（新高考）2021届高考物理 小题必练3 受力分析 共点力的平衡.docVIP

小题必练3： 小题必练3： 受力分析 共点力的平衡 (1)整体法与隔离法的应用，物体的受力分析；(2)共点力的平衡条件及分析；(3)动态平衡问题分析、正交分解法应用。 例1．(2020?全国III卷?17)如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α＝70°，则β等于(　　) A．45° B．55° C．60° D．70° 【答案】B 【解析】甲物体是拴牢在O点，且甲、乙两物体的质量相等，则甲、乙绳的拉力大小相等，O点处于平衡状态，则左侧绳子拉力的方向在甲、乙绳子的角平分线上，如图所示，根据几何关系有180°＝2β＋α，解得β＝55°。 【点睛】本题考查共点力平衡的应用，掌握力的平行四边形定则的内容，利用几何关系列式即可求解。体现了核心素养中科学推理、科学论证要素。 例2．(2020?山东卷?8)如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为(　　) A．eq \f(1,3) B．eq \f(1,4) C． D．eq \f(1,6) 【答案】C 【解析】当木板与水平面的夹角为45°时，两物块刚好滑动，对A物块受力分析如图，A、B之间的滑动摩擦力f1＝μmgcos 45°，根据平衡条件可知T＝mgsin 45°＋f1；对B物块受力分析如图沿斜面方向，B与斜面之间的滑动摩擦力f2＝μ·3mgcos 45°，根据平衡条件可知2mgsin 45°＝T＋f1＋f2，解得。 【点睛】本题考查了多个物体的平衡问题，解题的关键是对选取的对象进行正确的受力分析，不多力，不少力，同时注意摩擦力中正压力的求解。体现了模型建构、科学推理等核心素养。 1．水平地面上叠放着A、B两物体，如图所示，现在B上施加一个水平恒定拉力F，在力作用下A、B两物块静止，某时刻撤去力F后，二者仍静止.下列说法正确的是(　　) A．撤去F之前A受2个力作用 B．撤去F之前B受到6个力作用 C．撤去F前后，A的受力个数由3个变为2个 D．A、B间的动摩擦因数一定等于B与地面间的动摩擦因数 【答案】A 【解析】撤去F之前，物体A受重力和B对A的支持力，共2个力的作用；B受到重力、A对B的压力，地面对B的支持力、拉力和地面对B的摩擦力共5个力的作用；撤去F之后，物体A受重力和B对A的支持力，共2个力的作用；B受到重力、A对B的压力，地面对B的支持力共3个力的作用。故A正确，BC错误；A、B间没有摩擦力作用，B与地面间是静摩擦力，所以无关判断A、B间的动摩擦因数与B与地面间的动摩擦因数之间的关系，故D错误。 2．动画片《猫和老鼠》中有这样的片段：可爱的老鼠“杰瑞”跳上滑雪板，在雪地上滑雪前行，此来逃避调皮猫“汤姆”的追赶。假设在某段倾斜的雪坡上，“杰瑞”不使用雪杖时恰能匀速沿雪坡向下滑行，不考虑空气阻力，“杰瑞”在此雪坡上向下滑行的过程中，下列说法正确的是(　　) A．匀速滑行时，倾斜雪坡对滑雪板支持力的方向竖直向上 B．匀速滑行时，滑雪板对“杰瑞”作用力的方向垂直于板面向上 C．若“杰瑞”抛掉两个雪杖，它仍能沿雪坡匀速下滑 D．若“杰瑞”抛掉两个雪杖，它将沿雪坡加速下滑 【答案】C 【解析】匀速滑行时，倾斜雪坡对滑雪板支持力的方向垂直斜坡向上，选项A错误；匀速滑行时，滑雪板对“杰瑞”作用力的与重力等大反向，即方向竖直向上，选项B错误；因匀速下滑时mgsin θ＝μmgcos θ，即sin θ＝μcos θ，与质量无关，则若“杰瑞”抛掉两个雪杖，它仍能沿雪坡匀速下滑，选项C正确，D错误。 3．如图所示，质量为m的小球置于倾角为30°的光滑斜面上，劲度系数为k的轻弹簧一端系在小球上，另一端固定在P点，小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则弹簧的伸长量为(　　) A．eq \f(mg,k) B．eq \f(\r(3)mg,2k) C．eq \f(\r(3)mg,3k) D．eq \f(\r(3)mg,k) 【答案】C 【解析】对小球受力分析可知小球受力平衡，由题意可知弹簧弹力与竖直方向夹角为30°，竖直方向上弹簧弹力与斜面支持力的合力与重力平衡，根据几何关系可知2kxcos 30°＝mg，解得x＝eq \f(\r(3)mg,3k)，故C项正确。 4．(多选)如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