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共点力平衡处理方法

共点力平衡处理方法
共点力平衡处理方法

共点力平衡处理方法

一、共点力作用下物体的平衡

1.平衡状态

一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,就说这个物体处于平衡状态.如光滑水平面上做匀速直线滑动的物块、沿斜面匀速直线下滑的木箱、天花板上悬挂的吊灯等,这些物体都处于平衡状态.

2.共点力的平衡条件

在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,即0F =合。

3.平衡条件的推论

(1)如果物体在两个力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等、方向相反,为一对平衡力。 (2)如果物体在三个力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反。

(3)如果物体受多个力作用而处于平衡状态,其中任何一个力与其他力的合力大小相等、方向相反。 (4)当物体处于平衡状态时,沿任意方向物体所受的合力均为零。

(5)三力汇交原理:如果一个物体受到三个非平行力作用而平衡,这三个力的作用线必定在同一平面内,而且必为共点力。

4.解答平衡问题时常用的数学方法

解决共点力的平衡问题有力的合成分解法、矢量三角形法、正交分解法、相似三角形法等多种方法,要根据题目具体的条件,选用合适的方法。有时将各种方法有机的运用会使问题更易解决,多种方法穿插、灵活运用,有助于能力的提高。 (1)菱形转化为直角三角形

如果两分力大小相等,则以这两分力为邻边所作的平行四边形是一个菱形,而菱形的两条对角线相互垂直,可将菱形分成四个相同的直角三角形,于是菱形转化成直角三角形。 (2)相似三角形法

如果在对力利用平行四边形定则(或三角形定则)运算的过程中,力三角形与几何三角形相似,则可根据相似三角形对应边成比例等性质求解。 (3)正交分解法

共点力作用下物体的平衡条件( 0F =合)是矢量方程,求合力需要应用平行四边形定则,比较麻烦;

通常用正交分解法把矢量运算转化为标量运算。正交分解法平衡问题的基本思路是: ①选取研究对象:处于平衡状态的物体; ②对研究对象进行受力分析,画受力图; ③建立直角坐标系;

④根据0F =x 和0y F =列方程;

⑤解方程,求出结果,必要时还应进行讨论。

题型一 共点力静态平衡

1.(2019·天水市第一中学高三)如图所示,两球A 、B 用劲度系数为k 1的轻弹簧相连,球B 用长为L 的细绳悬于O 点,球A 固定在O 点正下方,且点O 、A 之间的距离恰为L ,系统平衡时绳子所受的拉力为T 1.现把A 、B 间的弹簧换成劲度系数为k 2的轻弹簧,仍使系统平衡,k 2<k 1.此时绳子所受的拉力为T 2,则T 1与T 2的大小之间 的关系为( )

A.T 1>T 2

B.T 1=T 2

C.T 1<T 2

D.无法确定

2.(2019·武宣县第二中学高一期末)如图所示,小圆环A 吊着一个质量为m 2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上,有一细线,一端拴在小圆环A 上,另一端跨过固定在大圆环最高点B 的一个小滑轮后吊着一个质量为m 1的物块.如果小圆环、滑轮、细线的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计,细线又不可伸长,若平衡时弦AB 所对应的圆心角为α

,则两物块的质量之比

1

2

m m 应为( )

A.cos

2

a

B.sin

2

a

C.2sin

2

a

D.2sinα

3.(2020·江西临川一中高二月考)如图所示,完全相同的质量为m的A、B两球,用两根等长的细线悬挂在O点,两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧,静止不动时,弹簧处于水平方向,两根细线之间的夹角为θ,则弹簧的长度被压缩了()

A.

tan

mg

k

θ

B.

tan

2

mg

k

θ

C.

2tan

mg

k

θ

D.

