2020屆高三物理練習(xí) 受力分析共點(diǎn)力的平衡 新人教版

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1、第二章 第三單元 受力分析 共點(diǎn)力的平衡 [課時(shí)作業(yè)] 命 題 設(shè) 計(jì) 難度 題號(hào) 目標(biāo) 較易 中等 稍難 單一目標(biāo) 受力分析 1、5 平衡問(wèn)題 2、3、4、6、7 8、9、10、11 綜合 目標(biāo) 綜合應(yīng)用 12 一、選擇題(本大題共10個(gè)小題，共70分，每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得7分，選對(duì)但不全的得4分，有選錯(cuò)的得0分) 1．如圖1所示，豎直放置的輕彈簧一端固定 在地面上，另一端與斜面體P連接，P的 斜面與固定擋板MN接觸且處于靜止?fàn)顟B(tài)， 則斜面體P此刻所受的外力個(gè)數(shù)有可能為 (　　)

2、圖1 A．2個(gè)　　　　　　　　　B．3個(gè) C．4個(gè) D．5個(gè) 解析：若斜面體P受到的彈簧彈力F等于 其重力mg，則MN對(duì)P沒(méi)有力的作用，如 圖(a)所示，P受到2個(gè)力，A對(duì)；若彈簧彈 力大于P的重力，則MN對(duì)P有壓力FN， 只有壓力FN則P不能平衡，一定存在向右 的力，只能是MN對(duì)P的摩擦力Ff，因此P此時(shí)受到4個(gè)力，如圖(b)所示，C對(duì)． 答案：AC 2．(2020·天津高考)物塊靜止在固定的斜面上，分別按如圖2所示的方向?qū)ξ飰K施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上，B中F垂直于斜面向下，C中F豎直向上，D中F豎直向下，施力后物塊仍然靜

3、止，則物塊所受的靜摩擦力增大的是 (　　) 圖2 解析：物體在重力和F的合力沿斜面向下分力的作用下將受到沿斜面向上的靜摩擦力，故知，豎直向下的力F會(huì)使其所受到的靜摩擦力增大，D正確． 答案：D 3．如圖3所示，一傾角為45°的斜面固定于 豎直墻上，為使一光滑的鐵球靜止，需加 一水平力F，且F過(guò)球心，下列說(shuō)法正確 的是 (　　) A．球一定受墻的彈力且水平向左 圖3 B．球可能受墻的彈力且水平向左 C．球一定受斜面的彈力且垂直斜面向上 D．球可能受斜面的彈力且垂直斜面向

4、上 解析：對(duì)球受力分析，可以確定的力是水平力F和重力mg，根據(jù)平衡條件，斜面對(duì)球一定有彈力的作用，墻對(duì)球可能有彈力，也可能沒(méi)有彈力． 答案：BC 4．(2020·海南高考) 如圖4所示，質(zhì)量為M 的楔形物塊靜止在水平地面上，其斜面的 傾角為θ.斜面上有一質(zhì)量為m的小物塊， 小物塊與斜面之間存在摩擦．用恒力F沿 圖4 斜面向上拉小物塊，使之勻速上滑．在小物塊運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，楔形物塊始終保持靜止．地面對(duì)楔形物塊的支持力為 (　　) A．(M＋m)g

5、 B．(M＋m)g－F C．(M＋m)g＋Fsinθ D．(M＋m)g－Fsinθ 解析： 楔形物塊靜止，小物塊勻速上滑， 二者都處于平衡狀態(tài)，取二者整體為研究 對(duì)象，由受力分析得FN+Fsinθ=(M+m)g， 所以FN=(M+m)g-Fsinθ，故選項(xiàng)D正確． 答案：D 5.如圖5所示，A、B兩物體緊靠著放在粗糙 水平面上，A、B間接觸面光滑．在水平推 力F作用下兩物體一起加速運(yùn)動(dòng)，物體A 恰好不離開(kāi)地面，則物體A的受力個(gè)數(shù)為 (　　) 圖5 A．3 B．4 C．5

