【物理】2018届二轮复习 相互作用与物体平衡 作业

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【物理】2018届二轮复习 相互作用与物体平衡 作业

相互作用与物体平衡 ‎1.如图K237所示,用轻绳吊一个重为G的小球,欲施一力F使小球在图示位置平衡(θ<30°), 下列说法正确的是(  )‎ 图K237‎ A.F最小值为Gsin θ B.若F与绳拉力大小相等,F方向与竖直方向必成θ角 C.若F与G大小相等,F方向与竖直方向必成θ角 D.若F与G大小相等,F方向与竖直方向必成4θ角 答案:AB ‎ 解析:此题实际上可视为一动态平衡问题,如图D67所示,可知A、B正确.‎ 图D67‎ ‎2.如图K238所示,倾角为θ的斜面体C置于水平面上,B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,A、B、C都处于静止状态,则(  )‎ 图K238‎ A.B受到C的摩擦力可能为零 ‎ B.C受到水平面的摩擦力一定为零 C.不论B、C间摩擦力大小、方向如何,水平面对C的摩擦力方向一定向左 D.水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等 答案:AC 解析:对于B物体,当绳子的拉力等于B物体重力沿斜面的分力时,摩擦力为零,当绳子的拉力大于B物体重力沿斜面的分力时,有向上运动的趋势,摩擦力沿斜面向下,当绳子的拉力小于B物体重力沿斜面的分力时,有向下运动的趋势,摩擦力沿斜面向上,故A正确;把B、C看成一整体受力分析,因为绳子的拉力有竖直向上和水平向右的分量,故水平面对C的摩擦力方向一定向左,水平面对C的支持力总小于B、C的总重力,故B错误,C正确,D错误.‎ ‎3.下列关于摩擦力的说法中,错误的是(  )‎ A.两物体间有摩擦力,一定有弹力,且摩擦力的方向和它们的弹力方向垂直 B.两物体间的摩擦力大小和它们间的压力一定成正比 C.在两个运动的物体之间可以存在静摩擦力,且静摩擦力的方向可以与运动方向成任意角度 D.滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同,也可以相反 答案:B ‎4.如图K213所示,用原长为8 cm的橡皮筋跨过光滑的定滑轮把一根木棒悬挂起来,稳定后木棒处于水平状态,橡皮筋长度变为10 cm,橡皮筋与水平棒的夹角为30°,橡皮筋的劲度系数k=2 N/cm,g=10 m/s2,则木棒的质量是(  )‎ 图K213‎ A.4 kg B.0.4 kg C.2 kg D.0.2 kg 答案:B ‎5.如图K216所示,质量为2 kg的物体B和质量为1 kg的物体C用轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上.再将一个质量为3 kg的物体A轻放在B上的一瞬间,弹簧的弹力大小为(取g=10 m/s2)(  )‎ 图K216‎ A.30 N B.0 C.20 N D.12 N 答案:C 解析:B静止于弹簧上时,处于平衡状态,弹簧弹力F=mBg=2×10 N=20 N,A轻放在B上的瞬间,弹簧还来不及反应,弹簧弹力不变,故弹力大小仍为20 N,选项C正确.‎ ‎6.如图K217所示,物体A放在水平地面上,在两个水平恒力F1和F2的作用下保持静止.已知F1=8 N,F2=1 N,则(  )‎ 图K217‎ A.若去掉F1,A一定静止 B.若去掉F1,A一定向左运动 C.若去掉F2,A可能静止 D.若去掉F2,A一定向右运动 ‎ 答案:AC ‎7.如图K218所示,质量均为m的两木块a与b叠放在水平面上,a受到斜向右上方与水平成θ角的力作用,b受到斜向左下方与水平成θ角的力作用,两力大小相同,两木块保持静止状态,则(  )‎ 图K218‎ A.a、b之间一定存在静摩擦力 B.b与地之间一定存在静摩擦力 C.b对a的支持力一定小于mg D.地对b的支持力一定大于2mg 答案:AC 解析:用整体法分析,地面对b没有摩擦力,对b的支持力为2mg;隔离a分析,a相对于b有向右运动的趋势,故有摩擦力,由于F1有竖直向上的分力,故b对a的支持力小于重力,A、C正确.‎ ‎8.有一物体由某一固定的长斜面的底端以初速度v0沿斜面上滑,斜面与物体间的动摩擦因数μ=0.5,其动能Ek随离开斜面底端的距离x变化的图线如图K219所示,g取10 m/s2,不计空气阻力,则以下说法正确的是(  ) ‎ ‎  ‎ 图K219‎ A.