2tan

2

mg

k

θ

4.(2019·湘潭凤凰中学高三月考)如图所示,小球A、B穿在一根光滑固定的细杆上,一条跨过定滑轮的细绳两端连接两小球,杆与水平面成θ角,小球可看做质点且不计所有摩擦.当两球静止时,OA绳与杆的夹角为θ,绳OB沿竖直方向,则下列说法正确的是()

A.小球A受到2个力的作用

B.小球A受到3个力的作用

C.杆对B球的弹力方向垂直杆斜向上

D.绳子对A的拉力大于对B的拉

5.(2019·辽宁高一期末)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处有一无摩擦定滑轮,轻质细绳两端各系一个可视为质点的小球挂在定滑轮上,如图所示.两小球平衡时,若滑轮两侧细绳的长度分别为1 2.4

L R

=和

2

2.5

L R

=,则这两个小球的质量之比为1

2

m

m,小球与半球之间的压力之比

为1

2

N

N,则以下说法正确的是()

A.1

2

24

25

m

m

= B.1

2

25

24

m

m

=

C.1

2

25

24

N

N

= D.1

2

24

25

N

N

=

6.(2020·湖南师大附中高一月考)两个可视为质点的小球a和b,用质量可忽略的刚性细杆相连,放置在一

个光滑的半球面内,如图所示.已知小球a和b的质量之比为a

b

m

m=

3

1

,细杆长度是球面半径的2倍。两小球处于平衡状态时,设半球面对小球a的支持力为F a,对小球b的支持力为F b,细杆与水平面的夹角为θ,则()

A.θ=45°

B.θ=15°

C.

3

1

a

b

F

F

= D.

3

a

b

F

F

=

7.(2019·湖南高三期末)如图所示,质量为m的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,处于静止状态.现施加一水平向右的匀强电场后,A向右摆动,摆动的最大角度α=60°,则A 受到的电场力大小为()

3mg B.

3

3

mg C.mg D.

3

2

mg

8.(2020·天津南开中学高三月考)如图所示,用两根长度均为l的绝缘轻绳将正电的小球悬挂在水平的天花板下,小球的质量为m,轻绳与天花板的夹角均为θ,小球正下方距离也为l的A处有一绝缘支架上同样有

一个带电小球,此时轻绳的张力均为0,现在将支架水平向右移动到B处,B处位置为与竖直方向的夹角为θ处,小球处于静止状态,若已知θ=30°,则()

A.A处的带电小球带负电

B.A处于B处库仑力大小之比为2:3

C.支架处于B处,左边绳子张力为

3 mg mg

-

D.支架处于B处,右边绳子张力为

3

2

mg mg

+

题型二共点力动态平衡

1.(2019·江西高三月考)如图,小球C置于光滑的半球形凹槽B内,B放在长木板A上,整个装置处于静止状态.在缓慢减小木板的倾角θ过程中,下列说法正确的是()

A.C对B的压力逐渐变大

B.C受到三个力的作用

C.B受到的摩擦力逐渐变小

D.A受到的压力逐渐减小

2.(2019·浙江高三期中)如图,一光滑的轻滑轮用细绳'

OO悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b,外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态。若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则()

OO的张力也在一定范围内变化

A.绳'

B.物块b一定受到5个力作用

C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化

D.物块b与桌面间的摩擦力方向可能水平向右

3.(2020·河南高三月考)如图所示,3根轻绳悬挂着两个质量相同的小球并保持静止,绳AD与AC垂直。现对B球施加一个水平向右的力F,使B球缓慢移动到图中虚线的位置,在此过程中AB、AD、AC三绳张力T AB、T AD、T AC的变化情况是()

A.T AB变大,T AC减小

B.T AB变大,T AD不变

C.T AC变大,T AD变大

D.T AC减小,T AD变大

4.(2019·河南高三月考)如图所示,小车静止在固定在倾角θ=30°的斜面上,车厢内两质量相同的小球A、B通过轻绳系于车厢顶部,轻绳OA与垂直斜面方向的夹角也为θ,OB恰好在竖直方向,其中A球用平行斜面方向轻绳AC系于小车侧壁,B球用平行斜面方向轻绳BD系于小车侧壁,已知两个小球的质量为m,小车的质量为M,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )

