高中物理八受力分析 共点力的平衡二课时训练试题.docx

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高中物理八受力分析共点力的平衡二课时训练试题

课时跟踪检测（八）　受力分析　共点力的平衡

（二）

一、单项选择题

1．（2018·济宁模拟）如图1所示，两个光滑金属球a、b置于一个桶形容器中，两球的质量ma>mb，对于图中的两种放置方式，下列说法正确的是（　　）

图1

A．两种情况对于容器左壁的弹力大小相同

B．两种情况对于容器右壁的弹力大小相同

C．两种情况对于容器底部的弹力大小相同

D．两种情况两球之间的弹力大小相同

2.如图2所示，一质量为m、带电荷量为q的小球用细线系住，线的一端固定在O点，若在空间加上匀强电场，平衡时线与竖直方向成60°角，则电场强度的最小值为（　　）

图2

A.

　　　　　　　　B.

C.

D.

3．（2017·烟台调研）如图3所示，两根相距为L的竖直固定杆上各套有质量为m的小球，小球可以在杆上无摩擦地自由滑动，两球用长为2L的轻绳相连，今在轻绳中点施加一个竖直向上的拉力F，恰能使两球沿竖直杆向上匀速运动。

则每个小球所受的拉力大小为（重力加速度为g）（　　）

图3

A．mg/2B．mg

C.

F/3D．F

4.（2017·合肥质检）如图4所示，在水平桌面上叠放着质量都为m的A、B两块木板，在木板A上放着质量为m的物块C，木板和物块均处于静止状态。

A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，现用水平恒力F向右拉木板A，则以下判断正确的是（　　）

图4

A．不管F多大，木板B一定保持静止

B．B受到地面的摩擦力大小一定小于F

C．A、C之间的摩擦力大小一定等于μmg

D．A、B之间的摩擦力大小不可能等于F

5．半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN。

在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态。

如图5所示是这个装置的纵截面图。

若用外力使MN保持竖直，缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止。

在此过程中，下列说法中正确的是（　　）

图5

A．MN对Q的弹力逐渐减小

B．地面对P的摩擦力逐渐增大

C．P、Q间的弹力先减小后增大

D．Q所受的合力逐渐增大

6.（2018·安徽名校联考）如图6所示，楔形斜面体倾角为37°，其BC长为

，AB宽为0.6m，一重为25N的木块原先在斜面体上部，它与斜面间的动摩擦因数为0.6，要使木块沿对角线AC方向匀速下滑，需要对它施加方向平行于斜面的力F，则F的大小和方向为（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）（　　）

图6

A．15N，沿斜面向上

B．15N，与AB边平行

C．9N，近似于沿DB方向

D．9N，近似于沿CA方向

二、不定项选择题

7．（2017·安庆模拟）如图7甲所示，物体A正从斜面体B上沿斜面下滑，而斜面体在水平面上始终保持静止，物块沿斜面下滑运动的v－t图象如图乙所示，则下面说法中正确的是（　　）

图7

A．物块A在沿斜面下滑的过程中受到两个力的作用

B．物体A在沿斜面下滑的过程中受到三个力的作用

C．地面对斜面体B有水平向左的摩擦力作用

D．斜面体B相对于地面没有水平向左或向右的运动趋势

8.（2017·长春调研）如图8所示，完全相同的四个足球彼此相互接触叠放在水平面上，每个足球的质量都是m，不考虑转动情况，下列说法正确的是（　　）

图8

A．下面每个球对地面的压力均为

mg

B．下面的球不受地面给的摩擦力

C．下面每个球受地面给的摩擦力均为

mg

D．上面球对下面每个球的压力均为

mg

9.（2018·重庆联考）如图9所示，图形凹槽半径R＝30cm，质量m＝1kg的小物块在沿半径方向的轻弹簧挤压下处于静止状态。

已知弹簧的劲度系数k＝50N/m，自由长度L＝40cm，一端固定在圆心O处，弹簧与竖直方向的夹角为37°。

取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。

则（　　）

图9

A．物块对槽的压力大小是15N

B．物块对槽的压力大小是13N

C．槽对物块的摩擦力大小是6N

D．槽对物块的摩擦力大小是8N

10．（2017·湖北八市联考）一个倾角为45°的斜面固定于竖直墙上，为使质量分布均匀的光滑铁球静止在如图10所示的位置，需用一个水平推力F作用于球体上，F的作用线通过球心。

设球体的重力为G，竖直墙对球体的弹力为FN1，斜面对球体的弹力为FN2，则以下结论正确的是（　　）

图10

A．FN2>GB．FN1＝F

C．G≤FD．FN2一定大于FN1

三、非选择题

11．擦黑板也许同学们都经历过，手拿黑板擦在竖直的黑板面上，或上下或左右使黑板擦与黑板之间进行滑动摩擦，将黑板上的粉笔字擦干净。

已知黑板的规格是：

4.5×1.5m2，黑板的下边沿离地的高度为0.8m，若小黑板擦（可视为质点）的质量为0.1kg，现假定某同学用力将小黑板擦在黑板表面缓慢竖直向上擦黑板，当手臂对小黑板擦的作用力F与黑板面成45°角时，F＝20N，他所能擦到的最大高度为2.05m，g取10m/s2。

求：

（1）此小黑板擦与黑板之间的动摩擦因数；

（2）如该同学擦到最高位置时意外让小黑板擦沿黑板面竖直向下滑落，则小黑板擦砸到黑板下边沿的速度大小；

（3）擦黑板时有这样的现象：

粉笔字的位置越高或越远的地方，已经用力较大却还是不容易擦干净，请用物理知识简要解释。

12．（2018·合肥模拟）如图11所示，倾角为θ的光滑斜面体ABC放在水平面上，劲度系数分别为k1、k2的两个轻弹簧沿斜面悬挂着，两弹簧之间有一质量为m1的重物，最下端挂一质量为m2的重物，此时两重物处于平衡状态，现把斜面ABC绕A点缓慢地顺时针旋转90°后，重新达到平衡。