斜面的倾角θ=37°‎ B.物体的质量为m=0.5kg C.斜面与物体间的摩擦力大小f=2 N D.物体在斜面上运动的总时间t=2 s 答案:ABC ‎9.如图K222所示,用OA、OB两根轻绳将物体悬于两竖直墙之间,开始时OB 绳水平.现保持O点位置不变,改变OB绳长使绳末端由B点缓慢上移至B′点,此时OB′与OA之间的夹角θ<90°.设此过程中OA、OB的拉力分别为FOA、FOB,下列说法正确的是(  )‎ 图K222‎ A.FOA逐渐增大 B.FOA逐渐减小 C.FOB逐渐增大 D.FOB逐渐减小 答案:B 解析:以结点O为研究对象,O受到重力G、绳OA的拉力FOA和绳OB的拉力FOB三个力作用,如图D63所示,根据平衡条件知,两根绳子的拉力的合力与重力大小相等、方向相反,作出轻绳OB在两个位置时力的合成图如图D63所示,FOA逐渐减小,FOB先减小后增大,当θ=90°时,FOB最小.故选B.‎ 图D63‎ ‎10.如图K223所示,一根不可伸长的轻绳穿过轻滑轮,两端系在高度相等的A、B两点,滑轮下挂一物体,不计轻绳和轻滑轮之间的摩擦.现让B缓慢向右移动,则下列说法正确的是(  ) ‎ 图K223‎ A.随着B向右缓慢移动,绳子的张力减小 B.随着B向右缓慢移动,绳子的张力不变 C.随着B向右缓慢移动,滑轮受绳AB的合力变小 D.随着B向右缓慢移动,滑轮受绳AB的合力不变 答案:D ‎11.两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,如图224所示,OA、OB与水平面的夹角分别为30°、60°,M、m均处于静止状态.则(  )‎ 图K224‎ A.绳OA对M的拉力大小大于绳OB对M的拉力 B.绳OA对M的拉力大小等于绳OB对M的拉力 C.m受到水平面的静摩擦力大小为零 D.m受到水平面的静摩擦力的方向水平向左 答案:D 解析:设绳OA对M的拉力为FA,绳OB对M的拉力为FB,由O点合力为零可得:FA·cos 30°=FB·cos 60°即FA=FB,故A、B均错误;因FB>FA,物体m有向右滑动的趋势,m受到水平面的摩擦力的方向水平向左,D正确,C错误.‎ ‎12.如图K226所示,轻杆左端插在竖直墙内固定,右端安装有光滑轻滑轮.细绳的上端固定在竖直墙上,下端跨过滑轮与重为G的物体相连,整个系统处于静止状态.已知杆处于水平位置,细绳的上段跟杆成α=30°角.关于细绳对滑轮的压力F,下列说法中正确的是(  )‎ 图K226‎ A.F的方向沿杆向左 B.F的方向跟杆成30°斜向左下方 C.F与G的大小相等 D.F一定比G大 答案:BC ‎ ‎13.用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点,在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q,如图Z21所示.P、Q均处于静止状态,则下列说法正确的是(  ) ‎ 图Z21‎ A.Q受到3个力 B.P物体受4个力 C.若绳子变短,Q受到的静摩擦力将增大 D.若绳子变短,绳子的拉力将变小 答案:B 解析:设物块Q的质量为m1,小球P的质量为m2,对物块Q受力分析,受到重力m1g、墙壁的弹力FN、P的压力FPQ和静摩擦力fPQ,如图D73甲,由力的平衡条件可知fPQ=m1g,Q受到的静摩擦力与绳的长短无关;对小球P受力分析,受到重力m2g、Q的支持力FQP、静摩擦力fQP和绳子的拉力FT,如图乙当绳子变短时,绳子与竖直方向的夹角变大,由力的平行四边形可知,绳子的拉力将变大,所以正确选项为B.‎ ‎ ‎ ‎ 甲  乙 图D73‎ ‎14.如图Z22所示,A、B为同一水平线上的两个绕绳装置,转动A、B改变绳的长度,使光滑挂钩下的重物C缓慢竖直下降.关于此过程中绳上拉力大小的变化,下列说法中正确的是(  ) ‎ ‎  ‎ 图Z22‎ A.不变 B.逐渐减小 C.逐渐增大 D.可能不变,也可能增大 答案:B 解析:当光滑挂钩下的重物C缓慢下降时,设绳AC和BC与竖直方向的夹角为α,绳的拉力为F,绳AC和BC在水平方向上的分力均为Fx=Fsin α,大小相等,方向相反,是一对平衡力.绳AC和BC在竖直方向的分力都为Fy=Fcos α,两绳的合力与重力是一对平衡力,所以2Fy=2Fcos α=mg,即F=,重物C缓慢下降时,α角逐渐减小,所以两绳的拉力F都不断减小,选项B正确.