高三物理一轮复习 专题2 力与物体的平衡要点Word格式文档下载.docx
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C.2500N/mD.833N/m
4.如图所示,轻质弹簧的劲度系数为k,小球重G,平衡时小球在A处.今用力F压小球至B处,使弹簧缩短x,则此时弹簧的弹力为(B)
A.kxB.kx+G
C.G-kxD.以上都不对
5.(2013·
山东卷)如图所示,用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧A与竖直方向的夹角为30°
,弹簧C水平,则弹簧A、C的伸长量之比为(D)
A.∶4B.4∶
C.1∶2D.2∶1
解析:
将两小球看做一个整体,对整体受力分析,可知整体受到重力,A、C的拉力共3个力的作用,由于弹簧处于平衡状态,将轻弹簧A的拉力沿竖直方向和水平方向分解可知水平方向上满足FAx=FAsin30°
=FC,故FA∶FC=2∶1,又三个弹簧的劲度系数相同,据胡克定律F=kx可知弹簧A、C的伸长量之比为2∶1.
6.如图所示,倾角为30°
、重为80N的斜面体静止在水平面上.一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上,杆的另一端固定一个重为2N的小球,小球处于静止状态时,下列说法正确的是(C)
A.斜面有向左运动的趋势
B.地面对斜面的支持力为80N
C.球对弹性轻杆的作用力为2N,方向竖直向下
D.弹性轻杆对小球的作用力为2N,方向垂直斜面向上
考点2 摩擦力
1.(多选)如图所示,有一个重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是(BC)
A.容器受到的摩擦力不变
B.容器受到的摩擦力逐渐减小
C.水平力F可能不变
D.水平力F必须逐渐增大
2.装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图所示,则在匀加速拖出的过程中(D)
A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小
B.材料与平台之间的相对速度逐渐增大,摩擦力逐渐增大
C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小
D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人拉力也不变
3.如图所示,用水平力F推乙物块,使甲、乙、丙、丁四个完全相同的物块一起沿水平地面以相同的速度匀速运动,各物块受到摩擦力的情况是(C)
A.甲物块受到一个摩擦力的作用
B.乙物体受到两个摩擦力的作用
C.丙物体受到两个摩擦力的作用
D.丁物块没有受到摩擦力的作用
4.(多选)如图所示,质量为m的小物块以初速度v0沿足够长的固定斜面上滑,斜面倾角为θ,物块与该斜面间的动摩擦因数μ>
tanθ,下图中表示该物块的速度v和所受摩擦力f随时间t变化的图线(以初速度v0的方向为正方向),可能正确的是(AC)
5.一个质量为3kg的物体,被放置在倾角为α=37°
、动摩擦因数为0.2的固定斜面上,下列选项中所示的四种情况下物体处于平衡状态的是(令最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37°
=0.6,cos37°
=0.8,g=10m/s2)(A)
物体与斜面间的最大静摩擦力fmax=μmgcos37°
=4.8N
假设物体不动,物体受斜面的静摩擦力沿斜面向上,
由F+f=mgsin37°
可得
FA=9N≥fmax,FB=3N≤fmax
fC=0≤fmax,FD=-4N,|fD|≤fmax,负号表示f方向沿斜面向下,
可以得出,B、C、D中物体均处于平衡状态,A项中物体沿斜面向下运动,故选A.
6.如图所示,水平面上有一重为40N的物体,受到F1=13N和F2=6N的水平力作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)物体所受的摩擦力的大小与方向;
(2)若只将F1撤去,物体受到的摩擦力的大小和方向.
(1)设物体相对地面静止,则有
F1=F2+Ff,得Ff=7N,
而fmax=μmg=8N>
Ff,
故物体没动,受静摩擦力,大小为7N,方向水平向右.
(2)撤去F1后,f′=F2=6N<
fmax
故物体受静摩擦力,大小为6N,方向水平向左.
考点3 力的合成与分解
1.下列四个图中,F1、F2、F3都恰好构成封闭的直角三角形(顶角为直角),这三个力的合力最大的是(C)
2.如图所示,重力为G的物体静止在倾角为α的斜面上,将重力G分解为垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2,那么(B)
A.F1就是物体对斜面的压力
B.物体对斜面的压力方向与F1方向相同,大小为Gcosα
C.F2就是物体受到的静摩擦力
D.物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、F1和F2共五个力的作用
3.小明想推动家里的衣橱,但使出了吃奶的力气也推不动,他便想了个妙招,如图所示,用A、B两块木板,搭成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱居然被推动了!
