1、选择题 同一平面内的两个共点力大小分别为4N和7N,则这两个力合力的可能值是
A.3N
B.4N
C.11N
D.14N
参考答案:ABC
本题解析:试题分析:当两个力的方向相同时,合力最大,当两分力的方向相反时,合力最小,由此可知合力最大值为11N,最小值为3N,故选ABC
考点:考查力的合成
点评:本题难度较小,掌握合力的取值范围的判断规则即可
本题难度:一般
2、选择题
如图所示,在以一定加速度a行驶的车厢内,有一长为L、质量为m的棒AB靠在光滑的后壁上,棒与厢底面之间的动摩擦因数为μ,为了使棒不滑动,棒与竖直平面所成的夹角为θ,则tanθ的值可取
A.
B.
C.
D.
参考答案:ACD
本题解析:分析:棒与车具有相同的加速度,当棒与竖直平面所成的夹角最大时,有向左的最大静摩擦力,夹角最小时,有向右的最大静摩擦力,根据牛顿第二定律求出车厢后壁对棒的弹力,在根据力矩平衡求出临界的角度.
解答:设在A、B处的弹力大小各是FA、FB,在B处静摩擦力大小是 f.
当夹角θ取较大的数值θ大时,棒将发生A向下、B向右滑动,这时 f 的方向是水平向左.
由牛顿第二定律得:FA1-f=ma 且 f=μFB,FB=mg (竖直方向不动)
得 FA1=m(a+μg)
车厢是非惯性系,在车厢里看棒受到非惯性力F惯=ma
以B点为轴,用合力矩为0得 FA1Lcosθ大=mg
sinθ大+ma
所以 tanθ大=
=
θ大=arc tan
.
当夹角θ取较小的数值θ小时,棒将发生A向上、B向左滑动,这时 f 的方向是水平向右.
由牛顿第二定律得 FA2+f=ma 且 f=μFB,FB=mg (竖直方向不动)
得 FA2=m(a-μg)
以B点为轴,用合力矩为0得 FA2Lcosθ小=mg
sinθ小+ma
所以 tanθ小=
=
θ小=arc tan
综上所述,夹角θ应在的范围是:
arc tan
≤θ≤arc tan
.故A、C、D正确,B错误.
故选ACD.
点评:本题综合考查了牛顿第二定律和力矩平衡,综合性较强,以及考查了非惯性系问题,增加了题目的难度,要考虑棒会受到非惯性力.
本题难度:简单
3、选择题 如图,弹簧秤、绳和滑轮的重力不计,摩擦力不计,物体重量都是G.在甲、乙、丙、丁四种情况下,弹簧的读数分别是F1、F2、F3、F4,则F1、F2、F3、F4?大小关系正确的是

A.F3>F1=F2>F4
B.F3=F1>F2=F4
C.F1=F2=F3>F4
D.F1>F2=F3>F4
参考答案:B
本题解析:
分析:弹簧称的读数等于弹簧受到的拉力.甲图、乙图、丁图分别以物体为研究对象由平衡条件求解.丙图以动滑轮为研究对象分析受力情况,根据平衡条件求解.
解答:
解:甲图:物体静止,弹簧的拉力F1=mg;
乙图:对物体为研究对象,作出力图如图.
由平衡条件得 F2=Gsin60=0.866mg?
?丙图:以动滑轮为研究对象,受力如图.由几何知识得F3=mg.丁图有平衡条件得:F4=f=mgsin60°=0.866mg
故F3=F1>F2=F4

故选B
点评:本题是简单的力平衡问题,关键是分析物体的受力情况,作出力图.对于丙图,是平衡中的特例,结果要记忆.
本题难度:困难
4、选择题
均匀梯子重G1,长为L,一端搁在粗糙地面上,梯子与地面的摩擦系数为μ倾角为θ,另一端搁在光滑墙上.若一重为G2的人沿梯子走上去的过程中梯子不会滑动,则
A.墙对梯子的作用力减小
B.墙对梯子的作用力增大
C.地对梯子的摩擦力增大
D.地对梯子的弹力不变
参考答案:BCD
本题解析:分析:以A为支点,分析除A点以外人和梯子整体的受力情况,根据力矩平衡条件墙对梯子的作用力.对整体进行受力分析,由共点力平衡条件分析地面对梯子施加的弹力和摩擦力.
解答:
A、B设梯子的长度为L,人离地面的高度为h,设F为墙面对梯子上端B施加的力,则根据力矩平衡得:
FLsinθ=
cosθ+G2hcotα,人向上运动,h增大,其他量不变,可见F也随着增大.故A错误,B正确.
C、D对人和梯子整体研究,水平方向受到墙的作用力F和地面的静摩擦力f,竖直方向受到总重力G1+G2和地面的支持力N,则由平衡条件可知,N=G1+G2,f=F,所以N保持不变,f增大.故C、D正确.
故选BCD
点评:本题是力矩平衡和共点力平衡的综合应用,要善于确定研究对象,选择解题规律,通过练习培养自己的解题能力.
本题难度:困难
5、选择题
在工厂经常能看到利用汽车通过钢绳移动物体的情景,如图所示.假设钢绳的质量可忽略不计,物体的质量为m,物体与水平地面的动摩擦因数为μ,汽车的质量为M,汽车运动中受到的阻力跟它对地面的压力成正比,比例常数为k,且k>μ.要使汽车匀速运动时的牵引力最小,绳子与水平方向之间的夹角α应为
A.0°
B.30°
C.45°
D.60°
参考答案:A
本题解析:分析:对箱子受力分析,受到拉力、重力、支持力和摩擦力;再对汽车受力分析,受到拉力、重力、牵引力、支持力和摩擦力;然后根据共点力平衡条件列式求出牵引力的表达式,分析最小值.
解答:对箱子受力分析,如图

根据共点力平衡条件,有
水平方向:Fcosα-f1=0?
竖直方向:Fsinα+FN=mg?
其中 f1=μFN
解得
F=
? ①
再对车受力分析,如图

根据共点力平衡条件,有
水平方向:F牵-Fcosα-f2=0? ②
竖直方向:Mg+Fsinα=N? ③
其中 f2=kN? ④
由①②③④解得
F牵=μmg+kMg+
当α=0°时,取最小值,为μmg+kMg
故选A.
点评:本题关键是分别对箱子和车受力分析,根据共点力平衡条件求解出牵引力的表达式,再讨论最小值问题.
本题难度:一般