高考試題分類匯編：力、物體的平衡

馬鳴風(fēng)蕭蕭馬鳴風(fēng)蕭蕭高中物理學(xué)習(xí)材料（馬鳴風(fēng)蕭蕭**整理制作）2000-2008年高考試題分類匯編：力、物體的平衡第一部分：選擇題1、（08天津卷）在粗糙水平地面上與墻平行放著一個(gè)截面為半圓的柱狀物體A,A與豎直墻之間放一光滑圓球B,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)對(duì)B加一豎直向下的力F,F的作用線通過球心，設(shè)墻對(duì)B的作用力為片，B對(duì)A的作用力為F2,地面對(duì)A的作用力為F3。若F緩慢增大而整個(gè)裝置仍保持靜止，截面如圖所示，在此過程中厲保持不變，F(xiàn)3緩慢增大厲緩慢增大，F(xiàn)3保持不變F2緩慢增大，f3緩慢增大F2緩慢增大，F(xiàn)3保持不變答案：C【解析】力F產(chǎn)生了兩個(gè)作用效果，一個(gè)是使B壓緊豎直墻面的力F1，個(gè)是壓緊A的力F2，用整體法進(jìn)行分析，可知F1和F3的大小相等，當(dāng)力F緩慢增大時(shí)，合力的方向和兩個(gè)分力的方向都沒有發(fā)生變化，所以當(dāng)合力增大時(shí)兩個(gè)分力同時(shí)增大，C正確2、（08山東卷）用輕彈簧豎直懸掛質(zhì)量為m的物體，靜止時(shí)彈簧伸長量為L?，F(xiàn)用該彈簧沿斜面方向拉住質(zhì)里為2m的物體，系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧伸長量也為L。斜面傾角為30°,如圖所示。則物體所受摩擦力等干零大小為*mg，方向沿斜面向下3、，、…一…大小為亍mg，方向沿斜面向上大小為mg,方向沿斜面向上答案：16A

解析：豎直掛時(shí)mg=kAx，當(dāng)質(zhì)量為2m放到斜面上時(shí)，2mgsin30°=f+kAx，因兩次時(shí)長度一樣，所以Ax也一樣。解這兩個(gè)方程可得，物體受到的摩擦力為零，A正確?！靖呖伎键c(diǎn)】斜面上物體受力分析【易錯(cuò)提醒】不注意前題條件mg=kAx，有可能得出B選項(xiàng)【備考提示】受力分析是高考的必考內(nèi)容，也是學(xué)好物理的首要條件，所以對(duì)于受力分析基本技能的掌握，要求學(xué)生全面掌握。3、(08上海卷)如圖所示，一根木棒AB在O點(diǎn)被懸掛起來，AO=OC，在A、C兩點(diǎn)分別掛有兩個(gè)和三個(gè)鉤碼，木棒處于平衡狀態(tài)。如在木棒的A、C點(diǎn)各增加一個(gè)同樣的鉤碼,則木棒繞O點(diǎn)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)繞O點(diǎn)逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)平衡可能被破壞，轉(zhuǎn)動(dòng)方向不定仍能保持平衡狀態(tài)答案：D【解析】：設(shè)木板AO段重力q,重心離O點(diǎn)坷，木板BO段重力G2，重心離O點(diǎn)L2,AO長度l,由力矩平衡條件：G]L]+2Gl=G2L2+3Gl，當(dāng)兩邊各掛一個(gè)鉤碼后，等式依然成立：G]L]+3Gl=G2L2+4Gl，即只要兩邊所增加掛鉤碼個(gè)數(shù)相同，依然能平衡。4、(08廣東理科基礎(chǔ))如圖2所示，質(zhì)量為m的物體懸掛在輕質(zhì)的支架上，斜梁4、(08廣東理科基礎(chǔ))如圖2所示，質(zhì)量為m的物體懸掛在輕質(zhì)的支架上，斜梁OB與豎直方向的夾角為9。設(shè)水平橫梁OA和斜梁OB作用于0點(diǎn)的彈力分別為匚和F2。以下結(jié)果正確的是A.F=mgsin0iB.F=竺isin0C.F=mgcos02D.2cos0【答案】D【解析】以0點(diǎn)為研究對(duì)象，受力如圖所示:由受力圖可得F二mgtan01F=竺2cos0故選項(xiàng)D正確。5、(08廣東理科基礎(chǔ))9.探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時(shí)，在彈性限度內(nèi)，懸掛15N重物時(shí)，彈簧長度為0.16m；懸掛20N重物時(shí)，彈簧長度為0.18m,則彈簧的原長L原和勁度系統(tǒng)原k分別為L原=0-02mk=500N/m

