高中物理 加強(qiáng)練習(xí)第二章　17.多物體靜態(tài)平衡

17.多物體靜態(tài)平衡(分值：30分)1~4題每題5分1.(2024·黑龍江佳木斯市一模)如圖所示，水平面上的長(zhǎng)方體物塊被沿對(duì)角線分成相同的A、B兩塊。對(duì)角線與A邊的夾角為θ，長(zhǎng)方體物塊在垂直于B的左邊的水平力F作用下，保持原來(lái)形狀沿力F的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則B與A之間的彈力大小為()A.F2tanθ B.F2C.F2cosθ D.答案B解析根據(jù)題意，A、B受到水平面的摩擦力大小相等，設(shè)為Ff，對(duì)A、B整體進(jìn)行分析，由平衡條件F=2Ff得物塊A受到水平面的摩擦力為Ff=F對(duì)A進(jìn)行受力分析，如圖所示由幾何關(guān)系得sinθ=F聯(lián)立解得B與A之間的彈力大小為FNBA=F2sinθ，故選B2.(2025·四川達(dá)州市檢測(cè))如圖所示，傾角為θ的斜面體C置于水平地面上，一質(zhì)量為m、表面光滑的物塊B放在斜面上，一根輕質(zhì)細(xì)線一端連接物塊B，另一端連接一個(gè)輕環(huán)A，輕環(huán)A套在一根粗糙的水平直桿上，整體平衡時(shí)細(xì)線與斜面平行，細(xì)線與水平直桿在同一豎直平面內(nèi)，重力加速度大小為g，下列說(shuō)法正確的是()A.細(xì)線中的張力大小為mgcosθB.物塊B對(duì)斜面體C的壓力大小為mgsinθC.水平直桿對(duì)輕環(huán)A的支持力大小為mgsin2θD.水平直桿對(duì)輕環(huán)A的摩擦力大小為mgcos2θ答案C解析物塊B表面光滑，物塊B僅受3個(gè)力的作用，細(xì)線中的張力大小為FT=mgsinθ，A錯(cuò)誤；物塊B對(duì)斜面體C的壓力大小為FN=mgcosθ，B錯(cuò)誤；水平直桿對(duì)輕環(huán)A的支持力大小為F支=FTsinθ=mgsin2θ，C正確；水平直桿對(duì)輕環(huán)A的摩擦力大小為Ff=FTcosθ=mgsinθ·cosθ，D錯(cuò)誤。3.(2025·山東煙臺(tái)市期中)如圖所示，一傾角為30°的固定斜面上有甲、乙兩柱體，兩柱體的截面分別為半徑均為R的圓和四分之一圓，甲的左側(cè)頂著一塊垂直斜面的擋板。若甲的質(zhì)量是乙的質(zhì)量的2倍，柱體的曲面和擋板可視為光滑，現(xiàn)將擋板緩慢地沿斜面向上移動(dòng)，直到圓柱體甲剛要落至斜面為止，整個(gè)過(guò)程乙始終保持靜止，那么乙與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)為()A.2 B.13 C.23答案D解析對(duì)甲受力分析，圓柱體甲剛要落至斜面時(shí)，擋板對(duì)甲的彈力FN1最大，乙對(duì)甲的彈力FN2最大，如圖(a)由幾何關(guān)系，可得sinα=RR+解得α=30°根據(jù)邊角關(guān)系，可知在力的平行四邊形中，有FN1=2mg對(duì)甲、乙整體受力分析，如圖(b)由平衡條件，可得FN=3mgcos30°，F(xiàn)f=3mgsin30°+FN1又Ff=μFN聯(lián)立解得μ=7故選D。4.(多選)(2025·江西鷹潭市檢測(cè))拱橋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是利用石塊的楔形結(jié)構(gòu)，將受到的重力和壓力分解為向兩邊的壓力，最后由拱橋兩端的基石來(lái)承受(如圖甲)。現(xiàn)有六個(gè)大小、形狀、質(zhì)量都相同的楔形石塊組成一個(gè)半圓形拱橋(如圖乙)。1、6兩楔形石塊放置在拱圈兩端的水平地面上。設(shè)每塊楔形石塊質(zhì)量為m。假設(shè)在中間兩楔形石塊正上方放置一個(gè)質(zhì)量為2m的方形石塊，已知重力加速度大小為g，則()A.水平地面承受的壓力大小為8mgB.楔形石塊2對(duì)楔形石塊3的彈力大小為mgC.楔形石塊2對(duì)楔形石塊3的摩擦力大小一定小于3mgD.楔形石塊5對(duì)楔形石塊4的摩擦力大小為2mg答案AC解析水平地面承受的壓力大小等于六個(gè)楔形石塊和方形石塊所受的重力，為8mg，故A正確；由對(duì)稱性可知，2對(duì)3的彈力大小與5對(duì)4的彈力大小相等，2對(duì)3的摩擦力大小與5對(duì)4的摩擦力大小相等，設(shè)2對(duì)3的彈力大小為F23，2對(duì)3的摩擦力大小為Ff23，4對(duì)3的彈力為FT(將FT看成已知力)，把3和質(zhì)量為m的石塊(將質(zhì)量為2m的方形石塊看成2個(gè)質(zhì)量為m的石塊)看成整體，對(duì)整體進(jìn)行受力分析，如圖所示，由平衡條件可得F23cos30°-Ff23sin30°=FT，F(xiàn)f23cos30°+F23sin30°=2mg，聯(lián)立解得F23=mg+FTcos30°>mg，F(xiàn)f23=3mg-FTsin30°<3mg，故C正確，B、D錯(cuò)誤。5.(10分)如圖所示，位于傾角為θ=30°的斜面上的物體B由跨過(guò)定滑輪的輕繩與物塊A相連。從滑輪到A、B的兩段繩都與斜面平行。已知A與B之間及B與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=33，A、B兩物塊質(zhì)量分別為1kg和2kg。滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計(jì)。若用一沿斜面向下的力F拉B使其做勻速直線運(yùn)動(dòng)，重力加速度取10m/s2(1)(5分)繩對(duì)A的拉力FT大小；(2)(5分)拉力F的大小。答案(1)10N(2)20N解析(1)對(duì)A受力分析，如圖甲所示，由平衡條件得：FT=mAgsinθ+Ff1FN1=mAgcosθ又