力与物体的平衡专题复习.docx
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力与物体的平衡专题复习
高考专题训练一 力与物体的平衡
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40分钟 分值:
100分
1.(2014·重庆市巴蜀中学月考)下列有关力的一些说法正确的是( )
A.重力就是地球对物体的吸引力,重力的方向总是和支持面垂直
B.放在斜面上的物体会沿斜面下滑,是因为受到了一个下滑力的作用
C.弹簧测力计测得的物体的拉力就是物体的重力
D.木块放在桌面上要受到一个向上的弹力,是由于桌面发生微小形变而产生的
解析 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,但重力只是地球对它的万有引力的一个分力,另一个分力提供物体随地球自转做圆周运动的向心力,重力的方向总是竖直向下,选项A错误;斜面上下滑物体受到重力和支持力,下滑力是不存在的,是重力的分力产生了下滑的效果,选项B错误;弹簧测力计在竖直悬挂物体静止时弹力与重力处于二力平衡,此时拉力与重力等大反向,可得到物体的重力大小,选项C错误;桌面被木块压弯,在向上恢复形变的过程中桌面对木块产生了向上的支持力,选项D正确.
答案 D
2.(多选题)(2014·陕西省质量检测)如图所示,在水平力F作用下,木块A、B保持静止.若木块A与B接触面是水平的,且F≠0.关于木块B的受力个数可能是( )
A.3个B.4个
C.5个D.6个
解析 以整体为研究对象,力F大小合适时,整体相对斜面无运动趋势,斜面对B无摩擦力;力F偏大或偏小,斜面对B有摩擦力.另外,B受一个重力、斜面对B的支持力、A对B的压力,因为A受力平衡,必受B对A的摩擦力,故AB接触面上,A对B有摩擦力,再加上可能存在的斜面对B的摩擦力,故B受力个数可能是4个,也可能是5个,B、C项正确.
答案 BC
3.(2014·广东省深圳调研)一个体操运动员在水平地面上做倒立动作,图中的哪个图沿每支手臂向下的力最大( )
A
B
C
D
答案 D
4.(2014·江苏省苏北四市调研)体育器材室里,篮球摆放在如图所示的球架上.已知球架的宽度为d,每只篮球的质量为m,直径为D,不计球与球架之间的摩擦,则每只篮球对一侧球架的压力大小为( )
A.
mgB.
C.
D.
解析
以某一篮球为研究对象,受力如图所示,根据平衡条件可得:
mg=2FNcosθ,根据几何关系可得:
cosθ=
,联立解得:
FN=
.
答案 C
5.(2014·浙江省湖州八校联考)如图所示,A、B两物体的质量分别为mA、mB,且mA>mB,整个系统处于静止状态.滑轮的质量和一切摩擦均不计,如果绳一端由Q点缓慢地向右移到P点,整个系统重新平衡后,物体A的高度和两滑轮间绳子与水平方向的夹角θ的变化情况是( )
A.物体A的高度升高,θ角变大
B.物体A的高度降低,θ角变小
C.物体A的高度升高,θ角不变
D.物体A的高度不变,θ角变小
解析 因为绳子上的拉力总等于mAg,所以滑轮两边绳子拉力大小及与竖直方向的夹角均不变,滑轮的位置必向下移动,物体A的高度升高,故选项C正确.
答案 C
6.(2014·江西省南昌市模拟)如图所示,竖直轻杆AB在细绳AC和水平拉力下处于平衡状态.若AC加长,使C点左移,AB仍保持平衡状态.细绳AC上拉力T和杆AB受到压力FN与原先相比,下列说法正确的是( )
A.T和FN都减小B.T和FN都增大
C.T增大,FN减小D.T减小,FN增大
解析 设细绳AC与地面的夹角为α,结点A受到三个力的作用,细绳AC的拉力T、水平绳向右的拉力F(大小、方向均不变,等于所挂物体重力的大小mg)、轻杆AB对A点向上的弹力FN′,根据物体的平衡条件有:
T=
=
,FN′=Ftanα=mgtanα,因AC加长,C点左移,细绳AC与地面的夹角α减小,所以细绳AC的拉力T、轻杆AB对A点向上的弹力FN′均减小.根据牛顿第三定律可知AB受到的压力FN与FN′是作用力与反作用力关系,故AB受到的压力FN减小,选项A正确.
答案 A
7.(2014·甘肃省兰州市、张掖市联考)将物块放在一固定粗糙斜面上,对其施加平行于斜面向上的外力F使之处于静止状态,如图所示.现逐渐增加外力F的大小,物块始终静止不动.则( )
A.斜面对物块的支持力一定保持不变
B.斜面对物块的摩擦力一定逐渐减小
C.斜面对物块的作用力一定逐渐减小
D.物块所受的合外力一定逐渐增大
解析 物块在重力、支持力、拉力和静摩擦力作用下处于平衡.设斜面的倾角为θ,在垂直斜面方向上,斜面对物块的支持力FN=mgcosθ,增加F,斜面对物块的支持力不变,故A正确;在斜面方向上,若开始拉力小于重力的分力,静摩擦力方向沿斜面向上,增加拉力F,摩擦力先减小后反向增大;若开始拉力大于重力的分力,静摩擦力方向沿斜面向下,增加拉力,则摩擦力增大,故B错误;斜面对物块的作用力是支持力和摩擦力的合力,与拉力和重力的合力等值反向,若拉力从零增大,则拉力和重力的合力先减小后增大,故C错误;物块始终静止,所受的合力为零,故D错误.