A.轻绳OA、OB的拉力大小相等

B.轻绳AC、BD的拉力大小相等

C.轻绳AC的拉力大小是OA拉力大小的3倍

D.小车对斜面的作用大小为(M+2m)g,方向竖直向下

5.(2019·全国高三课时练习)如图所示,一定质量的物体用轻绳AB悬挂于天花板上,用水平向左的力F 缓慢拉动绳的中点O,用T表示绳OB段拉力的大小,在O点向左移动的过程中()

A.F逐渐变大,T逐渐变大

B.F逐渐变大,T不变

C.F逐渐变小,T不变

D.F逐渐变小,T逐渐变小

6.(2019·黑龙江龙海二中高三开学考试)光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆,小球通过轻绳与细杆相连,此时轻绳处于水平方向,球心恰位于圆弧形细杆的圆心处,如图所示.将悬点A缓慢沿杆向上移动,直到轻绳处于竖直方向,在这个过程中,轻绳的拉力()

A.逐渐增大

B.大小不变

C.先减小后增大

D.先增大后减小

7.(2019·四川高三月考)在上海世博会最佳实践区,江苏城市案例馆中穹形门窗充满了浓郁的地域风情和人文特色.如图所示,在竖直放置的穹形光滑支架上,一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点,另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高).则绳中拉力大小变化的情况是()

A.先变小后变大

B.先变大后不变

C.先变小后不变

D.先变大后变小

8.(2019·黑龙江哈师大附中高二期末)如图所示,质量相同,分布均匀的两个圆柱体a、b靠在一起,表面光滑,重力均为G,其中b的下一半刚好固定在水平面MN的下方,上边露出另一半,a静止在平面上,现过a的轴心施以水平作用力F,可缓慢地将a拉离水平面MN一直滑到b的顶端,对该过程进行分析,应有()

A.拉力F先增大后减小,最大值是G

B.开始时拉力F最大为G,以后逐渐减小为0

C.a、b间压力由0逐渐增大,最大为G

D.a、b间的压力开始最大为2G,而后逐渐减小到G

9.(2019·甘肃兰州一中高三月考)如图所示,挡板垂直于斜面固定在斜面上,一滑块m放在斜面上,其上表面呈弧形且左端最薄,一球M搁在挡板与弧形滑块上,一切摩擦均不计,用平行于斜面的拉力F拉住弧形滑块,使球与滑块均静止。现将滑块平行于斜面向上拉过一较小的距离,球仍搁在挡板与滑块上且处于静止状态,则与原来相比()

A.滑块对球的弹力增大

B.挡板对球的弹力减小

C.斜面对滑块的弹力不变

D.拉力F增大

10.(2020·广东高二期中)如图所示,一小球在斜面上处于静止状态,不考虑一切摩擦,如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置,则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是()

A.F1先增大后减小

B.F1先减小后增大

C.F2一直减小

D.F2一直增大

11.(2019·江苏省如东高级中学高二期中)如图所示,固定在水平面上半径为R的光滑半球,球心O的正上方固定一个小定滑轮,细绳一端拴一小球,小球置于半球面上的A点,另一端绕过定滑轮,如图所示,已知小定滑轮到半球顶点的高度为H,绳子的长度为L。今缓慢拉绳使小球从A点滑向半球顶点未到顶点,则此过程中,半球对小球的支持力大小N及细绳的拉力T大小的变化情况是()

A.N不变,T变小

B.N不变,T变大

C.N变小,T变大

D.N变大,T变小

12.(2019·合肥一六八中学高二开学考试)如图所示,竖直绝缘墙壁上的Q处有一个固定的质点A,在Q的上方P点用丝线悬挂着另ー个质点B。A、B两质点因带同种电荷而相斥,致使悬线与竖直方向成一角度,由于缓慢漏电使A、B两质点带的电荷量逐渐减少,在电荷漏完之前A、B未接触,下列说法正确的是()

