《2023年物理高三新课标力与物体的平衡专题训练.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年物理高三新课标力与物体的平衡专题训练.doc（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、物理2019届高三新课标力与物体的平衡专题训练物体的平衡状态可分为四种情形：稳定平衡、不稳定平衡、亚稳平衡、随遇平衡，以下是力与物体的平衡专题训练，希望考生可以认真练习。一、选择题(共13小题，每小题4分，共52分。在每小18题只有一项符合题目要求，第913题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)1.如图所示，放在斜面上的物体处于静止状态。斜面倾角为30，物体质量为m，若想使物体沿斜面从静止开始下滑，至少需要施加平行斜面向下的推力F=0.2mg，则()A.若F变为大小0.1mg沿斜面向下的推力，则物体与斜面的摩擦力是0.1mgB.若F变为大小0.1mg沿斜
2、面向上0.2mgC.若想使物体沿斜面从静止开始上滑，F至少应变为大小1.2mg沿斜面向上的推力D.若F变为大小0.8mg沿斜面向上的推力，则物体与斜面的摩擦力是0.7mg2. (2019长春质量监测)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平衡状态。轻弹簧A与竖直方向夹角为60，轻弹簧A、B伸()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113.如图所示，由两种材料制成的半球面固定在水平地面上，右侧面是光滑的，左侧面是粗糙的，O点为球心，A、B
3、是两个相同的小物块(可视为质点)，小物块A静止在左侧面上，小物块B在图示水平力F作用下静止在右侧面上，A、B处在同一高度，AO、BO与竖直方向的夹角均为，则A、B对球面的压力大小之比为()A.sin2 1 B.cos2 1C.sin 1 D.cos 14.一串小灯笼(五只)彼此用轻绳连接，并悬挂在空中。在稳定水平风力作用下发生倾斜，悬绳与竖直方向的夹角为30，如图所示。设每个灯笼的质量均为m。则自上往下第一只灯笼对第二只灯笼的拉力大小为()A.2mg B.mgC.mg D.8 mg5.如图所示，两段等长细线串接着两个质量相等的小球a、b，悬挂于O点。现在两个小球上分别加上水平方向的外力，其中作
4、用在b球上的力大小为F、作用在a球上的力大小为2F，则此装置平衡时的位置可能是图中()6.如图所示，一轻杆水平放置，杆两端A、B系着不可伸长且光滑的柔软轻绳，绳上套着一小铁环。现将轻杆绕着杆中点O在竖直平面内顺时针缓慢转过一个角度，关于轻绳对杆端点A、B的拉力FA、FB，下列说法正确的是()A.FA变大，FB变小 B.FA变大，FB变大C.FA变小，FB变小 D.FA不变，FB不变7.(2019济南二模)一个质量为1 kg的物体放在粗糙的水平地面上，今用最小的拉力拉它，使之做匀速运动，已知这个最小拉力为6 N，g=10 m/s2，则下列关于物体与地面间的动摩擦因数，最小拉力与水平方向的夹角，正
5、确的的是()A.=，=0 B.=，tan =C.=，tan = D.=，tan =8. (2019合肥质量检测)一个挡板固定于光滑水平地面上，截面为圆的柱状物体甲放在水平面上，半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间，没有与地面接触而处于静止状态，如图所示，现在对甲施加一个水平向左的力F，使甲沿地面极其缓慢地移动，直至甲与挡板接触为F1，甲对地面的压力为F2，在此过程中()A.F1缓慢增大，F2缓慢增大B.F1缓慢增大，F2不变C.F1缓慢减小，F2不变D.F1缓慢减小，F2缓慢增大9.(2019太原调研)如图甲所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于匀强磁场中，棒中通一由M向N的
6、电流，两悬线与竖直方向夹角为MN方向的侧视图，则磁感应强度可能的方向为()A.B1 B.B2 C.B3 D.B410.(2019沈阳质监)如图所示，光滑的倾斜导轨宽为L，与水平面成角，处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，金属杆ab水平放在导轨上。当回路电流强度为I时，金属杆ab刚好静止ab受到的安培力和支持力的说法正确的是()A.安培力方向垂直ab杆沿斜面向上B.安培力方向垂直ab杆水平向右C.支持力FN=BILcosD.支持力FN=11. (2019苏州调研)如图所示，质量均为m的小球A、B用两根不可伸长的轻O点，在外力F的作用下，小球A、B处于静止状态。若要使两小球处于静止状
7、态且悬线OA与竖直方向的夹角保持30不变，则外力F的大小()A.可能为mg B.可能为mgC.可能为mg D.可能为mg12.(2019郑州质量预测)如图a上放置一铁块b，三角形木块竖直边靠在粗糙的竖直面上，现用竖直向上的作用力F，推动木块与铁块一起向上匀速运动，运动过程中铁块与木块始终保持相对静止，下面说法正确的是()A.木块a与铁块b间一定存在摩擦力B.木块a与竖直墙面间一定存在水平弹力C.木块a与竖直墙面间一定存在摩擦力D.竖直向上的作用力F大小一定等于铁块与木块的重力之和13.(2019河南八市三次联考)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
