2019-2020年高中物理 共點力的平衡 動態(tài)平衡分析同步練習（含解析）新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中物理 共點力的平衡 動態(tài)平衡分析同步練習（含解析）新人教版必修1 1．如圖所示，mA>mB，設地面對A的支持力為FN，繩子對A的拉力為F1，地面對A的摩擦力為F2，若水平方向用力F拉A，使B勻速上升，則在此過程中（ ） A．FN增大，F(xiàn)2增大，F(xiàn)1不變 B．FN減小，F(xiàn)2減小，F(xiàn)1不變 C．FN減小，F(xiàn)2減小，F(xiàn)1增大 D．FN增大，F(xiàn)2減小，F(xiàn)1增大 2．如圖所示，一根輕彈簧上端固定在O點，下端拴一個鋼球P，鋼球處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)對鋼球施加一個方向向右的外力F，使鋼球緩慢偏移．若外力F方向始終水平，移動中彈簧與豎直方向的夾角θ<90且彈簧的伸長量不超過彈性限度，下面給出的彈簧伸長量x與cos θ的函數(shù)關系圖象中，最接近的是 3．如圖所示，一滑塊靜止在水平粗糙木板上，現(xiàn)將木板的一端緩慢抬高至其與水平成90○角，則在此過程中，滑塊所受的摩擦力 A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．先減小后增大 D．先增大后減小 4．如圖所示，桌面上固定一個光滑豎直擋板，現(xiàn)將一個重球A與截面為三角形墊塊B疊放在一起，用水平外力F可以緩緩向左推動B，使球慢慢升高，設各接觸面均光滑，則該過程中 A．A和B均受三個力作用而平衡 B．B對桌面的壓力越來越大 C．A對B的壓力越來越小 D．推力F的大小恒定不變 5．如圖，物體在水平力F作用下靜止在斜面上。若稍許增大F，仍使物體靜止在斜面上，則斜面對物體的靜摩擦力Ff、支持力FN以及Ff和FN的合力F′變化情況是（ ） A．Ff不一定增大，F(xiàn)N一定增大，F(xiàn)′一定增大 B．Ff一定增大，F(xiàn)N一定增大，F(xiàn)′不變 C．Ff、FN、F′均增大 D．Ff、FN不一定增大，F(xiàn)′一定增大 6．如圖所示，兩個質(zhì)量都是ｍ的小球Ａ、Ｂ用輕桿連接后斜放在墻上處于平衡狀態(tài)．已知墻面光滑，水平地面粗糙．現(xiàn)將Ａ球向上移動一小段距離．兩球再次達到平衡，那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，地面對Ｂ球的支持力Ｎ和輕桿上的壓力Ｆ的變化情況是　 　 Ａ．Ｎ不變，Ｆ變大 B．Ｎ變大，Ｆ變大 C．Ｎ不變，Ｆ變小 Ｄ．Ｎ變大，Ｆ變小 7．如圖所示，不計重力的輕桿OP能以O為軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，P端掛一重物，另用一根輕繩通過滑輪系住P端，當OP和豎直方向的夾角緩慢增大時（），OP桿所受作用力的大小 A、恒定不變 B、逐漸增大 C、逐漸減小 D、先增大后減小 8． 如圖所示，兩根細繩拉住一個小球，開始時AC水平，現(xiàn)保持兩細線間的夾角不變，而將整個裝置順時針緩慢轉(zhuǎn)過，則在轉(zhuǎn)動過程中，AC繩的拉力和BC繩的拉力大小變化情況是 A、先變大后變小，一直變小 B、先變大后變小，一直變小 C、先變小后變大，一直變小 D、先變小后變大，一直變大 9．如圖所示，用與豎直方向成θ角的傾斜輕繩子a和水平輕繩子b共同固定一個小球，這時繩b的拉力為F1.