高考物理复习 考点 1 力 物体的平衡 考点高分解题综合训练

力 物体的平衡考点高分解题综合训练

1 下列对运动的认识不正确的是 ( )

A亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动 B．伽利略认为力不是维持物体速度的原因

C．牛顿认为力的真正效应总是改变物体．的速度，而不仅仅是使之运动

D．伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去

1.A

2武汉市水果湖建有一座李白放鹰台，每年春天吸引许多游客前往放风筝，会放风筝的人，可使风筝静止在空中，如图1—25所示四幅图中AB代表风筝截面，OL代表风筝线，风向水平，风筝可能静止的是 ( )

2.B解析：因风对风筝的作用力的方向垂直AB面，由平衡条件可知B对.

3如图1—26所示，物体A、B放在物体C上，水平力F作用于A，使A、B、C一起匀速运动，各接触面间的摩擦力的情况是 ( )

A．A对C有向左的摩擦力 BC对B有向左的摩擦力 C．物体C受到三个摩擦力的作用 D．C对地有向右的摩擦力

3.A解析：以A为研究对象，所受合外力为零，故C对A有向右的摩擦力，A对c有向左的摩擦力，选项A正确.对B，因其所受合外力为零，故B、C间没有摩擦力，选项B错误.选A、B、c整体为研究对象，在F作用下向左匀速运动，所受合外力为零，故知地面对C有向右的摩擦力，C对地面有向左的摩擦力，C受到A、地面给它的两个摩擦力的作用，选项C、D都错误.

4沿水平方向的转动轴0上固定一根轻杆，杆端固定一个金属小球A，A随转轴及轻杆在竖直平面内匀速转动，某一时刻位置如图1—27所示(BC为过A的竖直方向)，此时刻轻杆对金属小球 A的作用力的可能方向在下面的哪个范围内 ( )

A沿AO方向 B在AB及AO的范围内 C．沿AB方向 D．在AB及OA延长线间的范围内

4.B解析：由于匀速圆周运动的小球所受合外力指向圆心，且合外力为重力与杆对球弹

力的合力产生，故弹力必定在AO与AB所夹的范围内.

5 如图1-28所示，物块M通过与斜面平行的细绳与小物块m相连，斜面的倾角a可以改变，讨论物块M对斜面的摩擦力大小，则有 ( )

A．若物块M保持静止，则a角越大，摩擦力一定越大 B 若物块M保持静止，则a角越大，摩擦力一定越小 C．若物块M沿斜面下滑，则a角越大，摩擦力一定越大 D．若物块M沿斜面下滑，则a角越大，摩擦力一定越小

5.D解析：由于题干中不能确定M与m的大小关系，故静摩擦力的方向、大小均不能确定，选项AB错误，而滑动摩擦力f与正压力Mgcos a成正比，斜面倾角a越大，压力越小，滑动摩擦力越小，故选项C错误，选项D正确.

6如图1—29所示，质量分别为10 kg的物体A和B过滑轮与物体C相连，平面和斜面间的动摩擦因数均为0．2，斜面的倾角为37，若C刚好能匀速拉动A和B下滑，则物体C的质量为(g取10 m/s) ( )

2

o

A．9．6 kg B 80 kg C．36 kg D．76 kg

6.A解析：物体A处于平衡状态所以绳的拉力为T1=μmAg=20N，再分析B的受力情况，如图所示，f=μmBgcosθ=16 N，T1′=20N，所以T2=f+T1′+mBgsinθ=96N，物体C处于平衡状态，所以，mcg=T2=96 N，mc=9.6 kg.

7小木块放在倾角为a的斜面上，受到一个水平力F(F≠O)的作用处于静止，如图1—30所示．则小木块受到斜面的支持力和摩擦力的合力的方向及其与竖直向上的方向的夹角β可能是( )

A．合力的方向竖直向上，β=O B合力的方向向右上方，βa

7.CD解析：小木块静止在斜面上，受到4个力的作用，竖直向下的重力、水平向右的力F、斜面的支持力和摩擦力，这四个力的合力为零，因为重力与F的合力方向必为向右下方，所以斜面的支持力和摩擦力的合力方向必为向左上方，即0<β<90，力F较小时β

o

较大时β>a，故选项CD正确.

8 在倾角为30。的光滑斜面底端固定一个垂直于斜面的挡板，物体A、B用轻弹簧连接并放在斜面上，如图1-31所示．已知物体A的质量mA=2 kg，物体B的质量 mB=1kg，弹簧的劲度系数为k=100 N/m现将物体B从静止状态沿斜面向下压10 cm后释放，g取10m/s，则在B运动的过程中 ( )

2

A物体A不会离开挡板，A对挡板的最小压力为5 N B物体A不会离开挡板，A对挡板的最小压力为10 N C．物体A不会离开挡板，物体B振动的振幅为15 cm D．物体A会离开挡板

8.A解析：物体B静止时的位置为振动的平衡位置，此时弹簧的弹力为kx0=mBgsin′30=5 N，即x0=5 cm将B物体下压10 cm后，根据简谐振动的对称性可知，物体B运动的最高点距平衡位置为10 cm，此时弹簧伸长.5 cm，弹簧的弹力为5 N，则A物体不会离开挡板，挡板对A的弹力最小值为5 N.由以上分析可知选项A正确.

