二轮复习 专题1 力与物体的平衡 强化练习解析版.docx
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二轮复习专题1力与物体的平衡强化练习解析版
专题强化练
(一)
考点1 物体的受力分析
1.(2019·浙江卷)如图所示,小明撑杆使船离岸,则下列说法正确的是( )
A.小明与船之间存在摩擦力
B.杆的弯曲是由于受到杆对小明的力
C.杆对岸的力大于岸对杆的力
D.小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力
解析:
小明与船之间存在静摩擦力,A正确;杆的弯曲是由于受到小明对杆的作用力,B错误;杆对岸的力与岸对杆的力是作用力与反作用力,大小相等,C错误;小明对杆的力和岸对杆的力受力物体都是杆,两者不是作用力与反作用力,故D错误.
答案:
A
2.(2018·商丘一模)如图所示,物体B与竖直墙面接触,在竖直向上的力F的作用下,A、B均保持静止,则物体B的受力个数为( )
A.2个 B.3个
C.4个D.5个
解析:
物体A处于静止状态,其受到的合外力为零,受力分析如甲图所示;对物体A、B整体受力分析如图乙所示,竖直墙面对物体B没有弹力作用,则墙面也不会提供静摩擦力;对物体B受力分析,如图丙所示,则物体B受到4个力的作用,选项C正确.
答案:
C
3.(2019·柳州模拟)两个质量相同的直角楔形物体a和b,分别在垂直于斜边的恒力F1和F2作用下静止在竖直墙面上,如图所示,下列说法正确的是( )
A.a、b一定都受四个力的作用
B.a、b所受摩擦力的方向都是竖直向上
C.F2一定小于F1
D.F1、F2大小可能相等
解析:
对a受力分析如图甲:
除摩擦力外的三个力不可能平衡,故一定有摩擦力,摩擦力方向竖直向上,故a受四个力;
除摩擦力外对b受力分析如图乙:
除摩擦力外,FN、F2、mg三力有可能平衡,沿竖直方向和水平方向分解F2,设F2与竖直方向夹角为α则有:
F2cosα=mg,F2sinα=FN,解得F2=
;
(1)若F2=
没有摩擦力,此时b受3个力;
(2)若F2>
,摩擦力向下,b受四个力;
(3)若F2<
,摩擦力向上,b受四个力;
F1和F2没有必然的联系,有可能相等,但也有可能不等,故D正确,A、B、C错误.
答案:
D
考点2 共点力的平衡
4.(2019·江苏卷)如图所示,一只气球在风中处于静止状态,风对气球的作用力水平向右.细绳与竖直方向的夹角为α,绳的拉力为T,则风对气球作用力的大小为( )
A.
B.
C.FTsinαD.FTcosα
解析:
以气球为研究对象,受力分析如图所示,则由力的平衡条件可知,气球在水平方向的合力为零,即风对气球作用力的大小为F=FTsinα,C正确,A、B、D错误.
答案:
C
5.(多选)(2019·烟台调研)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、与水平地面之间的动摩擦因数为μ,OP与水平方向的夹角为θ=30°.下列说法正确的是( )
A.轻弹簧对小球的作用力大小为
mg
B.容器相对于水平地面有向左的运动趋势
C.容器和弹簧对小球的作用力的合力竖直向上
D.弹簧原长为R+
解析:
对小球受力分析,如图所示,因为θ=30°,所以三角形OO′P为等边三角形,由相似三角形法得FN=F=mg,所以A项错误;由整体法得,容器与地面间没有相对运动趋势,B项错误;小球处于平衡状态,容器和弹簧对小球的作用力的合力与重力平衡,故C项正确;由胡克定律有F=mg=k(L0-R),解得弹簧原长L0=R+
,D项正确.
答案:
CD
考点3 动态平衡
6.(多选)(2019·新乡模拟)如图所示,木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点,物体A、B叠放在木板上且处于静止状态,此时物体B的上表面水平.现使木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置,物体A、B仍保持静止,与原位置的情况相比( )
A.B对A的支持力不变
B.B对A的支持力减小
C.木板对B的支持力增大
D.木板对B的摩擦力增大
解析:
开始时,A只受到重力和支持力作用而处于平衡状态,所以B对A的支持力与A的重力大小相等、方向相反,A不受B的摩擦力作用,P转动后,A受到重力、B对A的支持力和摩擦力作用而平衡,此时B对A的支持力和摩擦力的合力与A的重力大小相等,所以B对A的支持力一定减小了,B正确,A错误;以整体为研究对象,受到总重力G、板的支持力FN和摩擦力Ff作用,设板的倾角为θ,由平衡条件有FN=Gcosθ,Ff=Gsinθ,θ减小,FN增大,Ff减小,C正确,D错误.
