《2021届高三物理二轮复习第一篇专题攻略课时巩固过关练二专题一力与直线运动第2讲力与物体的平衡》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021届高三物理二轮复习第一篇专题攻略课时巩固过关练二专题一力与直线运动第2讲力与物体的平衡（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2017届高三物理二轮复习第一篇专题攻略课时巩固过关练二专题一力与直线运动第2讲力与物体的平衡课时巩固过关练 二力与物体的平衡(45分钟100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分。第15题只有一项符合题目要求,第68题有多项符合题目要求)1.(2016全国卷)如图,两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上:一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时,a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为()A.B.C.mD.2m【解析】选C。设小物块的质量为m1。如图,由细线上的张力处处相等知F1=F2=mg,由平衡时a
2、、b间的距离恰好等于圆弧的半径,结合几何知识知1=2=3=30,=120;结点受力F1、F2、m1g,由平衡条件得m1g=F1=F2=mg,故m1=m。故选C。2.(2016新乡一模)如图所示为建筑工地一个小型起重机起吊重物的示意图。一根轻绳跨过光滑的动滑轮,轻绳的一端系在位置A处,动滑轮的下端挂上重物,轻绳的另一端挂在起重机的吊钩C处,起吊重物前,重物处于静止状态。起吊重物过程是这样的:先让吊钩从位置C竖直向上缓慢地移动到位置B,然后再让吊钩从位置B水平向右缓慢地移动到D,最后把重物缷在某一个位置。则关于轻绳上的拉力大小变化情况,下列说法正确的是()A.吊钩从C向B移动过程中,轻绳上的拉力不
3、变B.吊钩从B向D移动过程中,轻绳上的拉力变小C.吊钩从C向B移动过程中,轻绳上的拉力变大D.吊钩从B向D移动过程中,轻绳上的拉力不变【解析】选A。由C到B时,两绳夹角不变,故绳子拉力不变,由B到D时,两绳夹角增大,2Tcos=mg,绳子拉力增大,A项正确。3.(2016哈尔滨模拟)如图所示,A、B两球用轻杆相连,用两根细线将其悬挂在水平天花板上的O点。现用外力F作用于小球B上(图上F未标出),使系统保持静止状态,细线OA保持竖直,且A、B两球在同一水平线上。已知两球的重力均为G,轻杆和细线OB的夹角为45,则()A.轻杆对A球的作用力方向水平向左B.轻杆对B球的作用力方向不一定沿水平方向C.
4、外力F的最小值为G,最大值为GD.细绳OB的拉力可能为零【解析】选D。先对A球分析,受重力和拉力,杆的弹力为零,否则不能平衡,A错误;杆对A球的弹力为零,则对B球的弹力也为零,对B球分析,受力如图所示;根据平衡条件,当拉力F与OB垂直时,拉力F最小,为Fmin=Gsin45=G;当拉力F竖直向上时,F最大,为Fmax=G,B、C错误;当拉力F竖直向上时,细线OB的拉力为零,D正确。4.(2016徐州一模)如图所示,一轻质细杆两端分别固定着质量为mA和mB的两个小球A和B(可视为质点)。将其放在一个直角形光滑槽中,已知轻杆与槽右壁成角,槽右壁与水平地面成角时,两球刚好能平衡,且,则A、B两小球质
5、量之比为()A.B.C.D.【解析】选C。设杆的弹力为F,对B受力分析,在沿槽右壁方向上mBgsin=Fcos,对A受力分析,在沿槽左壁方向上mAgcos=Fsin,联立两式可得=,C正确。【加固训练】(2016汕头模拟)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,则自上往下数第一只灯笼对第二只灯笼的拉力大小为()A.2mgB.mgC.mgD.8mg【解析】选C。以下面四个灯笼作为整体为研究对象,进行受力分析,如图:竖直方向:Tcos30=4mg得:T=mg5.如图所示,有一倾角为30的斜面B,质量
6、为M。质量为m的物体A静止在B上。现用水平力F推物体A,在F由零逐渐增加至mg再逐渐减为零的过程中,A和B始终保持静止。对此过程,下列说法正确的是()A.地面对B的支持力大于(M+m)gB.A对B压力的最小值为mg,最大值为mgC.A所受摩擦力的最小值为0,最大值为D.A所受摩擦力的最小值为,最大值为【解析】选B。以A、B为整体,在竖直方向上,地面对B的支持力等于(M+m)g,故选项A错误;对A受力分析,将重力mg,水平力F正交分解,如图所示,则有FN=mgcos30+Fsin30,所以A对B的压力最小值为mgcos30=mg,最大值为mgcos30+mgsin30=mg,所以选项B正确;设A
