届高考物理二轮复习精讲精练 课时冲关练一 第1讲 力与物体的平衡.docx

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届高考物理二轮复习精讲精练课时冲关练一第1讲力与物体的平衡

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课时冲关练

（一）

力与物体的平衡

（45分钟,100分）

一、选择题（本大题共8小题,每小题8分,共64分）

1.（2014·泉州一模）如图所示,一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演。

若钢索所能承受的最大拉力Tm=2000N,独轮车和演员的总质量M=80kg,两侧的钢索最大成θ=150°夹角,g取10m/s2。

当独轮车和演员处于图示状态静止不动时,钢索对独轮车的作用力大小为　（　　）

A.800N　　B.1600N　　C.2000N　　D.4000N

【解析】选A。

以演员和独轮车为研究对象,据二力平衡可知钢索对独轮车的作用力大小为800N。

2.（2014·漳州一模）如图甲所示,笔记本电脑散热底座一般置有四个卡位用来调节角度。

某同学将电脑放在散热底座上,为了获得更好的舒适度,由原卡位1缓缓调至卡位4（如图乙所示）,笔记本电脑始终处于静止状态,则　（　　）

A.电脑受到的摩擦力变大

B.电脑对散热底座的压力变小

C.散热底座对电脑的作用力大小之和等于其重力

D.散热底座对电脑的作用力的合力不变

【解析】选D。

电脑受到三个力作用,摩擦力大小f=mgsinθ,θ为倾角,角度减小,则f减小,A错误;压力大小N=mgcosθ,θ减小,则N增加,B错误;散热底座对电脑的作用力的矢量和与其重力等大反向,D正确;而不是代数和,C错误。

3.如图所示,一小球用轻绳悬于O点,用力F拉住小球,使悬线保持偏离竖直方向60°角,且小球始终处于平衡状态。

为了使F有最小值,F与竖直方向的夹角θ应该是　（　　）

A.90°　　　　B.45°　　　　C.30°　　　　D.0°

【解析】选C。

由力的三角形定则可知,当F的方向与悬线垂直时,F最小,此时θ等于30°,C正确。

4.如图所示,物体静止在水平面上,今对物体施加一个与水平方向成θ角的斜向上的拉力F,保持θ角不变,使F从零开始逐渐增大的过程中,物体始终未离开水平面,在此过程中物体受到的摩擦力将　（　　）

A.逐渐增大

B.逐渐减小

C.先逐渐增大后逐渐减小

D.先逐渐减小后逐渐增大

【解析】选C。

物体滑动前受静摩擦力,由水平方向受力平衡得Fcosθ=Ff,摩擦力随拉力的增大而增大;物体滑动以后由摩擦力公式得Ff=μ（mg-Fsinθ）,摩擦力随拉力的增大而减小。

故C正确。

5.粗细均匀的电线架在A、B两根电线杆之间。

由于热胀冷缩,电线在夏、冬两季呈现如图所示的两种形状,若电线杆始终处于竖直状态,下列说法中正确的是

　（　　）

A.冬季,电线对电线杆的拉力较大

B.夏季,电线对电线杆的拉力较大

C.夏季与冬季,电线对电线杆的拉力一样大

D.夏季,杆对地面的压力较大

【解析】选A。

电线受到自身重力和两端电线杆的拉力作用,如图所示,根据对称性,两端拉力F大小相等,根据平衡条件,两个拉力F的合力竖直向上,大小等于重力,设拉力与竖直方向夹角为θ,则有2Fcosθ=mg,拉力F=

夏天电线拉长,θ小,拉力F小,根据相互作用,夏天,电线对电线杆的拉力较小,冬季拉力较大,选项A对,B、C错;把电线和电线杆看作一个整体,无论冬夏,它们的重力不变,所以地面支持力不变,杆对地面压力不变,选项D错。

【加固训练】如图所示,将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O′处（O为球心）,弹簧另一端与质量为m的小球相连,小球静止于P点。

已知容器半径为R,与水平面间的动摩擦因数为μ,OP与水平方向的夹角θ=30°。

下列说法正确的是　（　　）

A.容器相对于水平面有向左运动的趋势

B.容器对小球的作用力竖直向上

C.轻弹簧对小球的作用力大小为

mg

D.弹簧原长为R+

【解析】选D。

容器和小球组成的系统处于平衡状态,受力如图甲所示,容器相对于水平面没有向左运动的趋势,A错;小球受力如图乙所示,容器对小球的作用力是支持力,指向球心O,B错;由θ=30°得,小球受到容器的支持力和弹簧对小球的弹力大小均为mg,C错;题图中弹簧长度为R,压缩量为

故原长为R+

D正确。

6.（2014·日照模拟）斜面ABC固定在水平面上,AB面光滑,BC面粗糙,AB长度是BC长度的两倍。

三个相同木块a、b、c通过轻质光滑定滑轮用细线相连,细线平行于斜面,如图所示。

用手按住c,使其静止在BC上,现撤去c所受手的作用力,下列关于木块c的判断,正确的是　（　　）

A.沿BC面下滑

B.沿BC面上滑

C.仍静止,所受摩擦力为零

D.仍静止,所受摩擦力不为零

【解析】选C。

假设撤去c所受手的作用力后木块a、b、c仍静止,则对木块a、b组成的系统受力分析得绳的拉力FT=2mgsinα。

对木块c受力分析,受力情况如图所示,木块c所受重力沿斜面向下的分力等于mgsinβ,据题意知AB长度是BC长度的两倍,由三角形正弦定理得,

=

所以sinβ=2sinα,木块c沿斜面方向的合力为0。

所以木块c仍静止,所受摩擦力为零,选项C正确。

7.（2014·厦门一模）如图,A、B两物体叠放在水平地面上,A物体m=20kg,B物体质量M=30kg。

处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁,另一端与A物体相连,弹簧处于自然状态,其劲度系数为250N/m,A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.5。

