2019版高考物理二轮复习高考题型一选择题1物体的平衡考情题型练
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专题能力训练1力与物体的平衡(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共7小题,每小题8分,共56分。
在每小题给出的四个选项中,1~5题只有一个选项符合题目要求,6~7题有多个选项符合题目要求。
全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.(2017·全国卷Ⅱ)如图所示,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。
若保持F的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动。
物块与桌面间的动摩擦因数为()A.22.如图所示,一物体M放在粗糙的斜面体上保持静止,斜面体静止在粗糙的水平面上。
现用水平力F推物体时,M和斜面仍然保持静止状态,则下列说法正确的是()A.斜面体受到地面的支持力增大B.斜面体受到地面的摩擦力一定增大C.物体M受到斜面的静摩擦力一定增大D.物体M受到斜面的支持力可能减小3.如图所示,质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定,轻杆A端用铰链固定,滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计),轻杆B端吊一重物G,现将绳的一端拴在杆的B端,用拉力F将B端缓慢上拉(均未断),在AB杆达到竖直前,以下分析正确的是()A.绳子越来越容易断B.绳子越来越不容易断C.AB杆越来越容易断D.AB杆越来越不容易断4.一带电金属小球A用绝缘细线拴着悬挂于O点,另一带电金属小球B用绝缘支架固定于O点的正下方,OA=OB,金属小球A、B静止时位置如图所示。
由于空气潮湿,金属小球A、B缓慢放电。
此过程中,小球A所受的细线的拉力F1和小球B对A的库仑力F2的变化情况是()A.F1减小,F2减小B.F1减小,F2不变C.F1增大,F2增大D.F1不变,F2减小5.如图所示,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑。
已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
2019年高考物理第二轮练习专项高效升级卷一受力分析物体的平衡注意事项:认真阅读理解,结合历年的真题,总结经验,查找不足!重在审题,多思考,多理解!无论是单选、多选还是论述题,最重要的就是看清题意。
在论述题中,问题大多具有委婉性,尤其是历年真题部分,在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。
考生要认真阅读题目中提供的有限材料,明确考察要点,最大限度的挖掘材料中的有效信息,建议考生答题时用笔将重点勾画出来,方便反复细读。
只有经过仔细推敲,揣摩命题老师的意图,积极联想知识点,分析答题角度,才能够将考点锁定,明确题意。
〔时间:60分钟总分值:100分〕【一】选择题〔此题共8小题,每题6分,共48分。
在每题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确。
全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分〕1、如下图,一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动,那么以下说法正确的选项是〔〕。
A、物体可能只受两个力作用B、物体可能受三个力作用C、物体可能不受摩擦力作用D、物体一定受四个力的作用2、L型木板P〔上表面光滑〕放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块Q相连,如下图。
假设P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力。
那么木板P的受力个数为〔〕。
A、3B、4C、5D、63、如图,水平地面上有一楔形物块a,其斜面上有一小物块b,b与平行于斜面的细绳的一端相连,细绳的另一端固定在斜面上。
a与b之间光滑,a和b以共同速度在地面轨道的光滑段向左运动。
当它们刚运行至轨道的粗糙段时〔〕。
A、绳的张力减小,b对a的正压力减小B、绳的张力增加,斜面对b的支持力增加C、绳的张力减小,地面对a的支持力增加D、绳的张力增加,地面对a的支持力减小4、如下图,用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O,并用第三根细线连接A、B两小球,然后用某个力F作用在小球A上,使三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态。
2019高考物理题分类汇编02物体的平衡1.【2019年全国Ⅰ】如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。
一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N。
另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态。
现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成。
已知M始终保持静止,则在此过程中A. 水平拉力的大小可能保持不变B. M所受细绳的拉力大小一定一直增加C. M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D. M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加【答案】BD【解析】解:AB、根据M、N均保持静止,进行受力分析可知,N受到竖直向下的重力及水平方向的拉力F,变化的绳子拉力T,如下图所示:在向左拉动的时候,绳子拉力T和水平拉力F都不断增大,故A错误,B正确;CD、对于M的受力,开始时可能是,当T不断增大的时候,f减少;当时,随着T的增大,f将增大,所以沿斜面的摩擦力f可能先减小后增大;也可能是,当T不断增大的时候,摩擦力f增大;故C错误,D正确。
故选:BD。
由于M、N在水平拉力作用下,整体保持静止状态,那么所受的合力为零。
又由于重力恒定,水平拉力方向不变,可用三角形方法解决此类动态平衡问题。
最后结合,M所受力的情况进行解答即可。
本题考查了动态的平衡问题,解题的关键是使用三角形方法解题;其次,在分析M的受力时,注意摩擦力的方向问题。
2.【2019年全国Ⅱ】物块在轻绳的拉动下沿倾角为的固定斜面向上匀速运动,轻绳与斜面平行。
已知物块与斜面之间的动摩擦因数为,重力加速度取。
若轻绳能承受的最大张力为1 500 N,则物块的质量最大为( )A. 150kgB.C. 200 kgD.【答案】A【解析】【分析】以物体为研究对象,沿斜面方向根据平衡条件列方程求解物块的最大质量。
本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解,然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