7、所受的静摩擦力为Ff,当Fcos30=mgsin30时,Ff=0;当Fcos30=mg=时,Ff=,Ff方向沿斜面向下;当F=0时,Ff=mgsin30=,方向沿斜面向上,所以Ff的最大值为,所以选项C、D错误。【加固训练】如图所示,水平地面上有楔形物体b,b的斜面上有一小物块a,a与b之间、b与地面之间均存在摩擦。已知a恰好可沿斜面匀速下滑,此时若对a施加如图所示的作用力,a仍沿斜面下滑,则下列说法正确的是()A.在a上施加竖直向下的力F1,则地面对b无摩擦力B.在a上施加沿斜面向下的力F2,则地面对b的摩擦力水平向左C.在a上施加一个水平向左的力F3,则地面对b的摩擦力水平向右D.无论在a
8、上施加什么方向的力,地面对b均无摩擦力【解析】选A、D。没有施加作用力时,物块a沿斜面匀速下滑,物块a所受支持力N和滑动摩擦力N的合力与重力等大反向,即tan=,反过来斜面受力为压力和沿斜面向下的摩擦力,合力竖直向下,所以斜面和地面之间没有摩擦力。无论对a施加什么力,使得支持力变大或者变小,那么摩擦力都会等比例地变大或变小,二者合力与支持力的夹角正切值依然等于,即合力仍然竖直向上。斜面受到a的作用力依然竖直向下,斜面没有运动趋势,地面也不会产生摩擦力,A、D对,B、C错。6.如图甲,笔记本电脑散热底座一般置有四个卡位用来调节角度。某同学将电脑放在散热底座上,为了获得更好的舒适度,由原卡位1缓缓
9、调至卡位4(如图乙),笔记本电脑始终处于静止状态,则()A.电脑受到的摩擦力变小B.电脑对散热底座的压力变小C.散热底座对电脑的作用力大小之和等于其重力D.散热底座对电脑的作用力的合力不变【解析】选A、D。由原卡位1缓缓调至卡位4,倾斜角变小,重力的下滑分力减小,垂直斜面的重力分量增加,根据电脑受力平衡得A对,B错;散热底座对电脑的作用力的矢量和等于其重力,C错,D对。7.(2016石家庄二模)如图所示,木块b放在一固定斜面上,其上表面水平,木块a放在b上。用平行于斜面向上的力F作用于a,a、b均保持静止。则木块b的受力个数可能是()A.2个B.3个C.4个D.5个【解析】选C、D。b一定受到
10、的力有重力、a对b的压力、a对b的摩擦力、斜面对b的支持力,共四个力;b还可能受到斜面对它的摩擦力的作用,故选项C、D正确。8.(2016长春一模)如图所示,固定在水平地面上的倾角为的粗糙斜面上,有一根水平放在斜面上的导体棒,通有垂直纸面向外的电流,导体棒保持静止。现在空间中加入竖直向下的匀强磁场,导体棒仍静止不动,则()A.导体棒受到的合力一定增大B.导体棒可能受3个力的作用C.导体棒对斜面的压力一定增大D.导体棒所受的摩擦力一定增大【解析】选B、C。导体棒静止,合力为零,故合力不变,故A错误;当加上磁场后,如果mgsin=BILcos,则导体棒不受摩擦力,此时受3个力作用,故B正确;不加磁
11、场时导体棒对斜面的压力FN=mgcos,加上磁场后对斜面的压力为FN=mgcos+BILsin,故压力增大,故C正确;导体棒受到的摩擦力不一定变大,故D错误。二、计算题(本大题共2小题,共36分。需写出规范的解题步骤)9.(18分)如图所示,一质量为M=2kg的铁块套在倾斜放置的杆上,杆与水平方向的夹角=60,一轻绳一端连在铁块上,一端连在一质量为m=1kg的小球上,一水平力F作用在小球上,连接铁块与球的轻绳与杆垂直,铁块和球都处于静止状态。(g取10m/s2)求:(1)拉力F的大小。(2)杆对铁块的摩擦力的大小。【解析】(1)对B球受力分析如图。根据力的平衡F=mgtan(6分)解得F=10
12、N(3分)(2)由于绳对铁块的拉力垂直于杆,且铁块处于静止状态,因此铁块受到的摩擦力等于铁块的重力沿斜面向下的分力,即Ff=Mgsin(6分)Ff=10N(3分)答案:(1)10N(2)10N【总结提升】共点力平衡问题的一般解题步骤(1)选取研究对象:根据题目要求,选取一个平衡体(单个物体或系统,也可以是结点)作为研究对象。(2)画受力示意图:对研究对象进行受力分析,画出受力示意图。(3)正交分解:选取合适的方向建立直角坐标系,将所受各力正交分解。(4)列方程求解:根据平衡条件列出平衡方程,解平衡方程,对结果进行讨论。10.(18分)质量为M的斜面倾角为,在水平面上保持静止,当将一质量为m的木
13、块放在斜面上时正好匀速下滑,若用与斜面成角的力F拉着木块匀速上升,如图。求:(1)当为多少时,拉力F有最小值,并求出这个最小值。(2)此时水平面对斜面的摩擦力是多少?【解题指导】(1)“木块正好匀速下滑”可推导木块与斜面间的动摩擦因数。(2)可应用解析法分析拉力F的最小值。(3)可应用整体法分析水平面对斜面的摩擦力。【解析】(1)m匀速下滑:mgsin=mgcos(2分)解得:=tan(2分)m在F作用下匀速上升:Fcos=(mgcos-Fsin)+mgsin(4分)F=(2分)当=时,F有最小值为:Fmin=mgsin2。(4分)(2)整体法:Ff=Fcos(+)=mgsin2cos2=mgsin4(4分)答案:(1)mgsin2(2)mgsin4- 2 -