L=0.10mk=500N/m原L=0.02mk=250N/m原L=0.10mk=250N/m原【答案】BAF20-15【解析】根據(jù)胡克定律可得k==N/m=500N/m。設(shè)彈簧的原長為Ax0.18-0.16l，則有15二k（l—0.15），解得l=0.10m,故選項(xiàng)B正確。0006、（07廣東理科基礎(chǔ)）受斜向上的恒定拉力作用，物體在粗糟水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是D拉力在豎直方向的分量一定大于重力拉力在豎直方向的分量一定等于重力C?拉力在水平方向的分量一定大于摩擦力D.拉力在水平方向的分量一定等于摩擦力7、（07海南卷）如圖，P是位于水平的粗糙桌面上的物塊。用跨過定滑輪的輕繩將P與小盤相連，小盤內(nèi)有硅碼，小盤與硅碼的總質(zhì)量為m。在P運(yùn)動(dòng)的過程中，若不計(jì)空氣阻力，則關(guān)于P在水平面方向受到的作用力與相應(yīng)的施力物體，下列說法正確的是B拉力和摩擦力，施力物體是地球和桌面拉力和摩擦力，施力物體是繩和桌面重力mg和摩擦力，施力物體是地球和桌面重力mg和摩擦力，施力物體是繩和桌面8拉力和摩擦力，施力物體是地球和桌面拉力和摩擦力，施力物體是繩和桌面重力mg和摩擦力，施力物體是地球和桌面重力mg和摩擦力，施力物體是繩和桌面8、（04廣東）用三根輕繩將質(zhì)量為m的物塊懸掛在空中，如圖所示.已知ac和be與豎直方向的夾角分別為30。和60。，則ac繩和bc繩中的拉力分別為（A）A.12mg，^mgB.、込1

C牙m(xù)g，^mg13D.2mg，Tmg9、（07山東理綜）如圖所示，物體A靠在豎直墻面上，在力F作用下，A、B保持靜止。物體B的受力個(gè)數(shù)為：CA.2B.3C.4D.5B10、（07上海）如圖所示，用兩根細(xì)線把A、B兩小球懸掛在天花板上的同一點(diǎn)O,并用第三根細(xì)線連接A、B兩小球，然后用某個(gè)力F作用在小球A上，使三根細(xì)線均處于直線狀態(tài)，且OB細(xì)線恰好沿豎直方向，兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。則該力可能為圖中的Bc

