高三物理二轮复习 专题一力与物体的平衡.docx
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高三物理二轮复习专题一力与物体的平衡
专题强化练
1.(2019·全国卷Ⅱ)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°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10m/s2.若轻绳能承受的最大张力为1500N,则物块的质量最大为( )
A.150kgB.100
kg
C.200kgD.200
kg
A 设物块的质量最大为m,将物块的重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解,由平衡条件,在沿斜面方向有F=mgsin30°+μmgcos30°,解得m=150kg,A项正确.
2.
(2018·天津理综·7)(多选)明朝谢肇淛的《五杂组》中记载:
“明姑苏虎丘寺塔倾侧,议欲正之,非万缗不可.一游僧见之曰:
无烦也,我能正之.”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身.假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为θ,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力FN,则( )
A.若F一定,θ大时FN大
B.若F一定,θ小时FN大
C.若θ一定,F大时FN大
D.若θ一定,F小时FN大
答案 BC
3.
(2019·河南联考)如图所示,滑块放在水平地面上,左边受一个弹簧拉力作用,弹簧原长小于h,水平向右的拉力F拉动滑块,使滑块向右缓慢移动,并且滑块始终没有离开地面,则在上述过程中,下列说法正确的是( )
A.弹簧弹力在竖直方向的分量不变,滑块受到的摩擦力不变
B.弹簧弹力在竖直方向的分量不变,滑块受到的摩擦力变小
C.弹簧弹力在竖直方向的分量增大,滑块受到的摩擦力变小
D.弹簧弹力在竖直方向的分量增大,滑块受到的摩擦力不变
C 设弹簧的原长为l0,劲度系数为k,弹簧弹力在竖直方向的分量Fy=k
-l0sinθ,故Fy=kh-kl0sinθ,当滑块向右移动时弹簧与水平方向的夹角减小,可知弹簧弹力的竖直分量在增大,故滑块与地面间的弹力减小,滑块与地面间的摩擦力减小,C正确.
4.
(2019·江西省新余市上学期期末)灯笼,又称灯彩,是一种古老的中国传统工艺品.每年的农历正月十五元宵节前后,人们都挂起红灯笼,来营造一种喜庆的氛围.如图是某节日挂出的一只灯笼,轻绳a、b将灯笼悬挂于O点.绳a与水平方向的夹角为θ,绳b水平.灯笼保持静止,所受重力为G,绳a、b对O点拉力分别为F1、F2,下列说法正确的是( )
A.F1=
,F2=
B.F1=Gsinθ,F2=Gtanθ
C.F1和F2的合力与灯笼对地球的引力是一对平衡力
D.F1和F2的合力与地球对灯笼的引力是一对相互作用力
A
以结点O为研究对象,受力分析如图所示,由灯笼受力平衡可知,T=G,而F1与F2的合力与T等大反向,即F1与F2的合力大小等于灯笼的重力大小.则可知F1=
,F2=
,选项A正确,B错误;F1与F2的合力与竖直方向绳的拉力是一对平衡力,选项C错误;地球对灯笼的引力与灯笼对地球的引力是一对相互作用力,选项D错误.
5.
(2019·辽宁省大连市第二次模拟)如图所示,质量分布均匀的细棒中心为O点,O1为光滑铰链,O2为光滑定滑轮,O2在O1正上方,一根轻绳一端系于O点,另一端跨过定滑轮O2,由水平外力F牵引,用FN表示铰链对细棒的作用,现在外力F作用下,细棒从图示位置缓慢转到竖直位置的过程中,下列说法正确的是( )
A.F逐渐变小,FN大小不变
B.F逐渐变小,FN大小变大
C.F先变小后变大,FN逐渐变小
D.F先变小后变大,FN逐渐变大
A 画出细棒的受力图如图;根据三角形定则及相似三角形可知:
=
=
,因OO1和O1O2不变,则FN不变;随OO2的减小,F减小,故选A.
6.
(2019·广东省韶关市11月月考)(多选)如图所示,用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间,开始时OB绳水平.现保持O点位置不变,改变OB绳长使绳右端由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OA、OB绳的拉力分别为FOA、FOB,则下列说法正确的是( )
A.FOA一直减小B.FOA先减小后增大
C.FOB一直增大D.FOB先减小后增大
AD
以结点O为研究对象,分析受力:
花盆拉力G、绳OA的拉力FOA和绳OB的拉力FOB,如图所示,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B点上移过程中的两个位置时力的合成图如图,由图看出,FOA逐渐减小,FOB先减小后增大,当θ=90°时,FOB最小.
7.
(2019·福建省厦门市质检)如图所示,顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上,三条细绳结于O点.一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P,一条绳连接小球Q,P、Q两物体处于静止状态,另一条绳OA受外力F的作用,处于水平方向,现缓慢逆时针改变绳OA的方向至θ<90°,且保持结点O位置不变,整个装置始终处于静止状态.下列说法正确的是( )
A.绳OA的拉力一直减小
B.绳OB的拉力一直增大
C.地面对斜面体有向右的摩擦力
D.地面对斜面体的支持力不断减小
D 缓慢改变绳OA的方向至θ<90°的过程,OA拉力的方向变化如图从1位置到2位置到3位置所示,
可见OA的拉力先减小后增大,OB的拉力一直减小,故A、B均错误;以斜面体和P、Q整体为研究对象受力分析,根据平衡条件:
斜面体受地面的摩擦力与OA绳子水平方向的拉力等大反向,故地面对斜面体的摩擦力方向向左,C错误;OB的拉力一直减小,则FOBy一直减小,而FOAy+FOBy=MQg得FOAy一直增大,以斜面体和P、Q整体为研究对象受力分析,根据竖直方向受力平衡:
FN+FOAy=M斜g+MPg+MQg,综合可得FN一直减小,D正确.
