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1、相互作用 共点力的平衡(时间 60 分钟，满分 100 分)一、单项选择题(本题共 4 个小题，每小题 4 分，共 16 分每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1(2010福州模拟)两个相同的可视为质点的小球 A 和 B，质量均为m，用长度相同的两根细线把 A、B 两球悬挂在水平天花板上的同一点 O，并用长度相同的细线连接 A、B 两个小球，然后用一水平方向的力 F 作用在小球 A 上，此时三根线均处于伸直状态，且OB 细线恰好处于竖直方向，如图 1 所示如果两小球均处于静止状态，则力 F 的大小为( ) A0 Bmg C. D.mg3mg33解析：分析 B 球受力，由平衡条件得
2、，AB 段细线的拉力为零，再分析 A 球的受力情况，如图所示，则有：FTcosmg，FTsinF，所以：Fmgtanmg，故 D 项正确3答案：D2如图 2 所示，一条细绳跨过定滑轮连接物体 A、B，A 悬挂起来，B 穿在一根竖直杆上，两物体均保持静止，不计绳与滑轮、B 与竖直杆间的摩擦，已知绳与竖直杆间的夹角为 ，则物体 A、B 的质量之比 mAmB等于 ( )图 2Acos1 B1cos Ctan1 D1sin解析：设绳的拉力为 F，由物体 A 平衡可得：FmAg，物体 B 平衡，竖直方向合力为零，得：FcosmBg，故有：mAmB1cos，B 项正确答案：B3(2010合肥模拟)如图 3
3、 所示，斜面固定在水平地面上，先让物体 A 沿斜面下滑，恰能匀速后给 A 一个沿斜面向下的力F，让其加速下滑设前后两次 A 与斜面间的摩擦力分别为Ff1、Ff2，地面对斜面的支持力分别为 FN1、FN2，则 ( ) AFf1Ff2，FN1FN2 BFf1Ff2，FN1FN2CFf1Ff2，FN1FN2 DFf1Ff2，FN1FN2解析：对物体进行受力分析，可知物体受重力、支持力和摩擦力再给一个沿斜面的力后，垂直斜面方向力不变，沿斜面方向向下的力增大滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力有关，而与物体的运动状态和接触面积无关，所以 A 正确答案：A4如图 4 所示，斜面体 M 的底面粗糙，斜
4、面光滑，放在粗糙水平面上弹簧的一端固定在墙面上，另一端与放在斜面上的物块 m 相连，弹簧的轴线与斜面平行若物块在斜面上做简谐运动，斜面体保持静止，则地面对斜面体的摩擦力 Ff与时间 t 的关系图象是图 5 中的( )图 5解析：由于斜面光滑，尽管物块在斜面上做简谐运动，但由于物块对斜面的摩擦力为零，对斜面的正压力始终等于重力沿垂直斜面方向的分力，因此地面对斜面体的摩擦力始终是一个恒力，C 正确答案：C二、双项选择题(本题共 5 小题，每小题 6 分，共 30 分每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全选对的得 6 分，只选 1 个且正确的得 1 分，错选或不选的得 0 分)5如图 6
5、 所示，一木板 B 放在粗糙的水平地面上，木块 A 放在B 的上面，A 的右端通过轻质水平弹簧与竖直墙壁连接现用水平力F 向左拉 B，使 B 以速度 v 向左匀速运动，这时弹簧对木块 A 的拉力大小为 FT.则下列说法正确的是 ( ) AA 和 B 之间滑动摩擦力的大小等于 FB木板 B 受到地面滑动摩擦力的大小等于 FFTC若木板以 2v 的速度运动，木块 A 受到的摩擦力大小为 2FTD若作用在木板 B 上的水平力为 2F，则地面受到的滑动摩擦力的大小仍等于 FFT解析：木块 A 静止，木板 B 以速度 v 向左匀速运动，都属于平衡状态，弹簧对木块 A 的拉力大小为 FT，所以 B 对 A
6、 的滑动摩擦力大小也为 FT，选项 A 错误；隔离木板 B，水平方向三力平衡，可判断木板 B 受到地面滑动摩擦力的大小等于 FFT，选项 B 正确；若木板以 2v 的速度运动，地面和木块 A 受到的滑动摩擦力都不变，选项 C 错误、D 正确答案：BD6如图 7 所示，重量为 G 的物体 A 在大小为 F 的水平向左的恒力作用下静止在倾角为 的固定光滑斜面上下列关于物体对斜面压力 FN大小的表达式，正确的是 ( )AFNG2F2BFNGcosCFNGsinFcosDFNFsin解析：分析物体 A 的受力如图所示，由平衡条件可得，F 与 G 的合力 FN与 FN等大反向，故有：FNFNFsinGc
7、os，A、D 正确，G2F2GcosFsinB、C 错误答案：AD7如图 8 所示，在水平力 F 作用下，A、B 保持静止若 A 与 B 的接触面是水平的，且 F0.则关于 B 的受力个数可能为( )A3 个 B4 个 C5 个 D6 个解析：对于 B 物体，一定受到的力有重力、斜面支持力、A 的压力和 A 对 B 的摩擦力，若以整体为研究对象，当 F 较大或较小时，斜面对 B 有摩擦力，当 F 大小适当时，斜面对 B 的摩擦力为零，故 B 可能受 4 个力，也可能受 5 个力答案：BC8(2010江门联考)如图 9 所示，固定在地面上的粗糙绝缘斜面ABCD 的倾角为 ，空间中存在着与 AB