现有一水平推力F作用于物体B上使B缓慢地向墙壁移动,当移动0.2m时,水平推力F的大小为（g取10m/s2）　（　　）

A.350NB.300N

C.250ND.200N

【解析】选B。

缓慢地向墙壁移动,所以物体B的合力始终为零,假设A相对B静止,当移动0.2m时,弹簧的弹力大小为F弹=（250×0.2）N=50N,此时AB间的最大摩擦力大小为f=（200×0.5）N=100N,因为F弹

8.（2014·漳州二模）某小孩在广场游玩时,将一氢气球系在了水平地面上的砖块上,在水平风力的作用下,处于如图所示的静止状态。

若水平风速缓慢增大,不考虑气球体积及空气密度的变化,则下列说法中正确的是　（　　）

A.砖块对地面的压力保持不变

B.砖块受到的摩擦力可能为零

C.砖块可能被绳子拉离地面

D.细绳受到的拉力逐渐减小

【解析】选A。

以整体为研究对象,水平风力变大,砖块受到的静摩擦力变大,B错误;竖直方向支持力不变,则砖块对地面的压力保持不变,A正确,C错误;以气球为研究对象,水平风力变大,细绳受到的拉力逐渐变大,D错误。

【加固训练】（2014·三明一模）如图所示,一斜面体静止在粗糙的水平地面上,一物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑,可以证明此时斜面不受地面的摩擦力作用。

若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物体,使物体加速下滑,斜面体依然和地面保持相对静止,则斜面体受地面的摩擦力　（　　）

A.大小为零　　　　　　B.方向水平向右

C.方向水平向左D.大小和方向无法判断

【解析】选A。

物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑时,物体对斜面的压力与滑动摩擦力的合力竖直向下,斜面体受地面的摩擦力为零,若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物体,使物体加速下滑,物体对斜面的压力与滑动摩擦力的合力不变,故选A。

二、计算题（本大题共2小题,共36分。

需写出规范的解题步骤）

9.（18分）同学们都擦过黑板,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。

已知黑板的规格为4.5×1.5m2,黑板的下边沿离地的高度为0.8m,若黑板擦（可视为质点）的质量为0.1kg,现假定某同学用力将黑板擦在黑板表面缓慢竖直向上擦黑板,当手臂对黑板擦的作用力F与黑板面所成角度为θ=53°时,F=5N。

（取g=10m/s2,sin53°=0.8）

（1）求黑板擦与黑板间的动摩擦因数μ。

（2）当他擦到离地最大高度为2.05m时,黑板擦意外脱手沿黑板面竖直向下滑落,求黑板擦砸到黑板下边沿时的速度v的大小。

【解题指南】解答本题应注意以下两点:

（1）黑板擦在黑板表面缓慢移动说明黑板擦处于平衡状态。

（2）黑板擦沿黑板面竖直向下滑落时,黑板擦只受重力作用,黑板擦做自由落体运动。

【解析】

（1）黑板擦竖直向上缓慢运动,受力如图所示,由平衡条件得:

水平方向:

Fsinθ-FN=0　（3分）

竖直方向:

Fcosθ-mg-Ff=0　（3分）

又有:

Ff=μFN（3分）

解得:

μ=0.5　（2分）

（2）黑板擦竖直下落时与黑板之间无摩擦,做自由落体运动,

则:

v2=2gh　（3分）

下落高度:

h=2.05m-0.8m=1.25m（2分）

解得:

v=5m/s（2分）

答案:

（1）0.5　

（2）5m/s

【总结提升】共点力平衡问题的一般解题步骤

（1）选取研究对象:

根据题目要求,选取一个平衡体（单个物体或系统,也可以是结点）作为研究对象。

（2）画受力示意图:

对研究对象进行受力分析,画出受力示意图。

（3）正交分解:

选取合适的方向建立直角坐标系,将所受各力正交分解。

（4）列方程求解:

根据平衡条件列出平衡方程,解平衡方程,对结果进行讨论。

10.

（18分）（2014·莆田一模）“嫦娥三号”探测器在落月过程中,悬停在月面某一高度,利用敏感器对着陆区进行观测,以避开障碍物,选择着陆点,这时它的质量为1.20×103kg,反推发动机提供的推力为1.92×103N。

为了防止扬起月尘,探测器在以自由落体方式走完最后4m之后,平稳“站”上月球表面。

求:

（1）月球表面的重力加速度g月;

（2）探测器自由落体阶段所用的时间。

【解析】

（1）根据二力平衡有

F=mg月　（5分）

g月=

=1.60m/s2　（4分）

（2）根据位移公式有

H=

g月t2　（5分）

t=

=

s（4分）

答案:

（1）1.60m/s2　

（2）

s

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