2017-2018學年高考物理專題02相互作用備考強化訓練6共點力作用下物體的平衡新人教

1、強化訓練6共點力作用下物體的平衡本套試題訓練和考查的重點是：理解共點力作用下物體的平衡狀態(tài)，掌握共點力作用下物體的平衡條件。其中第12題、第15題為創(chuàng)新題，此類試題的特點是立意新穎，與現(xiàn)實生活結合緊密.解答時應正確進行受力分析和正交分解，靈活運用平衡條件求解。一、破解依據(jù)幾種常見力（略）“隔離分析法”和“整體分析法”共點力的合成和分解合力的計算F . F12 F22 2F1F2 cos為水平力分力的大小和方向（略）力的正交分解法FF： F： , tanx y平衡條件：F 0,或Fx 0, Fy 0.tanFyF2 sinF1 F2 cosFly F2yFixF2x,其中FiFnyFnx、精選習

2、題選擇題（每小題4分，共40分）1. （16新課標I）如圖1,一光滑的輕滑輪用細繩OO懸掛于。點；另一細繩跨過滑輪，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,整個系統(tǒng)處于靜止狀態(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)變化圖12. （2015海南）如圖2,物塊a、b和c的質(zhì)量相同，a和b、b和c之間用完全相同的輕彈簧S和4相連，通過系在a上的細線懸掛于固定點Q整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)

3、；現(xiàn)將細繩剪斷，將物塊a的加速度記為a,S和展相對原長的伸長分別為11和12,重力加速度大小為g,在剪斷瞬間A. ai=3gB.ai=0C. l i=2Al 2 D. l i=A123. （15山東）如圖3,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NAB接觸面豎直），此時A恰好不滑動，B剛好不下滑。已知A與B間的動摩擦因數(shù)為1,A與地面間的動摩擦因數(shù)為2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。A與B的質(zhì)量之比為A.4. （14重慶一中）“虹橋臥波”是用來形容石拱橋美景的，石拱橋就是把堅固的石塊壘成弧形，橫跨在江、河之上。修建石拱橋，石塊的承壓力是首要考慮的，可用圖4乙的模型來研究，在豎直平面

4、內(nèi)有四塊相同的堅固石塊壘成弧形的石拱，第3、4石塊固定在地面上，第1、2石塊間的接觸面位于豎直平面，每塊石塊的兩個側面所夾的圓心角為30。假定石塊間的摩擦力可以忽略不計，第1、2石塊間的作用力大小為N1,第1、3石塊間的作用力大小為N2則N1/N2為（）圖45. （14山東）如圖5所示，用兩根等長輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點，制成一簡易秋千.某次維修時將兩輕繩各剪去一小段，但仍保持等長且懸掛點不變.木板靜止時,F1表示木板所受合力的大小,F2表示單根輕繩對木板拉力的大小，則維修后（）A. F1不變，E變大C. F1變大，F(xiàn)2變大圖5B. F1不變，F(xiàn)2變小D. F1變小，F(xiàn)2變小6.（

5、14上海十三校調(diào)研）如圖6所示，兩個梯形木塊 A B疊放在水平地面上， A B之間的接觸面傾斜， A的左側靠在光滑的豎直墻面上.關于兩個木塊的受力，下列說法正確的是（）A.A、B之間一定存在摩擦力B.A可能受三個力作用C.A一定受四個力作用D.B受到地面的摩擦力的方向向右7. （14徐州期中）孔明燈相傳是由三國時的諸葛孔明發(fā)明的.如圖7所示，有一盞質(zhì)量為m的孔明燈升空后向著東北偏上方向沿直線勻速上升，則此時孔明燈所受空氣的作用力的大小和方向是（）圖7A.0B.mg豎直向上C.mg東北偏上方向D.，2mg東北偏上方向8. 14金華市聯(lián)考如圖所示，質(zhì)量為M半徑為R的半球形物體A放在水平地面上,通過

