2023年新高考物理大一轮单元复习检测01 共点力平衡【亮点练】（解析版）.pdf

1.如 图 1张 力)单 元 0 1 共 点 力 的 平 衡 二g 二 亮 点 练 斤 示，用 一 根 长 1m的 轻 质 细 绳 将 一 幅 质 量 为 1丽 的 画 框 对 称 悬 挂 在 墙 壁 上，已 知 绳 能 承 受 的 最 大 包 1 0 N,为 使 绳 不 断 裂，画 框 上 两 个 挂 钉 的 间 距 最 大 为(g取 10 m/s2)T T 挂 打 挂 4A-r【答 案】2【解 析】一 分 力 越 大,大；画 框 5Xn B.与 m C.D.)个 大 小 方 向 确 定 的 力 分 解 为 两 个 等 大 的 力 时，合 力 在 分 力 的 角 平 分 线 上，且 两 分 力 的 夹 角 越 大，因 而 当 绳 子 拉 力 达 到 F=10N的 时 候，绳 子 间 的 张 角 最 大，为 120。，此 时 两 个 挂 钉 间 的 距 离 最 乏 到 重 力 和 绳 子 的 拉 力，三 个 力 为 共 点 力，受 力 如 图 a绳 子 与 厚 直 方 向 的 夹 角 为 8-60。，绳 子 长 为 1 m,则 有 m a-2Fcos。，两 个 挂 钉 的 间 距 离 2.2.如 图 F:度 是 1A-T【答 案】(【解 析】i桶 的 拉 力 二 据 力 的 合 力 3.如 图 月 态，?，也 解 得 齐，故 D 正 确,ABC错 误。故 选。斤 示，两 人 用 相 同 大 小 的 力 提 一 桶 水，桶 和 水 的 质 量 为 m,已 知 两 手 臂 的 夹 角 为 60。，手 中 轻 绳 长 甬 口 直 径 的 两 倍，轻 绳 中 张 力 为 m g B.当 m g C.m g D.m g殳 两 人 的 手 臂 对 水 桶 的 拉 力 大 小 为 F,由 题 两 人 的 手 臂 夹 角 成。角，根 据 对 称 性 可 知，两 人 对 水 大 小 相 等，则 根 据 平 衡 条 件 得：2Fcosg=7ng解 得：F=3=?m g：再 设 绳 中 张 力 为 T,根 2 2cos-3义 和 分 解 得：27cos30。=/解 得：T=g m g故 选 C.斤 示，一 根 粗 糙 的 水 平 横 杆 上 套 有 4 B两 个 轻 环，系 在 两 环 上 的 等 长 细 绳 拴 住 的 书 本 处 于 静 止 状 见 将 两 环 距 离 变 小 后 书 本 仍 处 于 静 止 状 态，则nA.杆 对 4环 的 支 持 力 变 大 B.B环 对 杆 的 摩 擦 力 变 小 C.杆 对 4环 的 力 不 变 D.与 B环 相 连 的 细 绳 对 书 本 的 拉 力 变 大【答 案】B【解 析】A.对 两 环 和 书 本 的 整 体 受 力 分 析，竖 直 方 向：2N=m g,可 知 将 两 环 距 离 变 小 后 杆 对 A环 的 支 持 力 不 变，故 4 错 误；BD对 圆 环 B受 力 分 析 可 知，f=Tcosd；对 书 本：2Tsin8=m g,解 得 f 黑（其 中 的。是 绳 与 杆 之 间 的 夹 角），则 当 两 环 距 离 变 小 后，。变 大，贝 疗 减 小，与 B环 相 连 的 细 绳 对 书 本 的 拉 力 T变 小，故 B正 确，。错 误；C.同 理，杆 对 4环 的 摩 擦 力 减 小，杆 对 4环 的 支 持 力 不 变，则 杆 对 4环 的 力 减 小，故 C错 误。故 选 8。4.如 图 所 示，一 不 可 伸 长 的 轻 绳 两 端 分 别 系 在 倾 斜 固 定 放 置 的 木 棒 上 4 B两 点 处，一 带 有 重 物 的 滑 轮 挂 在 绳 子 上 保 持 静 止。现 保 持 4点 不 动，将 悬 点 8逐 渐 向 靠 近 4点 的 方 向 缓 慢 移 动，不 计 一 切 摩 擦，则 绳 子 上 张 力 的 变 化 情 况 是 A.逐 渐 减 小 B.逐 渐 增 大 C.先 减 小 后 增 大 D.