高考物理通用版二輪復(fù)習(xí)專題檢測(cè)：一 明“因”熟“力”破解共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題 Word版含解析

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1、 專題檢測(cè)（一） 明“因”熟“力”，破解共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題 1．[多選]如圖甲所示，筆記本電腦散熱底座一般有四個(gè)卡位用來(lái)調(diào)節(jié)角度。某同學(xué)將電腦放在散熱底座上，為了獲得更好的舒適度，由原卡位1調(diào)至卡位4，如圖乙所示，電腦始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則(　　) A．電腦受到的支持力變大 B．電腦受到的摩擦力變大 C．散熱底座對(duì)電腦的作用力的合力不變 D．電腦受到的支持力與摩擦力兩力大小之和等于其所受重力的大小 解析：選AC　對(duì)電腦的受力分析如圖所示，電腦始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，故電腦受力平衡。由平衡條件可知：電腦受到的支持力FN＝ mgcos θ，電腦受到的摩擦力f＝mgsin θ，由原卡

2、位1調(diào)至卡位4，θ減 小，故FN增大，f減小，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；散熱底座對(duì)電腦的作用力的合力即電腦受到的支持力與摩擦力兩力的矢量和，大小等于電腦所受的重力，始終不變，選項(xiàng)C正確；電腦受到的支持力與摩擦力兩力大小之和大于其所受重力的大小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 2．(2019屆高三·南京模擬)如圖所示，一質(zhì)量為M的磁鐵，吸在豎直放置的磁性黑板上靜止不動(dòng)。某同學(xué)沿著黑板面，用水平向右的恒力F輕拉磁鐵，磁鐵向右下方做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則磁鐵受到的摩擦力Ff(　　) A．大小為Mg　　　　 　 B．大小為 C．大小為F D．方向水平向左 解析：選B　由題意可知，磁鐵受豎直向下的重力、水平向右的恒

3、力的作用，二力的合力為F合＝；由力的平衡條件可知，摩擦力應(yīng)與二力的合力大小相等、方向相 反，則磁鐵受到的摩擦力大小Ff＝F合＝，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確。 3．[多選]重力為G的體操運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行自由體操比賽時(shí)，有如圖所示的比賽動(dòng)作，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員豎直倒立保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，兩手臂對(duì)稱支撐，夾角為θ，則(　　) A．當(dāng)θ＝60°時(shí)，運(yùn)動(dòng)員單手對(duì)地面的正壓力大小為 B．當(dāng)θ＝120°時(shí)，運(yùn)動(dòng)員單手對(duì)地面的正壓力大小為G C．當(dāng)θ不同時(shí)，運(yùn)動(dòng)員受到的合力相同 D．當(dāng)θ不同時(shí)，運(yùn)動(dòng)員與地面之間的相互作用力不相等 解析：選AC　對(duì)運(yùn)動(dòng)員受力分析如圖所示，地面對(duì)手的支持力F1＝ F2＝，則運(yùn)動(dòng)員單手

4、對(duì)地面的正壓力大小為，與θ無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；不管θ如何，運(yùn)動(dòng)員受到的合力為零，與地面之間的相互作用力總是等大，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。 4.在粗糙水平地面上放著一個(gè)截面為半圓的柱狀物體A，A與光滑豎直墻之間放另一截面也為半圓的光滑柱狀物體B，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，截面如圖所示。設(shè)墻對(duì)B的作用力為F1，B對(duì)A的作用力為F2，地面對(duì)A的作用力為F3。在B上加一物體C，整個(gè)裝置仍保持靜止，則(　　) A．F1保持不變，F(xiàn)3增大 B．F1增大，F(xiàn)3保持不變 C．F2增大，F(xiàn)3增大 D．F2增大，F(xiàn)3保持不變 解析：選C　未放上C時(shí)，以B為研究對(duì)象，受力分析如圖1所示，由平衡條件

5、得，墻對(duì)B的作用力F1＝GBtan α，當(dāng)放上C時(shí)，F(xiàn)1增大。A對(duì)B的作用力F2′＝，F(xiàn)1增大，則F2′增大，由牛頓第三定律知F2′＝F2，即F2也增大。再以整體為研究對(duì)象，受力分析如圖2所示，則放上C前，地面對(duì)A的支持力N＝GA＋GB，放上C后變?yōu)镚A＋GB＋GC，即N增大，地面對(duì)A的摩擦力f＝F1，且F3為N與f的合力，所以F3增大，故C正確。 5.如圖，滑塊A置于水平地面上，滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直)，此時(shí)A恰好不滑動(dòng)，B剛好不下滑。已知A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。A與B的質(zhì)量之比為(　　) A.