現(xiàn)在保持小球在原位置不動，使繩子b在原豎直平面內(nèi)，逆時針轉(zhuǎn)過θ角固定，繩b拉力變?yōu)镕2；再轉(zhuǎn)過θ角固定，繩b拉力變?yōu)镕3，則（ ） A．F1＜F2＜F3 B．F1= F3＞F2 C．F1= F3＜F2 D．繩a拉力一直減小 10．如圖所示，把球夾在豎直墻壁AC和木板BC之間，不計摩擦，設球?qū)Ρ诘膲毫Υ笮镕1，對木板的壓力大小為F2，現(xiàn)將木板BC緩慢轉(zhuǎn)至水平位置的過程中（ ） A．F1、F2都增大 B．F1增加、F2減小 C．F1減小、F2增加 D．F1、F2都減小 11．兩個大小相同的小球帶有同種電荷（可看作點電荷），質(zhì)量分別為m1和m2，帶電量分別是q1和q2，用兩等長的絕緣線懸掛后，因靜電力而使兩懸線張開，分別與豎直方向成夾角和，如圖所示，若，則下述結(jié)論正確的是（ ） A.q1一定等于q2 B.一定滿足 C.m1一定等于m2 D.必定同時滿足q1=q2，m1=m2 12．如圖所示，物體A、B和C疊放在水平桌面上，水平力Fb=5 N、Fc=10 N，分別作用于物體B、C上，A、B和C仍保持靜止。以f1、f2、f3分別表示A與B、B與C、C與桌面間的靜摩擦力的大小，則（ ） A.f1=5 N, f2=0, f3=5 N B.f1=5 N, f2=5 N, f3=0 C.f1=0, f2=5 N, f3=5 N D.f1=0, f2=10 N, f3=5 N 13．某歐式建筑物屋頂為半球形，一警衛(wèi)人員為執(zhí)行特殊任務，必須冒險在半球形屋頂上向上緩慢爬行（如圖），他在向上爬過程中 （ ） A．屋頂對他的支持力變大 B．屋頂對他的支持力變小 C．屋頂對他的摩擦力變大 D．屋頂對他的摩擦力不變 14．如圖所示，固定的半球面右側(cè)是光滑的，左側(cè)是粗糙的，O點為球心，A、B為兩個完全相同的小物塊（可視為質(zhì)點），小物塊A靜止在球面的左側(cè)，受到的摩擦力大小為F1，對球面的壓力大小為N1；小物塊B在水平力F2作用下靜止在球面的右側(cè)，對球面的壓力大小為N2，已知兩小物塊與球心連線和豎直方向的夾角均為θ，則 A．F1：F2=cosθ：1 B．F1：F2＝sinθ：1 C．N1：N2＝cos2θ：1 D.N1：N2＝sin2θ：1 15．如圖所示，總質(zhì)量為460kg的熱氣球，從地面剛開始豎直上升時的加速度為0.5m/s2，當熱氣球上升到180m時，以5m/s的速度向上勻速運動.若離開地面后熱氣球所受浮力保持不變，上升過程中熱氣球總質(zhì)量不變，所受空氣阻力與速度成正比，重力加速度g=10m/s2 .關于熱氣球，下列說法正確的是（ ） A．所受浮力大小為4830N B．加速上升過程中熱氣球處于完全失重狀態(tài) C．從地面開始上升10s后的速度大小為5m/s D．以5m/s勻速上升時所受空氣阻力大小為200N 16．如圖所示，物體在水平力作用下，靜止在斜面上.若稍許減小水平推力，而物體仍保持靜止，設斜面對物體的靜摩擦力為,物體所受的支持力為，則 ( ) A.和都一定減小 B.不一定減小，一定減小 C.和都不一定減小 D.一定減小，不一定減小 17．如圖所示，一質(zhì)量為m的物體A恰能在傾角為a的斜面體上勻速下滑。若用與水平方向成θ角、大小為F的力推A，使A加速下滑，斜面體始終靜止。下列關于斜面體受地面的摩擦力的說法正確的是（ ） A．方向水平向右，大小為mg cosαsinα B．方向水平向左，大小為mg cosαsinα C．方向水平向左，大小為Fcos0 D．大小為0 18．輕繩一端系在質(zhì)量為m的物體A上，另一端系在一個套在粗糙豎直桿MN的圓環(huán)上?，F(xiàn)用水平力F拉住繩子上一點O，使物體A從圖中實線位置緩慢下降到虛線位置，但圓環(huán)仍保持在原來位置不動。