2020届高考物理二轮复习专题冲刺考前基础回扣练二力与物体的平衡含解析

2020届高考物理二轮复习专题冲刺考前基础回扣练二力与物体的平衡含解析

高考物理总复习 二　力与物体的平衡 ‎1．(粤教版必修1 P66第2题)两个大小相等的共点力F1和F2，当它们的夹角为90°时，合力大小为F，它们的夹角变为120°时，合力的大小为(　　)‎ A．2F B.F C.F D.F 答案　B 解析　由题意知，2F1cos45°＝F,2F1cos60°＝F′，两式联立得F′＝F，B正确。‎ ‎2．(多选)一物体静止于水平桌面上，物体与桌面之间的最大静摩擦力为5 N，现将水平面内三个力同时作用于物体的同一点，三个力的大小分别为2 N、2 N、3 N。下列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是(　　)‎ A．物体所受静摩擦力可能为2 N B．物体所受静摩擦力可能为4 N C．物体可能仍保持静止 D．物体一定被拉动 答案　ABC 解析　两个2 N力的合力范围为0～4 N，然后与3 N的力合成，则三力的合力范围为0～7 N，由于最大静摩擦力为5 N，因此可判定A、B、C正确，D错误。‎ ‎3. 小娟、小明两人共提一桶水匀速前行，如图所示，已知两人手臂上的拉力大小相等且为F，两人手臂间的夹角为θ，水和水桶的总重力为G，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．当θ为120°时，F＝ B．不管θ为何值，F＝ C．当θ＝0°时，F＝ D．θ越大时F越小 答案　C 解析　对水和水桶分析受力，根据平衡条件得：2Fcos＝G，解得F＝，故θ越大，F越大，当θ＝0°时，cos值最大，此时F＝G，即为最小，当θ为120°时，F＝G - 5 -‎ 高考物理总复习 ‎，故C正确，A、B、D错误。‎ ‎4. 如图所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，细绳始终保持竖直，关于小球的受力情况，下列说法中正确的是(　　)‎ A．若小车静止，绳对小球的拉力可能为零 B．若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零 C．若小车向右运动，小球一定受两个力的作用 D．若小车向右运动，小球一定受三个力的作用 答案　B 解析　小车静止时，小球受力平衡，只受重力和绳子拉力两个力的作用，故A错误，B正确。小车向右运动可能有三种运动形式：向右匀速运动、向右加速运动和向右减速运动；当小车向右匀速运动时，小球受力平衡，只受重力和绳子拉力两个力的作用；当小车向右加速运动时，小球应受向右的合力，但由细绳始终保持竖直状态和斜面形状可知，该运动形式不可能；当小车向右减速运动时，小球应受向左的合力，则一定受重力和斜面的支持力，可能受绳子的拉力，也可能不受绳子的拉力，故C、D错误。‎ ‎5．(多选)如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数相同。三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是(　　)‎ A．A物体受到的摩擦力不为零，方向向右 B．三个物体只有A物体受到的摩擦力为零 C．B、C受到的摩擦力大小相等，方向相同 D．B、C受到的摩擦力大小相等，方向相反 答案　BC 解析　A物体与传送带一起匀速运动，没有发生相对滑动，也没有相对运动趋势，所以A物体不受摩擦力，A错误；对B、C物体进行受力分析，可知B、C所受的静摩擦力大小均为mgsinθ，方向均沿传送带向上，B、C正确，D错误。‎ ‎6．(源于人教版必修1 P58 “说一说”)(多选)有一堆砂子在水平面上堆成圆锥形，稳定时底角为α，如图所示。如果视每粒砂子完全相同，砂子与砂子之间，砂子与地面之间的动摩擦因数均为μ，砂子之间的最大静摩擦力可近似认为与滑动摩擦力相等，下列说法正确的是(　　)‎ - 5 -‎ 高考物理总复习 A．砂堆稳定时，砂堆底面受到地面的摩擦力一定为零 B．砂堆稳定时，只有形成严格规则的圆锥，底面受到地面的摩擦力才为零 C．砂堆稳定时形成的圆锥的底角最大值满足tanαmax＝μ D．砂堆稳定时形成的圆锥的底角最大值满足cosαmax＝μ 答案　AC 解析　对砂堆整体受力分析，受到重力和地面的支持力，水平方向上不受力，A正确；不论砂堆的形状是否为规则的圆锥形，砂堆稳定时，整体均不受地面摩擦力，B错误；对砂堆侧面上的某粒砂子受力分析，如图所示，则FN＝mgcosα，Ff＝mgsinα，Ff≤μFN，解得tanαmax＝μ，C正确，D错误。‎ ‎7．(源于人教版必修1 P101课题研究“桥梁的研究”)(多选)某兴趣小组在探究石拱桥的力学原理时，做了下面的实验：将四块形状相同、质量均为m的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第1、4块固定在地基上，第2、3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可以忽略不计，则第1、2石块间的作用力F12和第2、3石块间的作用力F23的大小分别为(　　)‎ A．F12＝mg B．F12＝2mg C．F23＝0 D．F23＝mg 答案　BD 解析　取第2块石块为研究对象，受力分析如图所示，由受力平衡得F12＝＝2mg，F23＝＝mg，B、D正确。‎ ‎8．某实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，得到弹力与弹簧长度关系的图象如图所示，则：‎ - 5 -‎ 高考物理总复习 ‎(1)弹簧的原长为________ cm。‎ ‎(2)弹簧的劲度系数为________ N/cm。‎ ‎(3)若弹簧的长度为(2l2－l1) cm时仍在弹簧的弹性范围内，此时弹簧的弹力为________ N。‎ 答案　(1)l1　(2)　(3)2F0‎ 解析　(1)当弹簧长度为l1 cm时，弹簧弹力为零，可知弹簧的原长为l1 cm。‎ ‎(2)图线的斜率为弹簧的劲度系数，即k＝ N/cm。‎ ‎(3)当弹簧的长度为(2l2－l1) cm时，形变量x＝(2l2－2l1) cm，根据胡克定律得，F＝kx＝2F0 N。‎ ‎9. 如图所示，质量为m1＝2 kg的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O。轻绳OA水平，OB绳与水平方向的夹角θ＝30°，且通过一个光滑的轻滑轮与放置在水平面上的质量为m2＝5 kg的物体乙相连，物体甲、乙均处于静止状态。(g＝10 m/s2)求：‎ ‎(1)轻绳OA、OB对结点O的拉力大小；‎ ‎(2)物体乙对地面的压力大小；‎ ‎(3)滑轮轴对滑轮的弹力的大小和方向。‎ 答案　(1)20 N　40 N　(2)10 N ‎(3)40 N　方向与竖直方向成30°角指向右上方 解析　(1)以结点O为研究对象进行受力分析如图1所示：‎ - 5 -‎ 高考物理总复习 根据平衡条件可得：‎ FOA＝＝20 N FOB＝＝40 N。‎ ‎(2)对乙：N＝m2g－FOB＝10 N 由牛顿第三定律可知：物体乙对地面的压力N′＝N＝10 N，方向竖直向下。‎ ‎(3)以滑轮轴为研究对象进行受力分析如图2所示：‎ 设滑轮轴对滑轮的弹力的方向与竖直方向的夹角为α，根据几何关系可得2α＝90°－30°‎ 解得：α＝30°‎ 弹力为：T＝2FOBcos30°＝40 N 方向与竖直方向成30°角指向右上方。‎ - 5 -‎