高考物理二輪復習 第1部分 核心突破 專題1 力與運動 第1講 力和物體的平衡特訓

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第1講 力和物體的平衡 1．(2016濟南3月模擬)一串小燈籠(五只)彼此用輕繩連接，并懸掛在空中．在穩(wěn)定水平風力作用下發(fā)生傾斜，懸繩與豎直方向的夾角為30，如圖所示．設每個燈籠的質量均為m.則自上往下第一只燈籠對第二只燈籠的拉力大小為(　C　) A．2mg B．mg C．mg D．8mg 解析：整體受力分析，可得第一段繩子拉力 F1sin 60＝5mg，得F1＝mg， 然后對第一個燈籠受力分析有(F1－F2)sin 60＝mg， 解得F2＝mg，選項C正確． 2．(2016濟南一模)如圖所示，在粗糙水平面上放置A、B、C、D四個小物塊，各小物塊之間由四根完全相同的輕彈簧相互連接，正好組成一個菱形，∠BAD＝120，整個系統(tǒng)保持靜止狀態(tài)．已知A物塊所受的摩擦力大小為Ff，則D物塊所受的摩擦力大小為(　C　) A．Ff　 B．Ff C．Ff　 D．2Ff 解析：由對稱性可知，四根輕彈簧的彈力大小相等，均為F，對A有：2Fcos 60＝F1，對D有：2Fcos 30＝FfD， 故FfD＝Ff. 3．(2016武漢調考)如圖所示，在粗糙水平面上建立一直角坐標系xOy，在坐標原點處有一物體，質量m＝5 kg，物體和水平面間的動摩擦因數為μ＝0.08，物體受到沿坐標軸的三個恒力F1、F2、F3的作用而靜止于水平面上，其中F1＝3 N，方向沿x軸正方向；F2＝4 N，方向沿y軸正方向；F3沿x軸負方向．則下列說法正確的是(　C　) A．F3的大小可能大于4 N B．F3的大小可能小于3 N C．物體受到的摩擦力大小一定等于4 N，方向沿y軸負方向 D．物體受到的摩擦力大小可能小于4 N，方向沿y軸負方向 解析：物體所受地面的最大靜摩擦力Ffm＝μmg＝4 N，由平衡條件可知，F(xiàn)1、F2、F3的合力必須小于或等于4 N，其中F2＝4 N，F(xiàn)1與F3反向，只有當F1＝F3時，三力的合力才等于4 N，否則一定大于4 N，因此F3＝3 N，靜摩擦力Ff＝Ffm＝4 N，方向與F2相反，即沿y軸負方向，選項C正確． 4．(2016南京模擬)(多選)如圖所示，一個質量為m的滑塊靜止置于傾角為30的粗糙斜面上，一根輕彈簧一端固定在豎直墻上的P點，另一端系在滑塊上，彈簧與豎直方向的夾角為30.則(　AD　) A．滑塊可能受到三個力作用 B．彈簧一定處于壓縮狀態(tài) C．斜面對滑塊的支持力大小可能為零 D．斜面對滑塊的摩擦力大小一定等于mg 解析：彈簧可能恰好處于原長，滑塊只受到重力、斜面支持力和摩擦力三個力作用，選項A正確、B錯誤；將滑塊隔離受力分析，將滑塊所受重力分解為沿斜面方向和垂直斜面方向，由平衡條件可知，斜面對滑塊的摩擦力大小一定等于mg，斜面對滑塊的支持力大小一定不為零，選項C錯誤、D正確． 5．(2016山東省實驗中學三診)如圖所示，直角三角形框架ABC(角C為直角)固定在水平地面上，已知AC與水平方向的夾角為α＝30.小環(huán)P、Q分別套在光滑臂AC、BC上，用一根不可伸長的細繩連接兩小環(huán)，靜止時細繩恰好處于水平方向，小環(huán)P、Q的質量分別為m1、m2，則小環(huán)P、Q的質量之比為(　B　) A．＝　 B．＝3 C．＝ D．＝ 解析：對小環(huán)P進行受力分析，設繩子拉力大小為FT， 由幾何關系：FT＝m1gtan α， ① 由幾何關系：FT＝， ② 聯(lián)立①②得：＝＝3 6．(2016江西南昌調研)水平面上有U形導軌NMPQ，它們之間的寬度為L，M和P之間接入電源，現(xiàn)垂直于導軌擱一根質量為m的金屬棒ab，棒與導軌的動摩擦因數為μ(滑動摩擦力略小于最大靜摩擦力)，通過棒的電流強度為I.