高二物理下学期暑假巩固练习4共点力平衡含答案

4 共点力平衡

一、选择题：第1～6题为单选题，第7～10题为多选题。

1．2022年春晚舞蹈《只此青绿》表演中，需要舞者两脚前后分开，以胯部为轴，上半身后躺，与地面近乎平行，在舞者缓慢后躺的过程中，下列说法不正确的是（　　）

A．人对地面的压力和地面对人的支持力是一对平衡力

B．舞者所受的支持力始终等于舞者的重力

C．舞者越向下躺，重心越低

D．舞者两脚间距越大，下弯时越稳定

2．如图所示，清洗楼房玻璃的工人常用根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为80kg，当悬绳与竖直墙壁的夹角为，悬绳对工人的拉力大小为FT，墙壁对工人的弹力大小为FN，忽略一切摩擦，重力加速度g取10m/s2。则（　　）

A．FT＝1600N

B．FN＝800N

C．若缓慢减小悬绳的长度，FT与FN的合力不变

D．若缓慢减小悬绳的长度，FT减小，FN增大

3．如图，水平细杆上套一质量为0.54kg的小环A，用轻绳将质量为0.5kg的小球B与A相连。B受到始终与水平成角的风力作用，与A一起向右匀速运动，此时轻绳与水平方向夹角为，运动过程中B球始终在水平细杆的下方，则（取，，）（　　）

A．B受到的风力大小为2N

B．A与杆间的动摩擦因数为

C．绳对B的拉力随着风力的减小而减小

D．杆对A的支持力随着风力的增加而不变

4．如图所示，一根遵从胡克定律的弹性绳，一端固定在天花板上的点，另一端与静止在水平地面上的滑块相连接，水平地面的动摩擦因数恒定。B为紧挨绳的一光滑小钉，OB等于弹性绳的自然长度。当绳处于竖直位置时，滑块对地面有压力作用。现在水平力作用于物块，使之向右做直线运动，在运动过程中，作用于物块的摩擦力（　　）

A．逐渐增大 B．逐渐减小

C．保持不变 D．条件不足无法判断

5．如图甲所示是空军飞行员防眩晕训练器，若某飞行训练时，左右手拉住圆环，处于平衡状态，左手刚好在水平状态，右手与水平方向有一定夹角，不考虑腿部受到的作用力，等效为如图乙模型，在圆环顺时针缓慢旋转90°过程中，保持两手臂伸直状态，则（　　）

A．两手的拉力均变小

B．左手拉力先变大再变小，右手拉力一直变小

C．左手拉力一直变小，右手拉力先变小再变大

D．左手拉力先变大再变小，右手拉力先变大再变小

6．如图，斜面体放在粗糙的水平地面上，轻绳绕过两光滑的轻小定滑轮，左端与粗糙斜面上的物块P相连，右端与小球相连，轻绳与斜面垂直。现将小球从A处由静止释放，小球在AB间摆动过程中，斜面体和物块P始终保持静止不动，则小球从的运动过程中，先增大后减小的力是（　　）

A．斜面对物块的支持力

B．斜面对物块的静摩擦力

C．地面对斜面体的支持力

D．地面对斜面体的静摩擦力

7．如图所示，质量为M的楔形物体ABC放置在墙角的水平地板上，BC面与水平地板间的动摩擦因数为，楔形物体与地板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在楔形物体AC面与竖直墙壁之间，放置一个质量为m的光滑球体，同时给楔形物体一个向右的水平力，楔形物体与球始终处于静止状态。已知AC面倾角，，重力加速度为g，则（　　）

A．楔形物体对地板的压力大小为Mg

B．当时，楔形物体与地板间无摩擦力

C．向右的水平力F的最小值一定是零

D．向右的水平力F的最大值为

8．如图所示，倾斜固定的长木板A上放置一个内壁光滑的半球形凹槽B，凹槽中放有小球C，整个装置处于静止状态。现在缓慢减小长木板的倾角θ，下列说法正确的有（       ）

