B33C34D4 392如图，倾角为的斜面固定在墙角，质量为 M 的尖劈放置在斜面上，尖劈的右侧面竖直，用轻绳系住一个质量为 m 的球紧靠在尖劈的右侧，轻绳与斜面平行，球与尖劈的接触面光滑，斜面对尖劈的静摩擦力恰好为 0，整个系统处于静止状态。沿球心 O 对球施加一个水平向
2、左的恒定推力 F，系统仍处于静止状态。则（）A对球施加水平推力后，轻绳的拉力可能变大B对球施加水平推力后，尖劈对斜面的压力一定变大C尖劈的质量 M 与球的质量 m 之比为2tanD对球施加水平推力后，斜面对尖劈的摩擦力可能仍为 03表面光滑、半径为 R 的半球固定在水平地面上，球心 O 的正上方 O处有一无摩擦的定滑轮，轻质细绳两端各系一个小球挂在定滑轮上，如图所示，两小球平衡时，若滑轮两侧细绳的长度分别为L1=2.4R 和 L2=2.5R，则这两个小球的质量之比 m1：m2为（不计球的大小）（）题型一 静态平衡问题题型一 静态平衡问题高中高中2A24：1B25：24C24：25D25：14如
3、图所示，水平面上的半圆柱体曲面光滑，与地面接触的平面比较粗糙。小球 A 置于半圆柱体上，小球 B 用水平轻弹簧拉着系于竖直板上，两小球 A、B 通过光滑滑轮O用轻质细线相连，整个装置处于静止状态，已知 B 球质量为m.O点在半圆柱体圆心1O的正上方，OA与竖直方向成 37角，OA长度与半圆柱体半径相等，OB与竖直方向成 53角，已知sin370.6，cos370.8。则下列说法正确的是（）A小球 A 的质量为 2mB半圆柱体对 A 球支持力的大小为53mgC地面对半圆柱体的摩擦力的大小为mgD滑轮O对轻质细线的作用力竖直向上5如图所示，整个装置处于静止状态，光滑滑轮 D 固定在斜面体 C 上，
4、连接物块 A 的轻绳 OD 段水平、DA 段与斜面平行，已知物块 A 的质量A2.4kgm，物块 B 的质量B3.2kgm，轻绳 OE 与竖直方向的夹角以及斜面的倾角均为 37，取重力加速度 g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8.求：（1）绳 OE、OD 中的拉力大小；（2）斜面 C 对物块 A 的摩擦力大小和方向；（3）地面对 C 的摩擦力大小。高中高中3 6质量为 M 的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A 为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为 m 的小滑块。用推力 F 推动小滑块由 A 点向 B 点缓慢移动，力
5、 F 的方向始终沿水平方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（）A推力 F 先增大后减小B凹槽对滑块的支持力先减小后增大C墙面对凹槽的支持力一直增大D水平地面对凹槽的支持力先增大后减小7如图所示，光滑的半圆环沿竖直方向固定，M 点为半圆环的最高点，N 点为与圆心 O 等高的点，直径 MH 沿竖直方向，光滑的定滑轮固定在 M 处，另一小圆环穿过半圆环用质量不计的轻绳拴接并跨过定滑轮。开始小圆环处在半圆环的 H 点，拉动小圆环使其缓慢地运动到 M 点。滑轮大小可以忽略，在运动过程中，下列说法正确的是（）A半圆环对小圆环的作用力始终指向圆心B半圆环对小圆环的作用力大小一直在变小C半圆环对
6、小圆环的作用力大小始终等于小圆环重力题型二 动态平衡问题题型二 动态平衡问题高中高中4D小圆环受到的绳拉力、半圆环的支持力及小圆环的重力始终不能相等8如图所示、一盏马灯用三根轻绳OA、OB、OC悬挂于两壁之间，若更换水平绳OA使连接点 A逐渐向上移动而保持O点的位置不变，则 A 点向上移动时（）A绳OA的拉力逐渐增大B绳OA的拉力先减小后增大C绳OB的拉力保持不变D绳OB的拉力逐渐减小9如图所示，用轻质柔软的细线将一质量为m的小球悬挂于天花板上的 O 点，在外力F、重力G和细线拉力TF的作用下处于平衡状态。初始时F水平，且细线与竖直方向的夹角为，与F的夹角为。下列说法中正确的是（）A保持F水平
