高考物理一轮复习 考点通关练 强化训练2 受力与平衡问题.docVIP

强化训练(2)受力与平衡问题时间：60分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分。在每小题给出的四个选项中，16小题只有一项符合题目要求，710题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)12016甘肃秦安县盟校联考物体b在力f作用下将物体a压向光滑的竖直墙壁，a始终处于静止状态。如图所示，当f逐渐增大时下列说法中正确的是()aa受的摩擦力有两个ba与b间的摩擦力大小随f的增大而增大ca受的摩擦力大小不随f的增大而变化db相对a的运动趋势方向竖直向下答案c解析对于a，由于墙壁光滑，只受到b对a的摩擦力，选项a错误；a还受重力、b对a的压力、墙壁的弹力、b对a的静摩擦力。由于a处于平衡状态，故b对a的摩擦力大小等于a的重力大小，方向竖直向上，f增大，摩擦力大小不变，始终等于a的重力大小，故选项b错误，c正确；a相对b的运动趋势方向竖直向下，故b相对a的运动趋势方向竖直向上，选项d错误。2.如图所示，斜劈abc放在粗糙的水平地面上，在斜劈上放一重为g的物块，物块和斜劈均处于静止状态。今用一竖直向下且逐渐增大的力f作用于物块上，则下列说法正确的是()a斜劈对物块的支持力增大b物块所受的合力变大c当力f足够大时斜劈将沿水平地面向右滑动d斜劈abc受到水平地面向左的摩擦力作用，且随力f的增大而增大答案a解析重为g的物块静止在斜劈上，对物块：mgsinmgcos，即sincos。当用一竖直向下的力f作用于物块上，可等效于物块更重了，物块对斜劈的压力增大，则斜劈对物块的支持力增大，选项a正确；但此时sincos仍成立，故物块仍静止，合力保持零不变。以物块与斜劈组成的整体为研究对象，水平方向上不受力，故选项b、c、d错误。32017福州质检如图所示，测力计、绳子的质量都不计，摩擦也不计。物体a重40 n，物体b重10 n，滑轮重2 n，两物体均处于静止状态，则测力计示数和物体a对水平地面的压力大小分别是()a22 n和30 n b20 n和32 nc52 n和10 n d50 n和40 n答案a解析绳子上的拉力等于b的重力，对滑轮受力分析，其受测力计向上的拉力、自身的重力及两绳对它的拉力，则测力计的示数为两倍绳子上的拉力和滑轮的重力之和，即10 n10 n2 n22 n；物体a对地面的压力等于a的重力减去绳子的拉力，即40 n10 n30 n，选项a正确。4.如图，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于o点，右端跨过位于o点的固定光滑轴悬挂一质量为m的物体；oo段水平，长度为l；绳上套一可沿绳滑动的轻环。现在轻环上悬挂一钩码，平衡后，物体上升l，则钩码的质量为()a.m b.m c.m d.m答案d解析如图所示，轻环上挂钩码后，物体上升l，则根据几何关系可知，三角形ooa为等边三角形，根据物体的平衡条件可知，2mgcos30mg，求得mm，d项正确。5.如图所示，穿在一根光滑的固定杆上的小球a、b连接在一条跨过定滑轮的细绳两端，杆与水平面成角，不计所有摩擦，当两球静止时，oa绳与杆的夹角为，ob绳沿竖直方向，则下列说法正确的是()a小球a可能受到2个力的作用b小球b可能受到3个力的作用c绳子对a的拉力大于对b的拉力da、b的质量之比为1tan答案d解析如图，分别对a、b两球受力分析，可知选项a、b错误；同一根绳上的弹力相等，选项c错误；根据共点力平衡条件得，绳子拉力tmbg，根据正弦定理，联立解出mamb1tan，故选项d正确。6如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上(上部为半圆形，左右竖直)一根不可伸长的轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物g。现将轻绳的一端固定于支架上的a点，另一端从b点(b点是穹形支架的最高点)沿支架缓慢地向c点(c点与a点等高)靠近。则绳中拉力大小变化的情况是()a先变小后变大 b先不变后变大c先不变后变小 d先变大后不变答案d解析当轻绳的右端从b点缓慢移到直杆最上端时，设两绳的夹角为2。以滑轮为研究对象，受力分析，根据平衡条件得2fcosmg，得到绳子的拉力f，所以在轻绳的右端从b点移到直杆最上端的过程中，增大，cos减小，则f变大。当轻绳的右端从直杆最上端移到c点时，设两绳的夹角为2，绳子总长为l，两直杆间的距离为s，由数学知识得到sin，l、s不变，则保持不变。再根据平衡条件可知，两绳的拉力f保持不变，所以绳中拉力大小变化的情况是先变大后不变，故选项d正确。72016揭阳模拟如图所示，物体m与斜面体m一起静止在水平面上。若将斜面的倾角稍微增大一些，且物体m仍静止在斜面上，则()a斜面体对物体的支持力变小b斜面体对物体的摩擦力变大c水平面与斜面体间的摩擦力变大d水平面与斜面体间的摩擦力变小答案ab解析取m为研究对象进行受力分析知，其受到三个力作用：竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力，正交分解列平衡方程可知fnmgcos，ffmgsin，a、b选项正确；取整体为研究对象受力分析可知，水平面与斜面体之间没有摩擦力，故c、d选项错误。