則在這一過程中，環(huán)對桿的摩擦力Ff和環(huán)對桿的壓力FN的變化情況是 O A N M F A．Ff保持不變，F(xiàn)N逐漸增大 B．Ff逐漸增大，F(xiàn)N保持不變 C．Ff逐漸減小，F(xiàn)N保持不變 D．Ff保持不變，F(xiàn)N逐漸減小 19．一個木塊靜止在固定斜面上，現(xiàn)用水平推力F作用于木塊上．當F的大小由零逐漸增加到一定值，而木塊總保持靜止，如圖所示，則（ ） A．木塊受到的靜摩擦力增加。 B．木塊與斜面之間的最大靜摩擦力增加。 C．木塊受的合力增加。 D．木塊所受到的斜面支持力不變。 20．如圖所示，A、B兩物體的質(zhì)量分別是mA和mB，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，滑輪的質(zhì)量和一切摩擦不計。如果繩的一端由P點緩慢向左運動到Q點，整個系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)，關于繩子拉力大小F和兩滑輪間繩子與水平方向的夾角α的變化，以下說法中正確的是 A．F變小，a變小 B．F變大，a變小 C．F不變，a不變 D．F不變，a變大 參考答案 1．A 【解析】 試題分析：由題，B保持勻速上升，由平衡條件得知，繩子的拉力大小T不變．根據(jù)定滑輪的特點可知，A受到輕繩的拉力F1大小也不變． 對A分析受力情況如圖，則豎直方向力平衡得：FN+F1cosθ=GA，得 FN=GA-Tcosθ；A沿地板向右運動時，θ增大，cosθ減小，F(xiàn)1不變，則FN逐漸增大，而F2=μN，μ不變，則F2也逐漸增大．故A正確，BCD錯誤． 故選：A． 考點：物體的平衡. 2．D 【解析】 試題分析：對小球進行研究，分析受力情況：重力mg、水平外力F和彈簧的彈力f． 由平衡條件得，又由胡克定律得，則有，得 由數(shù)學知識得知，k、mg一定，x與成反比，故D正確． 考點：考查了胡克定律 3．D 【解析】 試題分析：開始時物體受重力和支持力，抬起后受到向上的靜摩擦力；靜摩擦力等于重力沿斜面向下的分力，即，隨角度的增大，摩擦力增大；當角度達一定程度時，物體開始滑動，由靜摩擦力變化滑動摩擦力，而滑動摩擦力，隨角度的增加而增小，故摩擦力將減小故摩擦力是先增大后減小的，D正確 考點：考查了摩擦力的計算 4．D 【解析】 試題分析： 先以小球A為研究對象，分析受力情況：重力、墻的彈力和斜面的支持力三個力．B受到重力、A的壓力、地面的支持力和推力F四個力，故A錯誤；當柱狀物體向左移動時，斜面B對A的支持力和墻對A的支持力方向均不變，根據(jù)平衡條件得知，這兩個力大小保持不變．則A對B的壓力也保持不變．對整體分析受力如圖所示，由平衡條件得知，，墻對A的支持力不變，則推力F不變．地面對整體的支持力，保持不變．則B對地面的壓力不變，故B、C錯誤，D正確。 考點：共點力平衡的條件及其應用；力的合成與分解的運用． 5．A 【解析】 試題分析：物體受重力、支持力、推力及摩擦力而處于平衡狀態(tài)；根據(jù)受力分析及正交分解可得： 在垂直斜面方向上，F(xiàn)N=Gcosθ+Fsinθ；增大推力F，則支持力一定增大；沿斜面方向上有：Fcosθ=mgsinθ+f；若推力沿斜面向上的分力大于重力的分力，則摩擦力向下，若推力增大，則摩擦力增大；若推力沿斜面向下的分力小于重力的分力，則摩擦力向上，若推力增大，則摩擦力減小；物體處于靜止，合力為零：Ff和FN的合力F′與重力與F的合力等大反向，推力F增大，則重力與F的合力增大，則Ff和FN的合力 F′增大；故選：A． 考點：物體的平衡及正交分解法。 6．C 【解析】 試題分析：對整體進行受力分析，豎直方向只總2mg和地面對B的支持力N，則知N=2mg，移動兩球后，仍然平衡，則N仍然等于2mg，所以N不變．