6、最高點處的釘子用水平細線拉住一質(zhì)量為m半彳空為r的光滑球8則（）A. A對地面的壓力等于（出m）gB. A對地面的摩擦力方向向左.R+rC. B對A的壓力大小為一丁mgR丫rD.細線對小球的拉力大小為gmgR9.（16新課標II）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緩慢拉動繩的中點O,如圖9所示.A. F逐漸變大，T逐漸變大C. F逐漸變小，T逐漸變大B. F逐漸變大，T逐漸變小D. F逐漸變小，T逐漸變小用T表示繩OA段拉力的大小，在O點向左移動的過程中10. 2. （2013高考重慶理綜第1題）如圖10所示，某人靜躺在椅子上，椅子的靠背與水平面之間有固定傾斜角e。若此人

7、所受重力為g則椅子各個部分對他作用力的合力大小為題1圖圖10A.GB.Gin0C.GsoseD.Gane填空題（共24分）11.（14重慶）（10分）（2）為了研究人們用繩索跨越山谷過程中繩索拉力的變化規(guī)律，同學們設計了如題圖11所示的實驗裝置，他們將不可伸長的輕繩的兩端通過測力計（不計質(zhì)量及長度）固定在相距為D的兩根立柱上，固定點分別為P和QP低于Q,繩長為L（LPQ.他們首先在繩上距離P點10cm處（標記為C點）系上質(zhì)量為m的重物（不滑動），由測力計讀出繩PCQC勺拉力大小Tp和Tq隨后，改變重物懸掛點C的位置，每次將P點到C點的距離增加10cm,并讀出測力計的示數(shù)，最后得到Tp、Tq與繩

8、長PC的關系曲線如題圖12所示.由實驗可知：52f)40nn im lift 140 荷，e圖12曲線n中拉力最大時，C點與P點的距離為cm,該曲線為（選填“Tp”或“Tq”）的曲線.在重物從P移到Q的整個過程中，受到最大拉力的是（選填P或Q）點所在的立柱.在曲線I、n相交處，可讀出繩的拉力To=N,它與L、Dm和重力加速度g的關系為To=.12. （15新課標II）（6分）某學生用圖（a）瑣事的實驗裝置測量物塊與斜面的懂摩擦因數(shù)。已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz,物塊下滑過程中所得到的只帶的一部分如圖（b）所示，圖中標出了5個連續(xù)點之間的距離。物塊下滑是的加速度a=m/s2;打點C點時

9、物塊的速度V=_m/s;圖圖(b)已知重力加速度大小為g,求出動摩擦因數(shù)還需測量的物理量是（填正確答案標號）A物塊的質(zhì)量B斜面的高度C斜面的傾角13. （13上海）（8分）如圖13,傾角為37,質(zhì)量不計的支架ABCMD端有一大小與質(zhì)量均可忽略的光滑定滑輪，A點處有一固定轉軸，CALAB,DC=CA=0.3m。質(zhì)量mrlkg的物體置于支架的B端，并與跨過定滑輪的輕繩相連，繩另一端作用一豎直向下的拉力F,物體在拉力作用下沿BD做勻速直線運動，己知物體與BD間的動摩擦因數(shù)科=0.3。為保證支架不繞A點轉動，物體向上滑行的最大距離s=若增大F后，支架仍不繞A點轉動，物體能向上滑行的最大距離ss（填：“

10、大于”、“等于”或“小于。）（取sin37=0.6,cos37=0.8）圖13計算題（共36分）14. （14徐州期中）如圖14所示，質(zhì)量為m的物體甲通過三段輕繩懸掛，三段輕繩的結點為O,輕繩OB水平且B端與站在水平面上的質(zhì)量為m的人相連，輕繩OA與豎直方向的夾角0=37,物體甲及人均處于靜止狀態(tài).（已知sin37=0.6,cos37=0.8,g取10m/s2.設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）輕繩OA。皎到的拉力分別是多大?（2）人受到的摩擦力是多大？方向如何？= 0.3 ,欲使人在水平面上（3）若人的質(zhì)量m=60kg,人與水平面之間的動摩擦因數(shù)不滑動，則物體甲的質(zhì)量m最大不能超過多少？圖141