2019-2020年高考物理二轮复习 专题一 力与运动 第2讲 力和物体的平衡名师讲练[选考考点分布]考点一 重力、弹力、摩擦力及受力分析1. (2017·浙江4月选考·7)如图1所示,重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度,车厢上的石块就会自动滑下.以下说法正确的是( )图1A .在石块下滑前后自卸车与石块整体的重心位置不变B .自卸车车厢倾角越大,石块与车厢的动摩擦因数越小C .自卸车车厢倾角变大,车厢与石块间的正压力减小D .石块开始下滑时,受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力答案 C解析物体的重心的位置跟形状还有质量分布有关,石块下滑前后,质量分布变化,形状变化,所以重心改变,选项A错;动摩擦因数与倾角无关,B错.如图,F N=G cos θ,倾角变大,所以车厢与石块间的正压力减小,所以C正确;石块下滑时,重力沿斜面方向的分力大于受到的摩擦力,D错.2. (2016·浙江10月学考·3)中国女排在2016年奥运会比赛中再度夺冠.图2为比赛中精彩瞬间的照片,此时排球受到的力有( )图2A.推力B.重力、推力C.重力、空气对球的作用力D.重力、推力、空气对球的作用力答案 C解析此时手与球并没有接触,所以没有推力,故C选项正确.3. (2015·浙江10月学考·13)将质量为1.0 kg的木板放在水平长木板上,用力沿水平方向拉木块,拉力从0开始逐渐增大,木块先静止后相对木板运动.用力传感器采集木块受到的拉力和摩擦力的大小,并用计算机绘制出摩擦力大小F f随拉力大小F变化的图象,如图3所示.木块与木板间的动摩擦因数为(g取10 m/s2)( )图3A.0.3 B.0.5 C.0.6 D.1.0答案 A解析由图可知最大静摩擦力为5 N,滑动摩擦力为3 N,且滑动摩擦力满足公式F f=μmg,所以μ=0.3.4.(2017·浙江“七彩阳光”联考)“跑酷”是一项深受年轻人喜爱的运动,如图4为运动员在空中跳跃过程中的照片,此时运动员受到的力有( )图4A.重力B.重力、向前冲力C.重力、空气作用力D.重力、向前冲力、空气作用力答案 C5.(2017·台州市9月选考)足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一,深受青少年喜爱.如图5所示的四种与足球有关的情景.其中正确的是( )图5A.如图甲所示,静止在草地上的足球,受到的弹力就是它受到的重力B.如图乙所示,静止在光滑水平地面上的两个足球,因接触受到弹力作用C.如图丙所示,踩在脚下且静止在水平草地上的足球,可能受到3个力的作用D.如图丁所示,落在球网中的足球受到弹力,是由于足球发生了形变答案 C6. (2017·湖州市期末)如图6所示,某人手拉弹簧,使其伸长了5 cm(在弹性限度内),若此时弹簧的两端所受拉力各为10 N,则( )图6A.弹簧所受的合力大小为10 NB .弹簧的劲度系数为200 N/mC .弹簧的劲度系数为400 N/mD .弹簧的劲度系数随弹簧的拉力的增大而增大 答案 B解析 弹簧所受合力大小为零;由F =kx 知k =F x=200 N/m ,弹簧的劲度系数与拉力大小无关,和弹簧本身的因素有关.7.(2017·金华市高三期末)如图7所示,铁质的棋盘竖直放置,每个棋子都是一个小磁铁,能吸在棋盘上,不计棋子间的相互作用力,下列说法正确的是( )图7A .小棋子共受三个力作用B .棋子对棋盘的压力大小一定等于重力C .磁性越强的棋子所受的摩擦力越大D .质量不同的棋子所受的摩擦力不同 答案 D解析 小棋子受重力、棋盘的吸引力、棋盘的弹力、摩擦力,共四个力,选项A 错误;棋盘对棋子吸引力的大小与磁铁内部的分子结构有关,而棋子对棋盘的压力大小等于棋盘对棋子的吸引力的大小,与重力大小无关,选项B 错误;摩擦力的大小总是等于重力,不会变化,选项C 错误;摩擦力的大小等于重力,则质量不同的棋子所受摩擦力不同,选项D 正确.1.弹力有无的判断“三法”(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况.(2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力,若运动状态改变,则此处一定有弹力. (3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在. 2.静摩擦力的有无及方向的判断方法 (1)假设法(2)状态法:静摩擦力的大小与方向具有可变性.明确物体的运动状态,分析物体的受力情况,根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向.(3)牛顿第三定律法:此法的关键是抓住“力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向. 3.弹力大小的计算方法 (1)根据胡克定律进行求解. (2)根据力的平衡条件进行求解. (3)根据牛顿第二定律进行求解. 4.摩擦力大小的计算方法(1)首先分清摩擦力的种类,因为只有滑动摩擦力才能用公式F f =μF N 求解,静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿运动定律来求解.(2)公式F f =μF N 中,F N 为两接触面间的正压力,与物体的重力没有必然联系,不一定等于物体的重力大小.(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关,与接触面积的大小也无关.考点二 平衡条件的应用1. (2017·浙江11月选考·5)叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图8所示,质量均为m ,相互接触,球与地面间的动摩擦因数均为μ,则( )图8A .上方球与下方三个球间均没有弹力B .下方三个球与水平地面间均没有摩擦力C .水平地面对下方三个球的支持力均为43mgD .水平地面对下方三个球的摩擦力均为43μmg答案 C解析 将四个球看成一个整体,地面的支持力与球的重力平衡,设下方三个球中的一个球受到的支持力大小为F N ,因此3F N =4mg ,即F N =43mg ,所以选项C 正确.由力的平衡条件知,下面三个球对最上面的球有弹力,故最上面的球对下面三个球肯定有弹力,选项A 错误.对地面上的其中一个球进行受力分析,如图所示.由受力分析可知,选项B 错误;由于小球是受到地面的静摩擦力,因此不能通过F f =μF N 求解此摩擦力,选项D 错误.2. (2017·浙江4月选考·10)重力为G 的体操运动员在进行自由体操比赛时,有如图9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( )图9A .当θ=60°时,运动员单手对地面的正压力大小为G2B .当θ=120°时,运动员单手对地面的正压力大小为GC .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 答案 A解析 单手对地面的正压力大小,与θ无关,如图F 1=F 2=G2而手臂受力与夹角θ有关,所以选项A 正确,B 错误;不管角度如何,运动员受到的合力为零,选项C 错误;不管角度如何,运动员与地面之间的相互作用力总是等大,选项D 错误.3. (2016·浙江10月学考·13)如图10所示,质量为m 、电荷量为q 的带电小球A 用绝缘细线悬挂于O 点,带有电荷量也为q 的小球B 固定在O 点正下方绝缘柱上.