‎ ‎15.如图Z23所示是一个简易起吊设施的示意图,AC是质量不计的撑杆,A端与竖直墙用铰链连接,一滑轮固定在A点正上方,C端吊一重物.现施加一拉力F缓慢将重物P向上拉,在AC杆达到竖直前(  ) ‎ 图Z23‎ A.BC绳中的拉力FT越来越大 B.BC绳中的拉力FT越来越小 C.AC杆中的支撑力FN越来越大 D.AC杆中的支撑力FN越来越小 答案:B ‎16.如图Z24所示,质量为m的木块A放在水平面上的质量为M的斜面体B上,现用大小相等方向相反的两个水平推力F分别作用在A、B上,A、B均保持静止不动.则(  )‎ 图Z24‎ A.A与B之间一定存在摩擦力 B.B与地面之间一定存在摩擦力 C.B对A的支持力一定等于mg D.地面对B的支持力大小一定等于(m+M)g 答案:D 解析:A在斜面上处于静止状态,对A受力分析如图D74甲所示,若Fx=Gx,则f=0;若Fx>Gx,则f≠0且方向沿斜面向下,则A错误;由图D74甲知N=Fy+Gy,则N与G的大小关系不确定,C错误;对A、B整体受力分析如图乙,水平方向上与地面间无摩擦力,竖直方向上N地=GA+GB=(m+M)g,则B错误,D正确.‎ ‎ ‎ ‎ 甲  乙 图D74‎ ‎17.如图K232所示,将一个质量为m的球固定在弹性杆AB的上端,今用测力计沿水平方向缓慢拉球,使杆发生弯曲,在测力计的示数逐渐增大的过程中,AB杆对球的弹力方向为(  )‎ 图K232‎ A.始终水平向左 B.始终竖直向上 C.斜向左上方,与竖直方向的夹角逐渐增大 D.斜向左下方,与竖直方向的夹角逐渐增大 答案:C 解析:以球为研究对象,分析受力情况,小球受到重力G、测力计的拉力T和AB杆对球的作用力F三力作用,由平衡条件知,F与G、T的合力大小相等、方向相反,作出力的合成图如图D66所示.‎ 图D66‎ 则有G、T的合力方向斜向右下方,测力计的示数逐渐增大,T逐渐增长,可知G、T的合力方向与竖直方向的夹角逐渐增大,所以AB杆对球的弹力方向斜向左上方,与竖直方向的夹角逐渐增大,所以选项ABD错误,C正确.‎ ‎18.如图K233所示,重力大小为G的小物块,静止在球形碗内的图示位置.物块受到的支持力大小为N,摩擦力大小为f,则(  )‎ 图K233‎ A.G=N+f B.G=N C.Gf 答案:D ‎19.如图K234所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力为G,则椅子对他的作用力大小为(  )‎ 图K234‎ A.G B.Gsin θ C.Gcos θ D.Gtan θ 答案:A ‎ ‎20.如图K235‎ 所示,竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面上,且处于同一竖直平面内,若用图示方向的水平推力F作用于小球B,则两球静止于图示位置,如果将小球B向左推动少许,两个小球将重新达到平衡,则两个小球的受力情况与原来相比(  )‎ 图K235‎ A.推力F将增大 B.竖直墙面对小球A的弹力变小 C.地面对小球B的弹力一定增大 D.两个小球之间的距离变小 答案:.B 解析:对球A受力分析,A受三个力的作用,即重力GA,墙壁对A的支持力FA和B对A的静电力FBA,FA与FBA的合力等于重力,它是不变的,当小球B向左推动少许时,FBA与竖直方向的夹角逐渐变小,则可以判断出FA减小,FBA也减小,故B正确;对AB整体分析可知,F=FA,故推力F也将减小,A错误;对小球B而言,它受四个力的作用,重力GB,推力F,A对B的静电力FAB,地面对B的支持力FB,由于FAB=FBA,FBA减小,则FAB也减小,故地面对小球B的支持力也减小,C错误;由于两球之间的静电力在减小,故两小球之间的距离在增大,D错误.‎ ‎21.如图K236所示,一个半球形的碗放在桌面上,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为m1和m2的小球.当它们处于平衡状态时,质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=90°,质量为m2的小球位于水平地面上,设此时质量为m2的小球对地面压力大小为FN,细线的拉力大小为FT,则(  ) ‎ 图K236‎ A.FN=(m2-m1)g B.FN=m2g C.FT=m1g D.FT=g 答案:B ‎22.