6、 B. C. D. 解析：選B　設(shè)A、B的質(zhì)量分別為mA、mB，B剛好不下滑，根據(jù)平衡條件得mBg＝μ1F；A恰好不滑動(dòng)，則A與地面之間的摩擦力等于最大靜摩擦力，把A、B看成一個(gè)整體，根據(jù)平衡條件得F＝μ2(mA＋mB)g，解得＝，選項(xiàng)B正確。 6．[多選]某些農(nóng)村一大家人過(guò)春節(jié)時(shí)常用簡(jiǎn)易灶做菜，如圖甲、乙所示，將一個(gè)球形鐵鍋用三個(gè)不計(jì)重力的小石塊支起用柴火燒菜，鐵鍋邊緣水平，小石塊成正三角形放在水平灶臺(tái)上，石塊到鐵鍋球心的連線與豎直方向的夾角均為30°，已知鐵鍋與菜的總質(zhì)量為 9 kg，不計(jì)鐵鍋與石塊間的摩擦，重力加速度g取10 m/s2，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．

7、灶臺(tái)對(duì)每個(gè)石塊的作用力均豎直向上 B．灶臺(tái)受到每個(gè)石塊的壓力大小為30 N C．每個(gè)石塊與鐵鍋之間的彈力大小為20 N D．灶臺(tái)對(duì)每個(gè)石塊的摩擦力大小為10 N 解析：選BC　灶臺(tái)對(duì)石塊有豎直向上的支持力和水平方向的摩擦力作用，故灶臺(tái)對(duì)每個(gè)石塊的作用力的方向不是豎直向上，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；鐵鍋和石塊豎直方向?qū)υ钆_(tái)的壓力等于鐵鍋所受的重力，故灶臺(tái)受到每個(gè)石塊的壓力大小等于mg＝×9×10 N＝30 N，選項(xiàng)B正確；對(duì)鐵鍋由平衡條件可得：3FNcos 30°＝mg，解得：FN＝20 N，選項(xiàng)C正確；Ff＝FNsin 30°＝10 N，即灶臺(tái)對(duì)每個(gè)石塊的摩擦力大小為10 N，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 7.如

8、圖所示，一輕繩一端固定在地面上的C點(diǎn)，另一端與豎直桿AB的頂端A相連，頂端A右側(cè)一水平輕繩跨過(guò)一光滑定滑輪與一重物相連，豎直桿AB處于平衡狀態(tài)，AB與地面的摩擦不計(jì)。若AC加長(zhǎng)，使C點(diǎn)左移，AB仍保持平衡狀態(tài)，AC上的拉力T和AB受到的地面的支持力N與原先相比，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．T增大，N減小 B．T減小，N增大 C．T和N都減小 D．T和N都增大 解析：選C　若AC加長(zhǎng)，由于懸掛的重物質(zhì)量不變，右側(cè)水平輕繩的拉力不變。分析A處受力情況，AC上的拉力T沿水平方向的分力大小等于懸掛的重物重力，沿豎直方向的分力等于AB受到的地面的支持力。若AC加長(zhǎng)，使C點(diǎn)左移，AB仍保持平衡

9、狀態(tài)，顯然，T和N都減小，選項(xiàng)C正確。 8.(2018·鐵嶺協(xié)作體模擬)如圖所示，固定在水平地面上的物體A，左側(cè)是圓弧面，右側(cè)是傾角為θ的斜面，一根輕繩跨過(guò)物體A頂點(diǎn)上的小滑輪，輕繩左、右兩端分別系有質(zhì)量為m1、m2的小球，當(dāng)兩小球靜止時(shí)，左端小球與圓心連線跟水平方向的夾角也為θ，不計(jì)一切摩擦，則m1、m2之間的關(guān)系是(　　) A．m1＝m2 B．m1＝m2tan θ C．m1＝ D．m1＝m2cos θ 解析：選B　設(shè)輕繩對(duì)兩小球的拉力大小為FT，對(duì)右端小球根據(jù)平衡條件得：FT＝m2gsin θ；對(duì)左端小球根據(jù)平衡條件得：FT＝m1gcos θ；解得：m1＝m2tan