A.A、B之间的库仑力先变大后変小

B.A、B之间的库仑力一直变大

C.丝线的拉力一直不变

D.丝线的拉力先变大后变小

13.(2019·渭南市尚德中学高三月考)如图所示,杆BC的B端用铰链固定在竖直墙上,另一端C为一滑轮.重物G上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处,杆恰好平衡.若将绳的A端沿墙缓慢向下移(BC杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计),则()

A.绳子对滑轮C的作用力不变

B.绳子中的张力增大

C.杆BC的弹力不变

D.杆与墙面的夹角θ减小

14.(2019·湖南衡阳市八中高一月考)如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔.质量为m 的小球套在圆环上.一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住.现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移.在移动过程中手对线的拉力F 和轨道对小球的弹力F N 的大小变化情况是( )

A.F N 变大

B.F 不变

C.F N 不变

D.F 变小

15.(2019·湖北沙市中学高一期中)如图所示的装置,用两根细绳拉住一个小球,两细绳间的夹角为θ,细绳AC 呈水平状态.现将整个装置在纸面内顺时针缓慢转动,共转过90°.在转动的过程中(保持夹角θ不变),CA 绳中的拉力F 1和CB 绳中的拉力F 2的大小发生变化,即( )

A.F1逐渐增大

B.F1先变小后变大

C.F2逐渐增大

D.F2最后减小到零

16.(2020·江苏海安高级中学高二月考)如图,柔软轻绳ON 的一端O 固定,其中间某点M 拴一重物,用手拉住绳的另一端N .初始时,OM 竖直且MN 被拉直,OM 与MN 之间的夹角为α(2

π

α>).现将重物向

右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变.在OM 由竖直被拉到水平的过程中( )

A.MN 上的张力逐渐增大

B.MN 上的张力先增大后减小

C.OM 上的张力逐渐增大

D.OM 上的张力先增大后减小

17.(2019·陕西汉台中学高一期末)某同学将一橡皮条通过3段轻绳OA 、OB 、OC 悬挂在A 点,轻绳OC 拴接在轻质弹簧测力计上.第一次,保持结点O 位置不变,拉着轻质弹簧测力计从水平位置缓慢转动到竖直位置,如图甲所示,第二次,保持轻绳OC 垂直于OA ,缓慢移动轻绳,使轻绳OA 从竖直位置缓慢转动到

如图乙所示位置,则( )

A.甲图中OA 绳的力逐渐减小

B.乙图中OA 绳的力逐渐增大

C.甲图中弹簧测力计的示数先增大后减小

D.乙图中弹簧测力计的示数逐渐增大

18.(2019·江西省临川第二中学高三月考)如图,轻绳l 1一端固定在O 点,另一端与质量为m 的物体相连。轻绳l 2跨过固定在B 点的定滑轮,一端连接物体,另一端由力F 控制。在力F 的作用下,物体从处于O 点正下方的A 点缓慢地运动到B 点的过程中l 1一直处于伸直状态。O 、B 两点在同一水平线上,不计一切阻力,重力加速度大小为g 。下列说法正确的是( )

A.物体从A 点到B 点过程中,拉力F 一直变小

B.物体从A 点到B 点过程中,轻绳1l 的拉力一直变大

C.物体从A 点到B 点过程中,轻绳2l 对物体拉力可能大于mg

D.当轻绳1l 与竖直方向的夹角为30时,拉力F 大小为

3

mg 19.(2019·河北正定一中高三)有一表面光滑的半球形瓷碗,碗内壁有一可以看作质点的金属小球,用柔软的细绳系住小球,细绳跨过光滑的碗口,另一端用手拉住。设小球的重力为 G ,细绳的拉力为F 1,碗壁对小球的支持力为F 2,当手拉细绳使得小球沿着碗壁缓慢上升的过程中,下面说法正确的是( )