A．小球对凹槽的压力逐渐增大

B．凹槽对长木板的压力逐渐增大

C．长木板受到凹槽的摩擦力逐渐减小

D．长木板对凹槽的作用力逐渐减小

9．如图，一倾斜轻杆的上端固定于天花板上的O点，另一端固定一定质量的小球A，小球A通过细线与另一小球B相连，整个装置在竖直面内处于静止状态。现对小球B施加水平向右的外力F，使它缓慢移动到绳子与杆在一条直线上的位置。对此过程下列说法正确的是（　　）

A．绳子张力逐渐变大

B．水平外力F逐渐减小

C．轻杆的弹力逐渐增大

D．绳子与轻杆共线时，杆对球A的弹力一定沿杆向上

10．如图所示，竖直面内固定一光滑大圆环轨道，O为圆心，A、B、C、D分别为圆周上的4个点，竖直，水平。A点固定一个光滑小滑轮，长度可调的无弹性轻绳绕过滑轮两端连接质量分别为的两个小球，小球套在大圆环轨道上，绳和竖直方向的夹角分别为，两侧绳长分别为。当两小球静止时，下列说法正确的是（　　）

A．若，两小球可静止在轨道上关于对称的任意处

B．两小球静止时，一定存在

C．若，则

D．若，则轨道对小球的作用力之比为

二、非选择题

11．防烫手取物夹是生活中的常用工具，如图甲所示。现使夹子张开一定的角度，紧紧夹住质量为m的长方形菜碟，侧视图如图乙所示，菜碟侧边与竖直方向的夹角为，取物夹与菜碟两侧共有4个接触点。取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，当菜碟水平静止时，求：

(1)取物夹与菜碟间每个接触点的作用力F和摩擦力f的大小；

(2)如果取物夹与菜碟侧边接触点间的动摩擦因数为0.5，能不能夹起菜碟。

12．如图所示，物体A、B叠放在倾角＝的斜面上（斜面保持不动，质量为），并与跨过光滑轻质滑轮的细线相连，细线与斜面平行。两物体的质量分别，，B与斜面间的动摩擦因数，（g取10m/s2，，），问：

(1)如果A、B间动摩擦因数＝，为使A能平行于斜面向下做匀速运动，应对A施加一平行于斜面向下的多大的拉力？此时斜面对地面的压力多大？

(2)如果AB间摩擦因数不知，为使AB两个物体一起静止在斜面上，AB间的摩擦因数应满足什么条件。（认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力）

1．【答案】A

【解析】人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力与反作用力，A错误；舞者缓慢后躺，可认为都是平衡状态，则舞者所受的支持力始终等于舞者的重力，B正确；舞者越向下躺，整个身体的重心越低，C正确；舞者两脚间距越大，重心越向下，下弯时越稳定，D正确。本题选错误的，故选A。

2．【答案】C

【解析】工人的受力如图所示，根据受力平衡可得，，解得，，AB错误；若缓慢减小悬绳的长度，由受力平衡可知FT与FN的合力大小始终等于工人的重力，方向竖直向上，即FT与FN的合力保持不变，C正确；若缓慢减小悬绳的长度，可知悬绳与竖直方向的夹角增大，根据，，可知FT增大，FN增大，D错误。

3．【答案】B

【解析】对B球受力分析，受重力、风的作用力和绳子的拉力，根据平衡条件有，，代入数据解得，，故A错误；对整体分析，受风力、支持力、摩擦力和整体重力，根据平衡条件，竖直方向有，水平方向有，又有，联立代入数据解得，故B正确；对B受力分析，受重力、风的作用力和绳子的拉力，小球B处于平衡状态，根据矢量三角形可知，当风的作用力减小时，绳子的拉力增大，故C错误；由B分析可知，杆对A的支持力为，当风的作用力增加时，杆对A的支持力减小，故D错误。

4．【答案】C

【解析】设开始时的长度为，则开始时刻对地面的压力，设某一时刻绳子与水平直方向的夹角为，则绳子的弹力，其向上分力，故物体对地面的压力保持不变，因，故摩擦力也保持不变，C正确，ABD错误。

