高考物理一轮复习 第二章 相互作用 高考专项突破（二）力的平衡问题课时作业.doc

高考专项突破（二）力的平衡问题一、单项选择题1.(2017江苏扬州期末)某电视台每周都有棋类节目，铁质的棋盘竖直放置，每个棋子都是一个小磁铁，能吸在棋盘上，不计棋子间的相互作用力，下列说法正确的是()a小棋子共受三个力作用b棋子对棋盘的压力大小等于重力c磁性越强的棋子所受的摩擦力越大d质量不同的棋子所受的摩擦力不同解析：棋子受到重力g、棋盘的吸引力f、弹力fn和静摩擦力ff共四个力作用，故a错误；棋子对棋盘的压力大小与重力无关，故b错误；根据竖直方向上二力平衡知ffg，即摩擦力与磁性强弱无关，质量不同的棋子所受的摩擦力不同，故c错误，d正确答案：d2.风洞是进行空气动力学实验的一种重要设备一次检验飞机性能的风洞实验示意图如图所示，ab代表飞机模型的截面，ol是拉住飞机模型的绳已知飞机模型重为g，当飞机模型静止在空中时，绳恰好水平，此时飞机模型截面与水平面的夹角为，则作用于飞机模型上的风力大小为()a.bgcos c. dgsin 解析：作用于飞机模型上的风力f垂直于ab向上，风力f的竖直分力等于飞机模型的重力，即fcos g，解得f，a正确答案：a3.(2017江苏镇江中学等三校模拟)如图所示，轻质圆环在三个力的作用下平衡时，圆环紧靠着水平放置的固定挡板，不计圆环与挡板间的摩擦若只改变其中两个力的大小，欲将圆环竖直向下缓慢移动一小段距离，则可行的办法是()a减小f1、f3两力，且f1减小得较多b减小f1、f2两力，且f1减小得较多c减小f2、f3两力，且f2减小得较多d减小f2、f3两力，且f3减小得较多解析：轻质圆环在三个力的作用下平衡，则合力为零，由题意可知，圆环竖直向下运动，则f1、f2两力的合力小于f3，则可以减小f1、f2两力，由于f1对应直角三角形的斜边，则f1减小得较多，故b正确答案：b4.(2017河北百校联盟大联考)在“共点力合成”的实验中，如图所示，使b弹簧测力计按图示位置开始顺时针缓慢转动，在这个过程中保持o点位置和a弹簧的拉伸方向不变，则在整个过程中关于a、b弹簧测力计的读数变化是()aa增大，b减小ba减小，b增大ca减小，b先增大后减小da减小，b先减小后增大解析：对点o受力分析，受到两个弹簧测力计的拉力和橡皮条的拉力，如图所示，其中橡皮条长度不变，则其拉力大小不变，a弹簧测力计拉力方向不变，b弹簧测力计拉力方向和大小都改变根据平行四边形定则可知，b的读数先变小后变大，a的读数不断变小，故d正确答案：d二、多项选择题5.(2017广东六校联盟联考)如图所示，小物体p放在直角斜劈m上，m下端连接一竖直弹簧，并紧贴竖直光滑墙壁开始时，p、m静止，m与墙壁间无作用力现以平行斜面向上的力f向上推物体p，但p、m未发生相对运动则在施加力f后()ap、m之间的摩擦力变大bp、m之间的摩擦力变小c墙壁与m之间产生弹力d弹簧的形变量减小解析：未施加f之前，对p受力分析，根据平衡条件可知，p受到沿斜面向上的静摩擦力，其大小等于重力沿斜面向下的分力，当f等于2倍的重力沿斜面向下的分力时，摩擦力大小不变，故a、b错误把p、m看成一个整体，整体受力平衡，则墙壁对m的支持力等于f在水平方向的分力，竖直方向受力平衡，则弹簧弹力等于整体重力减去f在竖直方向的分力，则弹力减小，形变量减小，故c、d正确答案：cd6.(2017河南八市质检)如图所示，一个固定的圆弧阻挡墙pq，其半径op水平，oq竖直在pq和一个斜面体a之间卡着一个表面光滑的重球b.斜面体a放在光滑的地面上并用一水平向左的力f推着，整个装置处于静止状态现改变推力f大小，推动斜面体a沿着水平地面向左缓慢运动，使球b沿斜面上升一很小高度则在球b缓慢上升过程中，下列说法中正确的是()a斜面体a与球b之间的弹力逐渐减小b阻挡墙pq与球b之间的弹力逐渐减小c水平推力f逐渐增大d水平地面对斜面体a的弹力逐渐减小解析：对球b受力分析，如图甲所示，当球b上升时，用图解法分析b球所受各力的变化，其中角增大，fab和fob均减小，则a、b项正确对斜面体进行受力分析，如图乙所示，因为fab减小，由牛顿第三定律知fabfba，故fba也减小，则推力f减小，水平地面对斜面体的弹力fn也减小，则c项错误，d项正确答案：abd7.