2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題2.5 平衡狀態(tài)的連接體問題千題精練.doc

專題2.5 平衡狀態(tài)的連接體問題一選擇題1.如圖所示，一條細線一端與地板上的物體B相連，另一端繞過質(zhì)量不計的定滑輪與小球A相連，定滑輪用另一條細線懸掛在天花板上的O點，細線與豎直方向所成角度為，則()A如果將物體B在地板上向右移動一點，角將增大B無論物體B在地板上左移還是右移，只要距離足夠小，角將不變C增大小球A的質(zhì)量，角一定減小D懸掛定滑輪的細線的彈力不可能等于小球A的重力【參考答案】AD【名師解析】選AD.O、A之間的細線一定沿豎直方向，如果物體B在地板上向右移動一點，O、B間的細線將向右偏轉(zhuǎn)，OA與OB間的夾角將增大OA與OB兩段細線上的彈力都等于小球A的重力，其合力與懸掛定滑輪的細線的彈力大小相等、方向相反，懸掛定滑輪的細線的彈力方向(即OO的方向)與AOB的角平分線在一條直線上，顯然物體B在地板上向右移動時角將增大，A正確，B錯誤；增大小球A的質(zhì)量，只要物體B的位置不變，角也不變，C錯誤；因物體B無論在地板上移動多遠，AOB也不可能達到120，故懸掛定滑輪的細線的彈力不可能等于小球A的重力，D正確2. (2018深圳聯(lián)考)如圖所示，內(nèi)壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上，碗口保持水平。A球、C球與B球分別用兩根輕質(zhì)細線連接。當(dāng)系統(tǒng)保持靜止時，B球?qū)ν氡趧偤脽o壓力，圖中30，則A球和C球的質(zhì)量之比為()A12 B.21 C1 D.1【參考答案】C【名師解析】B球?qū)ν氡趧偤脽o壓力，則根據(jù)幾何知識分析可得，B球所在位置兩細線的夾角為90，以B球為研究對象，進行受力分析，水平方向所受合力為零，由此可知FAcos FCsin ，tan ，選項C正確。3(2017湖南十二校聯(lián)考)如圖所示，光滑斜面的傾角為30，輕繩通過兩個滑輪與A相連，輕繩的另一端固定于天花板上，不計輕繩與滑輪的摩擦。物塊A的質(zhì)量為m，不計滑輪的質(zhì)量，掛上物塊B后，當(dāng)動滑輪兩邊輕繩的夾角為90時，A、B恰能保持靜止，則物塊B的質(zhì)量為()A.mB.mCm D2m【參考答案】A4 (2018揚州調(diào)研)兩物體M、m用跨過光滑定滑輪的輕繩相連，如圖所示，OA、OB與水平面的夾角分別為30、60，M、m均處于靜止?fàn)顟B(tài)。則()A繩OA對M的拉力小于繩OB對M的拉力B繩OA、OB對M的拉力大小相等Cm受到水平面的靜摩擦力大小為零Dm受到水平面的靜摩擦力的方向水平向左【參考答案】AD【名師解析】設(shè)繩OA對M的拉力為FA，繩OB對M的拉力為FB，由M處于靜止?fàn)顟B(tài)可得：FAcos 30FBcos 60即FAFB，故選項A正確，B錯誤；因FBFA，物體m有向右滑動的趨勢，m受到水平面的摩擦力的方向水平向左， 選項D正確，C錯誤。5(2017江西省贛中南五校模擬) 如圖所示，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計一切摩擦，細繩、滑輪的質(zhì)量都可忽略，則甲、乙兩物塊的質(zhì)量之比為 ( C )A1 BC D2【參考答案】C6(2017河北省石家莊實驗中學(xué)下學(xué)期期中)如圖所示，不計質(zhì)量的光滑小滑輪用細繩懸掛于墻上O點，跨過滑輪的細繩連接物塊a、b，a、b都處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將物塊b移至c點后，a、b仍保持靜止，下列說法中正確的是Ab與水平面間的摩擦力減小Bb受到的繩子拉力增大C懸于墻上的繩所受拉力增大Da、b靜止時，圖中、三角仍然相等【參考答案】D【名師解析】對a分析，由于a處于靜止，故繩子的拉力等于a的重力；繩子對b的拉力也保持不變，等于a的重力；對b分析，b向右移動時，繩與地面的夾角減小，繩水平分量增大，而水平方向b受力平衡；摩擦力增大，故AB錯誤；對滑輪分析，由于a一直豎直，故繩子與墻平行，故；因拉a的繩子與拉b的繩子相等，而拉滑輪的力與兩繩子的力的合力大小相等，故拉滑輪的力應(yīng)這兩繩子拉力的角平分線上，故、三角始終相等，故D正確；由于兩繩間夾角增大，而兩拉力不變，故懸于墻上的繩子的拉力將減小，故C錯誤。