其中O 点与小球A 的间距为l ,O 点与小球B 的间距为3l .当小球A 平衡时,悬线与竖直方向夹角θ=30°.带电小球A 、B 均可视为点电荷,静电力常量为k .则( )图10A .A 、B 间库仑力大小为F =kq 22l2B .A 、B 间库仑力大小为F =3mg 3C .细线拉力大小为F T =kq 23l2D .细线拉力大小为F T =3mg 答案 B解析 根据题意,OA =l ,OB =3l .当小球A 平衡时,悬线与竖直方向夹角θ=30°,由几何关系可知,△AOB 为等腰三角形,AB =AO =l ,对小球A 受力分析如图所示,由库仑定律得:F =kq 2AB2=kq 2l 2,故A 错误;△AOB 为等腰三角形,由于对称性,绳子拉力等于库仑力,且根据平衡条件得:F cos 30°=F T cos 30°=12mg ,即F =F T =3mg3,故B 正确,C 、D 错误. 4. (2015·浙江10月学考·11)如图11所示,一质量为m 、电荷量为Q 的小球A 系在长为l 的绝缘轻绳下端,另一电荷量也为Q 的小球B 位于悬挂点的正下方(A 、B 均视为点电荷),轻绳与竖直方向成30°角,小球A 、B 静止于同一高度.已知重力加速度为g ,静电力常量为k ,则两球间的静电力为( )图11A.4kQ2l 2B.kQ 2l2 C .mg D.3mg答案 A解析 根据库仑定律公式得F =kQQ(l sin 30°)2=4kQ2l 2,A 选项正确,B 选项错误.由于小球A 、B 均静止,对球A 受力分析如图所示,由平衡条件得F T sin 30°=F ,F T cos 30°=mg联立解得F =33mg ,C 、D 选项错误.5. (人教版必修1P61插图改编)两小孩共提总重力为G 的一桶水匀速前行,如图12所示,两人手臂用力大小均为F ,手臂间的夹角为θ.则( )图12A .当θ=60°时,F =G2B .当θ=90°时,F 有最小值C .当θ=120°时,F =GD .θ越大时,F 越小 答案 C解析 根据平衡条件得:2F cos θ2=G , 解得:F =G 2cosθ2,当θ=0°时,cos θ2值最大,则F =G 2,即为最小,当θ为60°时,F =33G ,当θ=90°时,F =22G ;当θ为120°时,F =G ,当θ越大时,则F 越大,故A 、B 、D 错误,C 正确.6. (2016·浙江台州中学期中)如图13所示是磁悬浮地球仪,地球仪依靠它与底座之间的磁力悬浮在底座的正上方保持静止,已知地球仪的质量为m ,底座的质量为M ,则底座对水平地面的作用力大小为( )图13A .0B .mgC .MgD .(m +M )g答案 D解析 将地球仪和底座看作整体,整体受到的重力为(m +M )g ,支持力为F N ,满足F N =(m +M )g ,根据牛顿第三定律可知底座对水平地面的作用力大小为(m +M )g ,选项D 正确.7. (2016·浙江绍兴一中期中)如图14所示,小球A 、B 带等量同种电荷,质量均为m ,都用长为L 的绝缘细线挂在绝缘的竖直墙上O 点,A 球靠墙且其悬线刚好竖直,B 球悬线偏离竖直方向θ角而静止,此时A 、B 两球之间的库仑力为F .由于外部原因小球B 的电荷量减少,使两球再次静止时它们之间的库仑力变为原来的一半,则小球B的电荷量减少为原来的( )图14A.12B.14C.18D.116 答案 C解析 小球B 受力如图所示.两绝缘细线的长度都是L ,则△OAB 是等腰三角形,根据力的合成及几何关系可知B 球悬线的拉力F T 与B 球的重力mg 大小相等,即mg =F T ,小球B 处于平衡状态,则库仑力F =2mg sin θ2,设原来小球带电荷量为q ,A 、B 间的距离是r ,则r =2L sinθ2,由库仑定律得F=kq2r2,后来库仑力变为原来的一半,则F 2=2mg sinθ′2,r′=2L sinθ′2,F2=kqq Br′2,解得q B=18q,故选C.8. 如图15所示,倾角为θ、质量为m的直角三棱柱ABC置于粗糙水平地面上,柱体与水平地面间的动摩擦因数为μ.现施加一个垂直于BC面向下的外力F,柱体仍保持静止,则地面对柱体的摩擦力大小等于( )图15A.μmg B.F sin θC.F cos θD.μ(F cos θ+mg)答案 B解析对三棱柱受力分析如图所示.F f=F sin θ,故B选项正确.9. (2017·湖州市期末)如图16所示,质量为m的光滑小球放在斜面和竖直挡板之间,当挡板从竖直位置逆时针缓慢转动到水平位置的过程中,斜面和挡板对小球的弹力大小的变化是( )图16A.斜面的弹力逐渐变大B.斜面的弹力先变小后变大C.挡板的弹力先变小后变大D.挡板的弹力逐渐变大答案 C解析 小球受力如图甲所示,因挡板是缓慢转动,所以小球处于动态平衡状态,在转动过程中,此三力(重力、斜面支持力、挡板弹力)组成矢量三角形的变化情况如图乙所示(重力大小、方向均不变,斜面对其支持力方向始终不变),由图可知此过程中斜面对小球的支持力不断减小,挡板对小球的弹力先减小后增大.动态平衡问题分析的常用方法1.解析法:一般把力进行正交分解,两个方向上列平衡方程,写出所要分析的力与变化角度的关系,然后判断各力的变化趋势.2.图解法:能用图解法分析动态变化的问题有三个显著特征:(1)物体一般受三个力作用;(2)其中有一个大小、方向都不变的力;(3)还有一个方向不变的力.考点三 平衡中的临界与极值问题1. 如图17所示,质量m =2.2 kg 的金属块放在水平地板上,在与水平方向成θ=37°角斜向上、大小为F =10 N 的拉力作用下,以速度v =5.0 m/s 向右做匀速直线运动.(cos 37°=0.8,sin 37°=0.6,取g =10 m/s 2)求:图17(1)金属块与地板间的动摩擦因数;(2)现换用另一个力F ′施加在金属块上,为使金属块向右做匀速直线运动,求F ′的最小值. 答案 (1)0.5 (2)2255N解析 (1)设地板对金属块的支持力为F N ,金属块与地板间的动摩擦因数为μ,因为金属块匀速运动,所以有F cos θ=μF Nmg =F sin θ+F N解得:μ=F cos 37°mg -F sin 37°=822-6=0.5.(2)分析金属块的受力,如图所示竖直方向:F ′sin α+F N ′=mg 水平方向:F ′cos α=μF N ′ 联立可得:F ′=μmgcos α+μsin α=μmg1+μ2sin (α+φ)所以F ′的最小值为2255N.2.如图18所示,质量均为m 的小球A 、B 用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于O 点,在外力F 的作用下,小球A 、B 处于静止状态.若要使两小球处于静止状态且悬线OA 与竖直方向的夹角θ保持30°不变,则外力F 的大小不可能为( )图18A.33mg B.52mg C.2mg D .mg答案 A解析 将A 、B 两球作为一个整体,受力分析如图所示,由图可以看出,外力F 与悬线OA 垂直时最小,F min =2mg sin θ=mg ,所以外力F 应大于或等于mg ,不可能为选项A.3.