2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題一 力與直線運(yùn)動(dòng) 1-1-1 力與物體的平衡訓(xùn)練.docx
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1-1-1 力與物體的平衡 課時(shí)強(qiáng)化訓(xùn)練 1.(2018安徽A10聯(lián)盟聯(lián)考)(多選)如圖所示,斜面體放在水平面上,C是斜面體斜面AB上的一點(diǎn),AC部分粗糙,CB部分光滑,一物塊在AC部分勻速下滑,此時(shí)斜面體對(duì)物塊的作用力為F1、地面對(duì)斜面體的摩擦力為f1,物塊在CB部分下滑時(shí),斜面體對(duì)物塊的作用力為F2、地面對(duì)斜面體的摩擦力為f2,整個(gè)過(guò)程斜面體始終處于靜止,不計(jì)空氣阻力,則( ) A.f1<f2 B.f1=f2 C.F1>F2 D.F1=F2 [解析] 物塊在AC段勻速下滑時(shí),物塊和斜面體整體處于平衡狀態(tài),因此地面對(duì)斜面體的摩擦力為零,即f1=0,這時(shí)斜面對(duì)物塊的作用力大小等于物塊的重力,即F1=mg。當(dāng)物塊在CB段下滑時(shí),物塊加速下滑,整體有向左的加速度,則地面對(duì)斜面體有向左的摩擦力,因此有f1<f2,A正確、B錯(cuò)誤;斜面體對(duì)物塊的作用力F2=mg cos θ(θ為斜面的傾角),因此有F1>F2,C正確,D錯(cuò)誤。 [答案] AC 2.(2018福建廈門(mén)質(zhì)檢)如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊置于傾角為30的固定粗糙斜面上,一根輕彈簧一端固定在豎直墻上的P點(diǎn),另一端系在滑塊上的Q點(diǎn),直線PQ與斜面垂直,滑塊保持靜止。則( ) A.彈簧可能處于原長(zhǎng)狀態(tài) B.斜面對(duì)滑塊的摩擦力大小可能為零 C.斜面對(duì)滑塊的支持力大小可能為零 D.滑塊一定受到四個(gè)力作用 [解析] 若滑塊受重力、支持力和摩擦力,且三者合力為零時(shí),彈簧對(duì)滑塊沒(méi)有作用力,彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài),所以A正確,D錯(cuò)誤;若摩擦力為零,滑塊不可能靜止,所以B錯(cuò)誤;若支持力為零,則摩擦力也為零,滑塊不可能靜止,所以C錯(cuò)誤。 [答案] A 3.(2018河北石家莊質(zhì)檢一)飛艇常常用于執(zhí)行掃雷、空中預(yù)警、電子干擾等多項(xiàng)作戰(zhàn)任務(wù)。如圖所示為飛艇拖曳掃雷具掃除水雷的模擬圖。當(dāng)飛艇勻速飛行時(shí),繩子與豎直方向恒成θ角。已知掃雷具質(zhì)量為m,重力加速度為g,掃雷具所受浮力不能忽略,下列說(shuō)法正確的是( ) A.掃雷具受3個(gè)力作用 B.繩子拉力大小為 C.海水對(duì)掃雷具作用力的水平分力小于繩子拉力 D.繩子拉力一定大于mg [解析] 掃雷具受繩子拉力、海水的浮力和阻力及自身重力四個(gè)力作用,A項(xiàng)錯(cuò)誤。海水對(duì)掃雷具作用力的水平分力F水=FTsin θ,C項(xiàng)正確。因?yàn)楦×Υ笮∥粗?,則繩子拉力大小不能確定,B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。 [答案] C 4.(2018山西五市聯(lián)考)如圖所示,光滑的圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi), 圓心為O。三個(gè)完全相同的小圓環(huán)a、b、c穿在大環(huán)上,小環(huán)c上穿過(guò)一根輕質(zhì)細(xì)繩,繩子的兩端分別固定著小環(huán)a、b,通過(guò)不斷調(diào)整三個(gè)小環(huán)的位置,最終三小環(huán)恰好處于平衡位置,平衡時(shí)a、b的距離等于繩子長(zhǎng)度的一半。已知小環(huán)的質(zhì)量為m,重力加速度為g,輕繩與c的摩擦不計(jì)。則( ) A.a(chǎn)與大環(huán)間的彈力大小為mg B.繩子的拉力大小為mg C.c受到繩子的拉力大小為3mg D.c與大環(huán)間的彈力大小為3mg [解析] 三個(gè)小圓環(huán)能夠靜止在光滑的圓環(huán)上,因平衡時(shí)a、b的距離等于繩子長(zhǎng)度的一半,則△abc恰好是等邊三角形,對(duì)a受力分析如圖所示: 在水平方向上:Tasin 30=Nacos 30 在豎直方向上:Tacos 30=mg+Nasin 30 解得:Na=mg,Ta=mg,故A、B項(xiàng)均錯(cuò)。 c受到兩根繩子的拉力的合力Tc=2Ta cos 30=3mg,所以C項(xiàng)正確。 