高考物理力与物体的平衡含答案专题复习

高考物理力与物体的平衡含答案专题复习

高考物理-力与物体的平衡（含答案）-专题复习 一、选择题 ‎1、如图7所示，三角形ABC是固定在水平面上的三棱柱的横截面，∠A＝30°，∠B＝37°，C处有光滑小滑轮，质量分别为m1、m2的两物块通过细线跨放在AC面和BC面上，且均恰好处于静止状态，已知AC面光滑，物块2与BC面间的动摩擦因数μ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则两物块的质量比m1∶m2不可能是(　　)‎ 图7‎ A．1∶3                                  B．3∶5  ‎ C．5∶3                                  D．2∶1‎ ‎2、如图6所示，一个半球形的碗固定在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量分别为m1和m2的小球A、B。当它们处于平衡状态时，碗内的细线与水平方向的夹角为60°，小球B位于水平地面上，设此时半球形的碗对A的弹力为F，小球B对地面的压力大小为FN，细线的拉力大小为T，则下列说法中正确的是(　　)‎ 图6‎ A．FN＝(m2－m1)g                          B．FN＝m2g－m1g C．T＝0                                  D．F＝m1g ‎3、如图2所示，一光滑小球静置在光滑半球面上，被竖直放置的光滑挡板挡住，现水平向右缓慢地移动挡板，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止)，挡板对小球的推力F、半球面对小球的支持力FN的变化情况是(　　)‎ 图2‎ A．F增大，FN减小                        B．F增大，FN增大 C．F减小，FN减小                        D．F减小，FN增大 ‎4、减速带是交叉路口常见的一种交通设施，车辆驶过减速带时要减速，以保障行人的安全。当汽车前轮刚爬上减速带时，减速带对车轮的弹力为F，下图中弹力F画法正确且分解合理的是（    ）‎ ‎5、如图，起重机吊起钢梁时，钢梁上所系的钢丝绳分别有a、b、c三种方式，下列说法中正确的是  ‎ A．a绳容易断                             B．b绳容易断 C．c绳容易断                             D．三种情况下绳子受力都一样 ‎6、如图所示，质量为M、半径为R的半圆形容器静放在粗糙水平地面上，O为圆心．有一原长为2R，劲度系数为的轻弹簧一端固定在圆心O处，另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点。OP与水平方向的夹角为θ＝30°．下列说法正确的是 ‎ A．小球受到轻弹簧的弹力大小为 ‎ ‎ B．小球受到的摩擦力大小为 ‎ ‎ C．小球受到容器的支持力大小为 D．地面对容器支持力大小为 ‎7、半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN。在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止。如图所示是这个装置的纵截面图。若用外力使MN保持竖直，缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止。在此过程中，下列说法中正确的是                       （   ）‎ A．MN对Q的弹力逐渐减小 B．地面对P的摩擦力逐渐增大 C．P、Q间的弹力先减小后增大 D．Q所受的合力逐渐增大 ‎8、物体b在水平推力f作用下，将物体a挤压在竖直墙壁上，如图所示，a、b 处于静止状态，关于a、b两物体的受力情况，下列说法正确的是(  )‎ a.墙壁对a的摩擦力大于b对a的摩擦力 b.a共受到四个力的作用 c.b共受到三个力的作用 d.墙壁对a的摩擦力大小随f的增大而增大 二、多项选择 ‎9、如图10所示，用两根完全相同的橡皮筋M、N将两个质量均为m＝1 kg的可视为质点的小球A、B拴接在一起，并悬挂在水平天花板上，在小球A上施加一水平向左的恒力F，当系统处于静止状态时，橡皮筋M与竖直方向的夹角为60°。假设两橡皮筋的劲度系数均为k＝5 N/cm，且始终处在弹性限度以内，重力加速度取g＝10 m/s2。则(　　)‎ 图10‎ A．橡皮筋M的伸长量为4 cm B．橡皮筋N的伸长量为2 cm C．水平恒力的大小为10 N D．如果将水平恒力撤去，则小球B的瞬时加速度为零 ‎10、如图8所示，一根通电的导体棒放在倾斜的粗糙斜面上，置于图示方向的匀强磁场中，处于静止状态。