答案 A
8.(2014·河北唐山市模拟)如图所示,A、B为竖直墙面上等高的两点,AO、BO为长度相等的两根轻绳,CO为一根轻杆,转轴C在AB中点D的正下方,AOB在同一水平面内,∠AOB=120°,∠COD=60°,若在O点处悬挂一个质量为m的物体,则平衡后绳AO所受的拉力和杆OC所受的压力分别为( )
A.mg,
mgB.
mg,
mg
C.
mg,mgD.
mg,
mg
解析 设绳AO和绳BO拉力的合力为F,以O点为研究对象,O点受到竖直拉力mg、杆的支持力F1和F,作出受力示意图①,根据平衡条件得F=mgtan30°=
mg,F1=
mg,将F分解成如图②所示的两个力,则有AO所受拉力的大小F2=F=
mg,故D项正确.
①
②
答案 D
9.(2014·山东卷)如图所示,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千.某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变.木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后( )
A.F1不变,F2变大B.F1不变,F2变小
C.F1变大,F2变大D.F1变小,F2变小
解析 如果维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持两轻绳等长且悬挂点不变,根据物体的平衡条件可知,木板静止时,木板受到的合外力始终为零,因此木板所受合力的大小F1始终不变,由力的平行四边形定则可知,当两绳的合力大小不变,在剪短轻绳后,由于悬点不变,使两绳之间的夹角变大,而合力不变,所以两绳上的分力F2变大,由此可知该题答案为A,选项BCD皆不正确.
答案 A
10.
(多选题)如图所示,A、B两球质量均为m.固定在轻弹簧的两端,分别用细绳悬于O点,其中球A处在光滑竖直墙面和光滑水平墙面的交界处,已知两球均处于平衡状态,OAB恰好构成一个正三角形,则下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
A.球A可能受到四个力的作用
B.弹簧对球A的弹力大于对球B的弹力
C.绳OB对球B的拉力大小一定等于mg
D.绳OA对球A的拉力大小等于或小于1.5mg
解析 球A可能受到重力、竖直墙面的弹力、弹簧弹力、细绳的拉力四个力的作用,选项A正确;弹簧对球A的弹力和对球B的弹力是作用力和反作用力,二者相等,选项B错误;画出球B的受力图,由平衡条件可知,绳OB对球B的拉力大小一定等于mg,选项C正确;若水平地面对A球支持力为零,对A球,由平衡条件可得绳OA对球A的拉力大小等于1.5mg;若水平地面对A球支持力不为零,对A球,由平衡条件可得绳OA对球A的拉力大小小于1.5mg,选项D正确.
答案 ACD
11.
(2013·山东省淄博市一模)如图所示,小球C置于光滑的半球形凹槽B内,B放在长木板A上,整个装置处于静止状态.现缓慢减小木板的倾角θ,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.A受到的压力逐渐变大
B.A受到的摩擦力逐渐变大
C.C对B的压力逐渐变大
D.C受到三个力的作用
解析 缓慢减小木板的倾角θ的过程中,A受到的压力逐渐变大,A受到的摩擦力逐渐减小,选项A正确,B错误;缓慢减小木板的倾角θ的过程中,C受到两个力的作用,C对B的压力等于重力且不变,选项C、D错误.
答案 A
12.(2014·浙江省宁波市联考)如图所示,由两种材料做成的半球面固定在水平地面上,球右侧面是光滑的,左侧面粗糙,O点为球心,A、B是两个相同的小物块(可视为质点),物块A静止在左侧面上,物块B在图示水平力F作用下静止在右侧面上,A、B处在同一高度,AO、BO与竖直方向的夹角均为θ,则A、B对球面的压力大小之比为( )
A.sin2θ∶1B.sinθ∶1
C.cos2θ∶1D.cosθ∶1
解析 对物体A受力分析,由平衡条件知NA=mgcosθ;对物体B受力分析,结合三角形定则和平衡条件可知NB=
,由牛顿第三定律得
=
=
,故选项C正确.
答案 C
13.(2014·浙江省绍兴市一中期中考试)如右图所示,两段等长细线将质量分别为2m、m的小球A、B悬挂在O点,小球A受到水平向右的恒力4F的作用,小球B受到水平向左的恒力F的作用,当系统处于静止状态时,可能出现的状态应是图中的( )
AB
CD
解析 因系统处于静止状态,所受合力为零,故A、D错;对系统进行受力分析,系统受重力3mg,向右的已知力4F,向左的力F,绳的拉力T1,绳与竖直方向夹角的正切值为
=
,对B进行受力分析,B受重力mg,向左的已知力F,拉力T2,绳与竖直方向夹角的正切值为
,又绳长相等,所以水平距离相等,B物体又回到了中轴上,故选项B正确.