先 增 大 后 减 小【答 案】A【解 析】当 悬 点 8逐 渐 向 4 点 靠 近 时，由 几 何 关 系 可 得 两 边 绳 子 的 夹 角 0逐 渐 减 小，由 共 点 力 平 衡 可 得 A mg2Fcosq=m g,即 尸=薄，则 绳 子 中 的 张 力 逐 渐 减 小，故 A正 确，错 误。2 2故 选 4。5.光 滑 斜 面 上 固 定 着 一 根 刚 性 圆 弧 形 细 杆，小 球 通 过 轻 绳 与 细 杆 相 连，此 时 轻 绳 处 于 水 平 方 向，球 心 恰 位 于 圆 弧 形 细 杆 的 圆 心 处，如 图 所 示.将 悬 点 4缓 慢 沿 杆 向 上 移 动，直 到 轻 绳 处 于 竖 直 方 向，在 这 个 过 程 中，轻 绳 的 拉 力 A.逐 渐 增 大 B.大 小 不 变 C.先 减 小 后 增 大 D.先 增 大 后 减 小【答 案】C【解 析】以 小 球 为 研 究 对 象，分 析 受 力 情 况：重 力 G、斜 面 的 支 持 力 N和 绳 子 4 的 拉 力 T,如 图:-由 平 衡 条 件 得 知，F和 T的 合 力 与 G大 小 相 等、方 向 相 反，当 将 4 点 向 上 缓 慢 移 动，使 4。绳 mg绕。点 顺 时 针 转 动 的 过 程 中，作 出 三 个 位 置 力 的 合 成 图，由 图 看 出，T先 变 小 后 变 大。故 C iE确，错 误。故 选：C。6.如 图 所 示，小 球 4 固 定 在 立 柱 上，立 柱 固 定 在 地 面 上，。点 在 4 点 正 上 方，小 球 B用 绳 子 悬 挂 于。点，4、B之 间 用 轻 质 弹 簧 相 连，整 个 系 统 处 于 静 止 状 态，4、B都 可 以 看 成 质 点，此 时 绳 子 拉 力 大 小 记 为 T,弹 簧 的 弹 力 大 小 记 为 F;现 换 一 根 劲 度 系 数 不 同 的 轻 质 弹 簧，绳 子 不 换，整 个 系 统 再 次 处 于 静 止 状 态，贝!JA.r 变 化，F变 化 C.7不 变，尸 变 化【答 案】CB.T变 化，F不 变 D.7不 变，F不 变【解 析】以 小 球 B为 研 究 对 象，由 平 衡 条 件 可 知，弹 簧 的 弹 力 和 绳 子 拉 力 的 合 力/分 与 重 力 m g大 小 相 等、方 向 相 反，即 产 合=6 9,作 出 力 的 合 成 如 图 所 示,mg又 由 题 意 可 知，。4和。B不 变，可 见，绳 子 的 拉 力 T只 与 小 球 B的 重 力 有 关，与 弹 簧 的 劲 度 系 数 k无 关，所 以 得 到 绳 子 拉 力 T不 变，因 为 换 用 不 同 劲 度 系 数 的 弹 簧，导 致 4 8 间 的 距 离 不 同，所 以 弹 簧 弹 力 尸 变 化。故 选：C。7.如 图 所 示，光 滑 的 大 圆 环 固 定 在 竖 直 平 面 上，圆 心 为。点，P为 环 上 最 高 点，轻 弹 簧 的 一 端 固 定 在 P点，另 一 端 拴 接 一 个 套 在 大 环 上 质 量 为 沉 的 小 球，小 球 静 止，弹 簧 与 竖 直 方 向 的 夹 角。为 3 0。，重 力 加 速 度 为 g,则 下 列 选 项 正 确 的 是A.小 球 所 受 弹 簧 的 弹 力 等 于 B m gB.小 球 所 受 弹 簧 的 弹 力 等 于 mgC.小 球 所 受 大 圆 环 的 支 持 力 等 于 D.大 圆 环 对 小 球 的 弹 力 方 向 一 定 沿。Q指 向 圆 心。【答 案】【解 析】。、对 球 受 力 分 析，重 力、支 持 力 和 弹 簧 的 拉 力，如 图 所 示:支 持 力 垂 直 于 接 触 面，故 一 定 沿 0Q指 向 外，故。错 误;4BC、根 据 平 衡 条 件，三 角 形。PQ与 力 三 角 形 相 似,故 有:F=Um g,N=m g,故 A正 确，C错 误。故 选 A。8.