课时跟踪检测(七)受力分析 共点力的平衡
[A级——基础小题练熟练快]
1.如图所示,斜面小车M静止在光滑水平面上,一边紧贴墙壁。若再在斜面上加一物体m,且M、m相对静止,此时小车受力个数为( )
A.3 B.4
C.5 D.6
解析:选B 先对物体m受力分析,受到重力、支持力和静摩擦力;再对M受力分析,受重力、m对它的垂直向下的压力和沿斜面向下的静摩擦力,同时地面对M有向上的支持力,共受到4个力,故B正确。
2.设雨点下落过程中受到的空气阻力与雨点(可看成球形)的横截面积S成正比,与下落速度v的二次方成正比,即f=kSv2,其中k为比例常数,且雨点最终都做匀速运动。已知球的体积公式为V=πr3(r为半径)。若两个雨点的半径之比为1∶2,则这两个雨点的落地速度之比为( )
A.1∶ B.1∶2
C.1∶4 D.1∶8
解析:选A 当雨点做匀速直线运动时,重力与阻力相等,即f=mg,故k×πr2×v2=mg=ρ×πr3×g,即v2=,由于半径之比为1∶2,则落地速度之比为1∶,选项A正确。
3.如图所示,在一水平长木板上放一木块P,缓慢抬起木板的右端,木块P和木板始终相对静止,则( )
A.木块受到木板的支持力减小、摩擦力减小
B.木块受到木板的支持力增大、摩擦力增大
C.木块受到木板的作用力大小不变、方向不变
D.木块受到木板的作用力大小变化、方向变化
解析:选C 对本块受力分析可知,木块受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力的作用,木块开始滑动前,木块受力平衡,所以摩擦力和重力沿斜面向下的分力相等,即f=mgsin θ,所以夹角增大的过程中,木块所受的摩擦力一直在增大;木块受到的支持力FN=mgcos θ,由于抬起木板的过程中,夹角增大,故支持力减小,故A、B错误。由于木块一直处于平衡状态,故木块受到木板的作用力始终等于重力,故木块受到木板的作用力大小不变、方向不变,故C正确,D错误。
4.(2018·广州六校联考)一个质量为3 kg的物体,被放置在倾角为α=30°的固定光滑斜面上,在如图所示的甲、乙、丙三种情况下处于平衡状态的是(g=10 m/s2)( )
A.仅甲图 B.仅乙图
C.仅丙图 v D.甲、乙、丙图
解析:选B 物体在光滑斜面上受重力、支持力和沿斜面向上的拉力,斜面光滑,故物体不受摩擦力;将重力沿斜面和垂直于斜面进行分解,重力垂直于斜面的分力一定与支持力相等;要使物体处于静止,拉力应等于重力沿斜面向下的分力,即F=mgsin α=3×10× N=15 N,故只有乙平衡。故B正确。
5.(多选)如图甲所示,A为一截面为等腰三角形的斜劈,其质量为M,两个底角均为30°。两个完全相同、质量均为m的小物块p和q恰好能沿两斜面匀速下滑。现在若对两物块同时施加一平行于侧面的恒力F1、F2,且F1>F2,如图乙所示,则在p和q下滑的过程中,下列说法正确的是( )
A.斜劈A仍旧保持静止,且不受到地面的摩擦力作用
B.斜劈A仍旧保持静止,且受到地面向右的摩擦力作用
C.斜劈A仍旧保持静止,对地面的压力大小为(M+m)g
D.斜劈A仍旧保持静止,对地面的压力大小大于(M+m)g
解析:选AD 起初两物块沿斜面匀速下滑,p、q及斜劈组成的整体处于平衡状态,则水平方向斜劈不受地面的静摩擦力作用,施加恒力F1、F2后,斜劈受力情况不变,即A依然不受地面的摩擦力作用,且A对地面的压力大小仍为(M+2m)g,大于(M+m)g,故选项A、D正确。
[B级——保分题目练通抓牢]
6.(2019·长沙调研)如图所示,质量为m(可视为质点)的小球P,用两根轻绳OP和O′P与小球拴接后再分别系于竖直墙上相距0.4 m的O、O′两点上,绳OP长0.5 m,绳O′P长0.3 m,今在小球上施加一方向与水平方向成θ=37°角的拉力F,将小球缓慢拉起,绳O′P刚拉直时,OP绳拉力为T1,绳OP刚松弛时,O′P绳拉力为T2,则为(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)( )
A.3∶4 B.4∶3
C.3∶5 D.4∶5
解析:选C O′P绳刚拉直时,OP绳拉力为T1,此时O′P绳拉力为零,小球受力如图甲所示。