(2017浙江台州中学模拟)如图所示，某小孩在广场游玩时，将一气球用轻质细绳与地面上的木块相连气球在水平风力作用下处于斜拉状态，此时细绳与竖直方向成角若气球和木块的质量分别为m、m，当水平风力缓慢增大时，下列说法中正确的是()a细绳拉力变大b水平面对木块的弹力不变c木块滑动前水平面对木块的摩擦力变大d木块有可能脱离水平面解析：对气球受力分析，受到重力、风的推力、拉力、浮力，如图甲所示根据共点力平衡条件有tsin f，tcos mgf浮，解得t，当风力增大时，绳子的拉力t也增大，故a正确再对气球和木块整体受力分析，受总重力、地面支持力、浮力、风的推力和摩擦力，如图乙所示根据共点力平衡条件有fn(mm)gf浮，fff，当风力增大时，地面支持力不变，木块不可能脱离水平面，故b正确，d错误木块滑动前受到的地面的摩擦力与风力平衡，故摩擦力随风力的增大而逐渐增大，故c正确答案：abc8.(2017辽宁辽南协作体期末联考)如图所示，在半径为r的光滑半球形碗的最低点p处固定两原长相同的轻质弹簧，弹簧的另一端与质量均为m的小球相连，当两小球分别在a、b两点静止不动时，oa、ob与op之间的夹角满足，已知弹簧不弯曲且始终在弹性限度内，则下列说法正确的是()a静止在a点的小球对碗内壁的压力较小b静止在b点的小球对碗内壁的压力较小c静止在a点的小球受到弹簧的弹力较小dp、b之间弹簧的劲度系数比p、a之间弹簧的劲度系数大解析：因为，结合几何关系可知apbp，对两小球受力分析如图所示：都是受重力、支持力和弹簧的弹力三个力，两小球静止，都受力平衡，根据平行四边形定则作平行四边形，由几何关系可知：1，1，即支持力始终与重力大小相等，两球质量相等，则所受支持力相等，对碗内壁的压力也必然相等，故a、b错误；，且apbp，gagbmg，得fbfa，c正确；而两弹簧原长相等，p、a之间弹簧的形变量大，根据胡克定律fkx，可知p、b之间弹簧的劲度系数比p、a之间弹簧的劲度系数大，故d正确答案：cd三、非选择题9(2017湖南省长沙一中月考)某同学用如图甲所示的装置验证“力的平行四边形定则”用一木板竖直放在铁架台和弹簧所在平面后，其部分实验操作如下，请完成下列相关内容：a如图丙，在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置o；b卸下钩码然后将两绳套系在弹簧下端，用两弹簧秤将弹簧末端拉到同一位置o，记录细绳套ao、bo的_及两弹簧秤相应的读数图乙中b弹簧秤的读数为_ n；c在坐标纸上画出两弹簧拉力fa、fb的大小和方向如图丙所示，请在图丙中作出fa、fb的合力f；d已知钩码的重力，可得弹簧所受的拉力f如图丙所示，观察比较f和f，得出结论解析：根据验证平行四边形定则的实验原理要记录细绳套ao、bo的方向和拉力大小，拉力大小由弹簧秤读出，分度值为0.1 n，估读一位为11.40 n.答案：方向11.40如图所示10(2017广东深圳调研)把两根轻质弹簧串联起来测量它们各自的劲度系数，如图甲所示(1)未挂钩码之前，指针b指在刻度尺如图乙所示的位置上，记为_ cm；(2)将质量50 g的钩码逐个挂在弹簧的下端，逐次记录两弹簧各自的伸长量；所挂钩码的质量m与每根弹簧的伸长量x可描绘出如图丙所示的图象，由图象可计算出弹簧的劲度系数k_ n/m；(取重力加速度g9.8 m/s2)(3)图丙中，当弹簧的伸长量超过17 cm时其图线为曲线，由此可知，挂上第_个钩码时，拉力已经超过它的弹性限度，这对测量弹簧的劲度系数_(选填“有”或“没有”)影响(弹簧的弹性限度足够大)解析：(1)刻度尺的读数为11.50 cm；(2)弹簧的劲度系数k n/m28 n/m；(3)由图线可知：，解得n4.9，则可知挂上第5个钩码时，拉力已经超过它的弹性限度，因为可以从前面的直线的斜率中测量劲度系数，故这对测量弹簧的劲度系数没有影响答案：(1)11.50(11.4511.55)(2)28(3)5没有11.(2017黑龙江牡丹江一中期中)如图所示，细绳oa的o端与质量m1 kg的重物相连，a端与轻质圆环(重力不计)相连，圆环套在水平棒上可以滑动；定滑轮固定在b处，跨过定滑轮的细绳，两端分别与重物m、重物g相连，若两条细绳间的夹角90，oa与水平棒的夹角53，圆环恰好没有滑动，不计滑轮大小，整个系统处于静止状态，滑动摩擦力等于最大静摩擦力(已知sin 530.8，cos 530.6)求：(1)圆环与棒间的动摩擦因数；(2)重物g的质量m.解析：(1)因为圆环将要开始滑动，即所受的静摩擦力刚好达到最大值，有fffn.对圆环进行受力分析，则有fnftcos 0，fnftsin 0，代入数据解得0.75.(2)对于重物m有mgmgcos ，解得mmcos 0.6 kg.答案：(1)0.75(2)0.6 kg12(2014高考全国卷)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v-t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)解析：(1)设该运动员从开始自由下落至1.5