如 图 为 一 个 水 平 传 感 器 的 简 易 模 型，截 面 为 内 壁 光 滑 竖 直 放 置 的 正 三 角 形，内 部 有 一 个 略 小 于 三 角 形 内 切 圆 的 小 球，三 角 形 各 边 有 压 力 传 感 器，通 过 测 出 小 球 对 三 边 压 力 的 大 小，信 息 处 理 单 元 可 显 示 摆 放 处 的 倾 角.图 中 BC边 恰 好 处 于 水 平 状 态，现 将 其 以 C为 轴 在 竖 直 平 面 内 顺 时 针 缓 慢 转 动，直 到 边 处 于 水 平 状 态，则 在 转 动 过 程 中 BAA.球 对 BC边 的 压 力 一 直 增 大 B.球 对 BC边 的 压 力 一 直 减 小 C.球 对 8 c边 的 压 力 先 增 大 后 减 小 D.球 对 BC边 的 压 力 先 减 小 后 增 大【答 案】C【解 析】对 正 三 角 形 内 部 的 小 球 受 力 分 析，如 图 所 示（；由 几 何 关 系 可 知，随 着 角 度。从 0。到 120。增 大 过 程 中，角 a与 角 0之 和 保 持 不 变，且=120。，所 以 角/?也 保 持 不 变，/?=60。,由 平 衡 条 件 和 正 弦 定 理 得 扁=簿=而 簿 下，所 以 球 对 4 C 边 的 压 力 Mc,=M c=s i n O=sin0=越 GsinO,球 对 8c 边 的 压 力 NB/=心。=-sin（120-0）=-sin（1200-0）=sin600 3 s in sinbu手 Gsin（12O。-。），则 角 度。从 0 到 120。增 大 过 程 中，sin。和 sin（120。-8）都 是 先 增 大 后 减 小，所 以 球 对 4C边 的 压 力 和 球 对 BC边 的 压 力 都 是 先 增 大 后 减 小，故 A 8 O 错 误，C 正 确。故 选 C。9.如 图 所 示，半 圆 形 框 架 竖 直 放 置 在 粗 糙 的 水 平 地 面 上，一 质 量 为 m 的 光 滑 小 球 P在 水 平 外 力 产 的 作 用 下 处 于 静 止 状 态，P与 圆 心。的 连 线 与 水 平 面 的 夹 角 为。，将 力 F在 竖 直 面 内 沿 顺 时 针 方 向 缓 慢 地 转 过 90。,框 架 与 小 球 始 终 保 持 静 止 状 态.在 此 过 程 中 下 列 说 法 正 确 的 是（重 力 加 速 度 为 g）A.框 架 对 小 球 的 支 持 力 先 减 小 后 增 大 B.拉 力 F 的 最 小 值 为 mgcos。C.地 面 对 框 架 的 摩 擦 力 先 减 小 后 增 大 D.框 架 对 地 面 的 压 力 先 增 大 后 减 小【答 案】H【解 析】48.以 小 球 为 研 究 对 象，分 析 受 力 情 况，作 出 受 力 示 意 力 图,如 图 所 示:根 据 几 何 关 系 可 知，用 户 顺 时 针 转 动 至 竖 直 向 上 之 前，支 持 力 逐 渐 减 小，尸 先 减 小 后 增 大，当 产 的 方 向 沿 圆 的 切 线 方 向 向 上 时，F最 小，此 时：F=mgcos0.故 4 错 误，8 正 确；C.以 框 架 与 小 球 组 成 的 整 体 为 研 究 对 象，整 体 受 到 重 力、地 面 的 支 持 力、地 面 的 摩 擦 力 以 及 力 F 的 作 用；由 图 可 知，尸 在 顺 时 针 方 向 转 动 的 过 程 中，F沿 水 平 方 向 的 分 力 逐 渐 减 小，所 以 地 面 对 框 架 的 摩 擦 力 始 终 在 减 小。故 C 错 误；D 以 框 架 与 小 球 组 成 的 整 体 为 研 究 对 象，整 体 受 到 重 力、地 面 的 支 持 力、地 面 的 摩 擦 力 以 及 力 产 的 作 用：由 图 可 知，F在 顺 时 针 方 向 转 动 的 过 程 中，尸 沿 竖 直 方 向 的 分 力 逐 渐 增 大，所 以 地 面 对 框 架 的 支 持 力 始 终 在 减 小。故。错 误。故 选 8。10.某 班 级 同 学 要 调 换 座 位，一 同 学 用 斜 向 上 的 拉 力 拖 动 桌 子 沿 水 平 地 面 匀 速 运 动。