专题02 易出错的4类组合体的受力分析（解析版）.docx

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D.【解析】选D 设杆对A球的力为FA,对B球的力为FB,则FA=FB,对A球在沿槽方向应用平衡条件得FAsin原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!α=mAgcosθ,对B球在沿槽方向应用平衡条件得FBcosα=mBgsinθ,联立可得两球的质量之比为,D正确。12.(2020·泰安检测)如图所示,一小车上有一个固定的水平横杆,左边固定一轻杆且与竖直方向成θ角,轻杆下端连接一质量为m的小球P。横杆右边用一根细线吊一相同的小球Q。当小车沿水平面运动时,细线与竖直方向的夹角保持为α。已知θ<α,则下列说法正确的是( )【解析】选D 对细线吊着的小球Q研究,小球Q与小车具有共同的水平方向的加速度,故小球Q受到的合外力方向水平向右,根据牛顿第二定律,得mgtanα=ma,得到a=gtanα,加速度向右,小车可能向右加速,也可能向左减速,故A项错误;对小球P研究,小球P也具有水平向右的加速度a=gtanα,设轻杆对小球P的弹力与竖直方向的夹角为β,由牛顿第二定律,得mgtanβ=ma,得到β=α>θ,则轻杆对小球P的弹力方向与细线方向平行,故B项错误;由牛顿第二定律可知F=ma=mgtanα,故C项错误,D项正确。[题后悟通](1)若小球套在杆或环上,则杆或环对小球的弹力一定垂直于杆或沿环在此点的半径方向。(2)若小球固定在杆上,则杆对小球的弹力是拉力还是压力,方向是否沿杆的方向都具有不确定性,要根据题目条件具体分析。(3)一端用铰链连接的杆处于平衡状态时,其两端对杆作用力的方向一定沿杆方向。有质量的绳、、B两根电线杆之间。由于热胀冷缩,电线在夏、冬两季呈现如图所示的两种形状,若电线杆始终处于竖直状态,下列说法中正确的是( ),电线对电线杆的拉力较大原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!,,,电线杆对地面的压力较大【解析】选A 以整条电线为研究对象,受力分析如图所示,由共点力的平衡条件知,两电线杆对电线的弹力的合力与其重力平衡,由几何关系得:Fcosθ=,即:F=。由于夏季气温较高,电线的体积会膨胀,两电线杆正中部位电线下坠的距离h变大,则电线在杆上固定处的切线方向与竖直方向的夹角θ变小,故变小,所以两电线杆处的电线拉力与冬季相比是变小。电线杆上的电线的质量一定,受力平衡,夏季、冬季电线杆对地面的压力相等。所以选项B、C、D错误,A正确。14.[多选]如图所示,将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O′处(O为球心),弹簧另一端与质量为m的小球相连,小球静止于P点。已知容器半径为R、与水平地面之间的动摩擦因数为μ,OP与水平方向的夹角为θ=30°。下列说法正确的是( )+【解析】选CD 对小球受力分析,如图所示,因为θ=30°,所以三角形OO′P为等边三角形,由相似三角形法得FN=F=mg,所以A项错误。由整体法知,容器与地面没有相对运动趋势,B项错误。小球处于平衡状态,容器和弹簧对小球的作用力的合力与重力平衡,故C项正确。由胡克定律有F=mg=k(L0-R),解得弹簧原长L0=R+,D项正确。15.(2020·河北正定中学检测)两个中间有孔质量为M的小球A、B用一轻弹簧相连,套在水平光滑横杆上。两个小球下面分别连一轻弹簧。两轻弹簧下端系在一质量为原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!m的小球C上,如图所示。已知3根轻弹簧的劲度系数都为k,3根轻弹簧刚好构成一等边三角形。下列说法正确的是( )+【解析】选C 对整体进行受力分析得,水平横杆对质量为M的小球的支持力FN=×(2M+m)g,A错误;对小球C受力分析,设轻弹簧的弹力为F,则2Fcos30°=mg,则F=mg,B错误;连接质量为m的小球的轻弹簧的伸长量为mg,C正确;再对A受力分析,设水平轻弹簧的弹力为F′,则Fcos60°=F′,故水平轻弹簧的形变量为mg,D错误。16.(2020·保定定州二中模拟)如图所示,两根刚性轻杆上端由自由旋转轴A连接,轻杆下端固定一根自然伸长的匀质轻弹簧,围成边长为L的等边三角形ABC,将此装置竖直放在光滑水平面上,在轴A处施加竖直向下的大小为F的作用力,弹簧被拉伸一定长度,若此时弹簧弹力大小恰为,则弹簧的劲度系数为( )A. . ,侵权必究!【解析】选B 对整体分析可知,整体受压力和支持力的作用,则可知,BC两杆的端点受地面向上的大小为的支持力;因弹簧的弹力也为,根据受力平衡和几何知识可知,此时杆与地面间的夹角为45°;则由几何关系可知,此时弹簧的长度变为L;则其形变量为(L-L);则由胡克定律可得:k==;故B正确。[题后悟通](1)有质量的绳水平悬挂时绳子是弯曲的,两端绳中张力的方向沿悬点切线方向。(2)轻弹簧的弹力方向一定沿弹簧轴线方向,但有无弹力、处于压缩还是伸长状态,应根据物体的受力及所处的状态判断,如第15题中,要使A、B、C三球处于平衡状态,水平放置的弹簧一定处于压缩状态。