9如图1—36所示，质量m=2 kg的物体放在倾角θ=30的斜面上处于静止．若用F=5 N的力竖直向上提物体，则 ( )

o

o

A斜面受到的摩擦力减小了5 N B斜面受到的摩擦力减小了2.5 N

C．斜面受到的摩擦力与压力的合力减小了5 N D．斜面受到的摩擦力与压力的合力减小了2.5 N′

9.BC解析：受力如图，由图知_厂减小，又Fsinθ=2.5 N，故，减小了5 N；斜面受到的摩擦力与压力的合力方向竖直向下，大小等于mg—F，所以其合力减小了5 N.

10 电梯修理员或牵引专家常常需要检测金属绳中的张力，但不能到绳的自由端去直接测量．某公司制造出一种能测量绳中张力的仪器，工作原理如图1—33所示，将相距为L的两根固定支柱A、B(图中小圆圈表示支柱的横截面)垂直于金属绳水平放置，在AB的中点用一可动支柱c向上推动金属绳，使绳在垂直于AB的方向竖直向上发生一个偏移量d(d《L)，这时仪器测得绳对支柱C竖直向下的作用力为F

(1)试用L、d、F表示这时绳中的张力丁；

(2)如果偏移量d=10 mm，作用力F=400 N，L=250mm，计算绳中张力的大小．

10.解析：依对称性将仪器测得的绳对支柱C竖直向下的作用力F按作用效果分解为沿两绳方向的两个分力：Tl=T2=T，由力的合成有：F=2Tsinθ

根据几何关系有：

解得：，因d《L，故

(2)代人数据得：T=2 500 N.

11 有一只小虫重为G，不慎跌人一个碗中，如图1-34所示，碗内壁为一半径为R的球壳的一部分，且其深度为D，碗与小虫脚间的动摩擦因数为μ，若小虫可顺利爬出碗口而不会滑入碗底，则D的最大值为多少?(用G、R表示D)

11.解析：如图所示，设过碗的边缘的半径与竖直方向的夹角为φ，小虫爬到碗的边缘时所受到的支持力为N，摩擦力为f，则：

又，f=μN，所以有tanθ=φ，由几何关系可知：D=R(1=cosφ)，联

立上述各式解得：

12 某空间区域存在匀强电场和匀强磁场，匀强电场的电场强度为0.5 N/C，一带电量为q=+10C、质量为m=3×10kg的油滴从高5 m处落入该区域后，恰好做匀速直线运动(忽略空气阻力的作用)，求匀强磁场的磁感应强度的最小值．(g取10m/s)

12.0.04 T

解析：带电油滴进入电场和磁场区域后做匀速直线运动，所以油滴处于受力平衡状态，油滴受力如图所示.由于进入场区时速度竖直向下，所以磁场力f一定在水平方向上，与重力垂直，所以电场力F在水平方向的分力等于磁场力f，在竖直方向的分力等于重力G.

2

-3

-5

F=qE=10C×0.5 N/C =5 ×10N ①， mg=3×10N ②，设F与竖直方向的夹角为θ，竖直方向上有mg=Fcosθ ③，水平方向上有f=Fsinθ ④，由①②③④式可得f=4×10N.设油滴下落到场区时的速度为v，

-4

-3

-4

-4

当速度与磁场垂直时，粒子所受的磁

场力最大.所以当磁场与速度垂直时，磁场的磁感应强度最小，设磁感应强度的最小值为B，由f=

13 如图1—35所示，物体的质量为2kg，两根轻绳AB和AC的一端连接于竖直墙上，∠BAC=θ，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线也成θ角的拉力F，若要使两绳都能伸直，求拉力F的大小范围．(θ=60)

o

13.解析：题中绳都伸直后，作出A的受力图如图所示，以水平方向为x轴，以竖直方向为y轴，建立直角坐标系，由平衡条件有：

x轴：y轴：由②式得

③，

①③联立得

④， ①， ②，

要使两绳都能绷直，则有：FAB≥O ⑤， FAC≥O ⑥， 由③⑤式得F有最大值

由④⑥式得F有最小值

综合得F的取值范围为

14 如图2—36所示，水平放置的平行的两条光滑金属导轨 PQ和MN处在竖直方向的匀强磁场中，一端和电池、电阻R相连，电池的电动势E=3.O V、内阻r=0.50Ω，电阻R=3.5Ω．金属棒AB跨接在导轨上，AB的电阻R1=1.0 Q，其余电阻不计．当金属棒AB以3.0 m/s的速度向右匀速运动时，金属导轨中的电流恰为零．当AB在水平力F作用下向左匀速运动时，水平力做功的功率是2.0W．求水平力F的大小和方向．

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