A.F 1逐渐增大

B.F 2 逐渐增大

C.F1 先减小后增大

D.当绳与竖直方向的夹角为30°时,F1=

3

3

G

题型三极值问题

1.(2019·内蒙古高一期末)如图所示,用一根长为L的轻质细绳的一端固定在O点,另一端悬挂质量为m 的小球a,为使细绳与竖直方向夹角为且细绳绷紧,小球a处于静止,对小球施加的最小的力为()

A. B. C. D.

2.(2019·全国高一)重力都为G的两个小球A和B用三段轻绳如图连接后悬挂在O点上,O、B间的绳子长度是A、B间的绳子长度的2倍,将一个拉力F作用到小球B上,使三段轻绳都伸直且O、A间和A、B 间的两端绳子分别处于垂直和水平方向上,则拉力F的最小值为()

A.23

G B.

3

G C.G D.

1

2

G

3.(2019·全国高三单元测试)如图所示,在绳下端挂一物体,用力F拉物体使悬线偏离竖直方向α的夹角,且保持其平衡.保持α角不变,当拉力F有极小值时,F与水平方向的夹角β应是()

A.0

B.α

C.

D.2α

4.(2019·湖南浏阳一中高三月考)如图所示,光滑圆环竖直固定,A为最高点,橡皮条上端固定在A点,下端连接一套在圆环上的轻质小环,小环位于B点,AB与竖直方向的夹角为30°,用光滑钩拉橡皮条中点,将橡皮条中点拉至C点时,钩的拉力大小为F,为保持小环静止于B点,需给小环施加一作用力F',下列

说法中正确的是()

A.若F'沿水平方向,则

3

2

F F

'= B.若F'沿竖直方向,则

3

3

F F

'=

C.F'的最小值为

3

6

D.F'的最大值为

3

3

5.(2020·全国高一课时练习)如图所示,三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点,A、B两端被悬挂在水平天花板上,相距2l.现在C点上悬挂一个质量为m的重物,为使CD绳保持水平,在D点上可施加的力的最小值为()

A.mg

B.3

mg C.

1

2

mg D.

1

4

mg

6.(2019·南华县教育局高一期末)水平地面上有一木箱,木箱与地面之间的动摩擦因数为μ。现对木箱施加一拉力F,使木箱沿地面做匀速直线运动。设F的方向与水平面夹角为θ,如图所示,在θ从0逐渐增大到90?的过程中,木箱的速度保持不变,则()

A.F一直增大

B.F先减小后增大

C.F先增大后减小

D.F一直减小

7.(2020·延庆县井庄中学高三)如图所示,斜面体放在水平地面上,物块在一外力F的作用下沿斜面向下运动,斜面体始终保持静止,则()

A.若物块做加速运动,地面对斜面体的摩擦力方向一定水平向左

B.若物块做加速运动,地面对斜面体的摩擦力方向一定水平向右

C.若物块做减速运动,地面对斜面体的摩擦力方向水平向左

D.若物块做减速运动,地面对斜面体的摩擦力方向水平向右

8.(2020·甘肃省岷县第一中学高一月考)如图所示,一质量m =0.4kg 的小物块,以v 0=2m/s 的初速度,在与斜面成某一夹角的拉力F 作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t =2s 的时间物块由A 点运动到B 点,A 与B 之间的距离L =10m 。已知斜面倾角θ=30°,物块与斜面之间的动摩擦因数μ=3

,g =10m/s 2。 (1)求物块加速度的大小及到达B 点时速度的大小;

(2)若加速度同(1),拉力F 的方向沿斜面向上,则拉力F 是多少?