如图Z27所示,质量为m的物体靠在粗糙的竖直墙上,物体与墙之间的动摩擦因数为μ.若要使物体沿着墙匀速运动,则与水平方向成α角的外力F的大小如何?‎ 图Z27‎ 解:当物体沿墙匀速下滑时,受力如图D75甲所示,建立如图所示的坐标系,由平衡条件得 F1sin α+Ff1=mg ①‎ FN1=F1cos α ②‎ 又有Ff1=μFN1 ③‎ ‎ ‎ ‎ 甲   乙 图D75‎ 由①②③解得F1= 当物体匀速上滑时,受力如图乙所示,建立如图所示的坐标系,由平衡条件得 F2sin α=Ff2+mg ④‎ FN2=F2cos α ⑤‎ 又有Ff2=μFN2 ⑥‎ 由④⑤⑥解得F2=.‎ ‎23.如图Z28所示,光滑斜面倾角为θ=30°,一个重20 N的物体在斜面上静止不动.轻质弹簧原长为10 cm,现在的长度为6 cm.‎ ‎(1)求弹簧的劲度系数.‎ ‎(2)若斜面粗糙,将这个物体沿斜面上移6 cm,弹簧与物体相连,下端固定,物体仍静止于斜面上,求物体受到的摩擦力的大小和方向.‎ 图Z28‎ 解:(1)对物体受力分析,则有 mgsin θ=F 此时F=kx1‎ 联立以上两式,代入数据解得k=250 N/m ‎ ‎(2)物体上移,则摩擦力方向沿斜面向上有 f=mgsin θ+F′‎ 此时F′=kx2=5 N f=15 N,方向沿斜面向上.‎ ‎24.光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有两个小球A和B(中央有孔,球可在圆环上自由滑动),A、B间由细绳连接着,它们处于如图K2310所示位置时恰好都能保持静止状态,B球与环中心O处于同一水平直线上,AB间的细绳呈伸直状态,与水平线成30°夹角.已知B球的质量为m,重力加速度为g,求:‎ ‎(1)细绳对B球的拉力.‎ ‎(2)A球的质量.‎ 图K2310‎ 解:(1)B物体受三力平衡,设细绳对B球拉力为F Fsin 30°=mg F=2mg.‎ ‎(2)A物体受三力平衡,设A物体质量为mA,细绳对A球拉力为F′,圆环对A球弹力为FN F′cos 30°=FNsin 30°‎ F′sin 30°+mAg=FNcos 30°‎ F=F′‎ 解得mA=2m.‎ ‎25.如图K2311所示,小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止光滑斜面上,设小球质量m=1 kg,斜面倾角θ=30°,悬线与竖直方向夹角α=30°,光滑斜面M=3 kg置于粗糙水平面上,求:‎ ‎(1)悬线对小球拉力的大小.‎ ‎(2)地面对斜面的摩擦力的大小和方向.(g=10 m/s2)‎ 图K2311‎ 解:以小球为研究对象,受力分析如图D68甲所示.‎ ‎ ‎ ‎ 甲  乙 图D68‎ 根据平衡条件得,T与N的合力F=mg,Tcos 30°=得T= N.‎ ‎(2)以小球和斜面整体为研究对象,受力分析如图乙所示.‎ 由于系统静止,合力为零,则有 f=Tcos 60°= N,方向水平向左.‎ ‎26.如图K2111所示,质量为m的物体A压在放于地面上的竖直轻弹簧B上,现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接,当弹簧C处于水平位置且右端位于a点时,弹簧C刚好没有发生变形,已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2,不计定滑轮、细绳的质量和摩擦,将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时,弹簧B刚好没有变形,求:‎ ‎(1)当弹簧C的右端位于a点时,弹簧B的形变量.‎ ‎(2)a、b两点间的距离.‎ 图K2111‎ 解:(1)当弹簧C的右端位于a点时,细绳没有拉力,A物体受力如图D61所示,‎ 图D61‎ 由二力平衡,可知弹簧B的弹力F1=mg 设弹簧B压缩量为Δx1,由胡克定律得F1=k1Δx1‎ 上两式联立解得Δx1=.‎ ‎(2)当弹簧C的右端位于b点时,弹簧B没弹力,此时细绳有拉力,A物体受力如图D62所示.‎ 图D62‎ 由二力平衡,可知绳的拉力T=mg 则弹簧C的弹力F2=T=mg 设弹簧C的伸长量为Δx2,由胡克定律得 F2=k2Δx2‎ 解得Δx2= 故a、b之间的距离为Δx1+Δx2=mg.‎
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