故選D。7. (2018青島名校聯(lián)考)如圖所示，一質(zhì)量均勻的實心圓球被直徑AB所在的平面一分為二，先后以AB沿水平和豎直兩種不同方向放置在光滑支架上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，兩半球間的作用力分別為F和F，已知支架間的距離為AB長度的一半，則等于()A. B. C. D.【參考答案】A8.(2016鎮(zhèn)江聯(lián)考)一串小燈籠(五只)彼此用輕繩連接，并懸掛在空中在穩(wěn)定水平風(fēng)力作用下發(fā)生傾斜，繩與豎直方向的夾角為30，如圖所示設(shè)每只燈籠的質(zhì)量均為m.則自上往下第一只燈籠對第二只燈籠的拉力大小為()A2mgB.mgC.mg D8mg【參考答案】C【名師解析】自上往下以第2只到第5只燈籠為一整體作為研究對象，受力分析如圖所示，則有FT cos 304mg，解得FTmg.，選項C正確。9(2016江蘇蘇北四市高三聯(lián)考)如圖，支架固定在水平地面上，其傾斜的光滑直桿與地面成30角，兩圓環(huán)A、B穿在直桿上，并用跨過光滑定滑輪的輕繩連接，滑輪的大小不計，整個裝置處于同一豎直平面內(nèi)。圓環(huán)平衡時，繩OA豎直，繩OB與直桿間夾角為30。則環(huán)A、B的質(zhì)量之比為()A1 B12 C.1 D.2【參考答案】A【名師解析】分別對A、B兩圓環(huán)受力分析，如圖所示。以A為研究對象，則A只能受到重力和繩子的拉力的作用，桿對A不能有力的作用，否則A水平方向受力不能平衡，有FTmAg；以B為研究對象，有mBg2FTcos 30FT，故mAmB1，選項A正確。10.如圖所示，物體A、B通過細繩及輕質(zhì)彈簧連接在固定在天花板上的輕滑輪兩側(cè)，物體A、B的質(zhì)量都為m開始時細繩伸直，用手托著物體A使彈簧處于原長且A與地面的距離為h，物體B靜止在地面上放手后物體A下落，與地面即將接觸時速度大小為v，此時物體B對地面恰好無壓力，則下列說法中正確的是（）A. 彈簧的勁度系數(shù)為mg/h B天花板受到的拉力大于2mgC. 此時物體B的速度大小也為v D. 此時物體A的加速度大小為g，方向豎直向上【參考答案】A11.（2013山東理綜）如圖所示，用完全相同的輕彈簧A、B、C將兩個相同的小球連接并懸掛，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧A與豎直方向的夾角為30，彈簧C水平，則彈簧A、C的伸長量之比為()A.4B4C12D21【參考答案】D【名師解析】彈簧A、C的伸長量之比等于彈力之比設(shè)彈簧B與水平方向的夾角為，對A、B間的小球受力分析可得FAsin30FBcos，對B、C間的小球受力分析可得FBcosFC，所以FCFAsin30，可得，D正確12(2015天津武清三模，4)如圖所示，傾角30的斜面體 A靜止在水平地面上，一根輕繩跨過斜面體頂端的小滑輪，繩兩端系有質(zhì)量均為m的小物塊a、b，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。不計繩與滑輪間的摩擦重力加速度為g，則 ()A小物塊b受到豎直向上的摩擦力作用B小物塊a受到沿斜面向下的摩擦力作用，大小為mgC斜面體A受到水平地面向左的摩擦力作用D細繩對小滑輪的壓力大小為mg【參考答案】B13(2016南昌二模)如圖所示，有5 000個質(zhì)量均為m的小球，將它們用長度相等的輕繩依次連接，再將其左端用細繩固定在天花板上，右端施加一水平力使全部小球靜止若連接天花板的細繩與水平方向的夾角為45.則第2011個小球與2012個小球之間的輕繩與水平方向的夾角的正切值等于A.B.C. D.【參考答案】A【名師解析】以5 000個小球組成的整體為研究對象，分析受力情況，如圖1所示，根據(jù)平衡條件得F5 000mg。再以2012個到5 000個小球組成的整體為研究對象，分析受力情況，如圖2所示，則有tan .,選項A正確。14.(2016寧夏銀川模擬)兩物體M、m用跨過光滑定滑輪的輕繩相連，如圖10所示，OA、OB與水平面的夾角分別為30、60，M、m均處于靜止?fàn)顟B(tài)。則()A.繩OA對M的拉力大小大于繩OB對M的拉力大小B.