6、 D．6 解析：A恰好不離開(kāi)地面，即A與地面無(wú)作用力，故A受重力、F和B對(duì)A的作用力，共三個(gè)力，正確選項(xiàng)為A. 答案：A 6. (2020·山東高考)如圖6所示，光滑半球 形容器固定在水平面上，O為球心．一 質(zhì)量為m的小滑塊，在水平力F的作用 下靜止于P點(diǎn)．設(shè)滑塊所受支持力為FN， 圖6 OP與水平方向的夾角為θ.下列關(guān)系正確的是 (　　) A．F＝　　　　　　 B．F＝mgtanθ C．FN＝ D．FN＝mgtanθ 解析：滑塊受力如圖，由平衡條件知： =co

7、tθ?F=mgcotθ=， FN= . 答案：A 7．(2020·日照模擬) 如圖7所示，A、B兩球 用勁度系數(shù)為k1的輕彈簧相連，B球用長(zhǎng) 為L(zhǎng)的細(xì)線懸于O點(diǎn)，A球固定在O點(diǎn)正 下方，且O、A間的距離恰為L(zhǎng)，此時(shí)繩子 所受的拉力為F1，現(xiàn)把A、B間的彈簧換成 圖7 勁度系數(shù)為k2的輕彈簧，仍使系統(tǒng)平衡，此時(shí)繩子所受的拉力為F2，則F1與F2的大小關(guān)系為 (　　) A．F1＜F2 B．F1＞F2 C．F1＝F2 D．因k1、k2大小關(guān)

8、系未知，故無(wú)法確定 解析：對(duì)B球受力分析如圖所示， 則由相似三角形特點(diǎn)知： ＝＝ 所以F1＝F2＝mg. 答案：C 8.如圖8所示，A是一質(zhì)量為M的盒子， B的質(zhì)量為，A、B用細(xì)繩相連，跨過(guò) 光滑的定滑輪，A置于傾角θ＝30°的斜 面上，B懸于斜面之外而處于靜止?fàn)顟B(tài)． 圖8 現(xiàn)在向A中緩慢加入沙子，整個(gè)系統(tǒng)始終保持靜止，則在加入沙子的過(guò)程中 (　　) A．繩子拉力逐漸減小 B．A對(duì)斜面的壓力逐漸增大 C．A所受的摩擦力逐漸增大 D．A所受的合力不變 解析：以B為研究對(duì)象，由二力平衡條件可知，繩子的拉力FT始終等于B的重力的大小，即FT＝M

9、g，選項(xiàng)A錯(cuò)誤． 以A為研究對(duì)象，未加沙子前，繩子拉力FT與A的重力沿斜面方向的分力平衡，A與斜面間沒(méi)有摩擦力的作用；加入沙子后，相當(dāng)于A的重力增加，A對(duì)斜面的壓力增大，為了平衡加入沙子的重力沿斜面方向的分力，A將受到沿斜面向上的靜摩擦力，且隨著沙子的加入而逐漸增大，所以選項(xiàng)B、C正確．因?yàn)锳一直處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受的合力為零，保持不變，選項(xiàng)D正確． 答案：BCD 9．如圖9所示，固定在水平面上的斜面傾角 為θ，長(zhǎng)方體木塊A的質(zhì)量為M，其PQ 面上釘著一枚小釘子，質(zhì)量為m的小球B 通過(guò)一細(xì)線與小釘子相連接，細(xì)線與斜面 圖9 垂直，木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ

10、，以下說(shuō)法正確的是 (　　) A．若木塊勻速下滑，則小球?qū)δ緣K的壓力為零 B．若木塊勻速下滑，則小球?qū)δ緣K的壓力為mgsinθ C．若木塊勻加速下滑，則小球?qū)δ緣K的壓力為零 D．若木塊勻加速下滑，則小球?qū)δ緣K的壓力為μmgcosθ 解析：當(dāng)木塊勻速下滑時(shí)，對(duì)小球受力分析可求得小球?qū)δ緣K的壓力為mgsinθ，B正確；當(dāng)木塊勻加速下滑時(shí)，將小球和木塊看做一個(gè)整體，根據(jù)牛頓第二定律可得a＝gsinθ－μgcosθ，選小球?yàn)檠芯繉?duì)象，可求得小球?qū)δ緣K的壓力為μmgcosθ，D正確． 答案：BD 10. 如圖10所示，一個(gè)半球形的碗放在桌面上， 碗口水平，O點(diǎn)為其球