如图19所示,重50 N的物体A放在倾角为37°的粗糙斜面上,有一根原长为10 cm,劲度系数为800 N/m的弹簧,其一端固定在斜面顶端,另一端连接物体A后,弹簧长度为14 cm,现用力F沿斜面向下拉物体,若物体与斜面间的最大静摩擦力为20 N,当弹簧的长度仍为14 cm时,F的大小不可能为( )图19A.10 N B.20 NC.40 N D.0 N答案 C解析A在斜面上处于静止状态时合外力为零,A在斜面上受五个力的作用,分别为重力、支持力、弹簧弹力、摩擦力和拉力F,当摩擦力的方向沿斜面向上时,F+mg sin 37°≤F fm+k(l -l0),解得F≤22 N,当摩擦力沿斜面向下时,F最小值为零,即拉力的取值范围为0≤F≤22 N,故选C.1.临界与极值问题解题流程(1)对物体初始状态受力分析,明确所受各力的变化特点.(2)由关键词判断可能出现的现象或状态变化.(3)据初始状态与可能发生的变化间的联系,判断出现变化的临界条件或可能存在的极值条件.(4)选择合适的方法作图或列方程求解.2.解决临界与极值问题的常用方法(1)解析法:利用物体受力平衡写出未知量与已知量的关系表达式,根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况,利用临界条件确定未知量的临界值.(2)图解法:根据已知量的变化情况,画出平行四边形的边角变化,确定未知量大小、方向的变化,确定未知量的临界值.专题强化练(限时:30分钟)1.(2017·浙江名校协作体联考)鱼在水中沿直线水平向左减速游动过程中,水对鱼的作用力方向合理的是( )答案 C解析鱼在水中沿直线水平向左减速游动过程中,水对鱼的作用力和重力的合力产生向右的加速度,水对鱼的作用力方向斜向右上方.2. (2017·金华市期末)第31届夏季奥林匹克运动会于2016年8月5日至21日在巴西里约热内卢举行.中国选手王嘉男在跳远比赛中跳出了8米17的好成绩,排名第5.图1为王嘉男比赛精彩瞬间,针对此时王嘉男受力情况的分析合理的是( )图1A.只受重力B.受重力和空气阻力C.受重力、空气阻力、沙子的支持力D.受重力、空气阻力、沙子的支持力和摩擦力答案 B3.(2017·浙江“七彩阳光”联考)在弹簧测力计指针前的滑槽中嵌一块轻质小泡沫,测力计便增加了“记忆”功能.用该测力计沿水平方向拉木块.在拉力F增大到一定值之前,木块不会运动.继续缓慢增大拉力,木块开始运动,能观察到指针会突然回缩一下,之后弹簧测力计上的泡沫与指针位置如图2所示.下列判断正确的是( )图2A.小泡沫的左边缘“记忆”的示数等于最大静摩擦力B.小泡沫的左边缘“记忆”的示数等于滑动摩擦力C.小泡沫的右边缘“记忆”的示数等于最大静摩擦力D.小泡沫的右边缘“记忆”的示数等于滑动摩擦力答案 C解析木块刚要开始运动时,弹簧秤的示数为最大静摩擦力;小泡沫的右边缘“记忆”的示数等于最大静摩擦力.4. (2017·浙江“超级全能生”联考)有些自动扶梯是阶梯状的,人站在自动扶梯的水平踏板上,随扶梯斜向上匀速运动,如图3所示.以下说法正确的是( )图3A.人受到的合外力不为零B.人受到重力和支持力的作用C.人受到的合外力方向与速度方向相同D.人受到重力、支持力和摩擦力的作用答案 B解析由于匀速运动,人受到的合外力为零,不可能有摩擦力,否则不平衡了.5. (2017·宁波市诺丁汉大学附中高三上期中)如图4,球静置于水平地面OA上并紧靠斜面OB,一切摩擦不计,则( )图4A.小球只受重力和地面支持力B.小球一定受斜面的弹力C.小球受重力、地面支持力和斜面弹力D.小球受到的重力和对地面的压力是一对平衡力答案 A解析小球只受重力和地面支持力,斜面对球无弹力作用,选项A正确,B、C错误;小球受到的重力和地面对小球的支持力是一对平衡力,选项D错误;故选A.6.(2017·台州市9月选考)某木箱静止在水平地面上,对地面的压力大小为200 N,木箱与地面间的动摩擦因数为μ=0.45,与地面间的最大静摩擦力为95 N,小孩分别用80 N、100 N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力大小分别为( )A.80 N和90 N B.80 N和100 NC.95 N和90 N D.90 N和100 N答案 A7.(2016·诸暨市联考)如图5所示,用相同的弹簧测力计将同一个重物m,分别按甲、乙、丙三种方式悬挂起来,读数分别是F1、F2、F3、F4,已知θ=30°,则有( )图5A.F4最大B.F3=F2C.F2最大D.F1比其他各读数都小答案 C解析由平衡条件可知:F1=mg tan θ,F2cos θ=mg,2F3cos θ=mg,F4=mg,因此可知F1=33mg,F2=233mg,F3=33mg,故选项A、B、D错误,C正确.8. (2017·温州市十校期末联考)如图6所示,A、B为同一水平线上的两个固定绕绳装置,转动A、B,使光滑挂钩下的重物C缓慢竖直上升,下列说法正确的是( )图6A.绳子拉力大小不变B.绳子拉力大小逐渐减小C.两段绳子合力逐渐减小D.两段绳子合力不变答案 D解析重物受三个力,重力和两个拉力,重物C缓慢竖直上升时三力平衡,即有两个拉力的合力与重力平衡,所以两个拉力的合力一定,而两个拉力的夹角不断增大,故拉力不断增大,故D正确,A、B、C错误.9. (2017·金华市义乌模拟)在2015年9月3日抗战胜利70周年阅兵中,20架直升机组成数字“70”字样飞过天安门上空.如图7所示,为了使领航的直升机下悬挂的国旗不致上飘,在国旗的下端悬挂了重物,假设国旗与悬挂物(可看成一个物体)的质量为m,直升机的质量为M,直升机水平匀速飞行,在飞行过程中,悬挂国旗的细线始终与竖直方向的夹角为α.以下说法正确的是( )图7A .国旗受到2个力的作用B .细线的拉力大于mgC .空气对国旗的阻力大小为mg cos αD .空气给直升机的力方向竖直向上 答案 B解析 对国旗受力分析如图,国旗受三个力,重力、绳子的拉力和空气阻力,其中空气阻力与运动的方向相反,沿水平方向.根据共点力平衡得F =mgcos α,F f =mg tan α,故B 正确,A 、C 、D 错误.10.(2017·浙江名校协作体模拟)浙江省某中学校园环境优美,景色宜人,如图8甲所示,淡如桥是同学们必走之路,淡如桥是座石拱桥,图乙是简化图,用四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱,其中第3、4块固定在地基上,第1、2块间的接触面是竖直的,每块石块的两个侧面间所夹的圆心角为30°.假定石块间的摩擦力忽略不计,则第1、2石块间的作用力和第1、3石块间的作用力大小之比为( )甲 乙图8A.12B.33C.32 D.3 答案 C解析 对石块1受力分析,由F N12∶F N13=sin 60°=32知C 正确. 11. (2016·杭州市学考模拟)一串小灯笼(五只)彼此用轻绳连接,并悬挂在空中.在稳定水平风力作用下发生倾斜,绳与竖直方向的夹角为30°,如图9所示.设每只灯笼的质量均为m .由上往下第一只灯笼对第二只灯笼的拉力大小为( )图9A .23mg B.233mg C.833mg D .8mg答案 C解析 以下面四个灯笼作为研究对象,受力分析如图.由F T cos 30°=4mg , 得F T =833mg ,故C 正确.12. 如图10所示,质量为m 的正方体和质量为M 的正方体放在两竖直墙和水平面间,处于静止状态.m 和M 的接触面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g ,若不计一切摩擦,下列说法正确的是( )图10A .