(講練測(cè))高考物理一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題07 受力分析 共點(diǎn)力的平衡(練)( 含解析)-人教版高三全冊(cè)物理試題
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1、專(zhuān)題07 受力分析 共點(diǎn)力的平衡(練) 1.電視臺(tái)體育頻道講解棋局節(jié)目中棋盤(pán)豎直放置,棋盤(pán)由磁石做成,棋子都可視為被磁石吸引的小磁體,若某棋子靜止,則:() A.棋盤(pán)面可選足夠光滑的材料 B.棋盤(pán)對(duì)棋子作用力比棋子對(duì)棋盤(pán)作用力大 C.棋盤(pán)對(duì)棋子的作用力比棋子的重力大 D.若棋盤(pán)對(duì)棋子的磁力越大,則對(duì)其摩擦力也越大 【答案】C 【名師點(diǎn)睛】此題考查物體的平衡問(wèn)題;掌握平衡力時(shí)應(yīng)注意其關(guān)鍵點(diǎn):等大、反向、共線,二力是作用在同一個(gè)物體上的,而作用和反作用是作用在兩個(gè)物體上的力,明確這一點(diǎn)即可與作用力與反作用力進(jìn)行區(qū)分;另外物體不產(chǎn)生滑動(dòng)的條件是靜摩擦力不超過(guò)最大值. 2.如圖
2、,墻上有兩個(gè)釘子a和b,它們的連線與水平方向的夾角為45°,兩者的高度差為l。一條不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定于a點(diǎn),另一端跨過(guò)光滑釘子b懸掛一質(zhì)量為m1的重物。在繩子距a端得c點(diǎn)有一固定繩圈,若繩圈上懸掛質(zhì)量為m2的鉤碼,平衡后繩的ac段正好水平,則重物和鉤碼的質(zhì)量比為:() A. B.2 C. D. 【答案】C 【名師點(diǎn)睛】此題考查了物體的平衡問(wèn)題;該題的關(guān)鍵在于根據(jù)題意畫(huà)出平衡后的物理情景圖.對(duì)繩子上c點(diǎn)進(jìn)行受力分析,利用平衡狀態(tài)條件解決問(wèn)題.注意力的計(jì)算離不開(kāi)幾何關(guān)系和三角函數(shù)。ks5u 3.如圖所示,桌面上固定一個(gè)光滑豎直擋板,現(xiàn)將一個(gè)長(zhǎng)方形物塊A與截面為
3、三角形的墊塊B疊放在一起,用水平外力F緩緩向左推動(dòng)B,使A緩慢升高,設(shè)各接觸面均光滑,則該過(guò)程中:() A.A和B均受三個(gè)力作用而平衡 B.B對(duì)桌面的壓力越來(lái)越大 C.A對(duì)B的壓力越來(lái)越小 D.推力F的大小恒定不變 【答案】D 【解析】設(shè)B的傾角為θ,對(duì)A物體受力分析,如圖所示,則F3與豎直方向的夾角為θ,由平衡條件,F(xiàn)3cos θ=GA,F(xiàn)3sin θ=F2,所以A對(duì)B的壓力不變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;A受三個(gè)力的作用,B受四個(gè)力的作用,選項(xiàng)A錯(cuò);對(duì)A、B整體受力分析,可知B對(duì)桌面的壓力F′=GA+GB,推力F=F2,選項(xiàng)B錯(cuò);推力F不變,選項(xiàng)D正確;故選D。
4、 【名師點(diǎn)睛】此題是關(guān)于物體的平衡問(wèn)題;關(guān)鍵是首先分析物體的受力情況,根據(jù)平行四邊形法則來(lái)列出各力之間的關(guān)系;注意研究對(duì)象的選擇,靈活運(yùn)用整體及隔離的方法;此題難度不大,考查學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的運(yùn)用能力. ks5u 4.輕桿的一端安裝有一個(gè)小滑輪P,用手握住桿的另一端支持著懸掛重物的繩子,如圖1所示?,F(xiàn)保持滑輪的位置不變,使桿向下轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度到虛線位置,則下列關(guān)于桿對(duì)滑輪P的作用力的判斷正確的是:() 圖1 A.變大 B.不變 C.變小 D.無(wú)法確定 【答案】B 【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵要滑輪為研究對(duì)象,抓住不變的條件:兩繩子的拉力不變,其合力不變,由平衡條件就能分析知
