2025版高考物理一輪總復習專題2相互作用熱點強化2力與物體的平衡課后提能演練

熱點強化2力與物體的平衡1．(2024年汕頭二模)某工廠把完全相同的光滑空油桶按下圖所示方式存放在四個不同的箱子中，則油桶C對A的壓力最大的是()ABCD【答案】D【解析】設AC圓心連線與豎直方向的夾角為θ，則對C由平衡學問可2FNcosθ＝mg，因為在圖D中θ最大，則FN最大，故D正確．2．(2024年佛山一模)如圖所示，質量為M的物塊A置于傾角為30°的固定粗糙斜面上，其上端通過一輕繩跨過光滑定滑輪與沙桶B相連．初始時沙桶B中沒有沙子，質量為eq\f(1,2)M.現向沙桶B中緩慢加入沙子，整個系統(tǒng)始終保持靜止，則在加入沙子的過程中，以下說法正確的是()A．B所受的合力增大B．A所受的摩擦力始終增大C．A所受的摩擦力先減小后增大D．A、B間的輕繩拉力大小保持不變【答案】B【解析】整個系統(tǒng)始終保持靜止，故B所受的合力為0，A錯誤；對B受力分析，B只在豎直方向上受到繩的拉力和重力，故繩的拉力大小為B的重力，初始時沙桶B中沒有沙子，質量為eq\f(1,2)M.現向沙桶B中緩慢加入沙子，所以繩子的拉力T從eq\f(1,2)Mg漸漸增大，D錯誤；對A受力分析如圖，沿斜面方向依據共點力平衡有f＋Mgsin30°＝T，T≥eq\f(1,2)Mg，f從0起先漸漸增大，并且方向沿斜面對下，B正確，C錯誤．3．(2024年常州一模)“殲-20”戰(zhàn)斗機安裝了我國自主研制的矢量發(fā)動機，能夠在不變更飛機飛行方向的狀況下，通過轉動尾噴口方向變更推力的方向，使戰(zhàn)斗機獲得許多優(yōu)異的飛行性能．已知在“殲-20”戰(zhàn)斗機沿水平方向超音速勻速巡航時升阻比(垂直機身向上的升力和平行機身向后的阻力之比)為eq\r(15).飛機的重力為G，使飛機實現節(jié)油巡航模式的最小推力是()A．G B．eq\f(G,\r(15))C．eq\f(G,16) D．eq\f(G,4)【答案】D【解析】飛機受到重力G、發(fā)動機推力F1、升力F2和空氣阻力f，重力的方向豎直向下，升力F2的方向豎直向上，空氣阻力f的方向與F2垂直，如圖，“殲-20”戰(zhàn)斗機沿水平方向超音速勻速巡航，則水平方向有Fx＝f，豎直方向有F2＋Fy＝G，F2＝eq\r(15)f，解得Fy＝G－eq\r(15)f.Feq\o\al(2,1)＝Feq\o\al(2,x)＋Feq\o\al(2,y)＝16f2－2eq\r(15)Gf＋G2，則視察Feq\o\al(2,1)表達式為開口向上，對稱軸為f＝eq\f(2\r(15),32)G的拋物線，即當f＝eq\f(2\r(15),32)G時取得最小值，將其代入Feq\o\al(2,1)表達式，解得F1min＝eq\f(G,4)，D正確．4．(多選)如圖所示，滑輪C用硬桿固定在天花板上，另一滑輪O通過細繩懸掛一物體P.把該細繩一端固定在天花板上的A點，另一端繞過定滑輪C后懸掛物體Q，然后把懸掛物體P的滑輪放于AC之間的細繩上，最終整個裝置處于平衡，假設細繩足夠長，不計一切摩擦．現把天花板上的繩端A點沿天花板略微向左平移一小段之后又固定，系統(tǒng)又重新達到平衡．則以下說法正確的是()A．繩子上的拉力大小變大B．繩子上的拉力大小不變C．繩子AO與CO間的夾角變大D．繩子AO與CO間的夾角不變【答案】BD5．