水平面对正方体M 的弹力大小大于(M +m )gB .水平面对正方体M 的弹力大小为(M +m )g cos αC .墙面对正方体m 的弹力大小为mg tan αD .墙面对正方体M 的弹力大小为mgtan α答案 D解析 由于两墙面竖直,对M 和m 整体受力分析可知,水平面对M 的弹力大小等于(M +m )g ,A 、B 错误;在水平方向,墙对M 和m 的弹力大小相等、方向相反,对m 受力分析如图所示,根据平行四边形定则可得m 受到的墙对它的弹力大小为mgtan α,所以M 受到墙面的弹力大小也为mgtan α,C 错误,D 正确.13. (2016·浙江北仑中学期末)如图11所示,一个铁架台放在水平地面上,其上用轻质细线悬挂一个小球,开始时细线竖直.现将水平力F 作用于小球上,使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置,铁架台始终保持静止.则在这一过程中( )图11A .水平拉力F 先变小后变大B .细线的拉力不变C .铁架台对地面的压力变大D .铁架台所受地面的摩擦力变大 答案 D解析 对小球受力分析,如图所示,小球受细线拉力、重力、水平力F .根据平衡条件,有F =mg tan θ,θ逐渐增大,则F 逐渐增大,故A 错误;由图可知,细线的拉力F T =mgcos θ,θ增大,F T 增大,故B 错误;以整体为研究对象,根据平衡条件得F f =F ,则F f 逐渐增大,F N =(M +m )g ,F N 保持不变,故D 正确,C 错误.14. 如图12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 点上可施加的力的最小值为( )图12A .mg B.33mg C.12mg D.14mg答案 C解析 分析结点C 的受力如图甲所示,由题意可知,绳CA 与竖直方向间夹角为α=30°,则可得:F D =mg tan α=33mg ,再分析结点D 的受力如图乙所示,由图可知,F D ′与F D 大小相等且方向恒定,F B 的方向不变,当在D 点施加的拉力F 与绳BD 垂直时,拉力F 最小,即F =F D ′cos 30°=12mg ,C 正确.15. 如图13所示,位于竖直侧面的物体A 的质量m A =0.2 kg ,放在水平面上的物体B 的质量m B =1.0 kg ,绳和滑轮间的摩擦不计,且绳的OB 部分水平,OA 部分竖直,A 和B 恰好一起匀速运动,g 取10 m/s 2.图13(1)求物体B 与水平面间的动摩擦因数.(2)如果用水平力F 向左拉物体B ,使物体A 和B 做匀速运动需多大的拉力? 答案 (1)0.2 (2)4 N解析 (1)因物体A 和B 恰好一起匀速运动,所以物体A 、B 均处于平衡状态.由平衡条件得 对A :F T -m A g =0 对B :F T -μF N =0F N -m B g =0解得:μ=0.2(2)如果用水平力F 向左拉物体B ,使物体A 和B 做匀速运动,此时水平绳的拉力与滑动摩擦力的大小均不变,对物体B 由平衡条件得F -F T -μF N =0解得:F =4 N.16. (2016·金华市十校模拟)如图14所示,某同学用大小为5 N 、方向与竖直黑板面成θ=53°的力将黑板擦沿黑板表面竖直向上缓慢推动,黑板擦无左右运动趋势.已知黑板的规格为4.5×1.5 m 2,黑板的下边缘离地的高度为0.8 m ,黑板擦(可视为质点)的质量为0.1 kg ,g =10 m/s 2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.图14(1)求黑板擦与黑板间的动摩擦因数μ;(2)当她擦到离地高度2.05 m时,黑板擦意外脱手沿黑板面竖直向下滑落,求黑板擦砸到黑板下边缘前瞬间的速度大小.答案(1)0.5 (2)5 m/s解析(1)对黑板擦受力分析如图所示:水平方向:F sin θ=F N ①竖直方向:F cos θ=mg+F f ②另有:F f=μF N③联立①②③可得:μ=0.5(2)由受力分析可知:黑板擦脱手后做自由落体运动自由落体:v2=2gh代入数据可得:v=5 m/s.。
专题强化二受力分析物体的平衡·天津市河东区二模]如图所示,壁虎在竖直墙面上斜向上匀速爬行,关于它在此平面内的受力分析,下列图示中正确的是( )如图所示,两根轻弹簧下端连接在小球上.当小球静止,弹簧a、b与竖直方向的夹角分别为°=0.8,则a、b重力为G的体操运动员在进行自由体操比赛时,有如受五个力,图乙中C受三个力可能有摩擦力一定有向上的摩擦力如图所示,一定质量的小物体作用下,当细线与竖直方向夹角为C.当施加垂直于细线方向的拉力时,细线受到沿线方向的拉力大小等于2FD.当施加垂直于细线方向的拉力时,细线与竖直方向的夹角大于60°6.[2018·石嘴山一模]如图所示,在水平地面上放置一倾角为θ的斜面体,斜面体的顶端有一光滑的定滑轮,一根跨过定滑轮的细绳将质量为M的盒子A与质量为m的物体B相连,现向A中缓慢加入沙子,整个系统始终保持静止.在加入沙子的过程中,下列说法正确的是( )A.绳子的拉力逐渐增大 B.A所受的摩擦力逐渐增大C.A对斜面的压力逐渐增大 D.地面对斜面体的摩擦力逐渐增加7.[2018·永州三模]科技的发展正在不断地改变着我们的生活,图甲是一款放在水平桌面上的手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上.图乙是手机静止吸附在该手机支架上的侧视图,若手机的重力为G,下列说法正确的是( )A.手机受到的支持力大小为G cosθB.手机受到的摩擦力大小大于G sinθC.纳米材料对手机的作用力方向竖直向上D.纳米材料对手机的作用力大小为G sinθ8.[2018·银川一中一模]如图甲所示,水平地面上固定一倾角为30°的表面粗糙的斜劈,一质量为m的小物块能沿着斜劈的表面匀速下滑.现对小物块施加一水平向右的恒力F,使它沿该斜劈表面匀速上滑,如图乙所示,则F大小应为( )如图所示,两块固定且相互垂直的光滑挡板固定在轻弹簧的两端,现有一个水平向左的推力,作用于推动小球b,使之缓缓到达(2)①根据上述的实验过程,对实验数据进行分析可知,下列说法正确的是________(选填选项前的字母).A.弹簧弹力大小与弹簧的总长度成正比B.弹簧弹力大小与弹簧伸长的长度成正比C.该弹簧的劲度系数约为25 N/mD.该弹簧的劲度系数约为2500 N/m②在匀变速直线运动的速度v随时间t变化关系图象中,图线与坐标轴围成的面积的物理意义表示位移.请类比思考,(1)问的F-x图象中图线与坐标轴围成的面积的物理意义.12.(6分)[2018·陕西一模]一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品,在家中做验证力的平行四边形定则的实验.(1)如图甲,在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶,记下水壶静止时电子秤的示数F;(2)如图乙,将三根细线L1、L2、L3的一端打结,另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶杯带上.水平拉开细线L1,在白纸上记下结点O的位置、________和电子秤的示数F1;(3)如图丙,将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上,并将L1拴在其上.