5、道桿對(duì)滑輪P的作用力是保持不變的. 5.如圖所示,細(xì)繩OA的O端與質(zhì)量的重物相連,A端與輕質(zhì)圓環(huán)(重力不計(jì))相連,圓環(huán)套在水平棒上可以滑動(dòng);定滑輪固定在B處,跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩,兩端分別與重物m、重物G相連,若兩條細(xì)繩間的夾角,OA與水平桿的夾角圓環(huán)恰好沒(méi)有滑動(dòng),不計(jì)滑輪大小,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力.(已知;): (1)圓環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)重物G的質(zhì)量M 【答案】(1)(2) 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析,掌握整體法和隔離法的運(yùn)用. 1.如圖所示,用恒力F將物體壓在粗糙豎直面上,當(dāng)F從實(shí)線位置繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)至虛
6、線位置,物體始終靜止,則在這個(gè)過(guò)程中,摩擦力f與墻壁對(duì)物體彈力的變化情況是:() A. f方向可能一直豎直向上 B. f先變小后變大 C. FN先變小后變大 D. FN先變小后變大再變小 【答案】A 【解析】物體始終靜止?fàn)顟B(tài),受力平衡,對(duì)物體受力分析,若F斜向下,設(shè)與水平方向的夾角為θ,根據(jù)平衡條件得:f=mg+Fsinθ,方向向上,F(xiàn)N=Fcosθ,當(dāng)F從實(shí)線位置繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)至水平位置的過(guò)程中,θ減小,則sinθ減小,cosθ增大,所以f減小,F(xiàn)N增大,若F斜向下,設(shè)與水平方向的夾角為θ,根據(jù)平衡條件得:f=mg-Fsinθ,若Fsinθ<mg,則摩擦力方向向上,F(xiàn)N=Fcos
7、θ,當(dāng)F從水平位置轉(zhuǎn)至虛線位置時(shí),θ增大,則sinθ增大,cosθ減小,所以f減小,F(xiàn)N減小,綜上可知,f的方向可以一直向上,大小逐漸減小,F(xiàn)N先增大后減小,故A正確,BCD錯(cuò)誤.故選A。 【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是對(duì)物體受力分析后根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件,將各力按水平方向和豎直方向分解列式求解即可,基礎(chǔ)題。 2.如圖所示,傾角θ=37o的斜面固定在水平面上,一質(zhì)量M=1.5kg的物塊受平行于斜面向上的輕質(zhì)橡皮筋拉力F=9N作用,平行于斜面的輕繩一端固定在物塊M上,另一端跨過(guò)光滑定滑輪連接A、B兩個(gè)小物塊,物塊M處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,mA=0.2kg,mB=0.4
8、kg,g取l0m/s2。則剪斷A、B間輕繩后,關(guān)于物塊M受到的摩擦力的說(shuō)法中正確的是( sin37o=0.6):() A.滑動(dòng)摩擦力,方向沿斜面向下,大小為4NB.滑動(dòng)摩擦力,方向沿斜面向下,大小為2N C.靜摩擦力,方向沿斜面向下,大小為7ND.靜摩擦力,方向沿斜面向上,大小為2N 【答案】D 【名師點(diǎn)睛】此題考查了物體的平衡問(wèn)題及靜摩擦力的問(wèn)題;解題的關(guān)鍵是討論剪斷細(xì)繩前后的靜摩擦力變化情況;此題采用的是假設(shè)的方法,即假設(shè)剪斷細(xì)線后物體仍靜止,求解靜摩擦力,和剪斷前時(shí)的靜摩擦力比較即可得出假設(shè)是否正確. 3.如圖所示,質(zhì)量均為m的甲、乙兩同學(xué),分別靜止于水平地面的臺(tái)秤P、