現(xiàn)加一個范圍較大的勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直于金屬棒ab，與垂直導軌平面的方向夾角為θ，如圖所示，金屬棒處于靜止狀態(tài)，重力加速度為g，則金屬棒所受的摩擦力大小為(　B　) A．BILsin θ　 B．BILcos θ C．μ(mg－BILsin θ)　 D．μ(mg＋BILcos θ) 解析：金屬棒處于靜止狀態(tài)，其合力為零，對其進行受力分析，如圖所示，在水平方向有BILxcos θ－Ff＝0，F(xiàn)f＝BILcos θ，選項B正確，選項A、C、D錯誤． 7．(2016杭州教學質檢一)(多選)如圖所示，兩根橡皮筋一端分別固定在A、B兩點，另一端用短繩連接．現(xiàn)用豎直方向恒力F將連接短繩拉至O點，現(xiàn)轍去F，為了仍然將連接短繩拉至O點，每次施加沿F1到F7方向中的兩個力，則下列力的組合可行的是(上述F1…F7的表示均為示意圖)(　ACD　) A．F1和F5　 B．F2和F7　　 C．F3和F6　 D．F4和F5 解析：由合力與分力的等效性及力的平行四邊形定則可知，F(xiàn)1和F5的合力、F3和F6的合力、F4和F5的合力方向沿F的方向，大小可與F相等，選項B錯誤．ACD正確． 8．(2016全國大聯(lián)考二)(多選)如圖所示，A、B兩球所帶電荷量均為210－5 C，質量均為0.72 kg，其中A球帶正電荷，B球帶負電荷，A球通過絕緣細線吊在天花板上，B球一端固定在絕緣棒上，現(xiàn)將B球放在某一位置，能使絕緣細線伸直，A球靜止且與豎直方向的夾角為30，g＝10 m/s2，則B球距離A的距離可能為(　AB　) A．0.5 m　 B．0.8 m　　 C．1.2 m　 D．2.5 m 解析：對A受力分析，受重力mg、繩的拉力FT、B對A的吸引力F，由分析知，A平衡時，F(xiàn)的最小值為F＝mgsin 30＝，解得r＝1 m，所以r≤1 m，A、B正確． 9．(2016合肥試題)(多選)如圖所示，C為固定在地面上的斜面體，A、B是兩個長方形物體，F(xiàn)是作用在物體B上的沿斜面方向的力，物體A和B以相同的速度做勻速直線運動．由此可知，A、B間的動摩擦因數μ1和B、C間的動摩擦因數μ2有可能是(　CD　) A．μ1＝0，μ2＝0　 B．μ1＝0，μ2≠0 C．μ1≠0，μ2＝0　 D．μ1≠0，μ2≠0 解析：以A、B整體為研究對象， 有F＝(mA＋mB)gsin θ， 當F＝(mA＋mB)gsin θ時，f2＝0，則μ2＝0； 當F≠(mA＋mB)gsin θ時，f2≠0，則μ2≠0. 隔離A物體，B對A的靜摩擦力f1＝mAgsin θ，則μ1一定不等于零．所以正確選項為C、D. 10．(2016河北保定4月模擬)如圖所示，將三個完全相同的光滑球用不可伸長的細線懸掛于O點并處于靜止狀態(tài)．已知球半徑為R，重為G，線長均為R.則每條細線上的張力大小為(　B　) A．2G　 B．G　　 C．G D．G 解析：本題O點與各球心的連線及各球心連線，構成一個邊長為2R的正四面體，如圖甲所示(A、B、C為各球球心)，O′為ABC的中心， 設∠OAO′＝θ，由幾何關系知O′A＝R， 由勾股定理得OO′＝＝R， 對A處球受力分析有：Fsin θ＝G，又sin θ＝， 解得F＝G，故只有B項正確． 11．(2016湖北七市聯(lián)考)如圖所示，A、B、C、D為四個完全相同的光滑圓柱體，質量均為m，兩塊相同的光滑豎直擋板在大小相等的水平推力F作用下使四個圓柱體處于靜止狀態(tài)．已知當地的重力加速度為g.則有(　A　) A．力F的最小值為mg B．力F的最大值為mg C．B球對A球的彈力大小等于mg D．若減小F，則B和A之間的彈力增大 解析：當A球與B球之間的彈力等于零時，F(xiàn)最小，對B球受力分析，如圖所示． 根據幾何關系可知，θ＝30，則tan 30＝， 解得：F＝mg，所以F的最小值為mg， 故A正確，B錯誤； B球對A球的彈力大小可以等于零，故C錯誤； 當F＞mg時，A對B有彈力作用， 若減小F，則B和A之間的彈力減小， 當F＝mg時，A、B之間的彈力為零，故D錯誤． 