答案:
BC
7.(多选)(2019·潍坊调研)如图所示,倾角为θ的斜面体c置于水平地面上,小物块b置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接,连接b的一段细绳与斜面平行.在a中的沙子缓慢流出的过程中,a、b、c都处于静止状态,则( )
A.b对c的摩擦力一定减小
B.b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上
C.地面对c的摩擦力方向一定向右
D.地面对c的摩擦力一定减小
解析:
若mag>mbgsinθ,则b对c的摩擦力平行于斜面向上,且随a中的沙子缓慢流出,b对c的摩擦力减小;若mag<mbgsinθ,则b对c的摩擦力平行于斜面向下,且随a中的沙子缓慢流出,b对c的摩擦力增大,A错误,B正确;以b、c为整体受力分析,应用平衡条件可得,地面对c的摩擦力方向一定水平向左,且Ff=magcosθ,随ma的减小而减小,C错误,D正确.
答案:
BD
8.(多选)(2019·西安模拟)如图所示,一根绳子一端固定于竖直墙上的A点,另一端绕过动滑轮P悬挂一重物B,其中绳子的PA段处于水平状态,另一根绳子一端与动滑轮P的轴相连,在绕过光滑的定滑轮Q后在其端点O施加一水平向左的外力F,使整个系统处于平衡状态,滑轮均光滑、轻质,且均可看作质点,现拉动绳子的端点O使其向左缓慢移动一小段距离后达到新的平衡状态,则该平衡状态与原平衡状态相比较( )
A.拉力F增大B.拉力F减小
C.角θ不变D.角θ减小
解析:
以动滑轮P为研究对象,AP、BP段绳子受的力始终等于B的重力,两绳子拉力的合力在∠APB的角平分线上,拉动绳子后,滑轮向上运动,两绳子夹角减小,两拉力的合力增大,故F增大,A项正确,B项错误;PQ与竖直方向夹角等于∠APB的一半,故拉动绳子后角θ减小,C项错误,D项正确.
答案:
AD
9.(2019·商丘模拟)如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔.质量为m的小球套在圆环上.一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住.现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移.在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力FN的大小变化情况是( )
A.F不变,FN增大B.F不变,FN减小
C.F减小,FN不变D.F增大,FN减小
解析:
小球沿圆环缓慢上移过程中,受重力G、拉力F、弹力FN三个力处于平衡状态.小球受力如图所示,由图可知△OAB∽△FNAF,即:
=
=
,当A点上移时,半径R不变,AB长度减小,故F减小,FN不变,故选项C正确.
答案:
C
10.(多选)(2019·威海一中摸底)如图所示,质量均为m的小球A、B用劲度系数为k1的轻弹簧相连,B球用长为L的细绳悬于O点,A球固定在O点正下方,当小球B平衡时,所受绳子的拉力为FT1,弹簧的弹力为F1;现把A、B间的弹簧换成原长相同但劲度系数为k2(k2>k1)的另一轻弹簧,在其他条件不变的情况下仍使系统平衡,此时小球B所受绳子的拉力为FT2,弹簧的弹力为F2.则下列关于FT1与FT2、F1与F2大小之间的关系,正确的是( )
A.FT1>FT2B.FT1=FT2
C.F1<F2D.F1=F2
解析:
以小球B为研究对象,分析受力情况,如图所示.由平衡条件可知,弹簧的弹力F和绳子的拉力T的合力F合与重力mg大小相等,方向相反,即F合=mg,作出力的合成图如图,由力三角形与几何三角形相似得:
=
=
.当弹簧劲度系数变大时,弹簧的压缩量减小,故AB长度增加,而OB、OA的长度不变,故FT1=FT2,F2>F1,A、D错误,B、C正确.
答案:
BC
考点4 电学中的平衡问题
11.(2018·重庆高三测试)如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,导体棒中电流为I.要使导体棒静止在斜面上,需要外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为( )
A.
B.
C.
D.
解析:
平衡状态下导体棒受三个力,重力为恒力,支持力的方向不变,安培力的大小和方向不确定;由动态平衡知当安培力F平行于斜面向上时安培力最小,则B最小,即BIL=mgsin30°,B=
,由左手定则知B的方向垂直于斜面向下.
答案:
A
12.(2019·青岛模拟)如图,绝缘光滑圆环竖直放置,a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球,已知小球c位于圆环最高点,ac连线与竖直方向成60°角,bc连线与竖直方向成30°角,三个小球均处于静止状态.下列说法正确的是( )
A.a、b、c小球带同种电荷
B.a、b小球带异种电荷,b、c小球带同种电荷
C.a、b小球电量之比为
D.a、b小球电量之比为
解析:
对c小球受力分析可得,a、b小球必须带同种电荷,c小球才能平衡.对b小球受力分析可得,b、c小球带异种电荷,b小球才能平衡.故A、B项错误;对c小球受力分析,将力正交分解后可得:
sin60°=k
sin30°,又rac∶rbc=1∶
,解得qa∶qb=
∶9.故C项错误,D项正确.
答案:
D