现增大电流，导体棒仍静止，则在增大电流过程中，导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是(　　)‎ 图8‎ A．一直增大                            B．先减小后增大 C．先增大后减小                          D．始终为零 ‎11、某老师用图示装置探究库仑力与电荷量的关系。A、B是可视为点电荷的两带电小球，用绝缘细线将A悬挂，实验中在改变电荷量时，移动B并保持A、B连线与细线垂直。用Q和q表示 A、B的电荷量，d表示A、B间的距离，θ(θ不是很小)表示细线与竖直方向的夹角，x表示A偏离O点的水平距离，实验中(　　)‎ 图13‎ A．d应保持不变 B．B的位置在同一圆弧上 C．x与电荷量乘积Qq成正比 D．tan θ与A、B间库仑力成正比 ‎12、如图11所示，用一段绳子把轻质滑轮吊装在A点，一根轻绳跨过滑轮，绳的一端拴在井中的水桶上，人用力拉绳的另一端，滑轮中心为O点，人所拉绳子与OA的夹角为β，拉水桶的绳子与OA的夹角为α。人拉绳沿水平面向左运动，把井中质量为m的水桶匀速提上来，人的质量为M，重力加速度为g，在此过程中，以下说法正确的是(　　)‎ 图11‎ A．α始终等于β B．吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大 C．地面对人的摩擦力逐渐变大 D．地面对人的支持力逐渐变大 三、实验,探究题 ‎13、在“探究共点力合成规律”的实验中，某同学经历了以下实验步骤：‎ A．在白纸上按比例做出两个力F1和F2的图示，根据平行四边形定则作图求出合力F；‎ B．只用一个测力计，通过细绳把橡皮筋拉同样长度；‎ C．记下两个测力计F1和F2的读数，并且记录它们的方向；‎ D．在水平放置的木板上，垫一张白纸，把橡皮筋的一端固定在板上P点，用两条细绳连接在橡皮筋的另一端，通过细绳同时用两个测力计互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋与细绳的连接点到达某一位置O，并记下此位置，如右图所示；‎ E．记下测力计的读数F′和细绳方向，按同一比例作出这个力的图示，比较这个实测合力F′和按平行四边形定则求出的合力F，看它们的大小和方向是否相近；‎ F．用刻度尺测量出P、O之间的距离并记录；‎ G．改变两测力计拉力的大小和方向，多次重复实验，从实验得出结论．‎ ‎（1）上述实验步骤有明显的错误，这个步骤是________（填选项前的字母）；正确的操作应为________。‎ ‎（2）上述实验步骤中有一步骤是多余的，这个步骤是________（填选项前的字母）；‎ ‎（3）将以上实验步骤按正确顺序排列，应为________（填选项前的字母）．‎ 四、计算题 ‎14、如图所示，斜面倾角为，一个重20N的物体在斜面上静止不动。弹簧的劲度k=100N/m，原长为10cm，现在的长度为6cm。‎ ‎（1）试求物体所受的摩擦力大小和方向 ‎（2）若将这个物体沿斜面上移6cm，弹簧仍与物体相连，下端仍固定，物体在斜面上仍静止不动，那么物体受到的摩擦力的大小和方向又如何呢？‎ ‎15、如图所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角，若在B点悬挂一个质量不计的定滑轮，某人用它匀速地提起重物。已知重物的质量m=30kg，人的质量M=50kg，g=10m/s2。‎ 试求：（1）此时地面对人支持力的大小；‎ ‎   （2）轻杆BC和绳AB所受力的大小。‎ ‎16、两个相同的小球A和B，质量均为m，用长度相同的两根细线把A、B两球悬挂在水平天花板上的同一点O，并用长度相同的细线连接A、B两小球，然后，用一水平方向的力F作用在小球A上，此时三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好处于竖直方向，如图所示。如果不考虑小球的大小，两小球均处于静止状态，则 ‎   （1）OB绳对小球的拉力为多大？‎ ‎（2）OA绳对小球的拉力为多大   ？ ‎ ‎   （3）作用力F为多大？‎ ‎17、如右图所示，A、B两个物体质量相等，A栓在绕过定滑轮的细绳一端，B吊在动滑轮上。整个装置静止不动。两个滑轮和细绳的重力及摩擦力不计。求绕过动滑轮的两细绳间的夹角α ‎18、如图所示，A、B两物体质量之比为1：2，A、B间及B与地面之间动摩擦因数相同。设滑轮质量及摩擦不计，用水平恒力F1向左拉A可使A向左匀速运动，若用水平恒力F2向左拉B可使B向左匀速运动，则F1：F2是多少？‎ ‎19、如图所示，A、B是两根竖直立在地上的相距为4m的木杆，长度为5m的轻绳的两端分别系在两杆上不等高的P、Q两点，C为一质量不计的光滑滑轮，轮下挂一重为12N的物体，平衡时轻绳上的张力有多大？