手握电子秤沿着(2)中L2的方向拉开细线L,使三根细线的方向与(2)中________重合,记录电子秤的示数F2;(4)在白纸上按一定标度作出电子秤拉力F、F1、F2的图示,根据平行四边形定则作出F、F2的合力F′的图示,若________,则力的平行四边形定则得到验证.1三、计算题:本题共3小题,共38分.13.(12分)[2018·重庆市铜梁区模拟]如图所示,两个轻质弹簧的劲度系数分别为k=1 N/cm、k2=2 N/cm,它们一端固定在质量为m=1 kg的物体A上,另一端分别固定1于水平地面上的Q点和一固定轻质薄板的P点(两弹簧均呈竖直状态),当物体A平衡时,下方弹簧恰好处于原长,若只把A换成质量为3 m的物体B(弹簧均在弹性限度内),当物体B平衡时,求:下方弹簧所受弹力大小(重力加速度为g=10 m/s2).°,其中F a=k1x1,F1x2=选项正确.分析运动员的受力情况,无论夹角θ为多少,运动员处于平衡状态,根据平衡tan30°,F=T2F,A选项正确,3,解得sinθ=mg cos30°+F sin30°,其中研究左段电线,如图所示:增大,则电线最高处的张力根据几何关系可知,电线最低点的张力F1变大,B定,受力平衡,夏季、冬季杆对地面的压力恒定不变,拉力的合力与线杆的重力之和等于杆对地面的压力,恒定不变,的受力情况,如图所示:①分析图象结合表格数据可知,弹簧弹力大小与弹簧伸长量成正比,选项正确;根据胡克定律可知,图象中斜率代表弹簧的劲度系数,劲度系数为②力与位移的乘积为功,利用微元法,在很短时间里弹力是恒定不变的,则象中图线与坐标轴围成的面积的物理意义是弹力做的功.根据共点力的平衡条件可知,10 N.(2)研究物体A的受力情况,如图所示:沿斜面方向上,m A g sinα+T2=F f+T1. 解得,F f=0.。
选择题1物体的平衡1. (多选)(2018四川雅安三诊)如图所示,将一横截面为扇形的物体〃放在水平面上,一滑块力放在 物体〃上,除了物体〃与水平面间的摩擦力Z 外,其余摩擦忽略不计。
已知物体〃的质量为网滑块 〃的质量为/〃,重力加速度为4当整个装置静止时,/』、〃接触面的切线与竖直的挡板之间的夹角为 0,下列选项正确的是()A. 物体〃对水平面的压力大小为Ql+iii )gB. 物体B 受到水平面的摩擦力大小为飓tern 0C. 将物体〃缓慢向左移动一小段距离,滑块昇对物体〃的压力将变小D. 将物体〃缓慢向左移动一小段距离,滑块A 与竖直挡板之间的弹力将变大2. (单选)(2018河南驻马店二检)如图所示,欲使在粗糙斜面上匀速下滑的木块〃停下,可采用的方 法是()A. 增大斜面的倾角B. 在木块A 上再叠放一个重物C. 对木块A 施加一个竖直向下的力D. 对木块施加一个垂直于斜面的力3. (单选)(2018安徽宿州一质检)如图所示。
两根轻弹簧臼、b 的上端固定在竖直墙壁上,下端连接 在小球上。
当小球静止时,弹簧日、方与竖直方向的夹角分别为53°和37°。
已知日、方的劲度系 数分别为人、&2。
sin53° 4). &则/ 〃两弹簧的伸长量之比为()4^21\・両4. (单选)(2018山西长治、运城、大同、朔州、阳泉联考)如图所示,光滑的圆环固定在竖直平面内, 圆心为0,三个完全相同的小圆环臼、b 、c 穿在大环上,小环c 上穿过一根轻质细绳,绳子的两端分 别固定着小环臼、方,通过不断调整三个小环的位置,最终三小环恰好处于平衡位置,平衡吋白、方之3k 2B. 4的儿日与大环间的弹力大小为朽〃矽C. c 受到绳子的拉力大小为3/矽B. 绳子的拉力大小为"7/矽 D ・Q 与大环间的弹力大小为3mg间的距离等于绳子长度的一半。
已知小环的质量为刃,重力加速度为禺轻绳与c的摩擦不计。
(新资料卷)河北2019年高考物理二轮专项练习力及物体的平衡教案力及物体的平衡【一】力的分类1、按性质分重力〔万有引力〕、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力……〔按现代物理学理论,物体间的相互作用分四类:长程相互作用有引力相互作用、电磁相互作用;短程相互作用有强相互作用和弱相互作用。
宏观物体间只存在前两种相互作用。
〕2、按效果分压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力……3、按产生条件分场力〔非接触力,如万有引力、电场力、磁场力〕、接触力〔如弹力、摩擦力〕。
【二】重力地球上一切物体都受到地球的吸引,这种由于地球吸引而使物体受到的力叫做重力。
重力又能够叫做重量。
实际上重力G 只是万有引力F 的一个分力。
对地球表面上的物体,万有引力的另一个分力是使物体随地球自转的向心力f ,如下图。
由于f 比G 小得多〔f与G 的比值不超过0.35%〕,因此高考说明中明确指出:在地球表面附近,能够认为重力近似等于万有引力。
物体各部分都要受到重力作用。
从效果上看,我们能够认为各部分受到的重力作用都集中在一点,这一点叫做物体的重心。
重心可能在物体内,也可能在物体外。
【三】弹力1、弹力的产生条件弹力的产生条件是:两个物体直截了当接触,并发生弹性形变。
2、弹力的方向⑴压力、支持力的方向总是垂直于接触面指向被挤压或被支持的物体。
⑵绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。
例1、如下图,光滑但质量分布不均的小球,球心在O ,重心在P ,静止在竖直墙和桌角之间。
试画出小球所受的弹力。
解:由于弹力的方向总是垂直于接触面,在A 点,弹力F 1应该垂直于球面,因此沿半径方向指向球心O ;在B 点弹力F 2垂直于墙面,因此也沿半径指向球心O 。
关于圆球形物体,所受的弹力必定指向球心,但不一定指向重心。
〔由于F 1、F 2、G 为共点力,重力的作用线必须通过O 点,因此P 、O 必在同一竖直线上,P 点可能在O 的正上方〔不稳定平衡〕,也可能在O 的正下方〔稳定平衡〕。
选择题专项训练(二)(时间:20分钟 满分:48分)本卷共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项屮,1帀题只有一个选项符合题目要 求,6 *题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.一只蜗牛从半球形小碗内的最低点沿碗壁向上缓慢爬行,在英滑落Z 前的爬行过程屮受力情况是 ()A. 碗对蜗牛的支持力变大B. 碗对蜗牛的摩擦力变大C. 碗对蜗牛的作用力变小D. 地面对碗的摩擦力逐渐变小2.某物体做直线运动的厂广图象如图甲所示,据此判断图乙(F 表示物体所受合力,十表示物体运动的 时间)四个选项正确的是()3. 在中国航天骄人的业绩中有这些记载:天宫一号在离地面343 km 的圆形轨道上飞行;嫦娥一号 在距月球表面高度为200 km 的圆形轨道上飞行;北斗卫星导航系统由同步卫星(地球静止轨道卫星, 在赤道平面,距赤道的高度约为36 000 km )和倾斜同步卫星(周期与地球自转周期相等,但不定点于某地上空)等组TV™成。
则下列分析正确的是()3nA. 设天宫一号绕地球运动的周期为7;用G 表示引力常量,则用表达式 求得的地球平均密度比真 实值要大B. 天宫一号的飞行速度比同步卫星的飞行速度要小C. 同步卫星和倾斜同步卫星同周期、同轨道半径,但二者的轨道平面不在同一平面内D. 嫦娥一号与地球的距离比同步卫星与地球的距离小4. 图甲是某景点的山坡滑道图片,为了探究滑行者在滑道直线部分力尸滑行的时间,技术人员通过测 量绘制出如图乙所示的示意图。