11、心，碗的內(nèi)表面及 碗口是光滑的．一根細(xì)線跨在碗口上，線 的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球， 當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí)，質(zhì)量為m1的小球 圖10 與O點(diǎn)的連線與水平線的夾角為α＝60°，則兩小球的質(zhì)量比為 (　　) A. B. C. D. 解析：質(zhì)量為m1的小球受重力m1g、繩拉力 F2=m2g和支持力F1的作用而平衡．如圖所示， 由平衡條件得，F(xiàn)1=F2,2F2cos30°=m1g，得=.故選項(xiàng)A正確． 答案：A 二、非選擇題(本大題共2個(gè)小題，共30分，解答時(shí)應(yīng)寫出必

12、要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 11．(15分) 在傾角α＝37°的斜面上，一條 質(zhì)量不計(jì)的皮帶一端固定在斜面上端，另 一端繞過(guò)一質(zhì)量m＝3 kg、中間有一圈凹槽 的圓柱體，并用與斜面夾角β＝37°的力F拉 住，使整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖11所示． 圖11 不計(jì)一切摩擦，求拉力F和斜面對(duì)圓柱體的彈力FN的大小．(g＝10 m/s2 ，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) 某同學(xué)分析過(guò)程如下： 將拉力F沿斜面和垂直于斜面方向進(jìn)行分解． 沿斜面方向：Fcosβ＝mgsinα 垂直于斜面方向：Fsinβ＋FN＝mgcosα

13、 問(wèn)：你認(rèn)為上述分析過(guò)程正確嗎？若正確，按照這種分析方法求出F及FN的大?。? 若不正確，指明錯(cuò)誤之處并求出認(rèn)為正確的結(jié)果． 解析：不正確，該同學(xué)沒(méi)想到平行于斜面的皮帶對(duì)圓柱體也有力的作用． 沿斜面方向：Fcosβ＋F＝mgsinα 垂直于斜面方向：Fsinβ＋FN＝mgcosα 得：F＝ mg＝×30 N＝10 N FN＝mgcosα－Fsinβ＝30×0.8 N－10×0.6 N＝18 N. 答案：不正確　沒(méi)想到平行于斜面的皮帶對(duì)圓柱體也有力的作用　10 N　18 N 12．(15分)(2020·廣州模擬)鴕鳥(niǎo)是當(dāng)今世界上最大的鳥(niǎo)，有人說(shuō)，如果鴕鳥(niǎo)能長(zhǎng)出一副與身材大小成比例的

14、翅膀，就能飛起來(lái)．生物學(xué)研究的結(jié)論指出：鳥(niǎo)的質(zhì)量與鳥(niǎo)的體長(zhǎng)立方成正比．鳥(niǎo)扇動(dòng)翅膀，獲得向上的升力的大小可以表示為F＝cSv2，式中S是翅膀展開(kāi)后的面積，v為鳥(niǎo)的運(yùn)動(dòng)速度，c是比例常數(shù)．我們不妨以燕子和鴕鳥(niǎo)為例，假設(shè)鴕鳥(niǎo)能長(zhǎng)出和燕子同樣比例的大翅膀，已知燕子的最小飛行速度是5.5 m/s，鴕鳥(niǎo)的最大奔跑速度為22 m/s，又測(cè)得鴕鳥(niǎo)的體長(zhǎng)是燕子的25倍，試分析鴕鳥(niǎo)能飛起來(lái)嗎？ 解析：燕子以最小速度飛行時(shí)， m1g＝cS1v12. 而鴕鳥(niǎo)展翅以最大速度奔跑時(shí)，獲得的升力為： F2＝cS2v22 又＝252，＝4 可得F2＝10000 m1g 而鴕鳥(niǎo)重力m2g＝253m1g 故F2＜m2g，鴕鳥(niǎo)不能飛起來(lái)． 答案：鴕鳥(niǎo)不能飛起來(lái)