人教高中物理1．受力分析和平衡条件的应用.docx

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1．受力分析和平衡条件的应用
1．(2021·新高考八省大联考广东区热身模拟)如图1甲所示，人字折叠梯是工人师傅施工常用的工具，是由两个相同梯子在顶端用光滑转轴连接而成，为防止意外发生，两侧梯子用不可伸长的细绳连接。把人字折叠梯置于水平地面上，当上端正中间放置质量为m的物体时，细绳松弛并且系统保持静止，两侧梯子间的夹角为α，简化示意图如图乙所示，人字折叠梯自身的重力不计，重力加速度为g，系统静止时地面对左侧梯子的摩擦力F1为(　　)
图1
A．F1＝mgtan，水平向右 B．F1＝mgtan，水平向左
C．F1＝mgtan，水平向右 D．F1＝mgtan，水平向左
答案　C
解析　以物体和梯子整体为研究对象，在竖直方向有2F支＝mg，可得F支＝，以左侧梯子底端为研究对象，受力分析如图所示，则有＝tan，解得F1＝mgtan，系统静止时地面对左侧梯子的摩擦力的方向水平向右，故C正确，A、B、D错误。
2．(2021·山东省第二次模拟)如图2所示，一木块在垂直于倾斜天花板平面方向的推力F作用下处于静止状态，则下列判断正确的是(　　)
图2
A．木块可能受三个力作用
B．木块一定受四个力作用
C．若推力F逐渐增大，木块将可能滑动
D．木块受天花板的摩擦力会随推力F的增大而增大
答案　B
解析　木块在重力作用下，有沿天花板下滑的趋势，一定受到静摩擦力，则天花板对木块一定有弹力，故木块受到重力、弹力、摩擦力和推力F四个力作用，A错误，B正确；木块受力分析如图，根据平衡条件得F＝FN＋mgcos α，f＝mgsin α，静摩擦力与F无关，当逐渐增大F的过程，FN增大，最大静摩擦力增大，而木块受到的静摩擦力不变，木块将始终保持静止，C、D错误。
3．(2021·辽宁葫芦岛市期末)如图3所示，悬挂物体甲的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；轻绳的一端固定在墙上，另一端跨过光滑的定滑轮后悬挂乙物体。甲、乙质量相等，系统平衡时O点两侧的绳与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2。若θ1＝65°，则θ2等于(　　)
图3
A．30° B．50°
C．60° D．65°
答案　B
解析　对结点O受力分析如图。由于T2和mg相等，故两者的合力沿这两个力夹角的角平分线，又T2与mg的合力和T1大小相等方向相反，故T2和mg的夹角为2θ1，故θ2＝π－2θ1＝50°，故B正确。
4．(2021·北京昌平区期末质量抽测)如图4甲所示，吊车是建筑工地上常用的一种大型机械。为了便于研究问题，将它简化成如图乙所示的模型，硬杆OB的一端装有定滑轮，另一端固定在车体上；质量不计的绳索绕过定滑轮吊起质量为m的物体匀速上升，不计定滑轮质量和滑轮与轴承之间的摩擦，重力加速度为g。下列说法正确的是(　　)
图4
A．OA段绳索受到的拉力小于mg
B．OA段绳索受到的拉力大于mg
C．OB杆对定滑轮的支持力小于2mg
D．OB杆对定滑轮的支持力大于2mg
答案　C
解析　物体被匀速提升，所以绳索的拉力与物体重力平衡，A、B错误；定滑轮受到两根绳索的拉力和杆的支持力，三力平衡，根据平行四边形定则，成一定角
度两力的代数和大于第三个力，C正确，D错误。
5．(多选)(2021·河北“五个一名校联盟”二模)如图5所示，细线OA、OB的O端与质量为m的小球拴接在一起，A、B两端固定于竖直墙面上，其中细线OA与竖直方向成45°角，细线OB与竖直方向成60°角。现在对小球施加一个水平向右的拉力F，小球保持静止，细线OA、OB均处于伸直状态且始终未断裂。已知重力加速度大小为g，小球可视为质点，下列说法正确的是(　　)
图5
A．为保证两根细线均伸直，拉力F最小值为mg
B．为保证两根细线均伸直，拉力F最小值为mg
C．在保证细线OA、OB都伸直的情况下，若F增大，则细线OA中拉力变小，细线OB中拉力变大
D．细线OA一定对小球有拉力作用，细线OB对小球的拉力可能为0
答案　AD
解析　小球所受OB绳拉力为零时，拉力F有最小值，此时根据三力平衡，有Fmin＝mg，A正确，B错误；设细线OA的拉力F1，细线OB的拉力F2，根据平衡条件有F1sin 45°＋F2sin 60°＝F，mg＋F2cos 60°＝F1cos 45°，解得F1＝(mg＋F)×，F2＝(F－mg)×(－1)，若F增大，则F1增大，F2也增大，C错误；由以上分析知，若F减小，则F1减小，F2也减小且先减小到零，D正确。
6．(多选)(2021·河北廊坊市期末摸底)如图6所示，某运动员拖动汽车轮胎进行体能训练，受训者通过绳子对静止在水平地面上的轮胎施加作用力F，F斜向上并与水平方向成37