是滑道的竖直高度,〃点是昇C 竖直线上的一点,且有AD 二DE25 m, 滑道/IF 可视为光滑的,滑行者从坡顶A 点由静止开始沿滑道/IF 向下做直线滑动,g 収10 m/s 2,则滑 行者在滑道/IF 上滑行的时间为 ()A. © sB.2 sC. « s 1).2^ s 质量为刃的物体沿着半径为厂的半球形金属球壳滑到最低点时的速度大小为r,如图所示,若物体与 球壳之间的动摩擦因数为",则物体在最低点时的()A. 向心加速度为mu^c.对球壳的压力为rB •向心力为m甲 A乙D.受到的摩擦力为m/ \\N: \! '・dc6.(2018 •全国卷〃)如图所示,同一平面内的臼、方、c、〃四点处于匀强电场屮,电场方向与此平面平行,対为臼、c连线的屮点,河为方、〃连线的屮点。
专题一力与运动第一讲力与物体平衡1.[如图所示,三个形状不规则的石块a、b、c在水平桌面上成功地叠放在一起。
下列说法正确的是()A.石块b对a的支持力一定竖直向上B.石块b对a的支持力一定等于a受到的重力C.石块c受到水平桌面向左的摩擦力D.石块c对b的作用力一定竖直向上解析:选D由题图可知,a与b的接触面不是水平面,可知石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力,跟a受到的重力是一对平衡力,故A、B错误;以三个石块作为整体研究,整体受到的重力与支持力是一对平衡力,则石块c不会受到水平桌面的摩擦力,故C错误;选取a、b作为整体研究,根据平衡条件,石块c对b的作用力与其重力平衡,则石块c对b的作用力一定竖直向上,故D正确。
2.[考查摩擦力的有无及方向判断]如图所示,超市为方便顾客,安装了智能化的倾斜向上的自动扶梯(无台阶)。
在没有乘客乘行时,自动扶梯以较小的速度匀速运行,当乘客站立乘行(手不扶扶手)时,自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行。
则该扶梯在运送乘客的过程中()A.扶梯匀速运行时,乘客不受摩擦力作用B.扶梯匀速运行时,乘客对扶梯的作用力方向竖直向下C.扶梯加速运行时,扶梯对乘客的摩擦力方向与运动方向相反D.扶梯加速运行时,扶梯对乘客的作用力方向与运动方向相反解析:选B扶梯匀速运行时,乘客所受的摩擦力等于重力沿扶梯向下的分力,选项A 错误;匀速运动阶段,乘客处于平衡状态,扶梯对乘客的作用力竖直向上,乘客对扶梯的作用力方向竖直向下,选项B正确;扶梯加速运行时,由于智能化的自动扶梯无台阶,乘客站在斜面上,乘客的加速度的方向沿斜面向上,乘客要受到沿斜面向上的摩擦力的作用,与运动方向相同,选项C错误;加速度有水平方向的分量,扶梯对乘客的摩擦力有水平方向的分力,所以扶梯对乘客的作用力指向斜上方,选项D错误。
3.[考查力的合成与分解]在如下所示的甲、乙、丙、丁四图中,滑轮本身的重力忽略不计,滑轮的轴O安装在一根轻木杆P上,一根轻绳ab绕过滑轮,a端固定在墙上,b端下面挂一个质量都是m的重物,当滑轮和重物都静止不动时,甲、丙、丁图中杆P与竖直方向夹角均为θ,图乙中杆P在竖直方向上,假设甲、乙、丙、丁四图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为F甲、F乙、F 丙、F丁,则以下判断中正确的是()A.F甲=F乙=F丙=F丁B.F丁>F甲=F乙>F丙C.F甲=F丙=F丁>F乙D.F丙>F甲=F乙>F丁解析:选B由于两个绳子的拉力大小等于重物的重力大小,即四个选项中绳子的拉力是大小相等的,根据平行四边形定则知两个力的夹角越小,则合力越大,即滑轮两边绳子的夹角越小,绳子拉力的合力越大,故丁图中绳子夹角最小,绳子拉力的合力最大,则滑轮受到木杆的弹力最大,丙图中绳子夹角最大,绳子拉力的合力最小,则滑轮受到木杆的弹力最小,甲、乙两图中绳子的夹角相等,绳子拉力的合力相等,故滑轮受到木杆的弹力大小F甲=F乙,所以F丁>F甲=F乙>F丙,故选B。
2019高考物理二轮重点新题分类汇编--专项一物体的平衡 特别说明:因时间关系,本资料试题未经校对流程,使用时请注意。
1.【2018•苏北四市二次调考】如下图吊床用绳子拴在两棵树上等高位置。
某人先坐在吊床上,后躺在吊床上,均处于静止状态。
设吊床两端系绳中的拉力为F1、吊床对该人的作用力为F2,那么()A 、坐着比躺着时F1大B 、躺着比坐着时F1大C 、坐着比躺着时F2大D 、躺着比坐着时F2大【答案】A【解析】设绳子与水平方向的夹角为θ,在竖直方向上由平衡条件有θsin 2F G =,所以F =θsin 2G,因坐着比躺着竖直方向的夹角小一些,所以拉力也大,应选项A 正确.选项B 错,两种吊床对该人的作用力大小为人的重力,所以选项CD 错2.【2018•安徽淮北市一模】2017年10月7日-16日在日本东京举行的第43届世界体操锦标赛上,我国选手陈一冰勇夺吊环冠军,成就世锦赛四冠王、比赛中他先双手撑住吊环,然后身体下移,双臂缓慢张开到图示位置,此时连接吊环的绳索与竖直方向的夹角为θ、他的体重为G ,吊环和绳索的重力不计、那么每条绳索的张力为()A 、αcos 2GB 、αsin 2GC 、2G COS αD 、2GSIN ɑ【答案】A【解析】解析:取运动员为研究对象,他受到重力和绳索的拉力,三个力为共点力。
绳索与竖直方向的夹角为α,在竖直方向上由平衡条件有sin 2F G =α,所以F =αcos 2G应选项A 正确.3.【2018•湖南名校联考】如下图为我国国家大剧院外部呈椭球型。
假设国家大剧院的屋顶为半球形,因特殊原因要执行维修任务,在竖直放置的穹形光滑支架上,一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G 、现将轻绳的一端固定于支架上的A 点,另一端从C 点〔C 点与A 点等高〕沿支架缓慢地向B 点靠近、那么绳中拉力大小变化的情况是A 、先不变后变大B 、先不变后变小C 、先变大后不变D 、先变小后不变【答案】B【解析】分析轻质滑轮的受力如下图,由滑轮模型的特点可知T1=T2根据平衡条件可知,T1、T2合力与G 等大反向,且T1=T2。
选择题1 物体的平衡
1.(多选)(2018四川雅安三诊)如图所示,将一横截面为扇形的物体B放在水平面上,一滑块A放在物体B上,除了物体B与水平面间的摩擦力之外,其余摩擦忽略不计。
已知物体B的质量为M,滑块A的质量为m,重力加速度为g。
当整个装置静止时,A、B接触面的切线与竖直的挡板之间的夹角为θ,下列选项正确的是()
A.物体B对水平面的压力大小为(M+m)g
B.物体B受到水平面的摩擦力大小为mg tan θ
C.将物体B缓慢向左移动一小段距离,滑块A对物体B的压力将变小
D.将物体B缓慢向左移动一小段距离,滑块A与竖直挡板之间的弹力将变大
2.(单选)(2018河南驻马店二检)如图所示,欲使在粗糙斜面上匀速下滑的木块A停下,可采用的方法是()
A.增大斜面的倾角
B.在木块A上再叠放一个重物
C.对木块A施加一个竖直向下的力
D.对木块施加一个垂直于斜面的力
3.(单选)(2018安徽宿州一质检)如图所示。
两根轻弹簧a、b的上端固定在竖直墙壁上,下端连接在小球上。
当小球静止时,弹簧a、b与竖直方向的夹角分别为53°和37°。
已知a、b的劲度系数分别为k1、k2。
sin 53°=0.8,则a、b两弹簧的伸长量之比为()
