高考物理一轮复习 章节训练 共点力的平衡.doc

2014年高考一轮复习章节训练之共点力的平衡1【题文】某物体在三个力作用下做匀速直线运动，若其中某个力突然消失，而其余两个力不变，则该物体的运动可能变为a匀速直线运动b匀变速曲线运动c匀速圆周运动d机械振动【答案】b【解析】试题分析：物体受到三个力的作用，物体做匀速直线运动，这三个力是平衡力，如果其中一个力突然消失，剩余的两个力是非平衡力，物体在非平衡力的作用下一定改变了物体的运动状态某物体在三个力作用下做匀速直线运动，若其中某个力突然消失，而其余两个力不变，则剩余两个力的合力恒定，该物体的运动可能变为匀变速曲线运动。故选b考点：牛顿第一定律；物体运动状态变化的原因点评：物体受到平衡力的作用时，物体保持静止状态或匀速直线运动状态物体受到非平衡力的作用时，物体的运动状态一定发生改变，可能是物体的运动方向发生改变，可能是物体的运动速度大小发生改变，可能是物体的运动方向和运动速度都发生改变2【题文】如图所示，质量为m的木块a放在质量为m的三角形斜面b上，现用大小均为f，方向相反的水平力分别推a和b，它们均静止不动，则（）aa与b之间不一定存在摩擦力bb与地之间可能存在摩擦力cb对a的支持力一定大于mgd地面对b的支持力的大小一定等于（m+m）g【答案】d【解析】试题分析：对a、b整体受力分析，如图，受到重力（m+m）g、支持力n和已知的两个推力，对于整体，由于两个推力刚好平衡，故整体与地面间没有摩擦力；根据共点力平衡条件，有故b错误，d正确；再对物体a受力分析，受重力mg、已知的推力f、斜面体b对a的支持力n和摩擦力f，当推力f沿斜面分量大于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向下，如下图当推力f沿斜面分量小于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向上，如下图当推力f沿斜面分量等于重力的下滑分量时，摩擦力为零，如下图根据共点力平衡的条件，运用正交分解法，可以得到：故ac错误，故选：d考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用点评：本题关键是对a、b整体受力分析，根据平衡条件得到地面对整体的支持力和摩擦力，然后再对物体a受力分析，再次根据平衡条件列式求解出各个力的情况3【题文】如图所示，作用于坐标原点o的三个力平衡，已知三个力均位于xoy平面内，其中力f1的大小不变，方向沿y轴负方向；力f2的大小未知，方向与x轴正方向的夹角为则下列关于力f3的判断正确的是：a力f3只能在第二象限b力f3与f2夹角越小，则f2与f3的合力越小c力f3的最小值为f1cosd力f3可能在第三象限的任意区域【答案】c【解析】试题分析：若物体平衡，则根据f2的分力效果：有x正方向和y正方向的分力，因此f3要平衡这两个分离，即可，所以f3不一定在第二象限，例如可以沿x轴负方向，a错。但f3不能任意方向，不能再f2反向延长线一下，d错。不管力f3与f2夹角多小，其合力都应该语f1等大反向，所以b错。根据矢量三角形，f1、f2、f3构成封闭的矢量三角形，即代表平衡，所以直角边时f3最小，最小值f1cos，c对考点：矢量三角形点评：本题考查了矢量三角形的平衡问题，或者考差了某个力的分解不确定带来的多角度思考问题。4【题文】如图，在场强为e匀强电场中有一个质量为m的带正电小球a悬挂在绝缘细线上，当小球静止时，细线与竖直方向成300角，己知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电量应为abcd【答案】d【解析】试题分析：小球受到三个力作用：重力mg、电场力f和细线的拉力t，根据平衡条件得知：f和t的合力与重力mg大小相等、方向相反，作出电场力在三种不同方向下合成图如图，可以看出，当电场力f与细线的拉力t垂直时，电场力最小，由图求出电场力的最小值为又得故选d考点：电场强度；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用点评：本题与动态平衡问题类似，采用图解法分析极值的条件，也可以运用函数法分析5【题文】如图，在场强为e匀强电场中有一个质量为m的带正电小球a悬挂在绝缘细线上，当小球静止时，细线与竖直方向成300角，己知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电量应为abcd【答案】d【解析】试题分析：小球受到三个力作用：重力mg、电场力f和细线的拉力t，根据平衡条件得知：f和t的合力与重力mg大小相等、方向相反，作出电场力在三种不同方向下合成图如图，可以看出，当电场力f与细线的拉力t垂直时，电场力最小，由图求出电场力的最小值为又得故选d考点：电场强度；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用点评：本题与动态平衡问题类似，采用图解法分析极值的条件，也可以运用函数法分析6【题文】如下图所示，重物a、b叠放在水平桌面上。