【全程复习方略】高考物理二轮复习 课时冲关练 1.1力与物体的平衡（A卷）.doc

力与物体的平衡(a卷)(45分钟，100分)一、单项选择题(本题共4小题，每小题8分，共32分。每小题只有一个选项正确)1.(2014温州一模)如图所示，登山者连同设备总重量为g。某时刻缆绳和竖直方向的夹角为，若登山者手拉缆绳的力大小也为g，则登山者脚对岩石的作用力()a.方向水平向右b.方向斜向右下方c.大小为gtand.大小为gsin【解析】选b。登山者受力如图所示，由平衡条件得：fn=2gsin2，方向斜向左上方，由牛顿第三定律可知，登山者脚对岩石的作用力大小为2gsin2，方向斜向右下方，b正确，a、c、d错误。2.如图所示，物体静止在水平面上，今对物体施加一个与水平方向成角的斜向上的拉力f，保持角不变，使f从零开始逐渐增大的过程中，物体始终未离开水平面，在此过程中物体受到的摩擦力将()a.逐渐增大b.逐渐减小c.先逐渐增大后逐渐减小d.先逐渐减小后逐渐增大【解析】选c。物体滑动前受静摩擦力，由水平方向受力平衡得fcos=ff，摩擦力随拉力的增大而增大；物体滑动以后由摩擦力公式得ff=(mg-fsin)，摩擦力随拉力的增大而减小。故c正确。3.(2014嘉兴一模)如图为某国产武装直升机拖曳扫雷具扫除水雷的演习模拟图。扫雷具质量为m，当直升机水平匀速飞行时，绳子与竖直方向恒成角，已知扫雷具所受浮力不能忽略，下列说法正确的是()a.绳子拉力大小为mgcosb.绳子拉力一定大于mgc.海水对扫雷具水平作用力小于绳子拉力d.海水对扫雷具水平作用力可能等于绳子拉力【解析】选c。扫雷具受力如图所示，由平衡条件得，水平方向ftsin-ff=0，竖直方向ftcos+f浮-mg=0，解得ft=mgcos-f浮cos，ff=ftsin，故a、b、d错误，c正确。4.粗细均匀的电线架在a、b两根电线杆之间。由于热胀冷缩，电线在夏、冬两季呈现如图所示的两种形状，若电线杆始终处于竖直状态，下列说法中正确的是()a.冬季，电线对电线杆的拉力较大b.夏季，电线对电线杆的拉力较大c.夏季与冬季，电线对电线杆的拉力一样大d.夏季，杆对地面的压力较大【解析】选a。电线受到自身重力和两端电线杆的拉力作用，如图所示，根据对称性，两端拉力f大小相等，根据平衡条件，两个拉力f的合力竖直向上，大小等于重力，设拉力与竖直方向夹角为，则有2fcos=mg，拉力f=mg2cos，夏天电线拉长，小，拉力f小，根据相互作用，夏天，电线对电线杆的拉力较小，冬季拉力较大，选项a对，b、c错；把电线和电线杆看作一个整体，无论冬夏，它们的重力不变，所以地面支持力不变，杆对地面压力不变，选项d错。【加固训练】如图所示，将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部o处(o为球心)，弹簧另一端与质量为m的小球相连，小球静止于p点。已知容器半径为r，与水平面间的动摩擦因数为，op与水平方向的夹角=30。下列说法正确的是()a.容器相对于水平面有向左运动的趋势b.容器对小球的作用力竖直向上c.轻弹簧对小球的作用力大小为32mgd.弹簧原长为r+mgk【解析】选d。容器和小球组成的系统处于平衡状态，受力如图甲所示，容器相对于水平面没有向左运动的趋势，a错；小球受力如图乙所示，容器对小球的作用力是支持力，指向球心o，b错；由=30得，小球受到容器的支持力和弹簧对小球的弹力大小均为mg，c错；题图中弹簧长度为r，压缩量为mgk，故原长为r+mgk，d正确。二、不定项选择题(本题共3小题，每小题8分，共24分。每小题至少一个选项正确)5.(2014宁波一模)如图所示，斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行。在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则在此过程中()a.b对c的摩擦力大小一定减小b.c对b的作用力大小可能先减小后增大c.地面对c的摩擦力大小一定减小d.c对地面的摩擦力方向始终水平向左【解析】选b、c。a中的沙子缓慢流出的过程，绳子的拉力逐渐减小。