高三物理一轮复习-受力分析、共点力平衡精品练习(附答案)Word格式.doc
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B.物体A对斜面的压力将增大
C.物体A受到的静摩擦力增大
D.物体A受到的静摩擦力减小
4.如图所示,用轻绳吊一个重为G的小球,欲施一力F使小球在图示位置平衡(θ<30°
),下列说法正确的是( )
A.力F最小值为Gsinθ
B.若力F与绳拉力大小相等,力F方向与竖直方向必成θ角
C.若力F与G大小相等,力F方向与竖直方向可能成θ角
D.若力F与G大小相等,力F方向与竖直方向可能成2θ角
5.如图所示,一箱苹果沿着倾角为θ的斜面,以速度v匀速下滑,在箱子中夹有一只质量为m的苹果,它受到周围苹果对它作用力的方向是( )
A.沿斜面向上
B.沿斜面向下
C.竖直向上
D.垂直斜面向上
6,如图所示,a、b是两个位于固定斜面上的完全相同的正方形物块,它们在水平方向的外力F的作用下处于静止状态.已知a、b与斜面的接触面都是光滑的,则下列说法正确的是( )
A.物块a所受的合外力大于物块b所受的合外力
B.物块a对斜面的压力大于物块b对斜面的压力
C.物块a、b间的相互作用力等于mgsinθ
D.物块a对斜面的压力等于物块b对斜面的压力
7.如图所示,将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上.滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ.若滑块与斜面之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g,则( )
A.将滑块由静止释放,如果μ>tanθ,滑块将下滑
B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ<tanθ,滑块将减速下滑
C.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是2mgsinθ
D.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是mgsinθ
8.叠罗汉是一种二人以上层层叠成各种造型的游戏娱乐形式,也是一种高难度的杂技.图2-3-21为六人叠成的三层静态造型,假设每个人的重量均为G,下面五人的背部均呈水平状态,则最底层正中间的人的一只脚对水平地面的压力约为( )
A.GB.G
C.GD.G
9.如图2-3-22所示,三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点,A、B两端被悬挂在水平天花板上,相距2l.现在C点上悬挂一个质量为m的重物,为使CD绳保持水平,在D点上可施加力的最小值为( )
A.mgB.mg
C.mgD.mg
10.如图所示,A、B都是重物,A被绕过小滑轮P的细线悬挂,B放在粗糙的水平桌面上.滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点,O′是三根细线的结点,细线bO′水平拉着物体B,cO′沿竖直方向拉着弹簧.弹簧、细线、小滑轮的重力不计,细线与滑轮之间的摩擦力可忽略,整个装置处于静止状态.若悬挂小滑轮的斜线中的拉力是F=20N,∠cO′a=120°
,重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的是( )
A.弹簧的弹力为20N
B.重物A的质量为2kg
C.桌面对物体B的摩擦力为10N
D.细线OP与竖直方向的夹角为60°
二、非选择题(本题共2小题,共30分.计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位.)
11.如图所示,在倾角为θ的粗糙斜面上,有一个质量为m的物体被水平力F推着静止于斜面上,已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ,且μ<
tanθ,若物体恰好不下滑,则推力F为多少?
若物体恰好不上滑,则推力F为多少?
(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
12.如图所示,质量M=2kg的木块套在水平杆上,并用轻绳与质量m=kg的小球相连.今用跟水平方向成α=30°
角的力F=10N拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,g取10N/kg.求:
(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角θ;
(2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ.
答案及解析
一、1.【解析】 木块B一定受重力和A对它的压力;
将A、B看作整体,因整体保持静止,所以B一定受斜面的支持力;
隔离木块A对其受力分析,因A静止,故A一定受B的静摩擦力,从而B也一定受A的静摩擦力;
斜面对木块B的静摩擦力可能有,也可能无.综上所述,正确答案为C.
【答案】 C
2.【解析】 两物体最初一起向左移动压缩弹簧,水平推力F必须大于地面作用于m2的滑动摩擦力f=μ(m1+m2)g=200N,共同移动0.40m后两物体之间发生相对滑动,这时弹簧中的弹力F弹=kx=100N,恰等于m1与m2之间的滑动摩擦力大小.水平推力F等于地面作用于m2的滑动摩擦力与m1对m2的滑动摩擦力的和,故B正确.
【答案】 B
3.【解析】 设A与斜面间无摩擦力时斜面倾角为θ,mAgsinθ=FT=mBg,sinθ=,θ=30°
,由于A开始保持静止,可知其受沿斜面向上的摩擦力.当由45°
角变为50°
时,系统仍保持静止,故静摩擦力一直增大,C对,D错;
设斜面的倾角为α,A对斜面的压力为FN=mAgcosα,α增大时,FN减小,B错;
绳拉力FT=mBg不变,A错.