质量分别为m1、m2、m3的物体分别通过细线跨过定滑轮水平系在重物a、b上，已知m1m2+m3，a、b保持静止。现将m3解下放在物体a的上方，发现a、b仍处于静止。关于a、b间的摩擦力f1和b与桌面的摩擦力f2的变化情况，下列说法中正确的是a变大，不变b变大，变大c变小，不变d变小，变大【答案】d【解析】试题分析：对于重物a，受水平向左的拉力和静摩擦力，处于平衡。放到重物a上时，一定变小。对于重物b，开始时受到水平向右的拉力大小为，a给的水平向左的静摩擦力大小为，由于，故桌面可定要给b一个水平向左的静摩擦力，此时有：，当放到重物a上时，减小，故变大，故选d考点：考查了共点力平衡和静摩擦力点评：本题的关键是先判断的变化，然后根据b的受力情况和力的平衡判断的变化7【题文】如图，矩形物体甲和丙在水平外力f的作用下静止在乙物体上，物体乙静止在水平面上。现减小水平外力，三物体仍然静止，则下列说法中正确的是a物体乙对物体甲的摩擦力一定减小b物体丙对物体甲的压力一定减小c物体乙对地面的摩擦力一定减小d物体丙对物体甲的摩擦力可能减小【答案】c【解析】试题分析：a、如图对甲进行受力分析有：所以，由于未知摩擦力的方向，故当为正值时，f减小则ff增大，若为负值即沿斜面向下时，当f减小则也减小；错误b、对丙进行受力分析可知物体丙对甲的压力，与力f无关；错误c、把甲乙丙看成一个整体，当f减小时，根据静摩擦力大小的判断，可知，当f减小时，地面给乙的摩擦力随之减小，使系统处于平衡状态；c正确d、对丙进行受力分析，丙处于静止状态，物体丙对物体甲的摩擦力，与f无关，大小不变；错误故选c考点：共点力平衡点评：正确的受力分析是解决问题的关键，三物体仍然静止，说明物体处于平衡状态，所受外力合力为0，以甲乙丙整体为研究对象，当f减小时，地面对整体的摩擦力亦减小再分别以甲、丙为研究对象即可求解8【题文】如图所示，将两只弹簧测力计a、b挂钩钩在一起，然后用手水平地左右拉弹簧测力计的圆环，当左边弹簧测力计a的读数为8n时，右边弹簧测力计b的读数及手对弹簧测力计的拉力分别是：（）a8n，8n b8n，16nc0n，16n d16n，8n【答案】a【解析】试题分析：根据受力平衡，对a或者b弹簧受力分析，其左右两个力必须等大反向，且a对b和b对a的力有属于作用力与反作用力，所以两个弹簧秤读数应该都为8n，根据受力平衡，手对弹簧测力计的拉力也为8n，答案为a考点：受力分析点评：本题通过对两个物体受力分析，结合牛顿第三定律，分析出弹簧的读数以及拉力的情况。9【题文】质量为m的物体在沿斜面向上的拉力f作用下沿放在水平地面上的质量为m的粗糙斜面匀速下滑，此过程中斜面体保持静止，则地面对斜面a无摩擦力b水平向左的摩擦力c支持力为（m+m）gd支持力小于（m+m）g【答案】bd【解析】试题分析：对物体m和m整体受力分析，受推力f、重力、支持力n、摩擦力f，如图根据共点力平衡条件水平方向竖直方向由以上二式解得考点：共点力平衡的条件及其应用点评：整体法和隔离法是力学部分常用的解题方法1整体法：整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法在力学中，就是把几个物体视为一个整体，作为研究对象，受力分析时，只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力（外力），不考虑整体内部之间的相互作用力（内力）整体法的优点：通过整体法分析物理问题，可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况，从整体上揭示事物的本质和变体规律，从而避开了中间环节的繁琐推算，能够灵活地解决问题通常在分析外力对系统的作用时，用整体法2隔离法：隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法在力学中，就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来，作为研究对象，只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力，不考虑研究对象对其他物体的作用力隔离法的优点：容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形，问题处理起来比较方便、简单，便于初学者使用在分析系统内各物体（或一个物体的各个部分）间的相互作用时用隔离法10【题文】质量为m的金属导体棒置于倾角为的导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数为，当导体棒通以垂直纸面向里的电流时，恰能在导轨上静止。