专题2.11 静态平衡问题（提高篇）（解析版）.doc

该【专题2.11 静态平衡问题（提高篇）（解析版） 】是由【和合】上传分享，文档一共【8】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【专题2.11 静态平衡问题（提高篇）（解析版） 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。1原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!(提高篇).(6分)(2019河南濮阳三模)如图所示,山坡上两相邻高压塔A、B之间架有匀质粗铜线,平衡时铜线呈弧形下垂,最低点在C,已知弧线BC的长度是AC的3倍,而左塔B处铜线切线与竖直方向成β=30°角。问右塔A处铜线切线与竖直方向成角α应为( )° ° ° °【参考答案】C【名师解析】设AB两端绳上拉力分别为FA、FB,铜线质量为m,在水平方向,ABC整体受力平衡,有:FAsinα=FBsinβ在竖直方向,BC段受力平衡,有:FBcosβ=mg(AC段对C端的力方向水平向右)在竖直方向,AC段受力平衡,有:FAcosα=mg①②③联立解得:tanα=3tanβ,所以,α=60°,故ABD错误C正确。,套在一水平光滑横杆上。两个小球下面分别连一轻弹簧。两轻弹簧下端系在同一质量为m的小球C上,如图7所示。已知三根轻弹簧的劲度系数都为k,三根轻弹簧刚好构成一等边三角形。则()2原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!+.套在一水平光滑横杆上轻弹簧的形变量为mg【参考答案】C【名师解析】把三个小球和三根弹簧看作整体,分析受力,利用对称性,由平衡条件可得,水平横杆对质量为M的小球的支持力FN=Mg+mg。选项A错误。对质量为m小球分析受力,由平衡条件可得,2F1cos30°=mg,解得连接质量为m小球的轻弹簧的拉力为F1=mg,选项B错误。由胡克定律,F1=kx1,解得连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量x1=F1/k=mg。选项C正确。对套在一水平光滑横杆上的一个小球M分析受力,水平轻弹簧对小球M的作用力F2=F1sin30°=mg,由胡克定律,F2=kx2,解得轻弹簧的形变量x2=F2/k=mg。选项D错误。3.(2016山东聊城二模)完全相同的两物体P、Q,质量均为m,叠放在一起置于水平面上。如图所示,现用两根等长的细线系在两物体上,在细线的结点处施加一水平拉力F,两物体始终保持静止状态,则下列说法正确的是(),侵权必究!.地面对Q的摩擦力大小为F【参考答案】BD【名师解析】由于力为矢量,两细线拉力的矢量和等于F,所以物体P受到细线的拉力大于F/2。细线拉力在水平方向的分力等于F/2,隔离P受力分析,由平衡条件可知,P受到的摩擦力等于F/2,即两物体之间的摩擦力大小为F/2,选项B正确。由于细线拉力方向斜向下,所以物体P对Q的压力大于mg,选项C错误。把PQ看作整体,分析受力,由平衡条件可知地面对Q的摩擦力大小为F,选项D正确。4(2017·山东师大附中一模)如图所示,三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点,A、B两端被悬挂在水平天花板上,相距2L,现在C点上悬挂一个质量为m的重物,为使CD绳保持水平,在D点上可施加力的最小值为( )【参考答案】C【名师解析】由题图可知,要使CD水平,各绳均应绷紧,则AC与水平方向的夹角为60°;结点C受力平衡,受力分析如图所示,则CD绳的拉力FT=mgtan30°=mg;D点受绳子拉力大小等于FT,方向向左;要使CD水平,D点两绳的拉力与外界的力的合力为零,则绳子对D点的拉力可分解为沿BD绳的F1,及另一分力F2,由几何关系可知,当力F2与BD垂直时,F2最小,而F2的大小即为拉力的大小;故最小力F=FTsin60°=mg。故选C。5.(2013山东理综)如图所示,用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧A与竖直方向的夹角为30°,弹簧C水平,则弹簧A、C的伸长量之比为( )5原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!A.∶4 ∶ ∶2 ∶1【参考答案】D【名师解析】弹簧A、,对A、B间的小球受力分析可得FAsin30°=FBcosθ,对B、C间的小球受力分析可得FBcosθ=FC,所以FC=FAsin30°,可得=,,A、B、C、D四个人做杂技表演,B站在A的肩上,双手拉着C和D,A撑开双手水平支持着C和D。