小物块b受竖直向下的重力，垂直斜面向上的支持力，沿斜面向上的绳子的拉力，而斜面对b的静摩擦力可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下；若摩擦力沿斜面向上，随着绳子拉力的减小，摩擦力逐渐增大；若摩擦力沿斜面向下，随着绳子拉力的减小，摩擦力逐渐减小，当摩擦力减小至零后，摩擦力将沿斜面向上，逐渐增大，故a错误，b正确；物块b和斜面体c整体受力如图所示，由平衡条件得，ftcos=ff，拉力ft减小，ff减小，c正确；c对地面的摩擦力方向始终水平向右，d错误。6.用一轻绳将小球p系于光滑墙壁上的o点，在墙壁和球p之间夹有一矩形物体q。p、q均处于静止状态，则下列相关说法正确的是()a.p物体受4个力b.q受到3个力c.若绳子变长，绳子的拉力将变小d.若绳子变短，q受到的静摩擦力将增大【解析】选a、c。对q进行受力分析，受重力、压力、支持力和向上的静摩擦力，共4个力，b错误；摩擦力是p给的，因此p受到重力、拉力、支持力和q给的摩擦力，共4个，a正确；对pq作为一个整体进行受力分析，如图所示根据平衡条件，有ftcos=(m+m)g，绳子变长时，变小，因此绳子拉力变小，c正确；而无论如何变化，q受到的摩擦力都等于q本身的重力，d错误。7.(2013广东高考)如图，物体p静止于固定的斜面上，p的上表面水平。现把物体q轻轻地叠放在p上，则()a.p向下滑动b.p静止不动c.p所受的合外力增大d.p与斜面间的静摩擦力增大【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析：(1)知道p静止在斜面上的条件。(2)q轻放于p上，相当于p的质量变大，各力均变化，分析合力是否变化。【解析】选b、d。设p的质量为m，p静止于斜面上，则有mgsin=ffmgcos，当把q轻放于p之上，相当于p的质量变大，设p、q的总质量为m，则有mgsinmgcos，故p仍静止不动，a错误、b正确；p静止不动合力为零，c错误；对p、q整体：ff=mgsin，由于mm，故ff变大，d正确。三、计算题(本题共2小题，共44分。需写出规范的解题步骤)8.(22分)(2014丽水模拟)如图甲、乙所示，传送带上有质量均为m的三个木块1、2、3，中间均用原长为l、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数均为，其中木块1被与传送带平行的细线拉住，传送带按图示方向匀速运动，三个木块处于平衡状态。求：(1)在图甲状态下，1、3两木块之间的距离是多大？(2)在图乙状态下，细线的拉力是多大？木块1、3之间的距离又是多大？【解析】(1)当三木块达到平衡状态时，对木块3受力分析可知，2和3间弹簧的弹力等于木块3所受的摩擦力，mg=kx3(3分)解得2和3间弹簧伸长量为x3=mgk(1分)以2木块为研究对象，则kx2=kx3+mg(3分)即1和2间弹簧伸长量为x2=2mgk(1分)1、3两木块间的距离等于弹簧的原长加上伸长量，即x=2l+3mgk(2分)(2)细线的拉力ft=3mgsin+3mgcos(3分)当三木块达到平衡状态时，对木块3受力分析可知，2和3间弹簧的弹力等于木块3所受的摩擦力与重力的分力之和，即mgsin+mgcos=kx3(3分)解得2和3间弹簧伸长量为x3=mgsin+mgcosk(1分)以2木块为研究对象，则kx2=kx3+mgsin+mgcos(2分)即1和2间弹簧伸长量为x2=2(mgsin+mgcos)k(1分)1、3两木块间的距离等于弹簧的原长加上伸长量，即x=2l+3(mgsin+mgcos)k(2分)答案：(1)2l+3mgk(2)3mgsin+3mgcos2l+3(mgsin+mgcos)k【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。9.(22分)如图所示，木板与水平地面间的夹角可以随意改变，当=30时，可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小木块从木板的底端以大小恒定的初速率v0沿木板向上运动，随着的改变，小木块沿木板向上滑行的距离x将发生变化，重力加速度为g。(1)求小木块与木板间的动摩擦因数。(2)当为何值时，小木块沿木板向上滑行的距离最小，并求出此最小值。【解析】(1)当=30时，木块处于平衡状态，对木块受力分析：mgsin=fn(3分)fn-mgcos=0(3分)解得，=tan=tan