如图所示的四个图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中导体棒与导轨间的摩擦力可能为零的是【答案】acd【解析】试题分析：杆子受重力，竖直向上的安培力，若重力与安培力相等，则二力平衡，不受摩擦力，故a正确；杆子受重力，垂直向下的安培力，垂直向上的支持力，若无摩擦力，不能平衡，故b错误；杆子受重力、水平向右的安培力和斜面的支持力，若三个力平衡，则不受摩擦力，故c正确；杆子受重力、沿斜面向右的安培力和斜面的支持力，若三个力平衡，则不受摩擦力，故d正确；故选 acd考点：安培力；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用点评：解决本题的关键掌握安培力的方向判定，以及能正确地进行受力分析，根据受力平衡判断杆子是否受摩擦力11【题文】如图所示，在光滑水平地面上与竖直墙壁平行放置一个截面为四分之一圆的光滑柱状物体a，a与竖直墙壁之间悬放一个光滑圆球b，为使整个装置处于静止状态，需对a右侧竖直面施加一水平向左的推力f。现将a向左移动一段较小的距离使整个装置仍保持静止状态，关于移动前后两个静止状态受力情况的比较，下列说法正确的是a推力f变小b地面受到的压力变小c墙壁对b的弹力变大da对b的弹力变大【答案】a【解析】试题分析：对b研究可得，b受到竖直向下的重力，水平向右的弹力，和斜向左上的a给的弹力，三力平衡，当现将a向左移动一段较小的距离，则b受到a给的弹力与水平方向上的夹角变大，根据矢量三角形法则可得，b受到a给的弹力减小，墙给的弹力减小，则f的大小减小，故cd错误；对整体分析可得整体受到水平方向的推力，墙给的水平向右的弹力，重力和地面的支持力，四力平衡，所以重力等于支持力，故地面受到的压力大小不变，b错误故选a考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用点评：本题应注意图析法及整体法的应用，灵活选择研究对象可以对解决物理题目起到事半功倍的效果12【题文】如图所示,清洗楼房光滑玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中,工人及其装备的总重量为g,且视为质点.悬绳与竖直墙壁的夹角为,悬绳对工人的拉力大小为f1,墙壁对工人的弹力大小为f2,则()af1g/sinbf2g tanc若工人缓慢下移,增加悬绳的长度,则f1与f2的合力变大d若工人缓慢下移,增加悬绳的长度,则f1减小,f2增大【答案】b【解析】试题分析：工人受到重力、支持力和拉力，如图所示a、根据共点力平衡条件，有；错误b、根据共点力平衡条件，有；正确c、根据共点力平衡条件可知，与的合力与重力平衡，当工人缓慢下移时，与的合力保持不变；错误d、当工人缓慢下移时，细绳与竖直方向的夹角变小，故变小，变小；错误故选b考点：共点力平衡的条件及其应用点评：本题关键是工人受力平衡，当工人下移时，细绳与竖直方向的夹角变小，根据共点力平衡条件，由几何关系得到与的表达式，再讨论变化情况。13【题文】蹦床可简化为如图所示，完全相同的网绳构成正方形，o、a、b、c等为网绳的结点。当网水平张紧时，若质量为m的运动员从高处竖直落下，并恰好落在o点，当该处下凹至最低点时，网绳aoe、cog均成120向上的张角，此时o点受到的向下的作用力为f，则这时o点周围每根网绳的拉力的大小为（）af/4bf/2c（fmg）/4d（fmg）/2【答案】b【解析】试题分析：因为网绳完全相同，并且构成的是正方形，o点到最低是aoe，goc所成的角度是120度，所以，且fa与fe的合力为，同理fg与fc的合力也是，所以选项acd错误，b正确故选b考点：考查了共点力平衡条件的应用点评：本题只要对o点进行受力分析，做出受力分析图，并利用共点力作用下物体平衡的条件就可求解14【题文】如图，用oa、ob两根轻绳将物体悬于两竖直墙之间，开始时ob 绳水平。现保持o点位置不变，改变ob绳长使绳端由b点缓慢上移至b点，此时ob与oa之间的夹角90。