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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.mg解析：分析B球受力，由平衡条件得，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：FTco
2、smg，FTsinF，所以：Fmgtanmg，故D项正确答案：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
3、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
4、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 (
5、) 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
6、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 ()AFNBFNGcosCFNGsinFcosDFN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：FNFNFsinGcos，A、D正确，B、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
7、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mg
8、sin的合力等大反向，即：Ff，C错误，A、D正确，静摩擦力不可用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F先减小后增大根据PFvcos可知F的功率减小故A、C正确答案：AC三、非选择题(本题包括3小题，共54分按题目要求作答，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算
9、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，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.答案：2.500.
10、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
11、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0.34.(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
12、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 Ntanarctan.答案：8.54 N与水平方向夹角arctan
