高考物理二轮复习 专题一 力与物体的平衡课时作业 新人教版.doc

力与物体的平衡时间：45分钟一、单项选择题1.如图所示，物块a、b质量分别为2m、m，水平地面和竖直墙面均光滑，在水平推力f作用下，两物块均处于静止状态，则()a物块b受四个力作用b物块b受到的摩擦力大小等于2mgc物块b对地面的压力大小等于mgd物块a受到物块b的作用力水平向右解析：物块b受重力、地面的支持力、物块a的水平弹力、物块a的竖直向下的摩擦力及外力f作用而静止，a错；物块a受重力、墙壁的弹力、物块b的水平弹力和竖直向上的摩擦力作用而静止，所以物块a受到物块b的作用力是斜向右上方的，d错；物块b对物块a的摩擦力大小为2mg，所以物块b受到的摩擦力大小等于2mg，b对；由整体法可知物块b对地面的压力大小等于3mg，c错答案：b2(2014山东卷)如图，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变木板静止时，f1表示木板所受合力的大小，f2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后()af1不变，f2变大 bf1不变，f2变小cf1变大，f2变大 df1变小，f2变小解析：木板静止时受力情况如图所示，设轻绳与竖直木桩的夹角为，由平衡条件知，合力f10，故f1 不变，f2，剪短轻绳后，增大，cos减小，f2增大，故a正确答案：a3(2015河南名校模拟)如图所示，斜面小车m静止在光滑水平面上，一边紧贴墙壁若再在斜面上加一物体m，且小车m、物体m相对静止，此时小车受力个数为()a3 b4c5 d6解析：对小车和物体整体，它们必受到重力和地面的支持力，因小车、物体相对静止，由平衡条件知墙面对小车必无作用力，以小车为研究对象，它受重力mg，地面的支持力fn1，物体对它的压力fn2和静摩擦力ff，b对答案：b4(2015上海四区二模)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的夹角越小，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解析：因三力平衡，所以三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，力f3只能在f1与f2之间的某个方向的反向延长线上，可能在第二象限，也可能在第三象限内f2的反向延长线上方，a、d错；由于三力平衡，f2与f3的合力大小始终等于f1的大小，b错；利用力的合成可知当f1、f2的合力f与f2垂直时合力f最小，等于f1cos，由f3f可知，c对答案：c5(2015武昌区5月适应性考试)“嫦娥三号”着陆器在月球表面软着陆后，着陆器的机械手臂带着“玉兔号”月球车缓慢地下降到月球表面，下落过程中机械手臂与“玉兔号”月球车保持相对静止如图所示，由位置1到位置3，着陆器对“玉兔号”月球车的支持力fn和摩擦力ff大小变化情况是()afn变小，ff变小bfn变小，ff变大cfn变大，ff变小dfn变大，ff变大解析：开始时“玉兔号”月球车受重力和支持力，下降过程还受到沿接触面向上的静摩擦力；静摩擦力等于重力沿接触面向下的分力，即ffmgsin，随角度的增大，摩擦力增大，支持力fnmgcos，随角度的增大，支持力逐渐减小，故b对答案：b二、多项选择题6.如图所示，水平地面粗糙，a、b两同学站在地上水平推墙甲图中a向前推b，b向前推墙；乙图中a、b同时向前推墙每人用力的大小都为f，方向水平，则下列说法中正确的是()a甲图方式中墙受到的推力为2fb乙图方式中墙受到的推力为2fc甲图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为fd乙图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为f解析：对于题图甲所示的情况，先以墙壁为研究对象，此时墙壁受到的推力只有b对它的推力f，如图a所示选项a错误对于图乙所示的情况，墙壁在水平方向所受的人的作用力如图b所示(俯视图)，此时墙壁所受到的推力为f合2f.根据力的平衡可知a、b两人受到的静摩擦力均为ff.