试求：

m1、m2沿斜面各移动的距离。

图11

答案

课时跟踪检测（八）　受力分析　共点力的平衡

（二）

1．选C　由几何知识可知，两种情况下两球球心的连线互相平行，也就是说，下面小球对上面小球弹力的方向相同。

上面小球受到的弹力的竖直方向上的分力大小等于重力，水平方向上的分力等于对左壁的弹力，显然a球在上面时对左壁的弹力大，两球之间的弹力也大，A、D两项错误；将两球看做整体分析可知，在同一容器里对左壁的弹力大小等于对右壁的弹力，所以是b球在下面时对右壁作用力大，而对底部的作用力大小相同，B项错误，C项正确。

2．选B　小球受重力、电场力和线的拉力作用处于平衡状态，因电场力方向未知，但重力、电场力的合力与线的拉力等大反向，满足如图所示关系，由图知当电场力与线的方向垂直时，电场力最小，即有sin60°＝

，所以E＝

，B正确。

3．选C　根据题意可知：

两根轻绳与竖直杆间距正好组成等边三角形，对结点进行受力分析，根据平衡条件可得，F＝2F′cos30°，解得小球所受拉力F′＝

，C正确。

4．选A　A对B的摩擦力最大为2μmg，而B与地面间的最大静摩擦力为3μmg，故不管F多大，木板B一定保持静止，A正确；当F<2μmg时，A、B、C均静止，此时A、B间摩擦力大小、B与地面间的摩擦力大小均为F，故B、D错误；若A、B、C三者不动，则A、C间的摩擦力大小为零，C错误。

5．选B　

对圆柱体Q受力分析如图所示，P对Q的弹力为F，MN对Q的弹力为FN，挡板MN向右运动时，F和竖直方向的夹角逐渐增大，如图所示，而圆柱体所受重力大小不变，所以F和FN的合力大小不变，故D选项错误；由图可知，F和FN都在不断增大，故A、C两项都错；对P、Q整体受力分析知，地面对P的摩擦力大小就等于FN，所以地面对P的摩擦力也逐渐增大。

故选B。

6．选C　设施力大小为F，方向与CA成θ角。

当F与重力沿斜面向下的分力的合力沿AC方向，且恰等于斜面对物体的摩擦力时，物体才沿AC匀速下滑。

由题意知F下＝mgsin37°＝15N，Ff＝μmgcos37°＝12N。

在斜面所在平面上画出受力图，各力应满足以下关系。

F下cosβ＋Fcosθ＝Ff①

F下sinβ＝Fsinθ②

式中β＝37°，因F下cosβ＝12N＝Ff。

所以θ＝90°。

即F为垂直于AC方向。

由②得F＝F下sinβ＝9N。

方向为近似于沿DB方向，选项C正确。

7．选BD　由图乙可知，物块A沿斜面匀速下滑，故物块A一定受到重力、斜面对A的支持力和摩擦力三个力的作用，A错误，B正确；以A、B为一个系统，由于系统在水平方向上无加速度，水平方向合外力必定为零，故斜面体与地面之间的摩擦力等于零，C错误，D正确。

8．选AD　取四个足球为一个系统，可求出每个球受地面的支持力大小为4mg/3，故A正确。

设上面球对下面每个球的压力大小为FN，由对称性可知，FN与竖直方向夹角均为α，且cosα＝

，根据平衡条件可得：

3FNcosα＝mg，故FN＝

mg，D正确。

再对下面每个球受力分析，由水平方向合力为零可知，FNsinα＝Ff，得Ff＝

mg，故B、C均错误。

9．选BC　由受力分析可知物体对槽的压力F＝mgcos37°＋kΔx＝8N＋5N＝13N，槽对物块的摩擦力Ff＝mgsin37°＝6N。

故B、C正确。

10．选AC　画出球体的受力示意图，由物体平衡条件可知，FN2>G，FN1

11．解析：

（1）小黑板擦向上缓慢移动，处于平衡状态，它的受力如图所示

水平方向：

FN－Fsinθ＝0

竖直方向：

Fcosθ－mg－Ff＝0

又Ff＝μFN

所以μ＝

＝1－

＝1－

＝0.93

（2）小黑板擦可看成质点，它向下滑落的过程与黑板间无摩擦，它做自由落体运动。

由运动学公式得：

v2＝2gh，

v＝

＝

m/s＝5m/s

（3）在手臂的用力大小相同时，由Ff＝μF·sinθ可知：

作用点的高度越高，手臂与黑板面的夹角越小，黑板擦与黑板间的摩擦力也就越小，所以手臂与黑板面的夹角越小的地方越不容易擦干净。

答案：

（1）0.93　

（2）5m/s　（3）见解析

12．解析：

没旋转时，两弹簧均处于伸长状态，两弹簧伸长量分别为x1、x2

k2x2＝m2gsinθ，

解得x2＝

k2x2＋m1gsinθ＝k1x1，

解得x1＝

旋转后，两弹簧均处于压缩状态，压缩量分别为x1′、x2′。

m2gcosθ＝k2x2′，

解得x2′＝

（m1＋m2）gcosθ＝k1x1′，

解得x1′＝

m1移动的距离

d1＝x1＋x1′＝

（sinθ＋cosθ）

m2移动的距离

d2＝d1＋x2＋x2′＝

（sinθ＋cosθ）＋

（sinθ＋cosθ）

答案：

（sinθ＋cosθ）

（sinθ＋cosθ）＋

（sinθ＋cosθ）