2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题.11静态平衡问题提高篇含解析.pdf
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1、十一静态平衡问题(提高篇)十一静态平衡问题(提高篇) 一选择题 1 (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 30角。 问右塔 A 处铜线切线与竖直方向成角 应为( ) A30B45C60D75 【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:FAsinFBsin 在竖直方向,BC 段受力平衡,有:FBcosmg (AC 段对 C 端的力方向
2、水平向右) 在竖直方向,AC 段受力平衡,有:FAcosmg 联立解得:tan3tan,所以,60,故 ABD 错误 C 正确。 2. 两个中间有孔的质量为 M 的小球 AB 用一轻弹簧相连,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( ) A水平横杆对质量为 M 的小球的支持力为 Mg+mg B连接质量为 m 小球的轻弹簧的弹力为 mg/3 C连接质量为 m 小球的轻弹簧的伸长量为 3 3k mg D套在一水平光滑横杆上轻弹簧的形变量为 3 3k m
3、g 【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+ 1 2 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= 3 3 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= 3 3k 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= 3 6 mg, 由胡克定律, F2=
4、kx2, 解得轻弹簧的形变量 x2 =F2/k= 3 6k 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( ) A物体 P 受到细线的拉力大小为 F/2 B两物体之间的摩擦力大小为 F/2 C物体 P 对 Q 的压力大小为 mg D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
5、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( ) Amg B.mg C.mg D.mg 3 3 1 2 1 4 【参考答案】C
6、【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FTmgtan 30mg;D点受绳子拉力大小等于FT, 方向向左 ; 要使CD 3 3 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FFTsin 60mg。 1 2 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
7、方向的夹角为 30,弹簧C水平,则弹簧A、C的伸长量之比为( ) A.4 B4 C12 D2133 【参考答案】D 【名师解析】 弹簧A、C的伸长量之比等于弹力之比设弹簧B与水平方向的夹角为,对A、B间的小球受力分析可得 FAsin30FBcos, 对B、C间的小球受力分析可得FBcosFC, 所以FCFAsin30, 可得 , D 正确 FA FC 2 1 6.如图所示,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( ) AA 受到
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