已 知 桌 子 的 总 质 量 为 10 kg,若 拉 力 的 最 小 值 为 50 N,此 时 拉 力 与 水 平 方 向 间 的 夹 角 为 8。重 力 加 速 度 大 小 为 g=10 m/s2,桌 子 与 地 面 间 的 动 摩 擦 因 数 为，不 计 空 气 阻 力，则 A.=b，e=60 B.=曰，e=60c.=E，e=30 D.=?,e=30【答 案】D【解 析】对 桌 子 受 力 分 析，如 图，由 平 衡 条 件 得:竖 直 方 向：FsinO+N=mg得 N=m g-F sin。水 平 方 向：Feos。一/=又/=N联 立 得 尸=羡 髭 扁，令 tana=%则 尸=/芸 忘 而 据 题,误,拉 力 的 最 小 值 为 5 0 N,则 有 湍 1=5 M 解 得=日，可 得 a=60。，0=9 0-a=3 0,故 ABC错 O正 确。11.（多 选）唐 代 俅 耙 经 记 载 了 曲 辕 犁 相 对 直 辕 犁 的 优 势 之 一 是 起 土 省 力，设 牛 用 大 小 相 等 的 拉 力 F通 过 耕 索 分 别 拉 两 种 犁，F与 竖 直 方 向 的 夹 角 分 别 为 a和 0,a 0,如 图 所 示，忽 略 耕 索 质 量，耕 地 过 程 中，下 列 说 法 正 确 的 是 A.耕 索 对 曲 辕 犁 拉 力 的 水 平 分 力 比 对 直 辕 犁 的 大 B.耕 索 对 曲 辕 犁 拉 力 的 竖 直 分 力 比 对 直 辕 犁 的 大 C.曲 辕 犁 匀 速 前 进 时，耕 索 对 犁 的 拉 力 等 于 犁 对 耕 索 的 拉 力 D.直 辕 犁 加 速 前 进 时，耕 索 对 犁 的 拉 力 大 于 犁 对 耕 索 的 拉 力【答 案】BC【解 析】4 8.将 拉 力 F 正 交 分 解 如 下 图 所 示 则 在 x方 向 可 得 出 F*曲=Fsina,七 直=Fsi呼 在 y方 向 可 得 出 产 丫 或=Fcosa，勺 直=FcosS由 题 知 a/?则 sina cos0则 可 得 到 七 面 上 直，勺 曲 错 误、8 正 确；CD耕 索 对 犁 的 拉 力 与 犁 对 耕 索 的 拉 力 是 一 对 相 互 作 用 力，它 们 大 小 相 等，方 向 相 反，无 论 是 加 速 还 是 匀 速，则 C正 确，。错 误；故 选 8C。1 2.（多 选）如 图 所 示，轻 质 不 可 伸 长 的 晾 衣 绳 两 端 分 别 固 定 在 竖 直 杆 M、N上 的 a、b两 点，悬 挂 衣 服 的 衣 架 钩 是 光 滑 的，挂 于 绳 上 处 于 静 止 状 态。如 果 只 人 为 改 变 一 个 条 件，当 衣 架 静 止 时，下 列 说 法 正 确 的 是NybA.绳 的 右 端 上 移 到 b,绳 子 拉 力 不 变 B.将 杆 N向 右 移 一 些，绳 子 拉 力 变 大 C.绳 的 两 端 高 度 差 越 小，绳 子 拉 力 越 小 D.若 换 挂 质 量 更 大 的 衣 服，则 衣 服 架 悬 挂 点 右 移【答 案】A8【解 析】如 图 所 示，两 个 绳 子 是 对 称 的，与 竖 直 方 向 夹 角 是 相 等 的。易 易 假 设 绳 子 的 长 度 为 X,则 Xcos=L,绳 子 一 端 在 上 下 移 动 的 时 候，绳 子 的 长 度 不 变，两 杆 之 间 的 距 离 不 变，则。角 度 不 变。AC.两 个 绳 子 的 合 力 向 上，大 小 等 于 衣 服 的 重 力，由 于 夹 角 不 变，所 以 绳 子 的 拉 力 不 变，A 正 确，C 错 误；及 当 杆 向 右 移 动 后，根 据 XcosO=L,即 L变 大，绳 长 不 变，所 以。角 度 减 小，绳 子 与 竖 直 方 向 的 夹 角 变 大，绳 子 的 拉 力 变 大，8 正 确；D 绳 长 和 两 杆 距 离 不 变 的 情 况 下，。不 变，所 以 挂 的 衣 服 质 量 变 化，不 会 影 响 悬 挂 点 的 移 动，。错 误.故 选 AB.