设此过程中oa、ob的拉力分别为foa、fob，下列说法正确的是afoa逐渐增大 bfoa逐渐减小cfob逐渐增大 dfob逐渐减小【答案】b【解析】试题分析：对o点进行受力分析，受到oa的拉力，ob的拉力，重物的拉力，三个力作用，将这三个力转移至矢量三角形中，重力的方向和大小都不变，所以可得一直在减小，先减小，后增大，当两拉力方向垂直时，最小；故选b考点：考查了力的动态平衡点评：在处理此种问题时，需要先对物体受力分析，然后根据矢量三角形判断15【题文】如图所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角均为45，日光灯保持水平，所受重力为g，左右两绳的拉力大小分别为ag和gb和c和d和【答案】b【解析】试题分析：以物体为研究对象，受到绳子的拉力，和重力作用，共三个力作用，合力为零，所以根据力的矢量三角形可得,故d正确；考点：考查了共点力平衡条件的应用点评：关键是对物体受力分析，然后结合矢量三角形分析解题【题文】如图所示，重80 n的物体a放在倾角为30的粗糙斜面上，有一根原长为10 cm、劲度系数为1000 n/m的弹簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物体a后，弹簧长度缩短为8 cm，现用一测力计沿斜面向上拉物体，若物体与斜面间最大静摩擦力为25 n，当弹簧的长度仍为8 cm时，测力计读数可能为（）a10 nb20 nc40 nd60 n【答案】abc【解析】试题分析：设物体与斜面的静摩擦力沿斜面向上，由平衡条件得：.可得：，f由0逐渐增大逐渐减小，当时，f为20 n；故a、b均可能；当ff沿斜面向下时，.有：随f增大，ff也逐渐增大，直到，此时，当，滑块就沿斜面滑动，故测力计的读数不可能为60 n.故选abc考点：考查了共点力平衡条件的应用点评：关键是判断随着拉力的增大摩擦力的变化，16【题文】如图所示，有三根长度均为l0.3m的不可伸长的绝缘细线，其中两根的一端分别固定在天花板上的p、q点，另一端分别拴有质量均为m0.12kg的带电小球a和b，其中a球带正电，电荷量为q3106c。a、b之间用第三根线连接起来。在水平向左的匀强电场e作用下，a、b保持静止，悬线仍处于竖直方向，且a、b间细线恰好伸直。（静电力恒量k9109nm2/ c2，取g=l0 m/s2）（1）此匀强电场的电场强度e为多大；（2）现将pa之间的线烧断，由于有空气阻力，a、b球最后会达到新的平衡位置。求此时细线qb所受的拉力t的大小，并求出a、b间细线与竖直方向的夹角；（3）求a球的电势能与烧断前相比改变了多少（不计b球所带电荷对匀强电场的影响）。【答案】（1）（2）2.4n ，37（3）【解析】试题分析：（1）b球水平方向合力为零，（2）两球及细线最后位置如图所示，t2mg20.1210n2.4n，37（3）a球克服电场力做功，a球的电势能增加了考点：共点力作用下物体平衡点评：（1）要知道“a、b间细线恰好伸直”的意思是绳子此时伸直但没有拉力；（2）会画出pa之间的线烧断后两球和绳子的位置状态和受力情况；（3）能算出a球相对原位置的水平位移。17【题文】（14分）如图所示，水平面上有一个倾角为30的斜劈，质量为m。一个光滑小球，质量也为m，用绳子悬挂起来，绳子与斜面的夹角为a30，整个系统处于静止状态。（1）求出绳子的拉力t；（2）若地面对斜劈的最大静摩擦力fm等于地面对斜劈的支持力的k倍，为了使整个系统始终保持静止，k值必须满足什么条件？【答案】（1）（2）【解析】试题分析：（1）对小球：解得：（3）对整体：依题意，有：解得：考点：考查受力分析点评：本题难度较小，在分析绳子拉力时应以小球为研究对象，在分析摩擦力时应以整体为研究对象18【题文】（14分）如图所示，两个带电小球（可视为质点），固定在轻质绝缘等腰直角三角形框架oab的两个端点a、b上，整个装置可以绕过o点且垂直于纸面的水平轴在竖直平面内自由转动.直角三角形的直角边长为l.质量分别为ma3m，mbm，电荷量分别为qaq，qbq.重力加速度为g.（1）若施加竖直向上的匀强电场e，使框架ob边水平、oa边竖直并保持静止状态，则电场强度e多大？（2）若将匀强电场方向改为与原电场方向相反，保持e的大小不变，则框架oab在接下来的运动过程中，带电小球a的最大动能eka为多少？（3）在（2）中，设以o点为零势能位，则框架oab在运动过程中，a、b小球电势能之和的最小值e为多少？【答案】(1)emg/q(2)(3) mgl【解析】试题分析：1）以o为支点，根据三角架力矩平衡，m顺m逆mglqel（1分）求得emg/q（2分）（2）设oa边与竖直方向成a，根据力矩平衡找出动能最大位置，m顺m逆3mglsinamglcosaqelcosaqelsina（1分）求得oa杆与竖直方向夹角a45时a球动能最大。（1分）根据系统动能定理w合ek3mgl（1cos45）mglsin45qelsin45qel（1cos45）2mv2（1分）求得a球最大速度v（1分）得到a球动能eka。（2分）（3）设oa边与竖直方向成a，