2021版高考一轮总复习物理 2-3受力分析 共点力的平衡
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时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。其中1～6为单选，7～10为多选)
1．如图，一个家用台灯静止放在桌子上，下列描述中正确的是( )
A．台灯对桌子的作用力和桌子对台灯的作用力是一对平衡力
B．台灯受到向左的摩擦力
C．旋转点O对灯头的作用力沿AB方向
D．台灯底座所受合外力为零
答案 D
解析 根据相互作用力的特点，则台灯对桌子的作用力和桌子对台灯的作用力是一对相互作用力，故A错误；台灯静止在水平桌面上，对台灯进行受力分析，台灯受重力、桌面的支持力，若有摩擦力，则不可能处于平衡状态，故B错误；对灯头进行受力分析，灯头受重力与支持力，那么旋转点O对灯头的作用力沿竖直方向，故C错误；静止状态是一种平衡状态，处于平衡状态的物体受到的力是平衡力，即合力为零，故D正确。
精品 Word 可修改 欢迎下载 2．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，最新两木块的受力，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
答案 B
解析 由于A、B间接触面情况未知，若A、B接触面光滑，则A、B间可以没有摩擦力，A错误；对A受力分析可知，A一定受向右的弹力、重力和支持力，因为A、B间可能没有摩擦力，所以A可能只受三个力，B正确，C错误；木块B受重力、推力、A对B的垂直于接触面的压力作用，若压力向右的分力等于F，则B可能不受摩擦力，D错误。
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3．如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态。若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态。则下列判断中正确的是( )
A．球B对墙的压力增大
B．球B对柱状物体A的压力增大
C．地面对柱状物体A的摩擦力不变
D．地面对柱状物体A的支持力不变
答案 D
解析 以B为研究对象，受力分析如图甲所示，由图可知，把A向右移动少许，墙对球B的压力F1减小，柱状物体A对球B的支持力F2减小，由牛顿第三定律知，球B对墙的压力减小，球B对柱状物体A的压力减小，选项A、B错误；把A、B作为一个整体，受力分析如图乙所示，由平衡条件得，地面对柱状物体A的摩擦力Ff＝F1，地面对柱状物体A的支持力FN＝(mA＋mB)g，由此可知，地面对柱状物体A的摩擦力减小，地面对柱状物体A的支持力不变，选项C错误，D正确。
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4．如图所示，晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根等高的竖直杆上，绳子的质量及绳与衣架挂钩间摩擦均忽略不计。原来衣服保持静止，一阵恒定的风吹来，衣服受到水平向右的恒力而发生滑动，并在新的位置保持静止。则相比原来，在新的位置时( )
A．挂钩左右两边绳的拉力不再相等
B．绳的拉力一定不变
C．绳对挂钩作用力变大
D．绳对挂钩作用力不变
答案 C
解析 由于绳与衣架挂钩间摩擦忽略不计，故挂钩相当于定滑轮，两端的拉力是一定相等的，A错误；衣服原来是受重力和两个拉力而平衡，多个风力后是四力平衡，两个绳子的拉力的合力与重力、风力的合力相平衡，故两个绳子的拉力的合力变大，即绳对挂钩作用力变大，C正确，D错误；如果衣服运动到最右端，显然两个绳子的夹角是变化的，而两个绳子的拉力的合力变大，故两个绳子的拉力可能变化，B错误。
精品 Word 可修改 欢迎下载 5．如图所示，三个粗细均匀完全相同的圆木A、B、C堆放在水平地面上，处于静止状态，每个圆木的质量为m，截面的半径为R，三个截面圆心连线构成的等腰三角形的顶角∠O1＝120°，若在地面上的两个圆木刚好要滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不考虑圆木之间的摩擦，重力加速度为g，则( )
A．圆木间的弹力大小为12mg
B．B、C两个圆木对地面的压力大小均为32mg
C．B、C两个圆木受到地面的作用力大小均为32mg
D．地面与圆木间的动摩擦因数为32
答案 B
精品 Word 可修改 欢迎下载 解析 对A进行受力分析，如图所示。A处于平衡状态，所受合力为零，则有N2cosθ2＝12mg，解得N1＝N2＝12mgcos60°＝mg，选项A错误；对整体受力分析，受到重力、地面的支持力、向右的摩擦力和向左的摩擦力，由对称性可知，竖直方向NB＝NC＝32mg，由牛顿第三定律可知，选项B正确；对B研究，地面对B的作用力等于地面对B的支持力与地面对B摩擦力的合力，大于32mg，选项C错误；根据对称性可知，C受到的摩擦力与B受到的摩擦力大小相等，则对C根据平衡条件得f＝N2sin60°＝32mg，所以地面对C的摩擦力大小为32mg，根据摩擦力的公式f＝μNC，可得μ＝fNC＝32mg32mg＝33，选项D错误。