9、Q上,他們用手分別豎直牽拉一只彈簧秤的兩端,穩(wěn)定后彈簧秤的示數(shù)為F,若彈簧秤的質(zhì)量不計(jì),重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是:() A.兩臺(tái)秤的讀數(shù)之和為2mg B.臺(tái)秤P的讀數(shù)等于mg-F C.臺(tái)秤Q的讀數(shù)為mg-2F D.甲受到的拉力大于F,乙受到的拉力小于F 【答案】A 【名師點(diǎn)睛】?jī)赏瑢W(xué)的重力不變;分別分析兩人的受力可得出兩臺(tái)秤的示數(shù);再對(duì)兩人用整體法進(jìn)行分析可得出兩臺(tái)秤的示數(shù)之和;本題考查共點(diǎn)力作用下物體的平衡,要掌握整體法的應(yīng)用,注意應(yīng)用整體法時(shí),彈簧秤的拉力為內(nèi)力,不再考慮。 4.(多選)重為G的物體系在OA、OB兩根等長(zhǎng)的輕繩上,輕繩的A端和B端掛在半
10、圓形的支架BCD上,如圖7所示。若固定A端的位置,將OB繩子的B端沿半圓形支架從水平位置逐漸移至豎直位置C的過(guò)程中,以下說(shuō)法正確的是:() 圖7 A.OB繩上的拉力先增大后減小 B.OB繩上的拉力先減小后增大 C.OA繩上的拉力先減小后增大 D.OA繩上的拉力逐漸減小 【答案】BD 【解析】對(duì)結(jié)點(diǎn)O受力分析如圖:結(jié)點(diǎn)O始終處于平衡狀態(tài),所以O(shè)B繩和OA繩拉力的合力與重力等大、反向、共線,所以該合力大小保持不變,方向始終是豎直向上的;作出兩個(gè)拉力的合力,如圖,由圖知OA繩受力大小不斷變小;OB繩受力大小是先減小后增大;故AC錯(cuò)誤,BD正確;故選BD. k
11、s5u 【名師點(diǎn)睛】此題為物體平衡條件的一個(gè)應(yīng)用:動(dòng)態(tài)分析,處理這個(gè)類(lèi)型的題需要首先畫(huà)出受力圖,建立平行四邊形,找出不變的物理量,然后作圖或找變化的物理量與不變的物理量之間的關(guān)系再加以分析,就是以不變應(yīng)萬(wàn)變. 5.如圖所示,質(zhì)量為m=0.8 kg的砝碼懸掛在輕繩PA和PB的結(jié)點(diǎn)上并處于靜止?fàn)顟B(tài)。PA與豎直方向的夾角37°,PB沿水平方向。質(zhì)量為M=10kg的木塊與PB相連,靜止于傾角為37°的斜面上,求: (1)輕繩PB拉力的大?。唬?)木塊所受斜面的摩擦力大小和彈力大小. 【答案】(1)6N;(2)64.8N;76.4N (2)對(duì)木塊受力分析如圖所示由共點(diǎn)力作用
12、下物體的平衡條件得: 聯(lián)立解得: 故木塊所受斜面的摩擦力大小和彈力大小分別為64.8N和76.4N。ks5u 【名師點(diǎn)睛】此題是對(duì)物體的平衡問(wèn)題的考查;解題時(shí)必須要選擇合適的研究對(duì)象,并且對(duì)研究對(duì)象受力分析,畫(huà)出規(guī)范的受力圖,然后選擇合適的直角坐標(biāo)系,根據(jù)正交分解法列出兩個(gè)方向的方程聯(lián)立解答,此題難度中等,同時(shí)也考查學(xué)生的計(jì)算能力. 1.【2016·全國(guó)新課標(biāo)Ⅱ卷】質(zhì)量為m的物體用輕繩AB懸掛于天花板上。用水平向左的力F緩慢拉動(dòng)繩的中點(diǎn)O,如圖所示。用T 表示繩OA段拉力的大小,在O點(diǎn)向左移動(dòng)的過(guò)程中:() A.F逐漸變大,T逐漸變大