7、，逐渐缓慢增大角，则F逐渐减小、TF逐渐增大B保持小球位置及角不变，缓慢减小角直至a，则F先减小后增大C保持角不变，缓慢增大角，直至悬线水平，则F先减小后增大D保持角、角和F方向不变，增加细线的长度，F、TF都不变10如图所示，粗糙斜面体放置在水平地面上，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 和斜面体始终保持静止，则在此过程中（）A水平拉力的大小先变大后变小BM 所受细绳的拉力大小一定一直增加高中高中5CM 所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增
8、加D斜面体与地面间的正压力一定不变11某博物馆举办抓金砖挑战赛，如图为一块质量 m=25kg 的棱台形金砖，挑战者须戴博物馆提供的手套，单手抓住金砖的 a、b 两侧面向上提，保持金砖 c 面水平朝上，而且手指不能抠底，在空中保持 25s，才是挑战成功。已知金砖 a、b 两侧面与金砖底面的夹角均为=78.5，挑战者施加给金砖的单侧握力为 F，手套与金砖之间的动摩擦因数为=0.25，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度 g=10m/s2.计算时取sin78.51.0，cos78.50.20，若要抓起金砖，力 F 至少约为（）A500NB1000NC2500ND无论多大的力都无法抓起金砖12
9、如图所示，光滑圆柱 A 和半圆柱 B 紧靠着静置于水平地面上，二者半径均为R。A 的质量为 m，B 的质量为2m，B 与地面间的动摩擦因数为。现给 A 施加一拉力 F，使 A 缓慢移动，运动过程中拉力 F 与圆心连线12OO的夹角始终为60保持不变，直至 A 恰好运动到 B 的最高点，整个过程中 B保持静止，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g。下列说法正确的是（）A拉力 F 先增大后减小BA、B 间弹力逐渐减小CA、B 间弹力的最大值为 mgD动摩擦因数的最小值min3213碗内部为半球形，半径为 R，碗口水平。生米与碗内侧的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，静止于碗内的生
10、米粒与碗口间的最小距离 d 为（）题型三 平衡中的临界极值问题题型三 平衡中的临界极值问题高中高中6 A21RB21RC211RD211R14如图所示，一光滑轻质滑轮固定在竖直墙壁上，放置在水平地面上的物块乙通过轻绳跨过滑轮连接着物块甲，物块甲、乙的接触面和轻绳均与水平地面平行，初始时轻绳恰好伸直但没有弹力。已知物块甲、乙的质量分别为1kg 2kg、，物块甲和物块乙间、物块乙和地面间的动摩擦因数均为0.2，各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小210m/sg。现给物块甲施加水平向左的作用力F，下列说法正确的是（）A当2NF 时，轻绳上的弹力大小为1NB当4NF 时，地面对物块
11、乙没有摩擦力C当5NF 时，地面对物块乙的摩擦力大小为1N，方向水平向左D为保证物块甲、乙相对于地面静止，F不能超过6N15质量为 M 的木楔倾角为，在水平面上保持静止，当一质量为 m 的木块放在斜面上时恰好能匀速下滑，如果用与斜面成角的力 F 拉着木块匀速上升，如图所示，求：（1）木块与斜面间的动摩擦因数；（2）拉力 F 与斜面的夹角多大时，拉力 F 最小？拉力 F 的最小值是多少？高中高中7猜想猜想 06 共点力的平衡问题共点力的平衡问题1如图所示，在竖直墙壁间有质量分别为 m 和 3m 的半圆球 A 和圆球 B，其中 B 球球面光滑，半球A 与左侧墙壁之间存在摩擦。两球心之间连线与水平方