8、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F的作用下使夹角90，现缓慢改变绳OA的方向至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二、计算题(共8分。写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。)14.(2019上海八校联合调研)在建筑装修中，工人用质量为5.0 kg的磨石A对地面和斜壁进行打磨，已知A与地面、A与斜壁之间的动摩擦因数均相同(
9、g取=10 m/s2)。(1)当A在水平F1=25 N作用下打磨地面时，A恰好在水平地面上做匀速直线运动，求A与地面间的动摩擦因数(2)若用A对倾角=37的斜壁进行打磨，如图所示，当对A施加竖直向上的推力F2为多大时，磨石A能沿斜壁向上做匀速运动。(sin 37=0.6，cos 37=0.8)冲刺卷二 力与物体的平衡1.C 施加平行斜面向下的推力F=0.2mg，根据共点力平衡，有：F+mgsin 30=f，解得f=0.7mg，当推力F变为0.1mg，方向仍沿斜面向下，此时物体处于静止状态，所受的摩擦力f=mgsin 30+0.1mg=0.6mg，故A错误;当F的大小为0.1mgmgsin 30
10、=F+f1，解得f1=0.4mg，故B错误;若想使物体沿斜面从静止开始上滑，摩擦力方向沿斜面向下，根据共点力平衡有：F=mgsin 30+f=0.5mg+0.7mg=1.2mg，故C正确;若F大小为0.8mg，方向沿斜面向上，物体处于静止状态，所受摩擦力为静摩擦力，根据共点力平衡有：mgsin 30+f2=F，解得f2=0.3mg，故D错误。2.A 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kBx=2mg，对小球a受力分析，可得：kBx+mg=kAxcos 60，联立可得：kA=3kB，选项A正确，B错误;同理F=kAxsin 60=kAx=kBx，选
11、项C、D错误。3.B 设小物m，对A、B进行受力分析，如图所示，由于A、B物体均处于静止状态，由受力分析图和物体的平衡条件知，A物体对球面的压力大小为FNA=mgcos B物体对球面的压力大小为FNB=，则A、B物体对球面的压力大小之比为FNAFNB=cos21，所以正确选项B。4.C 把第二只到第五只四个灯笼做为整体受力如图所示，由共点力的平衡条件得第一只灯笼对第二只灯笼的拉力为FT=mg，C项正确。5.C 设每个球的质量为m，Oa与ab和竖直方向的夹角分别为、。以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图甲，根Oa绳的方向不可能沿竖直方向，否则整体的合力不为零，不能保持平衡，由平衡条
12、件得：tan =，以b球为研究对象，分析受力情况，如图乙，由平衡条件得：tan =，则，故C正确。6.C 杆水平放置时，两端绳与竖直方向的夹角相等为，环受力如图(1)所示，由平衡条件得FA=FB=现杆绕O在竖直平面内顺时针缓慢转过一个角度，两端轻绳与竖直方向的夹角仍相等，但与水平状态相比，有，对环受力分析如图(2)所示，同理可得FA=FB=，即FA、FB均变小。7. B 由于物体在水平面上做匀速直线运动，随着拉力与水平方向的夹角的不同，物体与水平面间的弹力不同，因而滑动Fcos FN，竖直方向有Fsin +FN=mg。联立可解得：F=，tan =，当+=90，即=arctan 时，sin (+
13、)=1，F有最小值：Fmin，代入数值得=此时=，tan =tan =，B正确。8. C 方法一 (图解法)把甲、乙看做一个整体，竖直方向仅受重力和地面的支持力，在此过程中，两物体重力不变，支持力不变，由牛顿第三定律得，甲对地面的压力F2不变。选取乙为研究对象，乙物体受力如图，甲对乙的作用力F3和挡板对F1的合力F合始终与乙的重力等大、反向，在将甲沿地面缓慢地向左移动时，甲对乙的作用力F3逐渐减小，挡板对乙的弹力F1逐渐减小，所以乙对挡板的压力F1逐渐减小。所以正确选项为C。方法二 (解析法)分析甲对地面的压力F2方向同上选取乙为研究对象，如图所示。设F3与竖直方向夹角为。则F3cos =GF
14、3sin =F1甲沿地面缓慢向左移动时，F3F1F1，故选项C正确。9. BC 对金属棒进行受力分析，金属棒受重力mg、细线的拉力FT和安培力F三个力的作用。由平衡条件可知，重力mg和细线拉力FT的合力与安培力等大反向。所以安培力在重力mg和细线拉力F的反向延长线MP和MQ之间的任意方向(含MP方向，但不包括MQ方向)，如图所示。根据左手定则分析可B、C两项正确。10.BD 画出倾斜导轨和ab杆的二维视图，由左手定则判断出安培力方向水平向右，大小为F=BIL，由共点力平衡求得FN=，选项B、D正确。11. BCD 取A、B两球为一整体，质量为2m，悬线OA与竖直方向夹角为30，由图F与悬线OA
15、垂直时为最小，Fmin=2mgsin =mg，所以外力F的范围为mg2mg，选项B、C、D均正确。12.AD 隔离铁块b对其进行受力分析，它受到重力、木块a的支持力和沿接触面向上的静摩擦力作用，如果没有摩擦力，铁块将不能处于平衡状态，故选项A正确;木块a与竖直墙壁之间虽然接触，但它们之间无相互挤压，没有发生形变，所以不会产生弹力，也不会产生摩擦力，选项B、C均错误;对铁块b和木块a整体进行受F的大小，选项D正确。13. BD 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：N+Fcos =M斜g+MPg+MQg，式中为F与竖直方向的夹角，由上图分析可知Fcos 的最大值即为MQg(当F竖直向上时)，故Fcos M斜g+MPg，选项D正确。14.【详细分析】(1)对物体受力分析得F1=f1，FN1=mg，f1=FN1，三式联立，解得=0.5。(2)对物体受力分析如图所示，F