6．如图所示，两个小球a、b质量为mb＝2ma＝2m，用细线相连并悬挂于O点，现给小球a施加一个拉力F使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角为45°，则力F的大小不可能是( )
A.322mg B．2mg
精品 Word 可修改 欢迎下载 C.522mg D．3mg
答案 B
解析 以两个小球组成的整体为研究对象，进行受力分析，作出F在不同方向时整体的受力图，并作出T与F的合力，如图所示，根据平衡条件可知F与T的合力与重力总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与细线Oa垂直时，F有最小值，F的最小值为Fmin＝3mgsinθ＝322mg＝2.12mg，故选B。
7．如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a相连接，连接b的一段细绳与斜面平行，在a中的沙子缓慢流出
精品 Word 可修改 欢迎下载 的过程中，a、b、c都处于静止状态，则( )
A．b对c的摩擦力一定减小
B．b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上
C．地面对c的摩擦力方向一定向右
D．地面对c的摩擦力一定减小
答案 BD
解析 一开始不能判断c对b的摩擦力方向沿斜面向上，还是沿斜面向下，所以沙子流出，b对c的摩擦力不一定减小，选项A错误；b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上，也可能平行斜面向下，选项B正确；将b、c作为一个系统，整体研究得，地面对c的摩擦力等于绳子拉力沿水平方向的分力，因绳子拉力减小，所以摩擦力也减小，且摩擦力方向水平向左，选项C错误，D正确。
8．如图所示，三个重均为100 N的物块，叠放在水平桌面上，各接触面水平，水平拉力F＝20 N作用在物块2上，三条轻质绳结于O点，与物块3连接的绳水平，与天花板连接的绳与水平方向成45°角，竖直绳悬挂重为20 N的小球P。整个装置处于静止状态。则( )
A．物块1和2之间的摩擦力大小为20 N
B．与物块3相连的轻质绳的拉力大小为20 N
精品 Word 可修改 欢迎下载 C．桌面对物块3的支持力大小为320 N
D．物块3受5个力的作用
答案 BD
解析 以结点O为研究对象，受力分析如图所示，由平衡条件可求出与物块3相连的轻质绳的拉力大小为F1＝GP＝20 N，再以物块1、2、3为研究对象，由平衡条件可知，物块3与桌面之间的摩擦力为零，所以物块3受5个力的作用，且桌面对物块3的支持力FN＝300 N，故选项B、D正确，C错误；以物块1为研究对象，由平衡条件可知Ff＝0，选项A错误。
9．物体C置于水平地面上，A、B由轻绳通过固定在C上的光滑定滑轮相连，C的上表面水平，连接B的轻绳水平，整个系统处于静止状态，如图所示。下列说法正确的是( )
A．B与C之间的接触面一定是粗糙的
精品 Word 可修改 欢迎下载 B．B与C之间的接触面可以是光滑的
C．C与地面之间的接触面一定是粗糙的
D．C与地面之间的接触面可以是光滑的
答案 AD
解析 先对物体A受力分析，A受重力和拉力，由于B保持静止状态，故拉力等于重力；再对B受力分析，受重力、支持力、向左的拉力和向右的静摩擦力，故B与C间一定有摩擦力，接触面一定粗糙，故A正确，B错误；对整体受力分析，受重力和支持力，不受摩擦力，即C与地面间没有摩擦力，故C与地面之间的接触面可能是光滑的，也可能是粗糙的，故C错误，D正确。故选A、D。
10．如图所示，带有光滑竖直杆的三角形斜劈固定在水平地面上，放置于斜劈上的光滑小球与套在竖直杆上的小滑块用轻绳连接，开始时轻绳与斜劈平行。现给小滑块施加一竖直向上的拉力，使小滑块沿杆缓慢上升，整个过程中小球始终未脱离斜劈，则有( )
A．轻绳对小球的拉力逐渐增大
B．小球对斜劈的压力先减小后增大
C．竖直杆对小滑块的弹力先增大后减小
D．对小滑块施加的竖直向上的拉力逐渐增大
精品 Word 可修改 欢迎下载 答案 AD
解析 设斜面倾角为θ，斜面对小球的支持力为FN1，绳对小球的拉力为FT，小球的重力大小为G1，小滑块的重力大小为G2，竖直杆对小滑块的弹力大小为FN2。由于小滑块沿杆缓慢上升，所以小球沿斜面缓慢向上运动，小球处于动态平衡状态，受到的合力为零，作小球受力矢量三角形如图甲所示，绳对小球的拉力FT逐渐增大，所以选项A正确；斜面对小球的弹力FN1逐渐减小，故小球对斜面的压力逐渐减小，选项B错误；将小球和小滑块看成一个整体，对其进行受力分析如图乙所示，则由力的平衡条件可得：FN2＝FN1sinθ，F＝G1＋G2－FN1cosθ，因FN1逐渐减小，所以FN2逐渐减小，F逐渐增大，故选项C错误，D正确。
二、非选择题(本题共2小题，共30分)
11．(14分)质量为M、倾角为30°的光滑斜面静止在粗糙的水平地面上，斜面上两个质量分别为m1、m2的小球A、B，它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接。现对小球B施加一水平向左的推力使A、B及斜面一起向左做匀速直线运动，已知弹簧的原长为L0，重力加速度为g，