答案 B
14.(2014·河北省衡水中学调研)如图所示,两根直木棍AB和CD相互平行,固定在同一水平面上,一个圆柱形工件P架在两木棍之间,在水平向右的推力F的作用下,恰好能向右匀速运动.若保持两木棍在同一水平面内,但将它们间的距离稍微增大一些后固定,仍将该圆柱形工件P架在两木棍之间,用同样的水平推力F向右推该工件,则下列说法中正确的是( )
A.该工件P仍可能向右匀速运动
B.该工件P可能向右加速运动
C.AB棍受到的摩擦力一定大于
D.AB棍受到的摩擦力一定等于
解析 当两木棍距离增大时,两个支持力之间的夹角变大,而这两个力的合力却不变,两个支持力的大小变大,则滑动摩擦力大小也变大.因此不能推动圆柱形工件,最终处于静止状态,由平衡条件可知,AB棍受到的摩擦力一定等于F/2,所以A、B、C错误,D正确.
答案 D
15.(多选题)(2014·河北省正定中学模拟)如图所示,斜面体A静置于水平地面上,其倾角为θ=45°,上底面水平的物块B在A上恰能匀速下滑.现对B施加一个沿斜面向上的力F使B总能极其缓慢地向上匀速运动,某时刻在B上轻轻地放上一个质量为m的小物体C(图中未画出),A始终静止,B保持运动状态不变.关于放上C之后的情况,下列说法正确的是( )
A.B受到的摩擦力增加了
mg
B.B受到的摩擦力不变
C.A受到地面的摩擦力不变
D.A受到地面的摩擦力增加了mg
解析 据题意,由于B能够在A上匀速下滑,有:
mBgsin45°=μmBgcos45°,计算得μ=1;在B上放了C后,B物体的摩擦力增加量为:
ΔfB=μmgcos45°=
mg,所以A选项正确而B选项错误;由于放上C,使F增加了ΔF=mgsin45°+μmgcos45°=
mg,则A物体受到地面的摩擦力增加量为:
ΔfA=ΔFcos45°=mg,D选项正确.
答案 AD
16.
如图所示,匀强电场方向垂直于倾角为α的绝缘粗糙斜面向上,一质量为m的带正电荷的滑块静止于斜面上,关于该滑块的受力,下列分析正确的是(当地重力加速度为g)( )
A.滑块可能只受重力、电场力、摩擦力三个力的作用
B.滑块所受摩擦力大小一定为mgsinα
C.滑块所受电场力大小可能为mgcosα
D.滑块对斜面的压力大小一定为mgcosα
解析 滑块一定受摩擦力作用,所以滑块一定受到重力、电场力、摩擦力、支持力共四个力的作用,选项A错误;由平衡条件可知,滑块所受摩擦力大小一定为mgsinα,选项B正确;滑块所受电场力大小一定小于mgcosα,滑块对斜面的压力大小一定小于mgcosα,选项C、D错误.
答案 B
17.
(多选题)如图所示,空间中存在正交的匀强电场E和匀强磁场B(匀强电场水平向右),在竖直平面内从a点沿ab、ac方向抛出两带电小球(不考虑两带电球的相互作用,两球电荷量始终不变),关于小球的运动,下列说法正确的是( )
A.沿ab、ac方向抛出的带电小球都可能做直线运动
B.只有沿ab抛出的带电小球才可能做直线运动
C.沿ac做直线运动的小球带负电,且一定是匀速运动
D.两小球在运动过程中机械能均守恒
解析 由于题述没有给出带电小球的电性和抛出的速度,沿ab、ac方向抛出的带电小球都受电场力、洛伦兹力和重力,若三力平衡,则做直线运动,选项A正确,B错误;沿ac做直线运动的小球带负电,且一定是匀速运动,选项C正确;两小球在运动过程中电场力做功,机械能不守恒,选项D错误.
答案 AC
18.(2014·浙江卷)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图1连接起来进行研究.
图1图2
(1)某次测量如图2所示,指针示数为________cm.
(2)在弹性限度内,将50g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A、B的示数LA和LB如表.用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为________N/m(重力加速度g=10m/s2).由表中数据________(填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数.
钩码数
1
2
3
4
LA/cm
15.71
19.71
23.56
27.76
LB/cm
29.96
35.76
41.51
47.36
解析
(1)刻度尺读数时需要估读到精确位的下一位,由题图可知指针示数为16.00cm,考虑到误差范围,15.95~16.05cm均算对.
(2)由胡克定律F=kx,结合题表中数据可知弹簧Ⅰ的劲度系数k1=
N/m=12.5N/m,考虑到误差范围,12.2~12.8N/m均算正确;对于计算弹簧Ⅱ的劲度系数,只需要测出弹簧Ⅱ的形变量,结合两个指针的读数,可知指针B的变化量减去指针A的变化量,就是弹簧Ⅱ的形变量,所以能求出弹簧Ⅱ的劲度系数.
答案
(1)(15.95~16.05)(有效数字位数正确)
(2)(12.2~12.8) 能
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