11、5(14武漢二中)如圖所示，將斜面體固定在水平面上，其兩個斜面光滑，斜面上放置一質(zhì)量不計的柔軟薄紙帶(斜面上加粗部分為紙帶)?，F(xiàn)將質(zhì)量為mA的A物體和質(zhì)量為mB的B物體輕放在紙帶上。兩物體可視為質(zhì)點，物體初始位置及數(shù)據(jù)如圖所示。圖15(1)若紙帶與物體AB間的動摩擦因數(shù)足夠大，在紙帶上同時放上AB后，發(fā)現(xiàn)兩物體恰好都能保持靜止，則mA和mB應滿足什么關系？(2)若mr2kg,mm=1kg,A與紙帶間的動摩擦因數(shù)a=0.5,B與紙帶間的動摩擦因數(shù)b=0.8,假設兩物體與紙面間的滑動摩擦力與最大靜摩擦力相等，試通過計算簡要描述兩物體同時從靜止釋放后的運動情況，并求出B物體自釋放起經(jīng)過多少時間到達斜

12、面底端。(sin37=0.6,cos37=0.8,g取10m/s2)16. (13四川)在如圖所示的豎直平面內(nèi)，物體A和帶正電的物體B用跨過定滑輪的絕緣輕繩連接，分別靜止于傾角9=37。的光滑斜面上的M點和粗糙絕緣水平面上，輕繩與對應平面平行.勁度系數(shù)k=5N/m的輕彈簧一端固定在。點，一端用另一輕繩穿過固定的光滑小環(huán)D與A相連，彈簧處于原長，輕繩恰好拉直，口頻直r于斜面.水平面處于場強E=5X104N/C、方向水平向右的勻強電場中.已知A、B的質(zhì)量分別為mA=0.1kg和m=02kg,B所帶電荷量q=+4X10-6C.設兩物體均視為質(zhì)點，不計滑輪質(zhì)量和摩擦，繩不可伸長，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，

13、B電量不變.取g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8.(1)求B所受靜摩擦力的大小；(2)現(xiàn)對A施加沿斜面向下的拉力F,使A以加速度a=0.6m/s2開始做勻加速直線運動.A從M到N的過程中，B的電勢能增加了AEp=0.06J.已知DN沿豎直方向，B與水平面間的動摩擦因數(shù)(1=0.4.求A到達N點時拉力F的瞬時功率.圖17選作題17. (13上海)兩個共點力Fi、F2大小不同，它們的合力大小為F,則(A)F1、F2同時增大一倍，F(xiàn)也增大一倍(B)Fi、F2同時增加10N, F也增力口 10N(C)Fi增加10N, E減少10N, F 一定不變(D)若F1、F2中的一個增大，F(xiàn)

14、不一定增大18. (13山東)如圖18所示，用完全相同的輕彈簧A B、C將兩個相同的小球連接并懸掛，小球處于靜止狀態(tài)，彈簧 A與豎直方向的夾角為30,彈簧C水平，則彈簧 A、C的伸長量之比為19. （ 13 天津）力F緩慢推動斜面體,圖18如圖19所示，小球用細繩系住，繩的另一端固定于。點。現(xiàn)用水平小球在斜面上無摩擦地滑動， 細繩始終處于直線狀態(tài)， 當小球升到接近斜面頂端時細繩接近水平，此過程中斜面對小球的支持力Fn以及繩對小球的拉力Ft的變化情況是B.A. Fn保持不變,Ft不斷增大Fn不斷增大，F(xiàn)t不斷減小C. Fn保持不變,Ft先增大后減小D.Fn不斷增大，F(xiàn)t先減小后增大20. （13

