专题探究二 共点力的平衡
1.如图所示,一重为10 N的球固定在支杆AB的上端,今用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,已知绳的拉力为7.5 N,则AB杆对球的作用力( D )
A.大小为7.5 N
B.大小为10 N
C.方向与水平方向成53°角斜向右下方
D.方向与水平方向成53°角斜向左上方
解析:对小球进行受力分析可得,AB杆对球的作用力F和绳的拉力的合力与小球的重力等大、反向,可得F方向斜向左上方,设AB杆对小球的作用力与水平方向夹角为α,可得tan α==,α=53°,F==12.5 N.
2.(2019·云南开远测试)如图所示是一名登山运动员攀登陡峭山壁的情形,如果认为峭壁的平面是竖直的平面,壁面是光滑的,腿与峭壁面是垂直的,轻绳与壁面的夹角为30°,运动员的质量为80 kg.则轻绳对运动员的拉力大小为(g取10 m/s2)( C )
A.N B.800 N
C.N D.1 600 N
解析:对运动员受力分析可知,轻绳对运动员的拉力
T==N.
3.(2017·浙江4月选考)重力为G的体操运动员在进行自由体操比赛时,有如图所示的比赛动作,当运动员竖直倒立保持静止状态时,两手臂对称支撑,夹角为θ,则( A )
A.当θ=60°时,运动员单手对地面的正压力大小为
B.当θ=120°时,运动员单手对地面的正压力大小为G
C.当θ不同时,运动员受到的合力不同
D.当θ不同时,运动员与地面之间的相互作用力不相等
解析:运动员竖直倒立在地面上保持静止状态时,地面对两手的支持力竖直向上,人的受力如图所示,由平衡关系可知,2FN=G,即FN=,FN与θ角无关,所以选项A正确,B错误.不管角度如何,运动员受到的合力都为零,即地面对运动员的支持力与重力大小相等、方向相反,选项C,D错误.
4.(2019·山西太原调研)如图所示,轻绳OA一端固定在天花板上,另一端系一光滑的圆环,一根系着物体的轻绳穿过圆环后,另一端固定在墙上B点,且OB处于水平.现将A点缓慢沿天花板水平向右移动,且OB段的轻绳始终保持水平,则OA,OB段轻绳所受的拉力的大小FTA,FTB的变化情况是( B )
A.FTA增大,FTB不变 B.FTA,FTB均不变
C.FTA不变,FTB增大 D.FTA,FTB均减小
解析:因为圆环光滑,则OC,OB段轻绳所受的拉力的大小FTC,FTB始终相等,且等于物体的重力.又OB段轻绳始终保持水平,OC段轻绳始终保持竖直,则A点缓慢右移,圆环也随之右移,角θ不变,由平衡条件可知OA段绳上所受的拉力不变.