8、边平行的水平匀强电场，场强大小为 E.将一个带正电的小物块(可视为质点)放置在这个斜面上，小物块质量为 m，所带电荷量为 q，与斜面间的动摩擦因数为 .若小物块静止，则下列说法中正确的是 ( ) A小物块受到四个力的作用B小物块所受的摩擦力等于 mgcosC小物块所受的摩擦力等于 mgsinD小物块所受的摩擦力大于 Eq解析：小物块在斜面上处于静止状态，受重力 mg，斜面对小物块的支持力 FN，水平电场力Eq，斜面对小物块的静摩擦力 Ff，共四个力作用，因物块静止，沿斜面方向的合力为零，故有Ff与 Eq 和 mgsin 的合力等大反向，即：Ff，C 错误，A、D 正确，静摩擦力(mgsin)2
9、(Eq)2不可用 FfFN求解，故 B 错误答案：AD9(2009宁夏高考)水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为 (01)现对木箱施加一拉力 F，使木箱做匀速直线运动设 F 的方向与水平面夹角为 ，如图 10 所示，在 从 0 逐渐增大到90的过程中，木箱的速度保持不变，则 ( ) AF 先减小后增大 BF 一直增大CF 的功率减小 DF 的功率不变解析：由木箱受力平衡可知：Fcos(GFsin)，即 F，故GcossinG12cos()F 先减小后增大根据 PFvcos可知 F 的功率减小故Gv1tanA、C 正确答案：AC三、非选择题(本题包括 3 小题，共 54 分按题目要求
10、作答，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)10(12 分)(2010皖南八校联考)在一次课外探究活动中，某同学用图 11 所示的装置测量放在水平光滑桌面上铁块 A 与长金属板 B 间的动摩擦因数已知铁块 A 的质量 m1 kg，金属板 B的质量 m0.5 kg，用水平力 F 向左拉金属板 B，使其向左运动，放大的弹簧测力计示数如图所示则 A、B 间的摩擦力 Ff_N，A、B 间的动摩擦 因数 _.(取 g10 m/s2)图 11解析：A、B 间的摩擦力等于弹簧测力计的读数，由图知该弹簧测力计的最小分度为 0.1 N
11、，估读到其最小分度的十分之一，应读为 2.50 N再由 FfFNmg 可得 0.25.Ffmg答案：2.50 0.2511(24 分)用一根长 20 cm、劲度系数 k200 N/m 的弹簧水平拉着放在水平桌面上的质量为 1 kg 的木块，弹簧的长度逐渐伸长到 22.4 cm 时木块开始运动，当弹簧的长度为 21.7 cm 时，木块在桌面上做匀速运动求：(g10 N/kg)(1)木块受到的最大静摩擦力多大？静摩擦力的变化范围怎样？(2)木块与桌面间的动摩擦因数是多少？(3)木块滑动的过程中，当弹簧的长度小于或大于 21.7 cm 时，滑动摩擦力如何变化？解析：(1)木块在未滑动前，根据二力平衡
12、条件可知，木块受到桌面的弹力 FN与木块重力 G 大小相等、方向相反，静摩擦力 F与弹簧的拉力 F 大小相等、方向相反，其受力情况如图所示木块在刚滑动之前，受到的静摩擦力已达到最大值FmaxFk(x1x0)200(0.2240.20) N4.8 N.木块在未开始运动之前，受到的静摩擦力总是与弹簧的拉力大小相等、方向相反可见，木块受到的静摩擦力随着弹簧的拉力增大而增大，其变化范围是 0Fmax，即 0 4.8 N.(2)当木块做匀速运动时，木块受到的滑动摩擦力 F滑与弹簧的拉力大小相等、方向相反F滑Fk(x2x0)200(0.2170.20) N3.4 N因为 F滑FNG所以动摩擦因数为 0.3
13、4.F滑FN3.410(3)因为滑动摩擦力 F滑FN，F滑是由 与 FN决定的， 和 FN不变，所以 F滑不变，可见，在木块滑动后，弹簧的长度小于或大于 21.7 cm 时，只是拉力 F 变化，滑动摩擦力与木块做匀速或变速的运动状态无关答案：(1)4.8 N 静摩擦力随着弹簧的拉力增大而增大，其变化范围是 04.8 N (2)0.34 (3)大小不变12(18 分)放风筝是春天时大人、小孩都爱玩的一项有趣的体育活动， 手上牵着线拉着风筝迎风向前跑，就可以将风筝放飞到高处，有一个小朋友将一只重为 4 N 的风筝放飞到空中后，拉着线的下端以一定的速度匀速跑动时，线恰能与水平面成 53角保持不变，如图 12所示，这时小朋友拉住线的力为 5 N求风筝所受的风力解析：风筝受到重力 G、风力 F风和拉力 F 三个力的作用，受力分析 如图所示，由平衡条件知：F风 xFcos5350.6 N3 NF风 yFsin53G50.8 N4 N8 NF风 N8.54 NF风x2F风y23282tanF风yF风x83arctan .83答案：8.54 N 与水平方向夹角arctan83