15、 廣東）如圖20,物體P靜止于固定的斜面上,P的上表面水平，現(xiàn)把物體 Q輕輕地疊放在P上，則A.P向下滑動B.P靜止不動C.P所受的合外力增大D.P與斜面間的靜摩擦力增大圖2021. （16全國2）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緩慢拉動繩的中點O,如圖21所示。用T表示繩OA段拉力的大小，在O點向左移動的過程中A.F逐漸變大，T逐漸變大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B圖21三、參考答案選擇題1. BD【解析】由題意，在F保持方向不變，大小發(fā)生變化的過程中，物體a、b均保持靜止，各繩角度保持不變；選a受力分析得，繩的拉力T

16、mag,所以物體a受到繩的拉力保持不變。由滑輪性質(zhì)，滑輪兩側繩的拉力相等，所以b受到繩的拉力大小、方向均保持不變，C選項錯誤；a、b受到繩的拉力大小方向均不變，所以OO的張力不變，A選項錯誤；對b進行受力分析，并將各力沿水平方向和豎直方向分解，如上圖所示。由受力平衡得：TxfFx,FyNTymg。T和mbg始終不變，當F大小在一定范圍內(nèi)變化時；支持力在一定范圍內(nèi)變化，B選項正確；摩擦力也在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化，D選項正確；故答案選BDF2. AC。【解析】設物率的最重為岫葩斷細堤的瞬間，繩子的拉力消失，翼甚還沒有來得及詼變，所以酶斷細鬢的腺間a受到重力和彈簧用的拄力石，削斯前對切和彈簧組成的整曲

17、分析可知7；=2搟0故也受到的合力F=mg+l1=mg2mg=故加謔度/=工=3千A正確B錯誤手設彈簧品的拉力為石，則mr2=mS根據(jù)胡克定律尸二七Ax可得AZ=M：，匕正蠲D錯誤：3. B?！窘馕觥吭囶}分析物體整體在水平方向受力平衡由平衡條件可得；產(chǎn)二總（啊十%）目】對隨體3在豎直方向平衡有隨F-儂幅、聯(lián)立解得.四一跖）,選項E正確.叫“1處4. A?！窘馕觥咳鐖D對第一個石塊進行受力分析，由幾何關系知：0=600,所以有N1:N=sin60:sin90=J3:2故本題答案選：A.5. A?！窘馕觥勘绢}考查受力分析、物體的平衡.在輕繩被剪短前后，木板都處于靜止狀態(tài)，所以木板所受的合力都為零，即

18、Fi=0N.因兩根輕繩等長，且懸掛點等高，故兩根輕繩對木板的拉力相等，均為已對木板進行受力分析，如圖所示，則豎直方向平衡方程：2F2cos0=G,輕繩剪去一段后，e增大，cose減小，故F2變大.選項A正確.6. B【解析】對A進行受力分析知，A受重力、墻面的支持力、B對A的支持力作用，根據(jù)平衡條件，A還可能受B對A的摩擦力作用，選項B正確，選項AC錯誤.對AB整體進行受力分析知，整體受重力、外力F、地面對B的支持力、墻面對A的支持力作用，根據(jù)平衡條件知，還可能受地面對B的靜摩擦力作用，方向可能向左，也可能向右，選項D錯誤.7. B?！窘馕觥靠酌鳠糇鰟蛩僦本€運動，受重力和空氣的作用力而平衡，則

19、空氣的作用力與重力等大反向，選項B正確.8. AC.【解析】以AB整體為研究對象可知A對地面的壓力等于（M什m）g,選項A正確；AB整體在水平方向沒有發(fā)生相對運動，也沒有相對運動的趨勢，A對地面沒有摩才力，選項B錯誤；以B為研究對象，進行受力分析可知：F2cos0=mgFi=mgan0,解得B對A的壓力大小F2=R-rmg細線對小球白拉力大小門=悶,（/2。,選項C正確，選項D錯RR誤.9. A。【解析】動態(tài)平衡問題，F(xiàn)與T的變化情況如圖：可得：FFFTTT10. A?！窘馕觥咳遂o躺在椅子上，受力平衡，由平衡條件可知椅子各個部分對他作用力的合力大小為G,選項A正確。11.(2)60(5664之