如圖，傾角為α＝30°的斜面固定在水平地面上，斜面上有兩個質量分別為m和2m的小球A、B，它們用勁度系數為k的輕質彈簧連接，彈簧軸線與斜面平行．現對A施加一水平向右、大小為F的恒力，使A、B在斜面上都保持靜止，假如斜面和兩個小球間的摩擦均忽視不計，此時彈簧的長度為L，則下列說法正確的是()A．彈簧的原長為L－eq\f(mg,2k)B．恒力F＝eq\f(2\r(3),3)mgC．小球A對斜面的壓力大小為eq\r(3)mgD．撤去恒力F后的瞬間小球B的加速度為g【答案】C【解析】對B球受力分析，沿斜面建立直角坐標系，正交分解，在沿斜面方向，依據平衡條件2mgsinα＝kx，解得彈簧伸長量為x＝eq\f(2mgsinα,k)，則彈簧原長為L0＝L－eq\f(2mgsinα,k)＝L－eq\f(mg,k)，A錯誤；以A、B整體為探討對象，沿斜面方向，依據平衡條件Fcos30°＝3mgsin30°，解得F＝3mgtan30°＝eq\r(3)mg，B錯誤；對小球A，在垂直斜面方向上，依據平衡條件N＝mgcosα＋Fsinα＝eq\f(\r(3),2)mg＋eq\f(\r(3),2)mg＝eq\r(3)mg，依據牛頓第三定律可知A對斜面的壓力為eq\r(3)mg，C正確；撤去F瞬間，彈簧彈力不變，B球受力仍舊平衡，加速度為0，D錯誤．6．(多選)如圖，兩個質量都為m的球A、B用輕繩連接，A球套在水平細桿上(球孔比桿的直徑略大)，對B球施加水平風力作用，結果A球與B球一起向右做勻速運動，此時細繩與豎直方向的夾角為θ.已知重力加速度為g，則()A．對B球的水平風力大小等于mgsinθB．輕繩的拉力等于mgcosθC．桿對A球的支持力等于2mgD．桿與A球間的動摩擦因數等于eq\f(1,2)tanθ【答案】CD【解析】對球B受力分析，受重力mBg、水平恒力F和拉力T，如圖甲，依據平衡條件得，水平恒力F＝mBgtanθ，繩對B球的拉力T＝eq\f(mBg,cosθ)，A、B錯誤；把環(huán)和球當作一個整體，對其受力分析，受重力(mA＋mB)g、支持力N、恒力F和向左的摩擦力f，如圖乙，依據共點力平衡條件可得，桿對A環(huán)的支持力大小N＝(mA＋mB)g＝2mg，C正確；因為A球與B球一起向右做勻速運動，所以f＝F，則A環(huán)與水平細桿間的動摩擦因數為μ＝eq\f(f,N)＝eq\f(mgtanθ,2mg)＝eq\f(tanθ,2)，D正確．甲乙7．(多選)某玩具為了仿照小動物行走的姿態(tài)，設計了非圓形的“輪子”．現探討輪子受力狀況，模型簡化如圖所示，四分之一圓框架OAB的OA、OB邊初始位置分別處于水平和豎直方向上，光滑球形重物此時嵌在框架中與OA、OB、弧AB三邊恰好接觸但接觸處并沒有全部都產生彈力．現以O點為軸緩慢將框架在同一豎直平面內順時針轉動θ角，下列說法正確的是()A．轉動θ為0至eq\f(π,2)的過程，弧AB受到重物的壓力漸漸變大B．θ為eq\f(5π,4)時，弧AB受到重物的壓力最大C．轉動一周的過程中，存在某一特定的角，此時弧AB與OA板受到重物的壓力一樣大D．轉動一周的過程中，OA、OB、弧AB受到重物壓力的最大值一樣大【答案】CD【解析】以O點為軸緩慢將框架在同一豎直平面內順時針轉動過程中，相當于重力沿逆時針方向轉動，轉動θ為0至eq\f(π,2)的過程，弧AB始終不受力作用，A錯誤；由力的合成學問可知當θ＝π時，弧AB受到重物的壓力大小為eq\r(2)G，當θ＝eq\f(5π,4)時，