5．【答案】B

【解析】在圆环顺时针缓慢旋转90°过程中，保持两手臂伸直状态，两手拉力夹角不变，由三力平衡推论知三力平移后会组成一闭合三角形，如图所示，黑色线表示重力，红色线表示左手拉力，蓝色线表示右手拉力，则由图可知，左手拉力先变大后变小，右手拉力一直变小，故选B。

6．【答案】D

【解析】假设右滑轮到小球的距离为l，绳子与竖直方向的角度为，小球从的运动过程中，由牛顿第二定律可知，得，由动能定理可知v不断变大，且减小，所以T变大，则，T先增大后减小；设物块的质量为m，斜面体的质量为M、倾角为θ，对物块受力分析可知斜面对物块的支持力，斜面对物块的静摩擦力，则先减小后增大，不变，故AB错误；对斜面体和物块P整体受力分析可知地面对斜面体的支持力，地面对斜面体的静摩擦力，则先减小后增大，先增大后减小，故C错误，D正确。

7．【答案】BD

【解析】将M、m视为一个整体可知，楔形物体对地板的压力大小为，故A错误；球体对AC面的弹力大小为，当时，楔形物体水平方向上受到的合力为零，没有运动趋势，摩擦力为零，故B正确；斜面体受到的最大静摩擦力，当水平向右的外力最小（设为）时，斜面体可能有向左运动趋势，当时，，当时，，故C错误；当水平向右的外力最大（设为）时，斜面体有向右运动趋势，由平衡条件有，解得，故D正确。

8．【答案】BC

【解析】对小球分析，受重力和凹槽支持力而处于平衡状态，则凹槽支持力与重力等大反向，缓慢减小长木板的倾角θ，则凹槽支持力不变，根据牛顿第三定律可知小球对凹槽的压力不变，故A错误；对小球和凹槽整体分析，整体处于平衡状态，则长木板对凹槽的作用力与整体的重力等大反向，缓慢减小长木板的倾角θ，则长木板对凹槽的作用力不变，故D错误；对小球和凹槽整体，根据平衡条件，，缓慢减小长木板的倾角θ，则长木板对凹槽的支持力增大，摩擦力减小，根据牛顿第三定律，凹槽对长木板的压力逐渐增大，长木板受到凹槽的摩擦力逐渐减小，故BC正确。

9．【答案】AC

【解析】对小球B受力分析可知，，则随着θ角逐渐变大，则绳子张力T逐渐变大，水平外力F逐渐变大，A正确，B错误；对AB的整体受力分析，则轻杆的弹力，可知随着F的增大，轻杆的弹力逐渐增大，C正确；绳子与轻杆共线时，对球A受力分析可知，竖直向下的重力和绳子对A沿杆向下的拉力，则杆对球A的弹力方向沿着球A的重力与绳子对A的拉力的合力的反方向，可知杆对球A的弹力不是沿杆向上，D错误。

10．【答案】AD

【解析】如图所示两小球受力如图，可以发现两个小球的受力矢量三角形与对应的几何三角形相似，则对小球m1有，对小球m2有，若，则小球静止时，而细绳的长度可调，所以小球可以静止在轨道上关于AB对称的任意处，故A正确；上式联立可得小球静止时满足，即，故B错误；若α=30°，β=60°，则，，可得，则，故C错误；若α=30°，β=60°，则，可得，故D正确。

11．【解析】(1)先整体分析，得出每个接触点的作用力大小为

接触点的受力如图所示，每个接触点取物夹对菜碟的摩擦力大小为

(2)每个接触点取物夹对菜碟的弹力大小

取物夹与菜碟之间的摩擦力动摩擦因数最小

因为，故不能夹起菜碟。

12．【解析】(1)对A受力分析得

对B受力分析得

整体受力分析得

联立解得，。

(2)对A受力分析得

对B受力分析得

联立解得

所以。