c與環(huán)之間的彈力Nc=mg+Tc=4mg,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 [答案] C 5.(2018湖南郴州質(zhì)檢)如圖所示,兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球a和b,用質(zhì)量可忽略的剛性細(xì)桿相連,放置在一個(gè)光滑的半球面內(nèi),已知小球a和b的質(zhì)量之比為,細(xì)桿長(zhǎng)度是球面半徑的倍。則:兩球處于平衡狀態(tài)時(shí),細(xì)桿與水平面的夾角θ是( ) A.45 B.30 C.22.5 D.15 [解析] 設(shè)桿的彈力為T(mén),小球a和b受力如圖所示,其中FNa和FNb指向球心,設(shè)球面的半徑為R,則有cos α==,得出α=45,β1=90-45-θ=45-θ,β2=90-(45-θ)=45+θ。兩球都受到重力、細(xì)桿的彈力和球面的彈力的作用,過(guò)O作豎直線交ab于c點(diǎn),由幾何三角形與力三角形相似有:=,=,可得FNa=FNb ;以整體為研究對(duì)象,由平衡條件:FNa sin β1=FNbsin β2,即FNa sin(45-θ)=FNb sin(45+θ),解得θ=15,所以D項(xiàng)正確。 [答案] D 6.(2018安徽六校二聯(lián))如圖,在一段平坦的地面上等間距分布著一 排等高的輸電線桿,掛在線桿上的電線粗細(xì)均勻且呈對(duì)稱(chēng)性。由于熱脹冷縮,冬季兩相鄰線桿之間的導(dǎo)線長(zhǎng)度會(huì)有所減少。對(duì)B線桿及兩側(cè)的電線,冬季與夏季相比( ) A.電線最高點(diǎn)處的張力變小 B.電線最低處的張力不變 C.線桿對(duì)地面的壓力變小 D.線桿兩側(cè)電線對(duì)線桿拉力的合力不變 [解析] 以線桿間電線為研究對(duì)象,受力分析如圖所示。 由對(duì)稱(chēng)性及共點(diǎn)力平衡條件可得:F cos θ=mg,由于熱脹冷縮,冬天電線變短,θ角增大,電線最高點(diǎn)處的張力變大,A項(xiàng)錯(cuò)誤,電線最低處的張力F′=F sin θ=mg tan θ,θ角增大,F(xiàn)′變大,B項(xiàng)錯(cuò)誤。線桿兩側(cè)電線對(duì)線桿拉力的合力等于兩桿間電線的重力,方向豎直向下,且保持不變,則知桿對(duì)地面的壓力不變,則C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。 [答案] D 7.(2018湖北四地七校聯(lián)盟聯(lián)考)如圖所示,帶有光滑豎直桿的三角 形斜劈固定在水平地面上,放置于斜劈上的光滑小球與套在豎直桿上的小滑塊用輕繩連接,開(kāi)始時(shí)輕繩與斜劈平行?,F(xiàn)給小滑塊施加一個(gè)豎直向上的拉力,使小滑塊沿桿緩慢上升,整個(gè)過(guò)程中小球始終未脫離斜劈,則有( ) A.小球?qū)π迸膲毫Ρ3植蛔? B.輕繩對(duì)小球的拉力先減小后增大 C.豎直桿對(duì)小滑塊的彈力先增大再減小 D.對(duì)小滑塊施加的豎直向上的拉力逐漸增大 [解析] 對(duì)小球受力分析,受重力、支持力和輕繩的拉力,如圖所示: 在小滑塊沿桿緩慢上升過(guò)程中,根據(jù)平衡條件可以知道,輕繩的拉力T增加,支持力N減小,根據(jù)牛頓第三定律,球?qū)π泵娴膲毫σ矞p小,故A、B錯(cuò)誤; 對(duì)球和滑塊整體受力分析,受重力、斜面的支持力N、桿的彈力N桿、拉力F,如圖所示: 根據(jù)平衡條件,有:水平方向:N桿=N sin θ 豎直方向:F+N cos θ=G總 因?yàn)镹減小,故N桿減小,F(xiàn)增加; 故C錯(cuò)誤、D正確。 [答案] D 8.如圖所示,一水平導(dǎo)軌處于與水平方向成45角向左上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一根通有恒定電流的金屬棒,由于受到安培力作用而在粗糙的導(dǎo)軌上向右做勻速運(yùn)動(dòng)?,F(xiàn)將磁場(chǎng)方向沿 順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)至豎直向上,在此過(guò)程中,金屬棒始終保持勻速運(yùn)動(dòng),已知棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則( ) A.金屬棒所受摩擦力一直在減小 B.導(dǎo)軌對(duì)金屬棒的支持力先變小后變大 C.磁感應(yīng)強(qiáng)度先變小后變大 D.