繩OA對M的拉力大小小于繩OB對M的拉力大小C.m受到水平面的靜摩擦力大小為零D.m受到水平面的靜摩擦力的方向水平向左【參考答案】BD【名師解析】取O點為研究對象進行受力分析，如圖所示，則有FTAFTB，所以m受水平面的靜摩擦力的方向水平向左，選項B、D正確。15.如圖所示，甲、乙兩個小球的質(zhì)量均為m，兩球間用細線連接，甲球用細線懸掛在天花板上?，F(xiàn)分別用大小相等的力F水平向左、向右拉兩球，平衡時細線都被拉緊。則平衡時兩球的可能位置是下面的()【參考答案】A16.將兩個質(zhì)量均為m的小球a、b用細線相連后，再用細線懸掛于O點，如圖11所示。用力F拉小球b，使兩個小球都處于靜止?fàn)顟B(tài)，且細線OA與豎直方向的夾角保持30，則F的最小值為()A.mg B.mg C.mg D.mg【參考答案】B【名師解析】以a、b為整體，整體受重力2mg、懸繩OA的拉力FT及拉力F三個力而平衡，如圖所示，三力構(gòu)成的矢量三角形中，當(dāng)力F垂直于懸繩拉力FT時有最小值，且最小值F2mgsin mg，B項正確。17.(多選)如圖15所示，水平地面上固定著一個光滑的豎直圓環(huán)，中央有孔的小球P和K套在環(huán)上，由伸直的細繩連接，它們恰好能保持靜止?fàn)顟B(tài)，已知K的質(zhì)量為m，OK連線水平，PK連線與水平線夾角為30。則()A.細繩對K球的拉力大小為2mgB.細繩對K球的拉力大小為mgC.P球的質(zhì)量為mD.P球的質(zhì)量為2m【參考答案】AD【名師解析】對K球受力分析，有FTsin 30mg，得FT2mg，故選項A正確，B錯誤；對P球受力分析，在水平方向：FTcos 30FNPsin 30，在豎直方向：FNPcos 30mPgFTsin 30，解得：mP2m，選項D正確，C錯誤。18.（2016蘭州模擬）內(nèi)壁光滑的球體殼半徑為R，一長度小于直徑的輕桿兩端固定質(zhì)量分別為mA、 mB的小球A、B。將輕桿置于球體內(nèi)部后，最終靜止在圖示位置不動，球心O與桿在同一豎直面內(nèi)，過球心O豎直向下的半徑與桿的交點為M，OM=R/2。下列判斷中正確的是AmA<mBB球體內(nèi)壁對A球的支持力為NA=2mAgC輕桿對B球的支持力有可能小于B球的重力D若增大小球A的質(zhì)量mA，角會增大【參考答案】.B 【命題意圖】本題考查了受力分析、物體平衡、平行四邊形定則及其相關(guān)的知識點。19(2016四川瀘州一模)如圖所示，質(zhì)量為M的木塊C放在水平地面上，固定在C上的豎直輕桿的頂端分別用細繩a和b連接小球A和小球B，小球A、B的質(zhì)量分別為mA和mB，當(dāng)與水平方向成30角的力F作用在小球B上時， A、B、C剛好相對靜止一起向右勻速運動，且此時繩a、b與豎直方向的夾角分別為30和60，則下列判斷正確的是()A力F的大小為mBgB地面對C的支持力等于(MmAmB)gC地面對C的摩擦力大小為mBgDmAmB【參考答案】ACD20.如圖所示，物體A、B用細繩與彈簧連接后跨過滑輪。A靜止在傾角為45的粗糙斜面上，B懸掛著已知質(zhì)量mA3mB，不計滑輪摩擦，現(xiàn)將斜面傾角由45減小到30，A始終相對斜面靜止。那么下列說法中正確的是A彈簧的彈力將減小B物體A對斜面的壓力將減小C物體A受到的靜摩擦力將減小D彈簧的彈力及A受到的靜摩擦力都不變【參考答案】C二計算題1（14分）（2018湖北華大新高考聯(lián)盟測評）如圖（a）所示，三棱柱的左、右兩側(cè)斜面的傾角ab45，物塊P、Q用跨過定滑輪的輕繩相連，分別放在兩側(cè)的斜面上，此時物塊P恰好不向下滑動。已知P、Q與斜面之間的動摩擦因數(shù)均為mtanl5，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。（1）求物塊P、Q的質(zhì)量之比m1：m2；（2）當(dāng)三棱柱緩慢繞右側(cè)棱邊順時針轉(zhuǎn)動q角，如圖（b）所示，物塊Q恰好不下滑，求q角?！久麕熃馕觥浚?）三棱柱轉(zhuǎn)動之前，物塊P恰好不向下滑動。分析P的受力，有Ff1mFN1（1分）FN1m1gcosa（1分）m1gsinaFf1FT（1分）分析Q的受力，有Ff2mFN2（1分）FN2m2gcosbm2gsinbFf2FT解得：（2）三棱柱轉(zhuǎn)動q角后，物塊Q恰好不下滑。