物体的平衡综合最新.docx

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物体的平衡综合最新

专题一物体的平衡

1.【2012•苏北四市二次调考】如图所示吊床用绳子拴在两棵树上等高位置。

某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态。

设吊床两端系绳中的拉力为F1、吊床对该人的作用力为F2，则（）

A．坐着比躺着时F1大B．躺着比坐着时F1大

C．坐着比躺着时F2大D．躺着比坐着时F2大

2.【2012•安徽淮北市一模】2011年10月7日-16日在日本东京举行的第43届世界体操锦标赛上，我国选手陈一冰勇夺吊环冠军，成就世锦赛四冠王．比赛中他先双手撑住吊环，然后身体下移，双臂缓慢张开到图示位置，此时连接吊环的绳索与竖直方向的夹角为θ．已知他的体重为G，吊环和绳索的重力不计．则每条绳索的张力为（）

A．

B．

C．

cosαD．

sinɑ

3.【2012•湖南名校联考】如图所示为我国国家大剧院外部呈椭球型。

假设国家大剧院的屋顶为半球形，因特殊原因要执行维修任务，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G．现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从C点（C点与A点等高）沿支架缓慢地向B点靠近．则绳中拉力大小变化的情况是

A．先不变后变大B．先不变后变小C．先变大后不变D．先变小后不变

4.【2012•安徽名校联考】如图所示，楔形斜面体倾角为37°，其BC长为0.8m，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，（sin37°=0.6，cos37°=0.8），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（）

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

5.【2012•重庆名校联考】如右图所示，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（）

A．物块对槽的压力大小是15NB．物块对槽的压力大小是13N

C．槽对物块的摩擦力大小是6ND．槽对物块的摩擦力大小是8N

6.【2012•湖南名校联考】如图所示，斜面体M放置在水平地面上，位于斜面上的物块m受到沿斜面向上的推力F作用.设物块与斜面之间的摩擦力大小为F1，斜面与地面之间的摩擦力大小为F2.增大推力F，斜面体始终保持静止，下列判断正确的是（）

A．如果物块沿斜面向上滑动，则F1、F2一定增大

B．如果物块沿斜面向上滑动，则F1、F2一定不变

C．如果物块与斜面相对静止，则F1、F2一定增大

D．如果物块沿斜面相对静止，则F1、F2一定不变

7.【2012•河南期末考题】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。

图示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、

B、

C、

D、

8.【2012•湖北调考】如图所示，100个大小相同、质量均为m且光滑的小球，静止放置于两相互垂直且光滑的平面上.平面AB与水平面的夹角为30.则第2个小球对第3个小球的作用力大小为

A.

B.48mgC49mgD98mg

9.【2012•安徽名校联考】12．如图所示，A、B两木块质量分别是mA、mB，与水平地面的摩擦因数分别为μ1、μ2。

两木块放在水平面上，它们之间用细线相连，两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样。

先后用相同的水平力F拉着A、B一起匀速运动，则μ1、μ2之比是（）

A．1：

1B．mA：

mBC．mB：

mAD．无法确定

10.【2012•浙江模拟】如图所示，在倾角为α的传送带上有质量均为m的三个木块1、2、3，中间均用原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数均为μ，其中木块1被与传送带平行的细线拉住，传送带按图示方向匀速运动，三个木块处于平衡状态．下列结论正确的是（　　）

A．2、3两木块之间的距离等于L＋

B．2、3两木块之间的距离等于L＋

C．1、2两木块之间的距离等于2、3两木块之间的距离

D．如果传送带突然加速，相邻两木块之间的距离都将增大

11.【2012•武汉调研】如图所示，滑块A与小球B用一根不可伸长的轻绳相连，且滑块A套在水平直杆上。

现用大小为10N、与水平方向成30°角的力F拉B，使A、B一起向右匀速运动，运动过程中A、B保持相对静止。

已知A、B的质量分别为2kg、1kg，重力加速度为10m/s2，则

A．轻绳与水平方向的夹角θ=30º

B．轻绳与水平方向的夹角θ=60º

C．滑块A与水平直杆之间的动摩擦因数为

D．滑块A与水平直杆之间的动摩擦因数为

12．【2012•上海虹口质检】如如图5所示，一弧形的石拱桥由四块完全相同的石块垒成，每块石块的左、右两个截面间所夹的圆心角为30°，第1、4块石块固定在地面上，直线OA沿竖直方向.则第2、3块石块间的作用力F23和第1、2块石块间的作用力F12之比为（）（不计石块间的摩擦力）

A．

B．

C．

D．

13．【2012•四川名校联考】如图所示，物体A、B用细绳连接后跨过定滑轮．A静止在倾角为30°的斜面上，B被悬挂着．已知质量mA＝2mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由30°增大到50°，但物体仍保持静止，那么下列说法中正确的是（　　）

A．绳子的张力将增大B．物体A对斜面的压力将减小

C．物体A受到的静摩擦力将先增大后减小D．滑轮受到的绳的作用力不变

14．【2012•福建省六校联考】12.三个质量均为1kg的相同木块a、b、c和两个劲度均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图，其中a放在光滑水平桌面上。

