2019年高考物理二轮复习专题02《力与物体的平衡》同步练习(含答案解析)
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1、 力与物体的平衡1明朝谢肇淛五杂组中记载:“明姑苏虎丘寺庙倾侧,议欲正之,非万缗不可。一游僧见之,曰:无烦也,我能正之。 ”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为 ,现在木楔背上加一力 F,方向如图所示,木楔两侧产生推力 FN,则A. 若 F 一定, 大时 大NB. 若 F 一定, 小时 大C. 若 一定, F 大时 大ND. 若 一定, F 小时 大【来源】2018 年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题(天津卷)【答案】 BC则 , ,故解得 ,所以 F 一定时, 越小, 越大; 一定时,F 越大, N越大,BC 正确
2、;NF【点睛】由于木楔处在静止状态,故可将力 F 沿与木楔的斜面垂直且向上的方向进行分解,根据平行四边形定则,画出力 F 按效果分解的图示并且可据此求出木楔对 A 两边产生的压力对力进行分解时,一定要分清力的实际作用效果的方向如何,再根据平行四边形定则或三角形定则进行分解即可2【2017新课标卷】如图,一物块在水平拉力 F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持 F 的大小不变,而方向与水平面成 60角,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为: ( )A B C D2336332【答案】C【考点定位】物体的平衡【名师点睛】此题考查了正交分解法在解决平衡问题中的应用问题;关键是列
3、出两种情况下水平方向的平衡方程,联立即可求解。3【2016浙江卷】如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为 v 的超声波,超声波经反射后返回,被测量仪接收,测量仪记录发射和接收的时间间隔。质量为 M0的测重台置于压力传感器上,传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时,测量仪记录的时间间隔为t0,输出电压为 U0,某同学站上测重台,测量仪记录的时间间隔为 t,输出电压为 U,则该同学身高和质量分别为: ( )A v(t0t), B v(t0t),0MU120MUC v(t0t), D v(t0t), 【答案】D【考点定位】物体的平衡;传感器及速度的计算问题【
4、名师点睛】此题以身高体重测量仪为背景,考查了物体的平衡、传感器及速度的计算问题。解本题的关键是搞清测量的原理,然后联系物理知识列方程解答;此题难度不大4【2016全国新课标卷】(多选)如图,一光滑的轻滑轮用细绳 OO悬挂于 O 点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块 a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块 b。外力 F 向右上方拉 b,整个系统处于静止状态。若 F 方向不变,大小在一定范围内变化,物块 b 仍始终保持静止,则: ( )A绳 OO的张力也在一定范围内变化B物块 b 所受到的支持力也在一定范围内变化C连接 a 和 b 的绳的张力也在一定范围内变化D物块 b 与桌面间的摩擦力也在一定范
5、围内变化【答案】BD【解析】物块 b 始终保持静止,可知物块 a 也始终保持静止,滑轮两侧绳子的夹角也不变,可知连接物块a 和 b 的绳的张力等于物块 a 的重力,所以连接物块 a 和 b 的绳的张力保持不变,夹角不变,所以,绳OO的张力也不变,故 A、C 错误;对物块 b 进行受力分析如图所示,可知,若 F 方向不变,大小在一定范围内变化时,重力 mg 和绳子的拉力 FT保持不变,所以,物块 b 所受到的支持力也在一定范围内变化,物块 b 与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化,故 B、D 正确。【考点定位】共点力作用下物体的平衡、力的动态分析【名师点睛】本题主要考查共点力作用下物体的平衡、力的
6、动态分析。当有 多个物体相互作用而平衡时,应注意灵活选择研究对象,可以让题目变得更简洁明晰,此题的难点是对选项 A 的判断。9如图所示 ,带有孔的小球 A 套在粗糙的倾斜直杆上,与正下方的小球 B 通过轻绳连接,处于静止状态给小球 B 施加水平力 F 使其缓慢上升,直到小球 A 刚要滑动在此过程中( )A水平力 F 的大小不变B杆对小球 A 的支持力不变C杆对小 球 A 的摩擦力先变小后变大D轻绳对小球 B 的拉力先变大后变小【答案】 C【解析】【详解】随着 的增加,拉力 F 和细线张力 T 均增加,故 AD 错误;再对 A、 B 球整体分析,受重力、拉力 F、支持力 N 和静摩擦力 f,如图
7、所示:10如图所示,质量为 M、半径为 R 的半圆形球体 A 放在水平地面上,通过最高点处的钉子用水平轻质细线拉住一质量为 m,半径为 r 的光滑球 B,A、B 均静止,则AB 对 A 的压力大小为B细线对小球的拉力大小为CA 对地面的压力大小为D地面对 A 的摩擦力大小为 mg【答案】 B【解析】【详解】对小球受力分析,如图所示:根据平衡条件,有: ,T=mgtan,其中 cos= ,tan= ;故:F= mg,T=mg ,故 A 错误,B 正确;对 AB 整体受力分析,受重力和支持力,相对地面无相对滑动趋势,故不受摩擦力,根据平衡条件,支持力等于整体的重力,为(M+m)g;根据牛顿第三定律
8、,整体对地面的压力与地面对整体的支持力是相互作用力,大小相等,故对地面的压力等于(M+m)g,故 CD错误;故选 B。【点睛】本题关键是采用整体法和隔离法,受力分析后根据平衡条件列式分析11重为 的两个完全相同的小球,与水平面间的动摩擦因数均为 .竖直向上的较小 的力 作用在连接两球轻绳的中点,绳间的夹角 =60O,如图所示,缓慢增大 到两球刚要运动的过程中,下列说法正确的是 ( )A地面对球的支持力变大B球刚开始运动时,地面对球没有支持力C地面对球的摩擦力变小D球刚开始运动时,球受到的摩擦力最大【答案】 D【解析】【详解】12如图所示,小球 A 置于固定在水 平面上的光滑半圆柱体上,小球 B
9、 用水平轻弹簧 拉着系于竖直板上,两小球 A、 B 通过光滑滑轮 O 用轻质细线相连,两球均处于静止状态,已知 B 球质量为 m, O 点在半圆柱体圆心 O1的正上方, OA 与竖直方向成 30角, OA 长度与半圆柱体半径相等, OB 与竖直方向成 45角,则下列叙述正确的是A小球 A、B 受到的拉力 TOA与 TOB相等,且 TOA TOBB弹簧弹力大小C A 球质量为D光滑半圆柱体对 A 球支持力的大小 为 mg【答案】 C【解析】【详解】C、D、对 A 分析,如图所示:由几何关系可知拉力 TOA和支持力 N 与水平方向的夹角相等,夹角为 60,则 N 和 T 相等,有:2TOAsin6
10、0=mAg,解得: ,由对称性可得: ,故 C 正确,D 错误.故选 C. 【点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡进行求解本题采用隔离法研究比较简便5(多选)如图所示,形状和质量完全相同的两个圆柱体 a、b 靠在一起,表面光滑,重力为 G,其中 b的下半部刚好固定在水平面 MN 的下方,上边露出另一半,a 静止在平面上现过 a 的轴心施加一水平作用力 F,可缓慢的将 a 拉离平面一直滑到 b 的顶端,对该过程分析,则应有( )Aa、b 的压力开始最大为 2G,而后逐渐减小到 GB开始时拉力 F 最大为 ,以后逐渐减小为 0C拉力 F 先增大后减小,最大值是 GDa、b 间的压
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