10、θ，B正確。 9．[多選](2018·天津高考)明朝謝肇淛的《五雜組》中記載：“明姑蘇虎丘寺塔傾側(cè)，議欲正之，非萬(wàn)緡不可。一游僧見(jiàn)之曰：無(wú)煩也，我能正之。”游僧每天將木楔從塔身傾斜一側(cè)的磚縫間敲進(jìn)去，經(jīng)月余扶正了塔身。假設(shè)所用的木楔為等腰三角形，木楔的頂角為θ，現(xiàn)在木楔背上加一力F，方向如圖所示，木楔兩側(cè)產(chǎn)生推力FN，則(　　) A．若F一定，θ大時(shí)FN大 B．若F一定，θ小時(shí)FN大 C．若θ一定，F(xiàn)大時(shí)FN大 D．若θ一定，F(xiàn)小時(shí)FN大 解析：選BC　根據(jù)力F的作用效果將力F分解為垂直于木楔兩側(cè)的力FN，如圖所示。則＝sin ，即FN＝，所以當(dāng)F一定時(shí)，θ越小，F(xiàn)N越大；當(dāng)θ一定

11、時(shí)，F(xiàn)越大，F(xiàn)N越大。故選項(xiàng)B、C正確。 10．[多選]如圖，粗糙水平面上有a、b、c、d四個(gè)相同小物塊用四根完全相同的輕彈簧連接，正好組成一個(gè)等腰梯形，系統(tǒng)靜止。ab之間、ac之間以及bd之間的彈簧長(zhǎng)度相同且等于cd之間彈簧長(zhǎng)度的一半，ab之間彈簧彈力大小為cd之間彈簧彈力大小的一半。若a受到的摩擦力大小為f，則(　　) A．a(chǎn)b之間的彈簧一定是壓縮的 B．b受到的摩擦力大小為f C．c受到的摩擦力大小為f D．d受到的摩擦力大小為2f 解析：選ABC　設(shè)每根彈簧的原長(zhǎng)為L(zhǎng)0，ab之間彈簧的形變量為Δx1，cd之間彈簧的形變量為Δx2，則有kΔx2＝2kΔx1，若ab之間的彈簧是

12、拉長(zhǎng)的，則有：L0＋Δx2＝2(L0＋Δx1)，解得L0＝0，不符合題意，所以ab之間的彈簧是壓縮的，A正確；由于a受到的摩擦力大小為f，根據(jù)對(duì)稱性可得，b受到的摩擦力大小也為f，B正確；以a和c為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析如圖所示，圖中的θ為ac與cd之間的夾角，則cos θ＝＝，所以θ＝60°，則∠cab＝120°，a受到的摩擦力大小f＝T；對(duì)c根據(jù)力的合成可得fc＝f，C正確；由于c受到的摩擦力大小為 f，根據(jù)對(duì)稱性可知，d受到的摩擦力大小也為f，D錯(cuò)誤。 11.(2018·云南師大附中模擬)如圖所示，柔軟輕繩ON的一端O固定，在其上某點(diǎn)M拴一重物，用手拉住繩的另一端N將重物向右上方緩慢拉

13、起。初始時(shí)，OM豎直，OM⊥MN，保持OM與MN夾角不變，在OM由豎直被拉到水平的過(guò)程中(　　) A．OM上的張力逐漸增大 B．OM上的張力先增大后減小 C．MN上的張力逐漸增大 D．MN上的張力先增大后減小 解析：選C　OM和MN上的張力的合力與重力是一對(duì)平衡力，受力分析如圖所示。根據(jù)幾何關(guān)系有FMN＝Gsin θ，F(xiàn)OM＝Gcos θ，可知，隨著θ的增大，MN上的張力逐漸增大，OM上的張力逐漸減小，故C正確，A、B、D 錯(cuò)誤。 12．(2019屆高三·德州調(diào)研)如圖所示，把一重為G的物體，用一水平推力F＝kt(k為恒量，t為時(shí)間)壓在豎直的足夠高的粗糙墻面上。從t＝0時(shí)刻開(kāi)始物