金屬棒所受安培力恒定不變 [解析] 金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),受力如圖甲所示,則有FN+F安 sin θ=mg,F(xiàn)安 cos θ=Ff=μFN,F(xiàn)安=BIL,聯(lián)立解得B=,其中tan α=,即45<α<90,因θ是從45減小到0,所以B先變小后變大,金屬棒所受安培力也先變小后變大,C對(duì),D錯(cuò);將FN與Ff合成一個(gè)力F,則F與水平方向的夾角是一定值,金屬棒受力滿(mǎn)足圖乙所示情況,F(xiàn)安順時(shí)針變化,力F一直在增大,所以金屬棒所受摩擦力及導(dǎo)軌對(duì)金屬棒的支持力一直在增大,A、B錯(cuò)。 [答案] C 9.將三根伸長(zhǎng)可不計(jì)的輕繩AB、BC、CD如圖連接,現(xiàn)在B點(diǎn)懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物,為使BC繩保持水平且AB繩、CD繩與水平天花板夾角分別為60與30,需在C點(diǎn)再施加一作用力,則該力的最小值為( ) A.mg B.mg C.mg D.mg [解析] 對(duì)B點(diǎn)受力分析,根據(jù)共點(diǎn)力平衡得,tan 30==。解得FTBC=mg,對(duì)C點(diǎn)分析,CD的拉力方向一定,根據(jù)圖解法知,當(dāng)外力的方向與CD垂直時(shí),外力F最小,根據(jù)平行四邊形定則知,sin 30=,F(xiàn)=FTBCsin 30=mg=mg。 [答案] D 10.(2018黑龍江牡丹江一中摸底)兩個(gè)帶同種電荷小球A、B(可視為質(zhì)點(diǎn))通過(guò)絕緣的不可伸長(zhǎng)的輕繩相連,若將輕繩的某點(diǎn)O固定在天花板上,平衡時(shí)兩個(gè)小球的連線恰好水平,且兩根懸線偏離豎直方向的夾角分別為30和60,如圖甲所示。若將輕繩跨接在豎直方向的光滑定滑輪(滑輪大小可不計(jì))兩端,調(diào)節(jié)兩球的位置能夠重新平衡,如圖乙所示,求: (1)兩個(gè)小球的質(zhì)量的比值; (2)圖乙狀態(tài),滑輪兩端的繩長(zhǎng)O′A、O′B的比值。 [解析] (1)對(duì)小球,有Tcos θ-mg=0 Tsin θ-F=0 解得:mg=Fcot θ 所以:==3。 (2)對(duì)A受力分析,設(shè)繩子的拉力為T(mén),小球A到O′的距離為L(zhǎng)A,O′C的距離為h, 則有=, 同理可得,= 則==。 [答案] (1)3 (2) 11.如圖所示,質(zhì)量M=2 kg的木塊A套在水平桿上,并用輕繩將木塊A與質(zhì)量m= kg的小球B相連。今用跟水平方向成α=30角的力F=10 N,拉著球帶動(dòng)木塊一起向右勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)中A、B相對(duì)位置保持不變,取g=10 m/s2。求: (1)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中輕繩與水平方向夾角θ; (2)木塊與水平桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。 [解析] (1)設(shè)輕繩對(duì)B的拉力為FT,以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,分析受力,作出受力圖如圖甲,由平衡條件可得: Fcos 30=FTcos θ,F(xiàn)sin 30+FTsin θ=mg 代入解得,F(xiàn)T=10 N,tan θ=,即θ=30。 (2)以木塊和小球組成的整體為研究對(duì)象,分析受力情況,如圖乙。由平衡條件得Fcos 30=Ff FN+Fsin 30=(M+m)g,又Ff=μFN 解得μ==。 [答案] (1)θ=30 (2)μ= 12.(2018河北唐山市二模)如圖所示,物體在拉力F的作用下沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng),發(fā)現(xiàn)當(dāng)外力F與水平方向夾角為30時(shí),所需外力最小,由以上條件求外力F的最小值與重力的比值。 [解析] 物體受力分析如圖,建立直角坐標(biāo)系,對(duì)力進(jìn)行正交分解得: y方向:支持力FN=G-Fy=G-Fsin θ① x方向:摩擦力F′=Fx=Fcos θ② 又:F′=μFN③ 聯(lián)立①②③得:F=G =④ 令:=tan β 則:F== 可知當(dāng)β+θ=90時(shí),F(xiàn)有最小值。 由題意,當(dāng)θ=30時(shí)有最小值,所以β=60 =tan 60=,所以μ= 將θ=30,μ=代入④可得:F=G。 [答案]- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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