‎ 参考答案 一、选择题 ‎1、　A 解析　物块1受重力m1g、细线拉力T和斜面支持力FN作用处于平衡状态，则T＝m1gsin 30°，物块2受重力m2g、细线拉力T、斜面支持力FN′及摩擦力Ff作用处于平衡状态，当m1较大时，最大静摩擦力方向沿斜面向下，此时有T＝m2gsin 37°＋μm2gcos 37°，即＝2；当m1较小时，最大静摩擦力方向沿斜面向上，此时有T＝m2gsin 37°－μm2gcos 37°，即＝，所以≤≤2。‎ ‎2、　B 解析　分析小球A的受力情况，由平衡条件可得，细线的拉力T＝F，Fsin 60°＋Tsin 60°＝m1g，解得T＝F＝m1g，选项C、D错误；分析小球B的受力情况，由平衡条件可得T＋FN＝m2g，即FN＝m2g－m1g，故A错误，B正确。‎ ‎3、　B 解析　某时刻小球的受力如图所示，设小球与半球面的球心连线跟竖直方向的夹角为α，则F＝mgtan α，FN＝，随着挡板向右移动，α越来越大，则F和FN都要增大。‎ ‎4、【答案】B ‎【命题立意】本题旨在考查力的合成 ‎【解析】减速带对车轮的弹力方向垂直车轮和减速带的接触面，指向受力物体，故A、C错误；按照力的作用效果分解，将F可以分解为水平方向和竖直方向，水平方向的分力产生的效果减慢汽车的速度，竖直方向上分力产生向上运动的作用效果，故B正确，D错误。‎ 故选：B ‎5、C ‎ ‎6、AB ‎ ‎7、B ‎ ‎8、a ‎ 二、多项选择 ‎9、　BD 解析　先对小球B进行受力分析，小球B受重力mg和橡皮筋N的拉力F1，根据平衡条件，有F1＝mg＝10 N，又F1＝kxN，解得橡皮筋N的伸长量xN＝＝2 cm，选项B正确；再将小球A、B看成一个整体，整体受重力2mg、水平恒力F和橡皮筋M的拉力F2，如图所示，根据平衡条件，有F＝2mgtan 60°＝2mg＝20 N，选项C错误；橡皮筋M的弹力F2＝＝4mg＝40 N，根据胡克定律有F2＝kxM，解得橡皮筋M的伸长量xM＝＝8 cm，选项A错误；小球B受重力和橡皮筋N的拉力，撤去水平恒力的瞬间，小球B的重力和橡皮筋N的拉力都不变，故小球仍处于平衡状态，加速度为零，选项D正确。‎ ‎10、AB 解析　若F安＜mgsin α，因安培力方向向上，则摩擦力方向向上，当F安增大时，F摩减小到零，再向下增大，B项对，C、D项错；若F安＞mgsin α，摩擦力方向向下，随F安增大而一直增大，A项对。‎ ‎11、　ABC 解析　因实验要探究库仑力与电荷量的关系，故两电荷间距d应保持不变，选项A正确；因要保持A、B连线与细线垂直且AB距离总保持d不变，故B的位置在同一圆弧上，选项B正确；对A球由平衡知识可知F库＝mgsin θ，即k＝mg，可知x与电荷量乘积Qq成正比，选项C正确，D错误。‎ ‎12、ACD 解析　水桶匀速上升，拉水桶的轻绳中的拉力T始终等于mg，对滑轮受力分析如图甲所示，‎ 垂直于OA方向有Tsin α＝Tsin β，所以α＝β，沿OA方向有F＝Tcos α＋Tcos β＝2Tcos α，人向左运动的过程中α＋β变大，所以α和β均变大，吊装滑轮的绳子上的拉力F变小，选项A正确，B错误；对人受力分析如图乙所示，θ＝α＋β逐渐变大，水平方向有f＝T′sin θ，地面对人的摩擦力逐渐变大，竖直方向有FN＋T′cos θ＝Mg，地面对人的支持力FN＝Mg－T′cos θ逐渐变大，选项C、D正确。 ‎ 三、实验,探究题 ‎13、（1）B（1分） 只用一个测力计，通过细绳把橡皮筋拉到O点（2分）　‎ ‎（2）F（1分）　（3）DCABEG（2分）‎ 四、计算题 ‎14、解析：（1）对物体受力分析，设f1方向沿斜面向 上 ‎       　此时  ‎ ‎       代入①得   方向沿斜面向上 ‎（2）物体上移，则摩擦力方向沿斜面向上有：‎ ‎       　②  此时 ‎ ‎       代入②得 ‎ ‎15、解：（1）对重物m由力的平衡条件得：   ………………1分 对人由力的平衡条件得：  …………1分 而 解得 方向竖直向上  ………………1分 ‎   （2）定滑轮对B点的拉力F=2mg，方向竖直向下  …………1分 杆对B点的弹力方向沿杆的方向，由共点力平衡条件得：‎ ‎  ………………2分 ‎   ………………2分 根据牛顿第三定律可得：绳AB所受的力大小为  ………………1分 杆BC所受的力大小为   ………………1分 ‎16、解：（1）对B分析,可知AB绳中张力为0，有 mg-TB=0         得TB=mg   （2分）‎ ‎       （2）对球A，受力分析如图：‎ TAcos600-mg=0               （2分）‎ TAsin600-F=0    （2分）‎ 得：TA=2mg     （2分）‎ ‎   （3）由式可知：F=mg  （2分）‎ ‎17、解答:α=120° ‎ ‎18、解：‎ ‎19、(10分)‎ 受力分析图  2分 求得cosθ=   3分 ‎2Fsinθ=G        3分 F=10N           2分 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