2016高考物理二轮复习 专题一 力与直线运动 1.2 力与物体的平衡课时作业

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1、力与物体的平衡一、选择题1.(多选)如图所示,在水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动,从t0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小,到t1时刻F减小为零物体所受的摩擦力Ff随时间t的变化图象可能是()解析:物体开始做匀速直线运动,说明物体所受水平向右的拉力F与向左的滑动摩擦力等大反向当F减小时,物体做减速运动若F减小为零之前物体始终运动,则摩擦力始终为滑动摩擦力,大小不变,A正确若F减小为零之前物体已停止运动,则停止前摩擦力为滑动摩擦力,大小不变,停止后摩擦力为静摩擦力,大小随F的减小而减小,D正确答案:AD2.(多选)如图所示(俯视),完全相同的四个足球彼此相互接触叠放在水平面上,每个足

2、球的质量都是m,不考虑转动情况,下列说法正确的是()A下面每个球对地面的压力均为mgB下面的球不受地面给的摩擦力C下面每个球受地面给的摩擦力均为mgD上面球对下面每个球的压力均为mg解析:以四个球整体为研究对象受力分析可得,3FN4mg,可知下面每个球对地面的压力均为FNmg,选项A正确;隔离上面球分析,3F1mg,F1mg,选项D正确隔离下面一个球分析,FfF1mg,选项B、C错误因此答案选AD.答案:AD3.(多选)如图所示,顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上,三条细绳结于O点,一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P,一条绳连接小球Q,P、Q两物体处于静止状态,另一条绳OA在外力

3、F的作用下使夹角90,且保持结点O位置不变,整个装置始终处于静止状态下列说法正确的是()A绳OA的拉力一直增大B斜面体对物块P的摩擦力的大小可能先减小后增大C地面对斜面体有向右的摩擦力D地面对斜面体的支持力大于物块P和斜面体的重力之和解析:缓慢改变绳OA的方向至90的过程,OA拉力的方向变化如图从1位置到2位置到3位置所示,可见OA的拉力先减小后增大,OP绳的拉力一直增大,选项A错误;若开始时P受绳子的拉力比较小,则斜面对P的摩擦力沿斜面向上,OP绳拉力一直增大,则摩擦力可能先变小后反向增大,选项B正确;以斜面和P、Q整体为研究对象受力分析,根据平衡条件,斜面受地面的摩擦力与F沿水平方向的分力

4、等大反向,故摩擦力方向向左,选项C错误;以斜面体和P、Q整体为研究对象受力分析,根据竖直方向受力平衡:NFcosM斜gMPgMQg,式中为F与竖直方向的夹角,由图分析可知Fcos的最大值即为MQg(当F竖直向上时),故FcosM斜gMPg,选项D正确答案:BD4(多选)如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上受到向右的拉力F的作用向右滑行,木板处于静止状态已知木块与木板间的动摩擦因数为1,木板与地面间的动摩擦因数为2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力下列说法正确的是()A木板受到地面的摩擦力的大小一定是1mgB木板受到地面的摩擦力的大小一定是2(mM)gC当F2(mM)g时,木板便会开始运动D无

5、论怎样改变F的大小,木板都不可能运动解析:对木板受力分析:水平方向受到木板向右的滑动摩擦力f1和地面向左的静摩擦力f2,f11mg,由平衡条件得f2f11mg,故A正确;由于木板相对于地面是否将滑动不清楚,地面的静摩擦力不一定达到最大,则木板受到地面的摩擦力的大小不一定是2(mM)g,故B错误;由题意分析可知,木块对木板的摩擦力不大于地面对木板的最大静摩擦力,当F改变时,f1不变,则木板不可能运动,故C错误,D正确答案:AD5.如图所示,质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上,通过最高点处的钉子用水平轻质细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B,A、B均静止则()AB对A的压力大小为mg

6、B细线对小球的拉力大小为mgCA对地面的压力大小为(Mm)gD地面对A的摩擦力大小为mg解析:由于A、B处于静止状态,故其所受合外力为零,整体受力分析,如图所示,根据平衡条件,可得:FN(Mm)g0,根据牛顿第三定律可知:A对地面的压力大小为(Mm)g,选项C正确,选项D错误隔离B受力分析,如图所示,根据平衡条件,由图中几何关系,可得,得:Nmg,依据牛顿第三定律可得:B对A的压力大小为mg;细线对小球的拉力Fmg,选项AB错误答案:C6.如图所示,物块A放在直角三角形斜面体B上面,B放在弹簧上面并紧挨着竖直粗糙墙壁,处于静止状态现用力F沿斜面向上推A,A、B仍处于静止状态下列说法正确的是()