4.【解析】
根据力的平行四边形定则可知,当力F与轻绳垂直斜向上时,力F有最小值,根据物体的平衡条件可知,其值为Gsinθ,A正确.若力F与绳拉力大小相等,则力F的方向与轻绳中拉力的方向应该相对于过小球的竖直线对称,所以力F方向与竖直方向必成θ角,故B正确.若力F与G大小相等,则有两种情况,一种情况是力F与G是一对平衡力;
另一种情况是力F与G的合力与轻绳中拉力是一对平衡力,此时力F方向与竖直方向成2θ角斜向下,C错误、D正确.
【答案】 ABD
5.【解析】 因为整体匀速运动,所以每一个苹果所受的合力为零,因此质量为m的苹果受到周围苹果对它的作用力的方向竖直向上,C正确.
6.【解析】 因为a、b两个物体都处于静止状态,所以它们的合外力都等于零,A错误;
b物体对斜面的压力大小等于其重力在垂直于斜面方向的分力,但a物体还受到水平推力F的作用,其在垂直于斜面向下的方向有分力,故物块a对斜面的压力大于物块b对斜面的压力,B正确,D错误;
物块a、b间的相互作用力等于mgsinθ,C正确.
【答案】 BC
7.【解析】 对处于斜面上的滑块进行受力分析可知,若μ>tanθ,则μmgcosθ>mgsinθ,故将滑块由静止释放,如果μ>tanθ,滑块仍静止,若μ<tanθ,则μmgcosθ<mgsinθ,给滑块沿斜面向下的初速度,则滑块将加速下滑,故A、B错误;
若要使物块在平行于斜面向上的拉力F的作用下沿斜面匀速上滑,由平衡条件有:
F-mgsinθ-μmgcosθ=0,故F=mgsinθ+μmgcosθ,若μ=tanθ,则mgsinθ=μmgcosθ,即F=2mgsinθ,故C项正确;
若要使物块在平行于斜面向下的拉力F作用下沿斜面向下匀速滑动,由平衡条件有:
F+mgsinθ-μmgcosθ=0,则F=μmgcosθ-mgsinθ,若μ=tanθ,则mgsinθ=μmgcosθ,即F=0,故D项错误.
8.【解析】 处在最高层的那个人共受到三个力的作用而处于平衡状态:
竖直向下的重力、两只腿受到的竖直向上的支持力,每个支持力大小为G;
根据牛顿第三定律,处在中间层的那两个人每人承受了竖直向下的压力,大小为G,对中间层的那两个人受力分析,同理可得,他们每只腿对最低层人员的压力大小为G;
分析最低层正中间那个人的受力情况,其共受到五个力的作用:
竖直向下的重力G、两个竖直向下的正压力(大小均为G)和两只腿受到的竖直向上的支持力(设大小均为N),根据平衡条件,可得2N=G+G+G,所以N=G,根据牛顿第三定律,这个人的一只脚对水平地面的压力约为G.
9.【解析】 对C点进行受力分析,由平衡条件可知,绳CD对C点的拉力FCD=mgtan30°
,对D点进行受力分析,绳CD对D点的拉力F2=FCD=mgtan30°
,F1方向一定,则当F3垂直于绳BD时,F3最小,由几何关系可知,F3=FCDsin60°
=mg.
10.【解析】 选取滑轮作为研究对象,滑轮两侧细线的夹角为60°
,设滑轮两侧细线中拉力为Fa,则有Fa=mAg,F=2Facos30°
,联立解得重物A的质量为mA=2kg,Fa=20N,选项B正确;
将O′a中的拉力Fa沿水平方向和竖直方向分解,由平衡条件得Facos30°
=Fb,Fasin30°
=Fc,解得弹簧的弹力为Fc=10N,选项A错误;
细线O′b中拉力Fb=10N,对物体B由平衡条件得桌面对物体B的摩擦力为10N,选项C正确;
细线OP的方向在滑轮两侧细线夹角的平分线上,与竖直方向的夹角为30°
,选项D错误.
二、11.【解析】 因为μ<
tanθ,F=0时,物体不能静止在斜面上.当物体恰好不下滑时,受力如图甲所示,有
mgsinθ=Fcosθ+f,f=μN,
N=mgcosθ+Fsinθ
解得F=mg
当物体恰好不上滑时,受力如图乙所示,有
mgsinθ+f=Fcosθ
f=μN,
解得:
F=mg.
【答案】 mg mg
12.【解析】
(1)以球为研究对象,球受力如图(a)所示
据共点力平衡条件得
Fcos30°
-Tcosθ=0
Fsin30°
+Tsinθ=mg
解得T=10N θ=30°
.(a)
(2)以木块M为研究对象,其受力如图(b)所示
(b)
据共点力平衡条件得Tcos30°
-f=0
N-Mg-Tsin30°
=0
f=μN
解得μ=0.35.
【答案】
(1)30°
(2)0.35
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