A. B. C. D.
4.(单选)(2018山西长治、运城、大同、朔州、阳泉联考)如图所示,光滑的圆环固定在竖直平面内,圆心为O,三个完全相同的小圆环a、b、c穿在大环上,小环c上穿过一根轻质细绳,绳子的两端分
别固定着小环a、b,通过不断调整三个小环的位置,最终三小环恰好处于平衡位置,平衡时a、b之
间的距离等于绳子长度的一半。
已知小环的质量为m,重力加速度为g,轻绳与c的摩擦不计。
则()
A.a与大环间的弹力大小为mg
B.绳子的拉力大小为mg
C.c受到绳子的拉力大小为3mg
D.c与大环间的弹力大小为3mg
5.(单选)(2018山东淄博模拟)如图甲所示,水平地面上固定一倾角为30°的表面粗糙的斜劈,一质量为m的小物块能沿着斜劈的表面匀速下滑。
现对小物块施加一水平向右的恒力F,使它沿该斜劈
表面匀速上滑。
如图乙所示,则F大小应为()
A.mg
B.mg
C.mg
D.mg
6.(单选)(2018江西七校联考)如图所示,小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上,小球B用
水平轻弹簧拉着系于竖直板上,两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连,两球均处于静止状态,已知B球质量为m,O点在半圆柱体圆心O1的正上方,OA与竖直方向成30°角,OA长度与半圆柱体半径相等,OB与竖直方向成45°角,则下列叙述正确的是()
A.小球A、B受到的拉力T OA与T OB相等,且T OA=T OB=mg
B.弹簧弹力大小为mg
C.A球质量为m
D.光滑半圆柱体对A球支持力的大小为mg
7.(多选)(2018山西晋城二模)如图所示,在竖直平面内,一轻质绝缘弹簧上端固定在P点,下端与带电小圆环连接,带电小圆环套在半径为R的光滑绝缘大圆环上,大圆环的圆心O点固定一个带电小球,带电小圆环与带电小球均可看做点电荷,它们的电性相同且电荷量大小均为q,P点在O点的正
上方,当把带电小圆环放在大圆环A、B位置时,带电小圆环均能保持平衡,且B点与O点在同一水
平线上,带电小圆环在B位置平衡时,大圆环与带电小圆环之间刚好无相互作用力,已知∠APO=∠AOP=30°,静电力常量为k,则下列说法正确的是()
A.带电小圆环在A位置时弹簧一定处于压缩状态
B.带电小圆环在A位置平衡时,大圆环与带电小圆环之间无弹力
C.带电小圆环的重力为k
D.弹簧的劲度系数为k
8.(单选)(2018河北衡水中学第一次调研)如图所示,光滑的大圆环固定在竖直平面上,圆心为O 点,P为环上最高点,轻弹簧的一端固定在P点,另一端栓连一个套在大环上的小球,小球静止在图示位置平衡,则()
A.弹簧可能处于压缩状态
B.大圆环对小球的弹力方向可能指向O点
C.小球受到弹簧的弹力与重力的合力一定指向O点
D.大圆环对小球的弹力大小可能小于小球的重力,也可能大于小球的重力
选择题1物体的平衡
1.AD解析对物体A受力分析,如图所示:
根据平衡条件,有:F1=,F2=,将物体B缓慢向左移动一小段距离,θ变小,根据牛顿第三定律,A对B的压力大小变大,滑块A与竖直挡板之间的弹力将变大,故C错误,D正确;对AB整体受力分析,受重力、地面支持力、墙壁支持力、地面的静摩擦力,如图所示:
根据平衡条件,地面支持力大小F N=(M+m)g,地面的摩擦力大小f=F2=,再根据牛顿第三定律,物体B对地压力大小为(M+m)g,故B错误,A正确;故选AD。
2.D解析木块匀速滑下,合力为零,根据平衡条件得mg sin θ=μmg cos θ;若增大斜面的倾角θ,重力沿斜面向下的分力mg sin θ增大,滑动摩擦力f=μmg cos θ减小,木块的合力方向将沿斜面
向下,木块做加速运动,故A错误。
对木块A施加一个竖直向下的力,由于(F+mg)sin
θ=μ(F+mg)cos θ,木块的合力仍为零,仍做匀速运动,不可能停下,故C错误。
由A项分析可
知,mg sin θ=μmg cos θ,得sin θ=μcos θ,与质量无关,在木块A上再叠放一个重物后,整体匀速下滑,不可能停下,故B错误。
对木块A施加一个垂直于斜面的力F,重力沿斜面向下的分力
mg sin θ不变,而滑动摩擦力f=μ(F+mg cos θ)增大,合力方向沿斜面向上,木块做减速运动,可以使木块停下,故D正确。
3.B解析作出小球的受力分析图如图所示:
根据平衡条件得:F=mg,故a弹簧的弹力F1=F cos 53°=,b弹簧的弹力F2=F cos 37°=,根据胡克定理F=kx,得x=,则伸长量之比为,故B正确。
4.C解析三个小圆环能静止在光滑的圆环上,由几何知识知:abc恰好能组成一个等边三角形,对
a受力分析如图所示:
在水平方向上:T sin 30°=N sin 60°
在竖直方向上:T cos 30°=mg+N cos 60°
解得:N=mg;T=mg,故AB错;
c受到绳子拉力的大小为:
T'=2T cos 30°=3mg,故C正确。
以c为对象受力分析得:
在竖直方向上:N1=mg+2T cos 30°
解得:N1=mg+2mg×=4mg,故D错误;
综上所述本题答案是C。
5.A解析小物块能沿着斜劈的表面匀速下滑,则有mg sin 30°=μmg cos 30°,可得小物块与斜劈表面间的动摩擦因数μ=tan 30°,由小物块能沿着斜劈表面匀速上滑,受力分析如图所示:
根据平衡条件:
沿斜面方向:
F cos 30°-f-mg sin 30°=0
垂直斜面方向:
N=mg cos 30°+F sin 30°
又f=μN,
联立可得:F=mg,故A正确,BCD错误。
6.C解析对B受力分析可知:细绳的拉力T OB=mg,则T OA=T OB=mg,选项A错误;弹簧弹力大小F=mg tan 45°=mg,选项B错误;对A球受力分析可知:m A g=2T OA cos 30°,解得:m A=m,选项C正确;光滑半圆柱体对A球支持力的大小为F N=T OA=mg,选项D错误,故选C。
7.BD解析在B位置,对带电小圆环受力分析可知:G=k×ta n 60°=,选项C错误;若弹簧给带电小圆环斜向下的弹力,不论有没有大圆环的弹力,带电小圆环都不可能平衡,故弹簧一定处于拉伸状态,选项A错误;对带电小圆环受力分析,假设两圆环之间的相互作用力为F,由平衡知
识:2cos 30°=G,解得F=0,即在A位置两圆环之间无相互作用力,选项B正确;由平衡条件可知,AB两位置的弹簧弹力分别为:F A=k,F B=,弹簧形变量为Δx=R,由胡克定律得弹簧的劲度系数为k'=,选项D正确;故选BD。
8.C解析若弹簧处于压缩状态,则对小球受力分析可知,重力向下,大圆环对小球的弹力指向O点,弹簧弹力沿PQ向下,则由平衡条件可知,此三力不可能平衡,选项A错误;因弹簧处于被拉伸状态,
则大圆环对小球的弹力方向沿半径方向向外,不可能指向O点,选项B错误;因小球受重力、弹簧的弹力以及大圆环的弹力作用,由平衡条件可知,小球受到弹簧的弹力与重力的合力一定与大圆环对
小球的弹力等大反向,指向O点,选项C正确;根据平行四边形法则,结合几何关系可知,大圆环对小球的弹力大小等于小球的重力,选项D错误;故选C。