分析Q的受力，有（1分）m2gcos(bq)（1分）m2gsin(bq)（1分）分析P的受力，有（1分）m1gcos(aq)（1分）m1gsin(aq)（1分）聯(lián)立解得：所以q302.(15分)如圖11所示，用三條完全相同的輕質(zhì)細繩1、2、3將A、B兩個質(zhì)量均為m的完全相同的小球連接并懸掛，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，輕繩1與豎直方向的夾角為45，輕繩3水平，求輕質(zhì)細繩上1、2、3的拉力分別為多大？【參考答案】2mgmg2mg 【名師解析】設(shè)三條繩上的拉力分別為FT1，F(xiàn)T2，F(xiàn)T3；把A、B兩個小球視為整體，受力分析如圖甲，由平衡條件可得2mgFT1cos 45FT3FT1sin 45解得FT12mg，F(xiàn)T32mg隔離球B，受力分析如圖乙：FT2mg3.如圖所示，重物A被繞過小滑輪P的細線所懸掛，小滑輪P被一根細線系于天花板上的O點，O點處安裝一力傳感器。質(zhì)量為10kg的物塊B放在粗糙的水平桌面上，O是三根線的結(jié)點，bO水平拉著B物體，aO、 bO與bO夾角如圖所示。細線、小滑輪的重力和細線與滑輪間的摩擦力均可忽略，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。若O點處安裝的力傳感器顯示受到的拉力是F0=20N，物塊B與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)為0.2，求： （1）重物A的質(zhì)量。（2）重物C的質(zhì)量和桌面對B物體的摩擦力?！久麕熃馕觥浚?）設(shè)小滑輪兩側(cè)細繩中拉力為F， 根據(jù)重物A靜止，由平衡條件，F(xiàn)=mAg，對小滑輪P，由平衡條件，2Fcos30=20N，可得F=20N。由圖中幾何關(guān)系可知滑輪兩側(cè)細線的夾角為60。根據(jù)O點處安裝的力傳感器顯示受到的拉力是F0=20N，可知懸掛小滑輪的細線OP的張力是FT= F0=20N。解得重物A的質(zhì)量為mA=2kg。4（2016河北石家莊聯(lián)考）如圖所示，質(zhì)量M等于2kg的木塊套在水平固定桿上，并用輕繩與質(zhì)量m=1kg的小球相連。今用跟水平方向成60角的力F=10 N拉著球并帶動木塊一起向右勻速運動，運動中M、m相對位置保持不變，g取10ms2。求： （1）輕繩與水平方向夾角；（2）木塊M與水平桿間的動摩擦因數(shù)?！緟⒖即鸢浮浚?）30 （2）（2）M、m整體處于靜止?fàn)顟B(tài)，可看做整體，系統(tǒng)所受合力為零。以M、m整體為研究對象。由平衡條件得水平方向Fcos60FN0 豎直方向FNFsin60Mgmg0 由得。5（2016洛陽聯(lián)考）某同學(xué)表演魔術(shù)時，將一小型條形磁鐵藏在自己的袖子里，然后對著一懸掛的金屬小球指手畫腳，結(jié)果小球在他神奇的功力下飄動起來假設(shè)當(dāng)隱藏的小磁鐵位于小球的左上方某一位置C（QCS=30）時，金屬小球偏離豎直方向的夾角也是30，如圖所示已知小球的質(zhì)量為m，該同學(xué)（含磁鐵）的質(zhì)量為M，求此時：（1）懸掛小球的細線的拉力大小為多少？（2）該同學(xué)受到地面的支持力和摩擦力大小各為多少【名師解析】（1）對小球受力分析：重力、細線的拉力和磁鐵的引力設(shè)細線的拉力和磁鐵的引力分別為F1和F2根據(jù)平衡條件得：水平方向：F1sin30=F2sin30豎直方向：F1cos30+F2cos30=mg解得，F(xiàn)1=F2=mg 6. (2016湖北武漢高三期中)(13分)如圖所示，質(zhì)量為m的勻質(zhì)細繩，一端系在天花板上的A點，另一端系在豎直墻壁上的B點，平衡后最低點為C點?，F(xiàn)測得AC段繩長是CB段繩長的n倍，且繩子B端的切線與墻壁的夾角為。試求繩子在C處和在A處的彈力分別為多大。(重力加速度為g)【名師解析】以BC段為研究對象，設(shè)繩子B端所受彈力為FB，C處所受彈力為FC，如圖甲所示FBcos mgFBsin FC解得FCtan 以AC段為研究對象，設(shè)繩子A端所受彈力為FA，C處所受彈力為FC，如圖乙所示。FAsin mgFAcos FCFCFC解得FA