答案及解析

题型一 共点力静态平衡

1.【答案】B

【解析】以小球B 为研究对象,分析受力情况,由平衡条件可知,弹簧的弹力N 和绳子的拉力F 的合力F 合与重力mg 大小相等,方向相反,即F mg =合,作出力的合成如图,由三角形相似得

F F

OA OB

=合,又由题,OA OB L ==,得F F mg ==合,可见绳子的拉力F 只与小球B 的重力有关,与弹簧的劲度系数k 无关,

所以得到12F F =,由牛顿第三定律得知,两种情况下绳子所受的拉力1T 与2T 的大小关系为12T T =,B 正确.

2.【答案】C

【解析】对小圆环A 受力分析,如图:

对小环进行受力分析,如图所示,小环受上面绳子的拉力m 1g ,下面绳子的拉力m 2g ,以及圆环对它沿着OA 向外的支持力,将两个绳子的拉力进行正交分解,它们在切线方向的分力应该相等:

()

0012180sin cos

902

m g m g α

α-=-,化简可得:12cos sin 2m m αα=,即12:2sin 2m m α=,故C 正确,

ABD 错误. 3.【答案】B

【解析】对球A 受力分析,受重力mg 、拉力T 、弹簧的弹力F ,如图

根据平衡条件,结合合成法,有F=mgtan 2

θ

;根据胡克定律,有F=kx ;解得

tan 2 mg x k

θ

=

;故选B.

4.【答案】B

【解析】对A 球受力分析可知,A 受到重力,绳子的拉力以及杆对A 球的弹力,三个力的合力为零,故A 错误,B 正确;对B 球受力分析可知,B 受到重力,绳子的拉力,两个力合力为零,杆子对B 球没有弹力,否则B 不能平衡,故C 错误;定滑轮不改变力的大小,则绳子对A 的拉力等于对B 的拉力,故D 错误。故选B 。 5.【答案】BC

【解析】先以左侧小球为研究对象,分析受力情况:重力1m g 、绳子的拉力T 和半球的支持力N ,作出力图

.

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 '=,根据三角形相似得:

,解得:1111

,Th TR m g N l l =

=…①同理,以右侧小球为研究对象,得:2222

Th TR

m g N l l =

=,…②,由①:②得12212524m l m l ==,

12212524N l N l == 6.【答案】BC

【解析】因杆可以绕任一点转动,若杆对a 、b 的作用力不沿杆,则杆不可能处于平衡状态,故杆对ab 球的弹力一定沿杆,且对两球的作用力大小一定相等。设细杆对两球的弹力大小为T ,小球a 、b 的受力情况如图所示:

其中球面对两球的弹力方向指向圆心,设球面的半径为R ,即有:

2

cos 2=

=R

α

解得:

45α=

故N a F 的方向为向上偏右,即

19045?--==-βαθθ

N b F 的方向为向上偏左,即

2905()4?--+==βαθθ

两球都受到重力、细杆的弹力和球面的弹力的作用,过O 点作竖直线交ab 于c 点,则Oac 与左侧力三角形相似;Obc 与右侧力三角形相似;则由几何关系可得:

N ==a a m F g T Oc R ac ,N ==

b b m F g T

Oc R bc

解得:

N N =a b F

取a 、b 及细杆组成的整体为研究对象,由平衡条件得:

N 1N 2sin sin ??=a b F F ββ

N N 45)sin 45sin(()-=+b b F θθ

解得:

15θ=

故BC 正确,AD 错误。 7.【答案】B

【解析】小球A 向右摆动过程中,摆线与竖直方向的最大角度为60°,根据动能定理有

60(160)00EqLsin mgL cos ?--?=-,解得A 受到的电场力大小为F qE ==,故B 正确,ACD

错误; 8.【答案】C

【解析】A.当绝缘支架上的带电小球在A 位置时,轻绳的张力均为0,说明上方小球受力平衡,受力分析可知其只受重力和库仑力,因此A 处的带电小球带正电,故A 错误;

B.根据库仑定律可得

2Qq F k

r

= 因此在A 处与B 处库仑力大小之比等于带电小球距离平方的倒数比,即

2222

114 ==cos 303

A B F r F r = 故B 错误;