下列说法正确的是(C)
A.这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱
B.这是不可能的,因为无论如何小明的力气也没那么大
C.这有可能,A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力
D.这有可能,A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力
4.作用于同一点的两个力,大小分别为F1=5N,F2=4N,这两个力的合力F与F1的夹角为θ,则θ可能为(A)
A.45°
B.60°
C.75°
D.90°
5.(多选)如图所示是骨折病人的牵引装置示意图,绳的一端固定,绕过定滑轮和动滑轮后挂着一个重物,与动滑轮相连的帆布带拉着病人的脚,整个装置在同一竖直平面内.为了使脚所受的拉力增大,可采取的方法是(BC)
A.只增加绳的长度B.只增加重物的质量
C.只将病人的脚向左移动D.只将两定滑轮的间距增大
6.如图所示,人曲膝下蹲时,膝关节弯曲的角度为θ,设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后,且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等,那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为(D)
A.B.
C.D.
设大腿骨和小腿骨的作用力分别为F1、F2,则F1=F2.由力的平行四边形定则易知F2cos=,
对F2进行分解有F2y=F2sin
解得F2y=tan=,D选项正确.
考点4 共点力的平衡
1.(2010·
广东卷)如图为节日里悬挂灯笼的一种方式,A、B点等高,O为结点,轻绳AO、BO长度相等,拉力分别为FA、FB,灯笼受到的重力为G.下列表述正确的是(B) A.FA一定小于G
B.FA与FB大小相等
C.FA与FB是一对平衡力
D.FA与FB大小之和等于G
由等高等长知,左右力对称,选项B正确.选项A错误,有可能大于.选项D错误,不是大小之和而是矢量之和.选项C错误,这两个力的矢量和与重力是平衡力.
2.(2013·
北京卷)倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上,质量为m的木块静止在斜面体上.下列结论正确的是(D)
A.木块受到的摩擦力大小是mgcosα
B.木块对斜面体的压力大小是mgsinα
C.桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsinαcosα
D.桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g
隔离木块分析,可知木块受重力mg、斜面体的支持力N和静摩擦力f三个力的作用而静止,将重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解可知f=mgsinα,N=mgcosα,故A错误,由牛顿第三定律可知木块对斜面体的压力大小是mgcosα,故B错误.以木块和斜面体整体为研究对象,整体受重力和桌面的支持力两个力的作用而静止,合力为零,根据平衡条件可知,水平方向没有其他外力,则桌面对斜面体没有摩擦力,故C错误,D正确.
3.用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点,在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q,如图所示.P、Q均处于静止状态,则下列相关说法正确的是(C)
A.P物体受3个力
B.Q受到3个力
C.若绳子变长,绳子的拉力将变小
D.若绳子变短,Q受到的静摩擦力将增大
4.(2012·
新课标卷)如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置.不计摩擦,在此过程中(B)
A.N1始终减小,N2始终增大
B.N1始终减小,N2始终减小
C.N1先增大后减小,N2始终减小
D.N1先增大后减小,N2先减小后增大
受力分析如图所示:
重力的大小、方向都不变,可知N1、N2的合力大小、方向都不变,当木板向下转动时,N1、N2变化如图所示,即N1、N2都减小,所以正确选项为B.
5.(多选)(2012·
山东卷)如图所示,两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动,在O点悬挂一重物M,将两相同木块m紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止f表示木块与挡板间摩擦力的大小N表示木块与挡板间正压力的大小.若挡板间的距离稍许增大后,系统仍静止且O1、O2始终等高,则(BD)
A.f变小B.f不变
C.N变小D.N变大
因为在挡板距离增大的过程中,所有研究对象仍处于静止状态,首先对M、m和杆整体受力分析,竖直方向只受重力和两挡板对两m的摩擦力,摩擦力与重力在竖直方向平衡,A错,B对.隔离m有竖直方向f=G+Fcosθ,水平方向N=Fsinθ,在挡板距离增大的过程中,θ增大、cosθ减小、F增大、sinθ增大、N增大,故C错误,D正确.
6.质量为m的物体A放在倾角为θ=37°
的斜面上时,恰好能匀速下滑,如图(a)所示;
现用细线系住物体A,并平行于斜面向上绕过光滑的定滑轮,另一端系住物体B,物体A恰好能沿斜面匀速上滑,如图(b)所示,求物体B的质量.(sin37°
=0.8)
当物体A沿斜面匀速下滑时,受力图如图甲,沿斜面方向的合力为0,
有Ff=mgsinθ
当物体A沿斜面匀速上滑时,受力图如图乙,A物体所受摩擦力大小不变,方向沿斜面向下,沿斜面方向的合力仍为0,有FTA=Ff′+mgsinθ
对物体B,FTB=mBg
由牛顿第三定律可知 FTA=FTB
由以上各式求出,mB=1.2m.
考点5 实验:
验证力的平行四边形定则
1.(多选)在做“互成角度的两个力的合成”实验时,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点,以下操作中错误的是(ACD)
A.同一次实验过程中,O点位置允许变动
B.实验中,弹簧秤必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度
C.实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点
D.实验中,把橡皮条的另一端拉