题型探究课二 共点力平衡 解决共点力静态平衡问题的常用方法【题组过关】1.(2019·4 月浙江选考)如图所示,一根粗糙的水平横杆上套有 A、B两个轻环,系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态,现将两环距离变小后书本仍处于静止状态,则( )A.杆对 A 环的支持力变大B.B 环对杆的摩擦力变小C.杆对 A 环的力不变D.与 B 环相连的细绳对书本的拉力变大解析:选 B
以环、绳和书本整体为研究对象,在竖直方向上始终受力平衡,故杆对其中一环的支持力 FN恒等于书本重力的一半,故 A 错误;设绳与水平杆之间的夹角为 θ,对B 环受力分析,可得杆对 B 环摩擦力 Ff=,两环距离减小,夹角 θ 增大,摩擦力 Ff减小,故 B 环对杆的摩擦力变小,B 正确;杆对环的作用力包括支持力和摩擦力,根据环受力平衡可知,两者的合力大小与绳的拉力大小相等,而绳的拉力大小 F=,可知,夹角 θ 增大,拉力大小减小,故 C、D 均错误.2
如图所示,一条不可伸长的轻质细绳一端跨过光滑钉子 b 悬挂一质量为 m1的重物,悬挂点为 d,另一端与另一轻质细绳相连于 c 点,ac=,c 点悬挂质量为 m2的重物,平衡时 ac 正好水平,此时 d 点正好与ac 在同一水平线上且到 b 点的距离为 l,到 a 点的距离为 l,则两重物的质量的比值 为( )A
解析:选 C
法一:合成法因 c 点处于平衡状态,所以任意两个力的合力均与第三个力大小相等,方向相反,如图甲所示,根据平行四边形定则将力 F 与 m1g 合成,则 sin θ=,而 sin θ==,所以=,选项 C 正确.法二:分解法因 c 点处于平衡状态,所以可在 F、m1g 方向上分解 m2g,如图乙所示,则同样有 sin θ=,所以=,选项 C 正确.法三:正交分解法将倾斜绳拉力 m1g 沿竖直方向和水平方向分解,如图丙所示