BA.F]B.F2C.f3d.f411、（00上海卷）如圖所示，長度相同的三根輕桿構(gòu)成一個(gè)正三角形支架，在A處固定質(zhì)量為2m的小球，B處固定質(zhì)量為m的小球，支架懸掛在O點(diǎn)，可繞過O點(diǎn)并與支架所在平面相垂直的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，開始時(shí)OB與地面相垂直，放手后開始運(yùn)動(dòng)，在不計(jì)任何阻力的情況下，下列說法正確的是8.B、C、D（A）A球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)速度為零。（B）A球機(jī)械能減少量等于B球機(jī)械能增加量。（C）B球向左擺動(dòng)所能達(dá)到的最高位置應(yīng)高于A球開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的高度。（D）當(dāng)支架從左向右回?cái)[動(dòng)時(shí)，A球一定能回到起始高度。12、（01北京、內(nèi)蒙古、安徽卷）如圖所示，兩根相同的輕彈簧SJS2，勁度系數(shù)皆為k=4x102N/m.懸掛的重物的質(zhì)量分別為m二2kg和m二4kg.若不計(jì)彈簧質(zhì)量，12取g二10m/s2，則平衡時(shí)彈簧S、S的伸長量分別為C125cm、10cm10cm、5cm15cm、10cm(D)10cm、15cm13、（02江蘇、河南卷）如圖所示，物體a、b和c疊放在水平桌面上，水平為Fb=5N、Fc=10N分別作用于物體b、c上，a、b和c仍保持靜止。以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CAf1=5N，f2=0，f3=5NBf1=5N，f2=5N，f3=0Cf1=0，f2=5N，f3=5NDf1=0，f2=10N，f3=5N14、（02春季）質(zhì)量為m的三角形木楔A置于傾角為0的固定斜面上，它與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為卩，一水平力F作用在木楔A的豎直平面上，在力F的推動(dòng)下，木楔A沿斜面以恒定的加速度a向上滑動(dòng)，則F的大小為：CA、C、D、m[a+g(sin0+卩A、C、D、cos0m(a-gsin0)(cos0+卩sin0)m[a+g(sin0+卩cos0)](cos0-卩sin0)(cos0+卩sin0)m(cos0-卩sin0)(cos0+卩sin0)15、（02年廣東、河南）圖中a、b、c為三個(gè)物塊，M、N為兩個(gè)輕質(zhì)彈簧，R為跨過光滑定滑輪的輕繩，它們連接如圖并處于平衡狀態(tài)。（A）有可能N處于拉伸狀態(tài)而M處于壓縮狀態(tài)（B）有可能N處于壓縮狀態(tài)而M處于拉伸狀態(tài)（C）有可能N處于不伸不縮狀態(tài)而M處于拉伸狀態(tài)（D）有可能N處于拉伸狀態(tài)而M處于不伸不縮狀態(tài)［答案］:A、D16、（01江浙）下列一些說法正確的是：D一質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)力作用且處于平衡狀態(tài)（靜止或勻速），這兩個(gè)力在同一段時(shí)間內(nèi)的沖量一定相同一質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)力作用且處于平衡狀態(tài)（靜止或勻速），這兩個(gè)力在同一段時(shí)間內(nèi)做的功或者都為零，或者大小相等符號(hào)相反在同樣時(shí)間內(nèi)，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正負(fù)號(hào)一定相反在同樣時(shí)間內(nèi)，作用力和反作用力的功大小不一定相等，正負(fù)號(hào)也不一定相反A.①②B.①③C.②③D.②④17、（03全國卷）如圖1所示，三個(gè)完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上。a和c帶正電，b帶負(fù)電，a所帶電量的大小比b的小，已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來表示，它應(yīng)是（B）A.F］B.F2C.F3D.F4花八18.（04全國理綜）如圖所示，四個(gè)完全相同的彈簧都處于水平位置，它們的右端受到大小皆為F的拉力作用，而左端的情況各不相同：①中彈簧的左端固定在墻上，②中彈簧的左端受大小也為F的拉力作用，③中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動(dòng)，④中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動(dòng)。若認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零，以l］、l2、l3、14依次表示四個(gè)彈簧的伸長量，則有D①HAVv"F②FWvVvVv*F—-^W\A/WVF—-^W\A/WVF公一AAAAAAA/*■fA.l2>l]B.l4>l3C.l1>l3D.l2=l419、（05江蘇卷）有兩個(gè)共點(diǎn)力，F(xiàn)1=2N,F2=4N,它們的合力F的大小可能是BA.1NB.5NC.7ND.9NA.1NB.5NC.7ND.9N20、（05遼寧卷）兩光滑平板MO、NO構(gòu)成一具有固定夾角％=75。的V形槽，一球置于槽內(nèi)，用e表示NO板與水平面之間的夾角，如圖5所示。若球?qū)Π錘O壓力的大小正好等于球所受重力的大小，則下列e值中哪個(gè)是正確的？（BA.15°B.30°C.45°D.60°20、（05四川、陜西、貴州、云南、新疆、寧夏、甘肅、內(nèi)蒙）所示，一物塊位于光滑水平桌面上，用一大小為F、方向如圖所示的力去推它，使它以加速度a右運(yùn)動(dòng)。若保持力的方向不變而增大力的大小，B.不變a變小因?yàn)槲飰K的質(zhì)量未知，故不能確定a變化的趨勢(shì)21、（06北京卷）.木塊A、B分別重50N和60N,它們與水平地面之間的動(dòng)磨擦因數(shù)均為AWWWaFD)0.25；夾在A、B靜止不動(dòng)?，F(xiàn)用F=1N的水平拉力作用在木塊B上?如圖所示?力F作用后靜止不動(dòng)?現(xiàn)用F=1N的水平拉力作用在木塊B上，如圖所示力F作用后C木塊A所受摩擦力大小是12.5N木塊A所受摩擦力大小是11.5N木塊B所受摩擦力大小是9N木塊B所受摩擦力大小是7N22、（06江蘇卷）關(guān)于重心，下列說法中正確的（重心就是物體內(nèi)最重的一點(diǎn)物體發(fā)生形變時(shí)，其重心位置一定不變C?物體升高時(shí)，其重心在空中的位置一定不變D.采用背越式跳高的運(yùn)動(dòng)員在越過橫桿時(shí)，其重心位置可能在橫桿之下第二部分計(jì)算題23、（07寧夏理綜）（物理——選修2—2）塔式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖所示，設(shè)機(jī)架重P=400kN,懸臂長度為L=10m，平衡塊重W=200kN，平衡塊與中心線00【的距離可在1m到6m間變化，軌道A、B間的距離為4