若四个人的质量均为m,他们的臂长相等,重力加速度为g,不计A手掌与C、D身体间的摩擦。下列结论错误的是()【参考答案】D【名师解析】把四人作为整体,分析受力,由平衡条件可知A受到地面支持力为4mg。把BCD作为整体,分析受力,由平衡条件可知B受到A的支持力为3mg。由题图可知,B手臂与竖直方向的夹角大约为30°,设B对C的拉力为F1,A对C的推力为F2,对C分析受力,由平衡条件可得,F1cos30°=mg,解得F1=,由牛顿第三定律,5原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!B受到C的拉力约为。F1sin30°=F2,解得F2=mgtan30°=,由牛顿第三定律,C受到A的推力约为,结论错误的是D。,放置三个完全相同的圆柱体。每个圆柱体质量为m,截面半径为R,为了防止圆柱体滚动,在圆柱体两侧固定两个木桩。不计一切摩擦,由此可知()【参考答案】A【名师解析】设下面一个圆柱体对上面圆柱体的作用力大小为F,隔离上面的圆柱体,受力分析,由平衡条件可得:2Fcos30°=mg,解得:F=mg,选项B错误。隔离下面一个圆柱体,分析受力,由平衡条件可得:木桩对圆柱体作用力为FN=Fcos60°=mg,选项A正确。对三个圆柱体整体,由平衡条件可得,地面对下面两个圆柱体的作用力为3mg。根据对称性。,选项CD错误。,重物A被绕过小滑轮P的细线所悬挂,小滑轮P被一根细线系于天花板上的O点,O点处安装一力传感器。质量为10kg的物块B放在粗糙的水平桌面上,O’是三根线的结点,bO’水平拉着B物体,aO’、bO’与bO’夹角如图所示。细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于静止状态。若O点处安装的力传感器显示受到的拉力是F0=20N,,求:6原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!(1)重物A的质量。(2)重物C的质量和桌面对B物体的摩擦力。【名师解析】(1)设小滑轮两侧细绳中拉力为F,根据重物A静止,由平衡条件,F=mAg,对小滑轮P,由平衡条件,2Fcos30°=20N,可得F=20N。由图中几何关系可知滑轮两侧细线的夹角为60°。根据O点处安装的力传感器显示受到的拉力是F0=20N,可知悬挂小滑轮的细线OP的张力是FT=F0=20N。解得重物A的质量为mA=2kg。(2)对结点O’受力分析,由平衡条件,在竖直方向,Fsin30°=Fc。在水平方向,Fcos30°=Fb,对B物体,由平衡条件,桌面对B物体的摩擦力f=Fb,对C物体,由平衡条件mCg=Fc,联立解得:mC=1kg,。f=10N。2(2015河北石家庄质检I)如图所示,质量M等于2kg的木块套在水平固定杆上,并用轻绳与质量m=1kg的小球相连。今用跟水平方向成60°角的力F=10N拉着球并带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,g取10ms2。求:??(1)轻绳与水平方向夹角θ;8原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数μ。【参考答案】(1)30°(2)μ=【名师解析】(1)m处于静止状态,其合力为零。以m为研究对象,由平衡条件得:水平方向Fcos60°-FTcosθ=0①竖直方向Fsin60°+FTsinθ-mg=0②由③④得θ=30°(2)M、m整体处于静止状态,可看做整体,系统所受合力为零。以M、m整体为研究对象。由平衡条件得水平方向Fcos60°-μFN=0③竖直方向FN+Fsin60°-Mg-mg=0④由①②得μ=。3(2015河南信阳第一次调研测试)某同学表演魔术时,将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里,然后对着一悬挂的金属小球指手画脚,(∠QCS=30°)时,金属小球偏离竖直方向的夹角θ也是30°,,该同学(含磁铁)的质量为M,求此时:(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少?(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少.【名师解析】(1)对小球受力分析:重力、:水平方向:F1sin30°=F2sin30°竖直方向:F8原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!1cos30°+F2cos30°=mg解得,F1=F2=mg.(2)以人为研究对象,分析受力情况:重力Mg、地面的支持力N、静摩擦力f和小球的引力F2′,F2′=F2=:f=F2′sin30°,N=F2′cos30°+Mg解得,N=Mg+mg,f=mg.