选项b、d正确然后再以b为研究对象，b受到a的推力f和墙壁的反作用力f1，由于ff1，所以此时b在水平方向不受摩擦力的作用，b同学在水平方向的受力情况如图c所示，再以a为研究对象，根据牛顿第三定律可知由于a对b的作用力为f，所以b对a的反作用力f2f，根据力的平衡可知a所受地面的摩擦力为f，a同学在水平方向的受力情况如图d所示选项c错答案：bd7如图所示，质量相同分布均匀的两个圆柱体a、b靠在一起，表面光滑，重力均为g，其中b的下一半刚好固定在水平面mn的下方，上边露出另一半，a静止在平面上现过a的轴心施以水平作用力f，可缓慢地将a拉离水平面且一直滑到b的顶端，对该过程进行分析，应有()a拉力f先增大后减小，最大值是gb开始时拉力f最大为g，以后逐渐减小为0ca、b间弹力由0逐渐增大，最大为gda、b间的弹力开始时最大为2g，而后逐渐减小到g解析：对圆柱体a受力分析可知，a受重力、b的弹力和拉力f三个力的作用，拉力f方向不变，始终沿水平方向，重力大小、方向均不变，b的弹力始终沿两轴心的连线，画出力的矢量三角形分析易得b的弹力n，拉力f，由于逐渐增大，所以b的弹力和拉力f均逐渐减小，开始时的最大值分别为2g和g，而后逐渐减小，至90时，最小值分别为g和0.故选项b、d正确答案：bd8如图所示，一条细线一端与地板上的物体b相连，另一端绕过质量不计的定滑轮与小球a相连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的o点，细线与竖直方向所成角度为，则()a如果将物体b在地板上向右移动一点，角将增大b无论物体b在地板上左移还是右移，只要距离足够小，角将不变c增大小球a的质量，角一定减小d悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球a的重力解析：o、a之间的细线一定沿竖直方向，如果物体b在地板上向右移动一点，o、b间的细线将向右偏转，oa与ob间的夹角将增大oa与ob两段细线上的弹力都等于小球a的重力，其合力与悬挂定滑轮的细线的弹力大小相等、方向相反，悬挂定滑轮的细线的弹力方向(即oo的方向)与aob的角平分线在一条直线上，显然物体b在地板上向右移动时角将增大，选项a正确，b错误；增大小球a的质量，只要物体b的位置不变，则角也不变，选项c错误；因物体b无论在地板上移动多远，aob都不可能达到120，故悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球a的重力，选项d正确答案：ad三、计算题9(2015新课标全国卷)如图，一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1 t，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘金属棒通过开关与一电动势为12 v的电池相连，电路总电阻为2 .已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm.重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量解析：依题意，开关闭合后，电流方向从b到a，由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长为l10.5 cm.由胡克定律和力的平衡条件得2kl1mg式中，m为金属棒的质量，k是弹簧的劲度系数，g是重力加速度的大小开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为fibl式中，i是回路电流，l是金属棒的长度两弹簧各自再伸长了l20.3 cm，由胡克定律和力的平衡条件得2k(l1l2)mgf由欧姆定律有eir式中，e是电池的电动势，r是电路总电阻联立式，并代入题给数据得m0.01 kg.答案：竖直向下0.01 kg10(2015泰州模拟)如图所示，ace和bdf是间距为l的两根足够长平行导轨，导轨平面与水平面的夹角为.整个装置处在磁感应强度为b、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，ab之间连有阻值为r的电阻若将一质量为m的金属棒置于ef端，今用大小为f、方向沿斜面向上的恒力把金属棒从ef位置由静止推至距ef端s处的cd位置(此时金属棒已经做匀速运动)，现撤去恒力f，金属棒最后又回到ef端(此时金属棒也已经做匀速运动)若不计导轨和金属棒的电阻，且金属棒与导轨间的动摩擦因数为.求：(1)金属棒上滑过程中的最大速度；(2)金属棒下滑过程的末速度解析：(1)设当金属棒上滑到匀速时速度最大为v1，此时受力平衡，则：fmgcosmgsinbi1l0i1解得v1.(2)设金属棒下滑过程的末速度为v2，此时受力平衡，则：bi2lmgcosmgsin0i2解得v2.答案：(1)(2)11如图所示，物体a的质量为2 kg，两轻绳ab和ac(lab2lac)的一端连接在竖直墙上，另一端系在物体a上现在物体a上施加一个与水平方向成60角的拉力f，要使两绳都能伸直，试