m。⑴當(dāng)平衡塊離中心線1m,右側(cè)軌道對(duì)輪子的作用力fB是左側(cè)軌道對(duì)輪子作用力fA的2倍，問機(jī)架重心離中心線的距離是多少？(2)當(dāng)起重機(jī)掛鉤在離中心線OO/10m處吊起重為G=100kN的重物時(shí)，平衡塊離OO/的距離為6m,問此時(shí)軌道B對(duì)輪子的作用力FB時(shí)多少？O機(jī)架平衡塊才、力、解：⑴空載時(shí)合力為零：f+f二P+W二600kN道掛鉤AB道掛鉤已知：5=氛求得：fA=200kN『400kN設(shè)機(jī)架重心在中心線右側(cè)，離中心線的距離為x,以A為轉(zhuǎn)軸，力矩平衡fx4二Wx(2-1)+Px(2+x)B求得：x=1.5m⑵以A為轉(zhuǎn)軸，力矩平衡2mi2mO/'Wx(6-2)+Fx4二Px(2+1.5)+Gx(10+2)2mi2mO/'B求得：FB=450kN24、(00天津、江西卷)(13分)圖中是用電動(dòng)砂輪打磨工件的裝置，砂輪的轉(zhuǎn)軸過圖中O點(diǎn)垂直于紙面，AB是一長度l=0.60m，質(zhì)量m二0.50kg的均勻剛性細(xì)桿，可繞過A1端的固定軸在豎直面(圖中紙面)內(nèi)無摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng)，工件C固定在AB桿上，其質(zhì)量m二1.5kg，工件的重心、工件與砂輪的接觸點(diǎn)P以及O點(diǎn)都在過AB中點(diǎn)的豎直線上，2P到AB桿的垂直距離d二0.1m，AB桿始終處于水平位置，砂輪與工件之間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.06當(dāng)砂輪靜止時(shí)，要使工件對(duì)砂輪的壓力F=100N,則施于B端豎0直向下的力F應(yīng)是多大？B當(dāng)砂輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，要使工件對(duì)砂輪的壓力仍為F=100N,則0施于B端豎直向下的力FB應(yīng)是多大？B解：(1)當(dāng)砂輪靜止時(shí)，把AB桿和工件看成一個(gè)物體，它受到的外力對(duì)A軸的力矩有：重力的力矩((m+m))122

砂輪對(duì)工牛的支持力的力矩唁F的力矩FI由力矩的平衡，得F—=(m+m)g—+F/0212“2B解得F=—[F-(m+m)g]B2012代入數(shù)據(jù)得Fb=40N⑵當(dāng)砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，除重力、支持力和F：的力矩外，還有砂輪作用于工牛的摩擦力的力矩卩F0d。由力矩的平平衡；得1/，，F(xiàn)=卩Fd+(m+m)g+F+F/020122BB解得<1dF=—[F-(m+m)g]-yFB20120I代入數(shù)據(jù)得Fb=30N25、（01上海卷）（10分）如圖A所示，一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為1］、12的兩根細(xì)線上，11的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為e,12水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)將12線剪斷，求剪斷瞬時(shí)物體的加速度。（1）下面是某同學(xué)對(duì)該題的一種解法：解：設(shè)1］線上拉力為片，線上拉力為T2,重力為mg，物體在三力作用下保持平衡’T］COS0=mg，Tgin0=T2，T2=mgtg0剪斷線的瞬間,t2突然消失，物體即在t2反方向獲得加速度。因?yàn)閙gtg0