12、向成 30的夹角，两球恰好不下滑，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则半球 A 与左侧墙壁之间的动摩擦因数为（）A39B33C34D4 39【答案】D【详解】对圆球 B 受力分析，根据平衡条件可得N33 3tan30mgFmg以圆球 A 和圆球 B 为整体，根据平衡条件可得4fmg半球 A 与左侧墙壁之间的最大静摩擦力为NfF解得半球 A 与左侧墙壁之间的动摩擦因数为4 39故选 D。2如图，倾角为的斜面固定在墙角，质量为 M 的尖劈放置在斜面上，尖劈的右侧面竖直，用轻绳系住一个质量为 m 的球紧靠在尖劈的右侧，轻绳与斜面平行，球与尖劈的接触面光滑，斜面对尖劈的静摩擦力恰好为 0，整个系统处于静止
13、状态。沿球心 O 对球施加一个水平向左的恒定推力 F，系统仍处于静止状态。则（）A对球施加水平推力后，轻绳的拉力可能变大B对球施加水平推力后，尖劈对斜面的压力一定变大C尖劈的质量 M 与球的质量 m 之比为2tan题型一 静态平衡问题题型一 静态平衡问题高中高中8D对球施加水平推力后，斜面对尖劈的摩擦力可能仍为 0【答案】B【详解】C对球施加水平推力前，以尖劈和球整体为研究对象，如图 1，可知轻绳的拉力sinTMm g斜面对尖劈的支持力1cosNMm g以球为研究对象，如图 2，可知轻绳的拉力sinmgT联立解得2221sin1sintanMm故 C 错误。A以球为研究对象，可知对球施加水平推
14、力后不影响竖直方向力的大小，轻绳的拉力不变，如图3，故 A 错误；BD以尖劈和球整体为研究对象，对球施加水平推力后，如图 4，有1cossinNMm gF 总重力不变，可得斜面对尖劈的弹力变大，即尖劈对斜面的压力变大；轻绳拉力 T 不变，总重力不变，施加推力 F 后，要保持平衡，有cossinTFMm gf则斜面对尖劈的摩擦力沿斜面向下，斜面对尖劈的摩擦力不可能为 0，故 B 正确，D 错误。故选 B。3表面光滑、半径为 R 的半球固定在水平地面上，球心 O 的正上方 O处有一无摩擦的定滑轮，轻质细绳两端各系一个小球挂在定滑轮上，如图所示，两小球平衡时，若滑轮两侧细绳的长度分别为L1=2.4R
15、 和 L2=2.5R，则这两个小球的质量之比 m1：m2为（不计球的大小）（）高中高中9A24：1B25：24C24：25D25：1【答案】B【详解】先以左侧小球为研究对象，分析受力情况：重力 m1g、绳子的拉力 T 和半球的支持力 N，作出受力分析图由平衡条件得知，拉力 T 和支持力 N 的合力与重力 mg 大小相等、方向相反。设 OO=h，根据三角形相似可得11m gTLh解得11Thm gL同理，以右侧小球为研究对象，得22Thm gL由两式可得 m1：m2=L2：L1=25：24 故选 B。4如图所示，水平面上的半圆柱体曲面光滑，与地面接触的平面比较粗糙。小球 A 置于半圆柱体上，小球
16、 B 用水平轻弹簧拉着系于竖直板上，两小球 A、B 通过光滑滑轮O用轻质细线相连，整个装置处于静止状态，已知 B 球质量为m.O点在半圆柱体圆心1O的正上方，OA与竖直方向成 37角，OA长度与半圆柱体半径相等，OB与竖直方向成 53角，已知sin370.6，cos370.8。则下列说法正确的是（）A小球 A 的质量为 2mB半圆柱体对 A 球支持力的大小为53mgC地面对半圆柱体的摩擦力的大小为mgD滑轮O对轻质细线的作用力竖直向上【答案】BC高中高中10【详解】AB对两球受力分析如图，由几何关系可知 FN与 TOA与竖直方向夹角相等，则 FN=TOA；2cos37OAATm g对 B 分析可知cos53OBTmg；TOB=TOA解得83Amm；53NFmg选项 A 错误，B 正确；C 对半圆柱体和小球 A 整体分析可知，地面对半圆柱体的摩擦力的大小为sin37OAfTmg选项 C正确；D因滑轮两边细线的拉力大小相等，但是与竖直方向的夹角不等，则两边细绳拉力的合力不是竖直向下，则滑轮O对轻质细线的作用力也不是竖直向上，选项 D 错误。故选 BC。5如图所示，整个装置处于静止状态，光滑