8.
(2019·安徽省蚌埠市一质检)如图所示,A、B、C三根平行通电直导线质量均为m,通入的电流大小相等,其中C中的电流方向与A、B中的电流方向相反,A、B放置在粗糙的水平面上,C静止在空中,三根导线的截面处于一个等边三角形的三个顶点,且三根导线均保持静止,重力加速度为g,则A导线受到B导线的作用力大小和方向为( )
A.
mg,方向由A指向B
B.
mg,方向由B指向A
C.
mg,方向由A指向B
D.
mg,方向由B指向A
A
三根导线的截面处于一个等边三角形的三个顶点,通入的电流大小相等,则FBC=FAC=FAB,又反向电流相互排斥,对电流C受力分析如图:
由平衡条件可得:
2FACcos30°=mg,解得:
FAC=
mg,则FAB=
mg
同向电流相互吸引,A导线受到B导线的作用力方向由A指向B.
9.
如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,绝缘细线下面悬挂一质量为m、长为l的导线,导线中有垂直纸面向里的恒定电流I,静止时细线偏离竖直方向θ角,现将磁场沿逆时针方向缓慢转动到水平向右,转动时磁感应强度B的大小不变,在此过程中下列说法正确的是( )
A.导线受到的安培力逐渐变大
B.绝缘细线受到的拉力逐渐变大
C.绝缘细线与竖直方向的夹角θ先增大后减小
D.导线受到的安培力与绝缘细线受到的拉力的合力大小不变,方向随磁场的方向的改变而改变
B
导线受到的安培力F安=BIl大小不变,选项A错误;磁场逆时针转动90°的过程中,F安方向逐渐由水平向左变为竖直向下,由于变化缓慢,所以F安与mg的合力F合与FT大小相等,方向相反,由图可知,F合大小逐渐增大,θ逐渐减小,所以FT大小逐渐增大,选项B正确,选项C错误;F安与FT的合力总是与重力大小相等,方向相反,即竖直向上,选项D错误.
10.
(2019·山西省长治、运城、大同、朔州、阳泉五地市联考)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
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
C 三个小圆环能静止在光滑的圆环上,由几何知识知:
a、b、c恰好能组成一个等边三角形,对a受力分析如图甲所示:
在水平方向上:
FTsin30°=FNsin60°
在竖直方向上:
FTcos30°=mg+FNcos60°
解得:
FN=mg;FT=
mg,故A、B错误;
甲 乙
c受到绳子拉力的大小为:
2FTcos30°=3mg,故C正确;
以c为研究对象,受力分析如图乙,受力分析得:
在竖直方向上:
FN1=mg+2FT′cos30°
又FT′=FT
解得:
FN1=mg+2
mg×
=4mg,故D错误.
11.
(2019·广西桂林市、贺州市期末联考)如图所示,A、B都是重物,A被绕过小滑轮P的细线悬挂着,B放在粗糙的水平桌面上;小滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点;O′是三根线的结点,bO′水平拉着B物体,细线cO′沿竖直方向拉着O′(c固定在地面上);细线和小滑轮的重力不计,细线与滑轮之间的摩擦力可忽略.缓慢增大A的质量,∠cO′a=120°保持不变,整个装置始终处于静止状态.则下列说法正确的是( )
A.由于细线cO′长度不变化,对结点的拉力保持不变
B.物体B的合外力增大
C.细线O′a与竖直方向的夹角变大
D.物体B受到的摩擦力大小始终是物体A重力的
D 因∠cO′a=120°保持不变,整个装置始终处于静止状态,则当A的质量变大时,O′a拉力变大,则细线cO′对结点的拉力变大,选项A错误;因物体B仍静止,则物体B的合外力仍为零,选项B错误;因∠cO′a=120°保持不变,则细线O′a与竖直方向的夹角不变,选项C错误;对结点O′受力分析,由平衡条件,水平方向:
FTbO′=FTO′acos30°,而FTbO′=FfB,FTO′a=GA,解得
=cos30°=
,选项D正确.
12.(2019·河北省衡水中学第一次调研)如图所示,放在粗糙的固定斜面上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态.轻绳AO绕过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点,轻弹簧中轴线沿水平方向,轻绳的OC段与竖直方向的夹角θ=53°,斜面倾角α=37°,物块A和B的质量分别为mA=5kg、mB=1.5kg,弹簧的劲度系数k=500N/m,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)弹簧的伸长量x;
(2)物块A受到的摩擦力.
解析
(1)对结点O受力分析如图所示:
根据平衡条件,有:
FTcosθ-mBg=0,FTsinθ-F=0,
且:
F=kx,解得:
x=4cm;
(2)设物块A所受摩擦力沿斜面向下,对物块A做受力分析如图所示:
根据平衡条件,有:
FT′-Ff-mAgsinα=0,且FT′=FT,解得:
Ff=-5N,即物块A所受摩擦力大小为5N,方向沿斜面向上.
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- 高三物理二轮复习 专题一 力与物体的平衡 物理 二轮 复习 专题 物体 平衡