13、 B.F逐漸變大,T逐漸變小 C.F逐漸變小,T逐漸變大 D.F逐漸變小,T逐漸變小 【答案】A 【名師點(diǎn)睛】此題是物體的平衡問(wèn)題,考查平行四邊形定則的應(yīng)用;圖解法是最簡(jiǎn)單快捷的方法,注意搞清各個(gè)力的大小及方向變化的特點(diǎn),變換平行四邊形即可。此題還可以列方程討論。 2.【2016·全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ卷】(多選)如圖,一光滑的輕滑輪用細(xì)繩OO'懸掛于O點(diǎn);另一細(xì)繩跨過(guò)滑輪,其一端懸掛物塊a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b。外力F向右上方拉b,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若F方向不變,大小在一定范圍內(nèi)變化,物塊b仍始終保持靜止,則:() A.繩OO'的張力也在一定范圍內(nèi)變化
14、 B.物塊b所受到的支持力也在一定范圍內(nèi)變化 C.連接a和b的繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化 D.物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化 【答案】BD 【名師點(diǎn)睛】本題主要考查共點(diǎn)力作用下物體的平衡、力的動(dòng)態(tài)分析。當(dāng)有多個(gè)物體相互作用而平衡時(shí),應(yīng)注意靈活選擇研究對(duì)象,可以讓題目變得更簡(jiǎn)潔明晰,此題的難點(diǎn)是對(duì)選項(xiàng)A的判斷。 3.【2015·浙江·20】(多選)如圖所示,用兩根長(zhǎng)度相同的絕緣細(xì)線把一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的小球A懸掛到水平板的MN兩點(diǎn),A上帶有的正電荷。兩線夾角為120°,兩線上的拉力大小分別為和。A的正下方0.3m處放有一帶等量異種電荷的小球B,B與絕緣支架的總
15、質(zhì)量為0.2kg(重力加速度??;靜電力常量,AB球可視為點(diǎn)電荷)則:() A.支架對(duì)地面的壓力大小為2.0N B.兩線上的拉力大小 C.將B水平右移,使M、A、B在同一直線上,此時(shí)兩線上的拉力大小為 D.將B移到無(wú)窮遠(yuǎn)處,兩線上的拉力大小 【答案】BC 【名師點(diǎn)睛】做此類(lèi)問(wèn)題受力分析是關(guān)鍵,特別本題的第二問(wèn),求解兩小球之間的距離是關(guān)鍵 4.【2015·山東·16】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,A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。A與B的質(zhì)量之比
16、為:() B A A. B. C. D. 【答案】B 【解析】物體AB整體在水平方向受力平衡,由平衡條件可得:;對(duì)物體B在豎直方向平衡有:;聯(lián)立解得:,選項(xiàng)B正確. ks5u 【名師點(diǎn)睛】解題的關(guān)鍵是正確選擇研究對(duì)象;并對(duì)研究對(duì)象列得平衡方程. 5.【2014·海南卷】如圖,一不可伸長(zhǎng)的光滑輕繩,其左端固定于O點(diǎn),右端跨過(guò)位于O'點(diǎn)的固定光滑軸懸掛一質(zhì)量為M的物體;OO'段水平,長(zhǎng)度為L(zhǎng);繩上套一可沿繩滑動(dòng)的輕環(huán)?,F(xiàn)在輕環(huán)上懸掛一鉤碼,平衡后,物體上升L。則鉤碼的質(zhì)量為:() A. B. C. D. 【答案】D 【方法技巧】解決共點(diǎn)力平衡的相關(guān)問(wèn)題時(shí),對(duì)正確的研究對(duì)象(如系統(tǒng)、單個(gè)物體、結(jié)點(diǎn)等)做出受力分析往往是解決問(wèn)題的關(guān)鍵,還要注意幾何關(guān)系的應(yīng)用。
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