再隔離對A進行受力分析，輕桿對A的作用力等于輕桿上受到的壓力，設輕桿對A球的作用力F與豎直方向的夾角為θ，則得：Fcosθ=mg，得，當A球向上移動一小段距離，夾角θ減小，cosθ變大，所以F減?。蔆正確． 考點：物體的平衡；整體法及隔離法。 7． A 【解析】 在OP桿和豎直方向夾角緩慢增大時（），結(jié)點P在一系列不同位置處于準靜態(tài)平衡，以結(jié)點P為研究對象，如圖1所示，結(jié)點P受向下的拉力G，QP繩的拉力T， OP桿的支持力，三力中，向下的拉力恒定（大小、方向均不變），繩、桿作用力大小均變，繩PQ的拉力T總沿繩PQ收縮的方向，桿OP支持力方向總是沿桿而指向桿恢復形變的方向（方向變化有依據(jù)），做出處于某一可能位置時對應的力三角形圖，如圖2所示，則表示這兩個力的有向線段組成的三角形與幾何線段組成的三角形相似，根據(jù)相似三角形知識即可求得，由圖可知，得，，即不變，正確答案為選項A 8． B 【解析】 整個裝置順時針緩慢轉(zhuǎn)過時，小球可在一系列不同位置處于準靜態(tài)平衡，以小球為研究對象，如圖所示，小球受重力G， AC繩的拉力， BC繩的拉力，三力中，重力恒定（大小、方向均不變），兩繩拉力均變化，但方向總沿繩，隨繩的方位而變化（即變化有依據(jù)），做出繩處于各可能位置時對應的力三角形圖，由圖可知，先逐漸增大（弦增大直徑）后逐漸減小，一直減小，到轉(zhuǎn)過90時減為零。正確答案為選項B，總結(jié)：按受力圖，①首先畫出恒力（大小方向都不變的力），②將另二力按方向依據(jù)來確定力矢量依次首尾相接，③力三角形與相應的幾何三角形的性質(zhì)比照，勾畫出閉合的矢量三角形。 9．BD 【解析】 試題分析：據(jù)題意，b繩第一次轉(zhuǎn)過θ角后F2與a繩拉力Fa垂直，再轉(zhuǎn)過θ角后，F(xiàn)3和F1關于F2對稱，則有，且F2最小，則有：F1= F3＞F2，故B選項正確；從力的三角形可以看出Fa的對應邊長度一直在減小，故a繩拉力一直在減小，D選項正確。 考點：本題考查力的動態(tài)平衡問題。 10．D 【解析】 試題分析：設球?qū)Ρ诘膲毫Υ笮镕1`，對木板的壓力大小為F2`，根據(jù)牛頓第三定律知，墻壁和木板對球的作用力分別為F1和F2．以小球研究對象，分析受力情況，作出力圖． 設木板與水平方向的夾角為θ．根據(jù)平衡條件得：F1=Gtanθ，F(xiàn)2=，將木板BC緩慢轉(zhuǎn)至水平位置的過程中，θ減小，tanθ減小，cosθ增大，則得到 F1，F(xiàn)2均減?。? 考點：本題考查共點力作用下的動態(tài)平衡。 11． C 【解析】 試題分析: 題中電荷電量可能不同，也可能相同，但各自所受的電場力大小卻相同，方向相反．由于它們與豎直線所成的角度均為α，且兩球同處一水平線上，所以根據(jù)共點力平衡條件可確定，它們的質(zhì)量一定相等．故ABD錯誤，C正確. 考點： 庫侖定律；共點力平衡的條件及其應用 12．C 【解析】 試題分析：以A為研究對象進行受力分析可知，A受重力、支持力，二力平衡，水平方向上若受摩擦力作用，那么物體A不能保持平衡，所以AB之間的摩擦力為零，所以AB錯誤；以AB整體為研究對象，進行受力分析，水平、豎直方向上受力平衡，水平方向受Fb及物體C對B的支持力，二力平衡，所以可知，所以D錯誤；再以三個物體整體為研究對象分析受力，水平方向上受地面摩擦力、Fb、Fc三力平衡，有，代入數(shù)據(jù)解得，所以選項C正確； 考點：共點力平衡 13．A 【解析】 試題分析：以人為研究對象分析受力可知，人受到重力、摩擦力、屋頂?shù)闹С至?