开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止。

现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止，

取10m/s2。

该过程p弹簧的左端向左移动的距离是:

（）

A．4cmB．6cmC．8cmD．10cm

15．【2012•河北省唐山市摸底】

16．【2012•贵州省遵义联考】如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置，如果将小球B向左推动少许，并待两球重新达到平衡时，则两个小球的受力情况与原来相比（　　　）

A．推力F将增大B．竖直墙面对小球A的弹力减小

C．地面对小球B的弹力一定不变D．两个小球之间的距离增大

17．【2012•福建厦门市期末质检】如图所示，重力均为G的两条形磁铁分别用细线A和B悬挂在水平的天花板上，静止时，A线的张力为F1，B线的张力为F2，则

A．F1=2G，F2=GB．F1=2G，F2>GC．F1<2G，F2>GD．F1>2G，F2>G

18．【2012•南宁期末考题】如下图所示，贴着竖直墙面的物体A的质量mA=0.2kg，放在水平面上的物体B的质量mB=1.0kg，绳和滑轮间的摩擦均不计，且绳的OB部分水平，OA部分竖直，A和B恰好一起匀速运动。

取g=10m/s2，求：

（1）物体B与桌面间的动摩擦因数？

（2）如果用水平力F向左拉B，使物体A和B做匀速运动，需多大的拉力？

（3）若在原来静止的物体B上放一个质量与B物体质量相等的物体后，物体B受到的摩擦力多大？

叠加体受力分析

典例1（2010浙江理综）如图4所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计空气阻力）。

下列说法正确的是（　）

A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零

B.上升过程中A对B的压力大于A对物体受到的重力

C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力

D.在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力

衍生题1

（2006全国卷II.15）如图，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的，已知Q与P之间以及桌面之间的动摩擦因数都μ，两物块的质量都是m，滑轮轴上的摩擦不计，若用一水平向右的力F拉P使㝊做匀速运动，则F的大小为

　　A．4μmg　　　　B．3μmg

C．2μmg　　　　D．μmg

衍生题2（2002江苏河南大综合）如图4所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平力Fb=5N、FC=10N分别作用于物体b、c上，a、b和c仍保持静止。

以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面

间的静摩擦力的大小则

A．f1=5N，f2=0，f3=5NB．f1=5N，f2=5N，f3=0

C．f1=0，f2=5N，f3=5ND．f1=0，f2=10N，f3=5N

衍生题3．（2012济南外国语学校检测）如图所示，物体m与斜面体M一起静止在水平面上。

若将斜面的倾角θ稍微增大一些，且物体m仍静止在斜面上，则（）

A．斜面体对物体的支持力变小

B．斜面体对物体的摩擦力变大

C．水平面与斜面体间的摩擦力变大

D．水平面与斜面体间的摩擦力变小

衍生题4.（2012山东兖州摸底测试）质量分别为m和M的两物体叠放在水平面上如图所示，两物体之间及M与水平面间的动摩擦因数均为

。

现对M施加一个水平力F，则以下说法中不正确的是（）

A．若两物体一起向右匀速运动，则M受到的摩擦力等于F

B．若两物体一起向右匀速运动，则m与M间无摩擦，M受到水平面的摩擦力大小等于μmg

C．若两物体一起以加速度a向右运动，M受到的摩擦力的合力大小等于F–Ma

D．若两物体一起以加速度a向右运动，M受到的摩擦力的合力大小等于μ（m+M）g+ma

1.【答案】A

【解析】设绳子与水平方向的夹角为θ，在竖直方向上由平衡条件有

，所以F=

因坐着比躺着竖直方向的夹角小一些,所以拉力也大,故选项A正确.选项B错,两种吊床对该人的作用力大小为人的重力,所以选项CD错

2.【答案】A【解析】

解析：

取运动员为研究对象，他受到重力和绳索的拉力，三个力为共点力。

绳索与竖直方向的夹角为

，在竖直方向上由平衡条件有

α，所以F=

故选项A正确.

3.【答案】B

【解析】分析轻质滑轮的受力如图所示，由滑轮模型的特点可知T1=T2根据平衡条件可知，T1、T2合力与G等大反向，且T1=T2。

所以T1sinα+T2sinα=T3=G

即

从C点到半圆周上,夹角不变所以拉力大小不变,再沿支架缓慢地向B点靠近时,夹角增大,所以选项B正确.

4.【答案】C【解析】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.f＝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=f①

F下sinβ=Fsinθ②

式中β=37°.因F下cosβ=12N=f.

∴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。

5.【答案】BC【解析】由受力分析可知物体退槽的压力

，槽对物块的摩擦力

。

、

6.【答案】BC【解析】当物体相对斜面静止时，课把M，m当成整体，F增大时，F1、F2一定增大；当物体在斜面滑动动时，m，M之间为滑动摩擦力，当F增大时，F1、F2一定不变，故选BC.