CD.支架处于B 处,两球间的库仑力为

3344

B A F F mg ==

设左、右绳的张力分别为F 1和F 2,则由正交分解可得

123

cos30sin30cos304F mg F ?+??=

123

sin30cos30cos304

F mg F mg ?+?+?=

解得

13

F mg mg -

= 234

F mg mg -

故C 正确,D 错误。

题型二 共点力动态平衡

1.【答案】C

【解析】由于半球形凹槽光滑,小球只受两个力:重力和支持力,由平衡条件得到,支持力与重力大小相等,保持不变,则C 对B 的压力也保持不变,故AB 错误;对BC 整体:分析受力情况:重力mg 、斜面A 的支持力N 和摩擦力f ,由平衡条件得知:

,减小,N 增大,f 减小,由牛顿第

三定律得知:B 对A 的压力也增大,B 受到的摩擦力逐渐减小,故C 正确,D 错误. 2.【答案】D

【解析】AC.由于整个系统处于静止状态,所以滑轮两侧连接a 和b 的绳子的夹角不变;物块a 只受重力以及绳子的拉力,由于物体a 平衡,则连接a 和b 的绳子张力T 保持不变;由于绳子的张力及夹角均不变,所

以OO '中的张力保持不变,故AC 错误;

B.物块b 受到重力、支持力、ab 间绳子的拉力以及拉力F 的作用,可能不受摩擦力,也可能受到摩擦力,故b 可能受到5个力作用,也可能受到4个力的作用,故B 错误; D.b 处于静止即平衡状态,对b 受力分析有:

T 和F 与x 轴所成夹角均保持不变,由平衡条件可得:

cos cos f T F θα=-

由于T 的大小不变,当F 大小发生变化时,cos T θ可能小于cos F α,b 的摩擦力可能水平向右,故D 正确。

3.【答案】AD

【解析】以B 球为研究对象,受力分析如图甲所示。将B 球缓缓拉到图中虚线的位置,绳子与竖直方向夹角θ变大,由B 球受力平衡

T AB cosθ=mg T AB sinθ=F

所以绳AB 的张力T AB 逐渐变大,F 逐渐变大。

再以A 、B 两球当作一个整体作为研究对象进行受力分析,如图乙所示。

设绳AD 与水平方向夹角为α,绳AC 与水平方向夹角为β(α+β=90°),并以AC 、AD 为坐标轴正方向,可得

T AD =2mg sinα+F sinβ T AC =2mg ·cosα-F cosβ

α、β不变,而F 逐渐变大,故T AD 逐渐变大,T AC 逐渐减小。 故选AD 。 4.【答案】AD

【解析】ABC.对小球A 分析,轻绳OA 、AC 的拉力与小球重力,三个组成一个矢量三角形,由几何关系可知这是一个等边三角形,则三个力相等,都等于mg ,对小球B 分析可得,只受两个力作用,OB 的拉力和小球B 的重力,BD 上没有力的作用,所以OB 的拉力大小等于mg ; 由以上分析可得: OA 、AC 、OB 三个拉力大小相等,所以A 项正确,BC 错误;

D.对小车、AB 两球为整体受力分析可得,整体受重力、支持力和摩擦力,斜面对小车的作用力为支持力和摩擦力,所以小车对斜面的作用大小为(M+2m )g ,方向竖直向下,D 项正确。 5.【答案】B

【解析】以结点O 为研究对象受力分析如下图所示:

由题意知点O 缓慢移动,即在移动过程中始终处于平衡状态,则可知: 绳OB 的张力T B =mg 根据平衡条件可知: Tcosθ-T B =0 Tsinθ-F=0 由此两式可得: F=T B tanθ=mgtanθ

B T mg

T cos cos θθ

=

= 在结点O 被缓慢拉动过程中,夹角θ增大,由三角函数可知:F 和T 均变大,故A 正确,BCD 错误.故选A.

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