，其中屋頂支持力和摩擦力的方向都在變化，所以可以采用相似三角形的方法把物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題求解，如下圖所示： 如上圖可以看出，下方的紅色幾何三角形與上方力的矢量三角形相似，即滿足，故可知屋頂對人的支持力在變大，摩擦力在變小，所以只有選項A正確； 考點：共點力平衡之動態(tài)平衡問題 14．AC 【解析】 試題分析：分別對A、B兩個相同的小物塊受力分析如圖，A受到重力，沿球面斜向上的摩擦力F1，垂直于球向斜向上的支持力，它的大小等于它對球面的壓力N1，故F1=mgsinθ；N1=mgcosθ； B受到重力，作用力F2及球面對它的支持力，其大小等于它對球面的壓力N2，故F2=mgtanθ，N2=，所以F1：F2=，故A是正確的，B不對；N1：N2＝cosθ：= cos2θ：1，C是正確的，D是不對的。 考點：受力分析，力的平衡。 15．A 【解析】 試題分析：熱氣球從地面剛開始豎直上升時，速度為零，故阻力為零，氣球受重力和浮力，根據(jù)牛頓第二定律有：，解得，故A正確.上升過程中先是向上的加速度，處于超重狀態(tài)，后勻速運動處于平衡狀態(tài)，選項B錯誤.剛開始豎直上升時的加速度為0.5m/s2，氣球是變加速運動，加速度逐漸減小，故10s后的速度大小小于5m/s，故C錯誤.以5m/s勻速上升時，根據(jù)平衡條件，有：,解得f=230N，故D錯誤.故選A． 考點：本題考查了共點力平衡的條件及其應用、力的合成與分解的運用、牛頓第二定律． 16．B 【解析】 試題分析：物體受重力、支持力、推力及摩擦力而處于平衡狀態(tài)；受力分析及正交分解如圖所示： 在y軸方向上，，減小推力，則支持力一定減小.沿斜面方向上有： ，若推力沿斜面向上的分力大于重力的分力，則摩擦力向下，若推力減小，則摩擦力減??；若推力沿斜面向下的分力小于重力的分力，則摩擦力向上，若推力減小，則摩擦力變大.故A、C、D錯誤，B正確；故選B． 考點：本題考查了共點力平衡的條件及其應用、滑動摩擦力、力的合成與分解的運用. 17．D 【解析】 試題分析：由物體A恰能在傾角為a的斜面體上勻速下滑，則有，當施加力F后，A對斜面的壓力及摩擦力對于斜面體仍豎直向下，故D正確。 考點：物體的受力情況、平衡條件、摩擦力 18．D 【解析】 試題分析：對系統(tǒng)整體進行受力分析：物體A和套在粗糙豎直桿MN的圓環(huán)上受豎直向下的重力，桿對圓環(huán)提供水平向左的彈力，豎直向上的靜摩擦力，水平向左的外力，由物體的平衡知，摩擦力由兩物體的重力平衡，不隨物體A位置的變化而改變，既Ff保持不變；物體A受豎直向下的重力，沿繩方向的拉力，水平向左的外力，設繩與豎直方向的夾角為α，由于，隨夾角為α的減小，cosα增大，則T減小，,隨夾角為α的減小，sinα減小，T減小，則FN逐漸減小，只有D選項正確。 考點：物體的動態(tài)平衡 整體法和隔離法 19．B 【解析】 試題分析：對木塊受力分析，根據(jù)平衡條件知，當F由零逐漸增加時，木塊與斜面間的靜摩擦力先減小，故選項A錯誤；根據(jù)木塊垂直斜面方向受力平衡知當F增大時，木塊與斜面間的正壓力增大，因最大靜摩擦力與正壓力成正比，故最大靜摩擦力也增加，故選項B正確，D錯誤；因木塊不動，受合力始終為零，故選項C錯誤。 考點：物體平衡條件的應用 20．C 【解析】 試題分析：物體B要保持靜止就要受力平衡，即繩子拉力，無論P點怎么移動，繩子拉力都要與B的重力平衡，大小不變。再分析A受到自身重力和兩個繩子拉力作用，同一個繩子拉力相等，根據(jù)A處于平衡有兩個拉力的合力與A的重力等大反向，有幾何關系可得，A的質(zhì)量不變，繩子拉力不變，所以夾角不變選項C對。 考點：共點力的平衡