7.【答案】C【解析】上面的人的两只脚分别给中间的人的作用力为0.5G，中间的左、右边的人的每一只脚的作用力为（0.5G＋G）/2，故下面的正中间的人背部受到的作用力为0.5G＋G＝1.5G，每一只脚对地面的压力为（1.5G＋G）/2＝1.25G，C对。

8.【答案】C【解析】以第3个到第100个这98个小球整体为研究对象，受到三个力的作用，即重力斜面的支持力和第2个小球对第3个小球的作用力，由于整体处于平衡状态，沿斜面方向的受力应平衡，所以有

，所以选项C正确

9.【答案】A【解析】对第一种情况：

F=μ1（mAg-T1sinθ）+μ2（mBg+T1sinθ），

对第二种情况：

F=μ1（mAg+T1sinθ）+μ2（mBg-T1sinθ），

联立解得μ1=μ2，选项A正确。

FN2＝f＝FN1sinθ＝（mg＋F）tanθ.

10.【答案】　B【解析】　对木块3进行受力分析，如图所示．设2、3之间的弹簧的形变量为Δx1，

因为木块处于平衡状态，故k·Δx1＝mgsinα＋μmgcosα，则2、3两木块之间的距离等于L＋

，选项A错而B正确；将木块2、3作为一个整体，设1、2之间的弹簧的形变量为Δx2，由受力平衡得：

k·Δx2＝2mgsinα＋2μmgcosα，则1、2两木块之间的距离等于L＋

，选项C错误；如果传送带突然加速，不影响木块的受力情况，故相邻两木块之间的距离保持原值不变，选项D错误．

11.【答案】AD【解析】以A、B整体为研究对象，由平衡条件，在水平方向上

，在竖直方向上

，联立解得

，所以选项D正确；隔离物体B，设轻绳拉力为T，由正交分解法和平衡条件，在水平方向上

，在竖直方向上

，联立解θ=30º，所以选项A正确.

12.【答案】A【解析】设每块石块的重力为G，第2、3块石块间的作用力为F23，第1、2块石块间的作用力为F12，以第2块石块为研究对象，受力如图所示.

由物体的平衡：

F12cos30°=F23解得

13.【答案】B【解析】由于B物体的质量保持不变，且B物体静止，所以绳的张力保持不变，A项错误；以A物体为研究对象，在垂直于斜面的方向上有mAgcosθ＝N，沿斜面方向有2mBgsinθ－mBg＝f，当斜面的倾角为30°时，摩擦力恰好为0，当斜面的倾角增大时，支持力减小，静摩擦力增大，B项正确，C项错误；在斜面倾角增大的过程中，绳子的张力不变，但是夹角减小，所以合力增大，因此D项错误．

14.【答案】C【解析】开始时q弹簧处于压缩状态，由胡克定律，压缩了2cm。

C木块刚好离开水平地面时，轻弹簧q中拉力为10N，由胡克定律，轻弹簧q伸长2cm；轻弹簧p中拉力为20N，由胡克定律，轻弹簧p伸长4cm；该过程p弹簧的左端向左移动的距离是2cm+2cm+4cm=8cm，选项C正确。

15.【答案】BCD【解析】将电场稍加大一些，小球所受的电场力增大，细线对带电小球的拉力变大，选项A错误B正确。

把小球和细环看作一个整体，小球所受电场力增大，细环所受的摩擦力变大，竖直方向二者所受重力不变，粗糙杆对细环的支持力保持不变，选项CD正确。

16.【答案】BCD【解析】将A、B视为整体进行受力分析，在竖直方向只受重力和地面对整体的支持力FN（也是对B的支持力FN），将B向左推动少许后，竖直方向受力不变，所以FN＝（mA＋mB）g为一定值，C正确．然后对B进行受力分析如图，由平衡条件可知FN＝mBg＋F斥cosθ，向左推B，θ减小，所以F斥减小，由F斥＝k

得：

A、B间距离r增大，D正确．而F＝F斥sinθ，θ减小，F斥减小，所以推力F减小，故A错．将A、B视为整体时F＝FNA，所以墙面对小球A的弹力FNA减小，B正确．故选项BCD正确．

17.【答案】B【解析】以两条形磁铁整体为研究对象，得F1=2G，隔离下面的磁铁，它受重力和两磁体的斥力及B线的张力三个力的作用处于平衡状态，前两个力的方向向下，所以F2>G.

18.【答案】

（1）μ=0.2

（2）4N（3）2N【解析】

（1）因A和B恰好一起匀速运动，所以B受到的水平绳的拉力T与滑动摩擦力F1的大小相等，且等于A的重力mAg值。

B对桌面的压力FN等于B的重力mBg。

所以有

F1=μFNFN=mBgT=F1=mAg解得：

μ=0.2

（2）如果用水平力F向左拉B，使物体A和B做匀速运动，此时水平绳的拉力T与滑动摩擦力F1的大小均不变，根据物体B水平方向的平衡由F=T+F1=2mAg=4N

（3）

若在原来静止的物体B上放一个质量与B物体质量相等的物体后，物体B对桌面的压力变大，受到的最大静摩擦力将变大，但此时物体B将静止不动，物体与桌面间的摩擦力为静摩擦力，根据物体B和物体A的平衡可知，物体B受到的摩擦力为F1'=T=mAg=2N

叠加体受力分析专题例1A衍生1A2C3AB4B