14、體所受的摩擦力Ff隨t的關(guān)系對(duì)應(yīng)選項(xiàng)圖中的(　　) 解析：選B　開(kāi)始時(shí)由于推力F為零，物體和墻面間沒(méi)有擠壓，則摩擦力為零，物體在重力作用下開(kāi)始沿豎直墻面下滑，所以開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi)為滑動(dòng)摩擦力。由Ff＝μFN，又FN＝F＝kt，所以Ff＝μkt，即Ff隨時(shí)間t成正比增大，當(dāng)Ff增大到等于G時(shí)，物體具有一定速度，由于慣性仍然滑行，隨著滑行的繼續(xù)，F(xiàn)f會(huì)大于G，最后物體靜止于墻面上，摩擦力變?yōu)殪o摩擦力，豎直方向上根據(jù)二力平衡，則有Ff＝G，所以B正確。 13.(2018·哈爾濱模擬)如圖所示，三個(gè)質(zhì)量均為1 kg的小木塊 a、b、c和兩個(gè)勁度系數(shù)均為500 N/m的相同輕彈簧p、q用輕繩連

15、 接，其中a放在光滑水平桌面上。開(kāi)始時(shí)p彈簧處于原長(zhǎng)，木塊都靜止。現(xiàn)用水平力緩慢地向左拉p彈簧的左端，直到c剛好離開(kāi)水平地面為止，g取10 m/s2。則該過(guò)程中(　　) A．q彈簧上端移動(dòng)的距離為2 cm，p彈簧的左端向左移動(dòng)的距離是4 cm B．q彈簧上端移動(dòng)的距離為4 cm，p彈簧的左端向左移動(dòng)的距離是2 cm C．q彈簧上端移動(dòng)的距離為4 cm，p彈簧的左端向左移動(dòng)的距離是8 cm D．q彈簧上端移動(dòng)的距離為2 cm，p彈簧的左端向左移動(dòng)的距離是6 cm 解析：選C　開(kāi)始時(shí)p彈簧處于原長(zhǎng)，可知q彈簧處于壓縮狀態(tài)，壓縮量為Δxq＝＝ 2 cm; c剛好離開(kāi)水平地面時(shí)，q彈簧

16、伸長(zhǎng)Δxq′＝＝2 cm，則q彈簧上端移動(dòng)的距離為 4 cm；p彈簧伸長(zhǎng)Δxp＝＝4 cm，則p彈簧的左端向左移動(dòng)的距離是8 cm。選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。 14．[多選](2018·寶雞質(zhì)檢)如圖所示，兩塊相互垂直的光滑擋板OP、OQ，OP豎直放置，小球a、b固定在輕彈簧的兩端，并斜靠在OP、OQ上?，F(xiàn)有一個(gè)水平向左的推力F作用于b上，使a、b緊靠擋板處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)保證b不動(dòng)，使OP向右緩慢平移一小段距離，則(　　) A．推力F變小 B．彈簧長(zhǎng)度變短 C．彈簧長(zhǎng)度變長(zhǎng) D．b對(duì)OQ的壓力變大 解析：選AC　設(shè)彈簧與豎直方向的夾角為α，現(xiàn)保證b不動(dòng)，使OP向右緩慢平移一小段距離，則α減小，以a為研究對(duì)象，受力分析如圖，根據(jù)平衡條件得：F彈＝，α減小，cos α增大，則F彈減小，彈簧長(zhǎng)度變長(zhǎng)；OP對(duì)a的彈力FN1＝mgtan α，α減小，F(xiàn)N1減小，對(duì)a、彈簧和b整體研究，水平方向：F＝FN1，則推力F將減小，故A、C正確，B錯(cuò)誤；豎直方向：OQ對(duì)b的支持力FN2＝(ma＋mb)g不變，根據(jù)牛頓第三定律可知，b對(duì)OQ的壓力不變，故D錯(cuò)誤。