7、AA、B之间的摩擦力大小可能不变BA、B之间的摩擦力一定变小CB受到的弹簧弹力一定变小DB与墙之间可能没有摩擦力解析:对物块A,开始受重力、B对A的支持力和静摩擦力作用而平衡,当施加力F后,仍然处于静止状态,开始A所受的静摩擦力大小为mAgsin,若F2mAgsin,则A、B之间的摩擦力大小可能不变,故A正确,B错误;对整体分析,由于A、B不动,弹簧的形变量不变,则弹簧的弹力不变,开始弹簧的弹力等于A、B的总重力,施加力F后,弹簧的弹力不变,总重力不变,根据平衡条件知,B与墙之间一定有摩擦力,故C、D错误答案:A7.如图所示,小球a的质量为小球b质量的一半,分别与轻弹簧A、B和轻绳相连接并处于

8、平衡状态轻弹簧A与竖直方向夹角为60,轻弹簧A、B伸长量刚好相同,则下列说法中正确的是()A轻弹簧A、B的劲度系数之比为31B轻弹簧A、B的劲度系数之比为21C轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力大小之比为21D轻绳上拉力与轻弹簧B上拉力大小之比为11解析:设两弹簧的伸长量都为x,a的质量为m,对小球b受力分析,由平衡条件可得:弹簧B的弹力kBx2mg,对小球a受力分析,可得:kBxmgkAx,联立可得:kA3kB,选项A正确,B错误;同理FkAxsin60kAxkBx,选项CD错误答案:A8.如图是由某种材料制成的固定在水平地面上的半圆柱体的截面图,O点为圆心,半圆柱体表面是光滑的质量为m的小物块(视

9、为质点)在与竖直方向成角的斜向上的拉力F作用下静止在A处,半径OA与竖直方向的夹角也为,且A、O、F均在同一横截面内,则小物块对半圆柱体表面的压力为()A. BmgcosC. D.解析:对小物块受力分析可得,小物块受重力、支持力、拉力F三个力作用处于静止状态,因此三力的合力为零,由平衡条件可得,支持力为,由牛顿第三定律可知,小物块对半圆柱体表面的压力为,选项D正确答案:D二、非选择题9如图所示,轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定,杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30的夹角若在B点悬挂一个不计重力的光滑定滑轮,某人通过滑轮匀速的提起重物已知重物的质量m30 kg,绕绳质量不计,人的质量

10、M50 kg,g取10 m/s2.试求:(1)此时地面对人的支持力的大小(2)轻杆BC和绳AB所受力的大小解析:(1)因匀速提起重物,则绕绳对重物的拉力FTmg,绕绳对人的拉力大小为mg,所以地面对人的支持力为:FNMgmg(5030)10 N200 N,方向竖直向上(2)定滑轮对B点的拉力方向竖直向下,大小为2mg,杆对B点的弹力方向沿杆的方向,如图所示,由共点力平衡条件得:FAB2mgtan3023010 N200 NFBC N400 N.答案:(1)200 N(2)400 N200 N10.如图所示,质量m4 kg的物体(可视为质点)用细绳拴住,放在水平传送带的右端,物体和传送带之间的动摩擦因数0.4,传送带的长度l6 m,当传送带以v4 m/s的速度逆时针转动时,绳与水平方向的夹角37.已知:g10 m/s2,sin370.6,cos370.8.(1)求传送带稳定运动时绳子的拉力T;(2)某时刻剪断绳子,则经过多少时间,物体可以运动到传送带的左端?解析:(1)传送带稳定运动时,物体处于平衡状态,有Tcos(mgTsin)解得T15.4 N.(2)剪断绳子后,根据牛顿第二定律有mgma解得a4 m/s2匀加速的时间t11 s位移s1at2 m则匀速运动的时间为t21 s总时间tt1t22 s.答案:(1)15.4 N(2)2 s

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