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热点2 受力分析及共点力平衡问题
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1.(2019·吉林实验中学模拟)如图所示,用两根细绳a、b悬挂一薄板,薄板处于静止状态,下列说法正确的是( )
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A.b绳的拉力大于a绳的拉力
B.若保持a绳位置不变,缓慢移动b绳至竖直方向,则a绳的拉力先减小后增大
C.剪断a绳瞬间,薄板的加速度方向一定沿a绳斜向下
D.剪断a绳瞬间,b绳拉力大小发生变化
C 解析 根据水平方向受力平衡可得Tbsin 60°=Tasin 30°,可得Tb<Ta,选项A错误;
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若保持a绳位置不变,缓慢移动b至竖直方向,作出三个不同位置板的受力合成图,如图所示,a绳的拉力T和b绳的拉力F的合力与重力G总等大反向,由图知,T一直减小,选项B错误;剪断a绳瞬间,薄板的速度为零,向心力为零,合力等于重力垂直于b绳向下的分力,所以此瞬间,板的加速度方向一定垂直于b绳方向向下,即一定沿a绳斜向下,选项C正确;剪断前,由竖直方向受力平衡可得Tbcos 60°+Tacos 30°=mg,又Tbsin 60°=Tasin 30°,联立解得Tb=mg,剪断后,小球沿半径方向的合力为零,则有T′b=mgcos 60°=mg,故剪断前后b绳的拉力没有变化,选项D错误.
2.(2019·安徽阜阳三中二模)如图所示,小方块代表一些相同质量的钩码,图甲中O为轻绳之间连接的结点,图乙中光滑的轻质小滑轮跨在轻绳上悬挂钩码,两装置均处于静止状态.现将图甲中B滑轮沿虚线稍稍上移一些,图乙中的端点B沿虚线稍稍上移一些(乙图中的绳长不变),则关于图中θ角和OB绳的张力F的变化,下列说法正确的是( )
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A.甲、乙图中的θ角均增大,F均不变
B.甲、乙图中的θ角均不变,F均不变
C.甲图中θ角增大、乙图中θ角不变,张力F均不变
D.甲图中θ角减小、F不变,乙图中θ角增大、F减小
B 解析 题图甲中,若将B滑轮沿虚线稍稍上移一些,O结点所受三个力大小不变,根据力的合成法则可知,夹角θ不变;题图乙中,因是光滑的滑轮,且绳子中的张力大小相等,则OA、OB段绳中的力总是相等的,因此合力过OA、OB夹角的角平分线,将端点B稍上移,由于绳长不变,分析可知OA、OB夹角不变,则θ角不变,绳子中的张力大小F不变,故选项B正确.
3.(2019·福建厦门二模)《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领,智能机器制造是一个重要方向,其中智能机械臂已广泛应用于各种领域.如图所示,一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球,小球在空中处于静止状态,铁夹与球接触面保持竖直,则( )
A.小球受到的摩擦力方向竖直向下
B.小球受到的摩擦力与重力大小相等
C.若增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力变大
D.若铁夹水平移动,小球受到的摩擦力变大
B 解析 在竖直方向上小球受到摩擦力和竖直向下的重力,二力平衡,等大反向,所以摩擦力方向竖直向上,选项A错误,B正确;若增大铁夹对小球的压力,则水平方向上的力变化了,而竖直方向上摩擦力和重力仍等大反向,摩擦力不变,选项C错误;若铁夹水平移动,无论是变速移动还是匀速移动,小球在竖直方向上合力仍为零,摩擦力和重力仍等大反向,摩擦力不变,选项D错误.
4.(2020·山东德州一中开学考试)如图所示,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑.已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则A与B的质量之比为( )
A. B.
C. D.
B 解析 将两者看作一个整体,整体处于静止状态,所以在沿水平方向上合力为零,因为是恰好不滑动,所以整体受到的静摩擦力等于滑动摩擦力,固有F=μ2(m1+m2)g,隔离B,因为B也是刚好不下滑,所以受到的静摩擦力等于滑动摩擦力,在水平方向上有F=FN,在竖直方向上有m2g=μ1FN,联立解得 =,选项B正确.