20、間的值均可)TpQ4.30（4.254.35之間的值均可）mgLL2 D22 (L2 D2)【解析】（2）從曲線n可讀出，拉力最大時C點與P點的距離為60cm左右，對繩子的結點進行受力如圖所示，重物受力平衡，在水平方向有Tpsina=Tsin當結點偏向左邊時，a接近零度，sinaTq,故可推斷曲線n為Tp的曲線，曲線I為Tq的曲線.* ms通過的分析結果和曲線的變化趨勢，可知受到最大拉力的是Q點所在的立柱.曲線I、n相交處，TP=Tq=To,根據(jù)力的正交分解，可列方程如下，Tc)sina=T)sinB,得a=(3,T0cosa+TocosB=mg對繩子，設左邊長度為li,由幾何關系有l(wèi)isin

21、a+(Lli)sinB=D,以上方程解得To=op2H.2(LD)12. (1)3.25;1.79;(2)C。【解析】試題分析：(1)根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)可知：加速度(Xcd Xde )(XabXBC )4T23.25m/s ;打點C點時物塊的速度 vC2T1.79m/s(2)由牛頓第二定律得：加速度 a gsingcos ,所以求出動摩擦因數(shù)，還需測量的物理量是斜面的傾角?？键c：測量物塊與斜面的懂摩擦因，數(shù)13. 0.248;等于。【解析】拉力F=mgsin37 +mgpos37 =8.4N。BC= CA/ sin37 =0.5m.設m對支架BC的壓力mgcos37對A點的力臂為x,由力矩平衡條件，

22、F-DCcos37+m(cos37-CAcos37=F-CAcos37+mgcos37-x,解得x=0.072m。由x+s=BC-ACsin37解得s=0.248m。由上述方程可知，F(xiàn)-DCcos37=F-CAcos37,x值與F無關，所以若增大F后，支架仍不繞A點轉動，物體能向上滑行的最大距離s=s。14.【解析】(1)以結點O為研究對象進行受力分析，如圖甲所示，由平衡條件有FobFo/sin9=0Fo心os0mg=03Fob= mgtan 0 =/9.-mg5聯(lián)立以上二式解得F。=cos丁=4mg,故輕繩OA O雙到的拉力分別為5mg、43 4mg.(2)人在水平方向受到OB期的拉力FOB

23、和水平面的靜摩擦力作用,F OB= Fob,受力如圖乙所示，由平衡條件得f=FoB=|mg,方向水平向左.乙f m=(3)當人剛要滑動時，甲的質(zhì)量達到最大，此時人受到的靜摩擦力達到最大值.有(im2g由平衡條件得FOBm=fm,3又F0而=mmgtan0=4mng4F0Em4Mm2g聯(lián)立以上一式斛得nim=-=24kg3g3g即物體甲的質(zhì)量m最大不能超過24kg.15【解析】(1)紙帶處于平衡態(tài)，說明AB兩物體對紙帶的靜摩擦力大小相等，D胸sin53*=凰遙$jti37-解得：|啊：陽廣3；4(2)假設紙帶固定不動，對A物體受力分析得：m.gsin53電椅店cos5T|則A相對紙帶滑動。對B物體受力分析得：用弱帛m37乂和雞3門丁,則b相對紙帶不滑動對B和紙帶整體分析，A對紙帶的滑動摩擦力/=53t=6MB的重力沿斜面分力用詞sm37=6N則說明若A、B和紙帶同時釋放后，B和紙帶先靜止不動，A沿紙面加速下滑1.6m后,拖動紙帶一起沿光滑斜面加速下滑A沿帶紙下滑過程中：叫巧產(chǎn)以5T=1at=gan57pgcos53=5w/s2解得力=0.8sB拖動紙帶一起沿光滑斜面加速下滑過程中：例解3