82016汕头二模如图是简易测水平风速的装置，轻质塑料球用细线悬于竖直杆顶端o，当水平风吹来时，球在水平风力f的作用下飘起来。f与风速v成正比，当v3 m/s时，测得球平衡时细线与竖直方向的夹角45，则()a当风速v3 m/s时，f的大小恰好等于球的重力b当风速v6 m/s时，90c水平风力f越大，球平衡时，细线所受拉力越小d换用半径相等，但质量较大的球，则当45时，v大于3 m/s答案ad解析对小球受力分析，小球受重力、风力和拉力处于平衡，当细线与竖直方向的夹角45时，根据平行四边形定则知，风力fmg，故a正确。当风速为6 m/s，则风力为原来的2倍，即为2mg，根据平行四边形定则知，tan2，90，故b错误。拉力ft，水平风力越大，平衡时，细线与竖直方向的夹角越大，则细线的拉力越大，故c错误。换用半径相等，但质量较大的球，知重力变大，当45时，风力fmg，可知风力增大，所以v大于3 m/s，故d正确。92017开封模拟如图所示，质量均为m的小球a、b用劲度系数为k1的轻弹簧相连，b球用长为l的细绳悬于o点，a球固定在o点正下方，当小球b平衡时，绳子所受的拉力为t1，弹簧的弹力为f1；现把a、b间的弹簧换成原长相同但劲度系数为k2(k2k1)的另一轻弹簧，在其他条件不变的情况下仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为t2，弹簧的弹力为f2，则下列关于t1与t2、f1与f2大小之间的关系，正确的是()at1t2 bt1t2 cf1f1；故a、d错误，b、c正确。10如图所示，滑块a与小球b用一根不可伸长的轻绳相连，且滑块a套在水平直杆上。现用大小为10 n、与水平方向成30角的力f拉b，使a、b一起向右匀速运动，运动过程中a、b保持相对静止。已知a、b的质量分别为2 kg、1 kg，重力加速度为10 m/s2，则()a轻绳与水平方向的夹角60b轻绳与水平方向的夹角30c滑块a与水平直杆之间的动摩擦因数为d滑块a与水平直杆之间的动摩擦因数为答案bd解析以a、b整体为研究对象，由平衡条件可知，在水平方向上fcos30n，在竖直方向上(mamb)gfsin30n，联立解得，所以d正确；以a为研究对象，由平衡条件可知，水平方向上tcosn，竖直方向上nmagtsin，联立解得30，b正确。二、计算题(本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位。)11(12分)一足够长的轻绳跨过两个等高的轻定滑轮(大小和摩擦不计)，两端分别挂上质量为m14 kg和m22 kg的物体，如图所示，在滑轮之间的绳上通过死结悬挂质量为m的物体，为使三物体保持平衡，求m的取值范围。答案2 kgm6 kg解析平衡时，o点受力如图所示，由物体的平衡条件易知：t1cos1t2cos2tmg，t1sin1t2sin2，将t1m1g40 n，t2m2g20 n代入得：4cos12cos2m,2sin1sin2，所以m4 2cos2，进行如下讨论：当20时，m最大mmax6 kg，当290，m最小mmin2 kg。因为20、290时取不到，故三物体平衡时，m的取值范围是2 kgm6 kg。122014全国卷(12分)2012年10月，奥地利极限运动员菲利克斯鲍姆加特纳乘气球升至约39 km的高空后跳下，经过4分20秒到达距地面约1.5 km高度处，打开降落伞并成功落地，打破了跳伞运动的多项世界纪录。取重力加速度的大小g10 m/s2。(1)若忽略空气阻力，求该运动员从静止开始下落至1.5 km高度处所需的时间及其在此处速度的大小；(2)实际上，物体在空气中运动时会受到空气的阻力，高速运动时所受阻力的大小可近似表示为fkv2，其中v为速率，k为阻力系数，其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关。已知该运动员在某段时间内高速下落的vt图象如图所示。若该运动员和所带装备的总质量m100 kg，试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数。(结果保留1位有效数字)答案(1)87 s8.7102 m/s(2)0.008 kg/m解析(1)设该运动员从开始自由下落至1.5 km高度处的时间为t，下落距离为h，在1.5 km高度处的速度大小为v。根据运动学公式有vgthgt2根据题意有h3.9104 m1.5103 m3.75104 m联立式得t87 sv8.7102 m/s(2)该运动员达到最大速度vmax时，加速度为零，根据平衡条件有mgkv由所给的vt图象可读出vmax360 m/s由式得k0.008 kg/m。13(16分)如图所示，质量为m的物体与a、b两个弹簧相连，b弹簧下端与地相连，其劲度系数分别为k1和k2。现用手拉a的上端，使a缓慢上移，当b弹簧的弹力为原来的2/3时，a上端移动的距离是多少？答案mg或mg解析b原来处