12．(2016長春四模)如圖所示，一個質量為M的物體被兩根長度為L＝5 cm的輕繩相連，輕繩的另一端分別與兩個不計質量的輕環(huán)相連，兩輕環(huán)套在粗糙的水平桿上．輕桿與桿之間的動摩擦因數為μ＝0.75，在保證系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)的情況下，若增大兩輕環(huán)之間的距離，則下列說法正確的是(　BC　) A．輕環(huán)所受摩擦力不變 B．桿對輕環(huán)的作用力變大 C．兩環(huán)之間的最大距離為6 cm D．輕繩上的最大拉力為Mg 解析：用整體法分析，豎直方向受重力和支持力，水平方向受兩個反向的靜摩擦力，每個小環(huán)豎直方向的支持力始終不變，都為Mg，隨著距離的增加，靜摩擦力變大，故A錯誤，B正確；設繩與水平方向的夾角為θ，對M有：2FTsin θ＝Mg，對小環(huán)受力分析有：FTcos θ≤μMg，聯(lián)立可知θ最小值為53，兩環(huán)之間的最大距離為x＝2Lcos θ＝6 cm，最大拉力為Mg，故C正確，D錯誤． 13．(2016江西師大附中、鷹潭一中4月聯(lián)考)如圖所示，質量均為M的A、B兩滑塊放在粗糙水平面上，兩輕桿等長，桿與滑塊，桿與桿間均用光滑鉸鏈連接，在兩桿鉸合處懸掛一質量為m的重物C，整個裝置處于靜止狀態(tài)，設桿與水平面間的夾角為θ.下列說法正確的是(　B　) A．當m一定時，θ越小，滑塊對地面的壓力越大 B．當m一定時，θ越大，輕桿受力越小 C．當θ一定時，M越大，滑塊與地面間的摩擦力越大 D．當θ一定時，M越小，可懸掛重物C的質量m越大 解析：將C的重力按照作用效果分解，如圖所示： 根據平行四邊形定則，有：F1＝F2＝＝， 故m一定時，θ越大，輕桿受力越小，故B正確； 對A、B、C整體分析可知，對地壓力與θ無關，故A錯誤． 對A分析，受重力、桿的推力、支持力和向右的靜摩擦力，根據平衡條件，有：Ff＝F1cos θ＝，與M無關，故C錯誤； 只要動摩擦因數足夠大，即可滿足F1cos θ≤μF1sin θ，不管M多大，M都不會滑動，故D錯誤． 14．(2016湖北重點中學高三第二次聯(lián)考)如圖所示，靜止在水平地面上的斜面體質量為M，一質量為m的物塊恰能沿斜面勻速下滑，若對物塊施以水平向右的拉力F，物塊m仍能沿斜面運動．則以下判斷正確的是(　B　) A．物塊m仍將沿斜面勻速下滑 B．物塊m將沿斜面加速下滑 C．地面對斜面M有向左的摩擦力 D．地面對斜面的支持力等于(M＋m)g 解析：物塊m恰能勻速下滑，則物塊m受到的支持力和摩擦力的合力豎直向上，大小等于mg，且μ＝tan θ(θ為斜面體傾角)，施加水平外力F后，物塊m受到的支持力和摩擦力的合力仍豎直向上，但合力小于mg，對物塊m受力分析易知，物塊m做加速運動，選項A錯誤，B正確；對于斜面體M，物塊m對它的壓力和摩擦力的合力豎直向下，合力小于mg，對斜面體M受力分析易知，地面對斜面體M的摩擦力為0，支持力小于(m＋M)g，選項C、D錯誤． 15．(2016哈爾濱質檢)(多選)如圖甲所示，A為一截面為等腰三角形的斜劈，其質量為M，兩個底角均為30.兩個完全相同、質量均為m的小物塊p和q恰好能沿兩斜面勻速下滑．現(xiàn)在若對兩物體同時施加一平行于側面的恒力F1、F2，且F1>F2，如圖乙所示，則在p和q下滑的過程中下列說法正確的是(　AD　) A．斜劈A仍舊保持靜止，且不受到地面的摩擦力作用 B．斜劈A仍舊保持靜止，且受到地面向右的摩擦力作用 C．斜劈A仍舊保持靜止，對地面的壓力大小為(M＋m)g D．斜劈A仍舊保持靜止，對地面的壓力大小大于(M＋m)g 解析：起初兩物塊沿斜面勻速下滑，p、q及斜劈組成的整體處于平衡狀態(tài)，則水平方向斜劈不受場面的靜摩擦力作用，豎直方向上斜劈的作用力不變，斜劈受力情況不變，即A依然不受地面的摩擦力作用，且A對地面的壓力大小仍為(M＋2m)g大于(M＋m)g，AD正確．