（新课标）2020高考物理二轮总复习 第一部分 专题突破方略 专题一 力与运动 1.1.1 物体的平衡专题限时训练.doc

1.1.1 物体的平衡专题限时训练一、单项选择题1(2019绥化联考)l形木板p(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块q相连，如图所示若p、q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力，则p的受力个数为()a3 b4c5 d6答案：c解析：p、q一起沿斜面匀速下滑时，p的上表面光滑，单独对q受力分析，受到3个力：重力、p对q的支持力、弹簧对q沿斜面向上的弹力；单独对p受力分析，受到5个力：重力、q对p的压力、弹簧对p沿斜面向下的弹力、斜面对p的支持力、斜面对p的摩擦力，故选项c正确2(2019全国卷)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10 m/s2.若轻绳能承受的最大张力为1 500 n，则物块的质量最大为()a150 kg b100 kgc200 kg d200 kg答案：a解析：对物块受力分析如图所示，并把重力沿斜面和垂直斜面分解，由平衡条件可得：tfmgsin ，fn，nmgcos ，代入数据解得：m150 kg，故只有选项a正确3(2019全国卷)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示两斜面、固定在车上，倾角分别为30和60.重力加速度大小为g.当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面、压力的大小分别为f1、f2，则()a. f1mg, f2mg b. f1mg, f2mgc. f1mg, f2mg d. f1mg, f2mg答案：d解析：求压力，也就是求支持力，圆筒匀速运动，合力为零，对圆筒受力分析，受两个斜面的支持力与地球的重力，fn1sin 30fn2sin 60，fn1cos 30fn2cos 60mg，联立求得fn1mg，fn2mg，根据牛顿第三定律，f1fn1mg，f2fn2mg，故只有选项d正确4.如图所示，小圆环a吊着一个质量为m2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上，有一细线一端拴在小圆环a上，另一端跨过固定在大圆环最高点b的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块如果小圆环a、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计，绳子又不可伸长，若平衡时弦ab所对的圆心角为，则两物块的质量之比m1m2为()acos bsin c2sin d2cos 答案：c解析：解法一采用相似三角形法对小圆环a受力分析，如图所示，t2与n的合力与t1平衡，由矢量三角形与几何三角形相似可知：，又t1m1g，解得：2sin ，c正确解法二采用正交分解法建立如解法一图中所示的坐标系，由t2sin nsin ，可得：t2nm2g，2t2sin t1m1g，解得2sin ，c正确解法三采用三力平衡的解析法t2与n的合力与t1平衡，则t2与n所构成的平行四边形为菱形，则有2t2sin t1，t2m2g，t1m1g，解得2sin ，c正确5.如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球a、b分别处于竖直墙面和水平地面，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力f作用于小球b，则两球静止于图示位置，如果将小球b向左推动少许，并待两球重新达到平衡时，两个小球的受力情况与原来相比()a推力f增大b竖直墙面对小球a的弹力增大c地面对小球b的弹力减小d两个小球之间的距离增大答案：d解析：将a、b视为整体进行受力分析，在竖直方向只受重力和地面对整体的支持力fn(也是对b的支持力fn)，将b向左推动少许后，竖直方向受力不变，所以fn(mamb)g为定值，c错误；对b进行受力分析如图所示，由平衡条件可知fnmbgf斥cos ，向左推b，减小，所以f斥减小，由库仑定律f斥k得a、b间距离r增大，d正确；而ff斥sin ，减小，f斥减小，所以推力f减小，a错误；将a、b视为整体时在水平方向上有ffna，所以墙面对小球a的弹力fna减小，b错误6(2018安徽舒城一中月考)如图所示，置于地面的矩形框架中用两细绳拴住质量为m的小球，绳b水平设绳a、b对球的拉力大小分别为f1、f2，它们的合力大小为f.现将框架在竖直平面内绕左下端缓慢逆时针旋转90，在此过程中()af1先增大后减小 bf2先增大后减小cf先增大后减小 df先减小后增大答案：b解析：对小球受力分析如图所示小球处于静止状态，受力平衡，两绳的拉力的合力与重力大小相等，方向相反，则f不变，根据平行四边形定则可知，将框架在竖直平面内绕左下端缓慢逆时针旋转90的过程中，f1逐渐减小，f2先增大后减小，当绳a处于水平方向时，f2最大，故b正确7.如图所示，一质量m3 kg的铁块套在倾斜放置的杆上，铁块与杆之间的动摩擦因数，且最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等杆与水平方向成60角，一轻绳一端连接在铁块上，一端连在一质量m2 kg的小球上，一水平拉力f作用在小球上，连接铁块与小球的轻绳与杆垂直，铁块和小球都处于静止状态，g取10 m/s2.则()a拉力f的大小为10 nb铁块所受的摩擦力大小为15 nc杆对铁块的支持力大小为40 nd若将连接铁块与小球之间的轻绳突然剪断，则铁块受到的摩擦力将减小答案：d解析：b球处于平衡状态，对b球受力分析，根据平衡条件得：tan 60，解得：f20 n，故a错误；铁块处于平衡状态，对铁块进行受力分析，根据平衡条件得：ffmgsin 6030 n15 n，故b错误；由已知条件可得ftft40 n，fnmgcos 60ft55 n，故c错误；将连接铁块与轻绳之间的小球突然剪断后，最大静摩擦力ffmmgcos 60 nmgsin 60，则铁块开始滑动，摩擦力大小为 n，摩擦力将减小，故d正确8.如图所示，在竖直放置的穹形支架上，一根长度不变且不可伸长的轻绳通过轻质光滑动滑轮悬挂一重物g.现将轻绳的一端固定于支架上的a点，另一端从b点沿支架缓慢地向c点靠近(c点与a点等高)则在此过程中绳中拉力大小()a先变大后不变 b先变大后变小c先变小后不变 d先变小后变大答案：a解析：当轻绳的右端从b点移到直杆最上端(设为d点)时，设两绳的夹角为2.以滑轮为研究对象，分析受力情况，作出受力图如图所示根据平衡条件得2fcos mg，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d点的过程中，增大，cos 减小，则f变大；当轻绳的右端从直杆最上端的d点移到c点时，在此过程中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a正确二、多项选择题9.如图所示，一根绳子一端固定于竖直墙上的a点，另一端绕过动滑轮p悬挂一重物b，其中绳子的pa段处于水平状态，另一根绳子一端与动滑轮p的轴相连，在绕过光滑的定滑轮q后在其端点o施加一水平向左的外力f，使整个系统处于平衡状态，滑轮均为光滑、轻质，且均可看作质点，现拉动绳子的端点o使其向左缓慢移动一小段距离后达到新的平衡状态，则该平衡状态与原平衡状态相比较()a拉力f增大 b拉力f减小c角不变 d角减小答案：ad解析：以动滑轮p为研究对象，ap、bp段绳子受的力大小始终等于b的重力，两绳子拉力的合力在apb角平分线上，拉动绳子后，滑轮向上运动，两绳子夹角减小，两绳子拉力的合力增大，故f增大，a项正确、b项错误；pq与竖直方向夹角等于apb的一半，故拉动绳子后角减小，c项错误、d项正确10如图所示，四根相同的轻质弹簧连着相同的物体，在外力作用下做不同的运动：(1)在光滑水平面上做加速度大小为g的匀加速直线运动；(2)在光滑斜面上做向上的匀速直线运动；(3)做竖直向下的匀速直线运动；(4)做竖直向上的加速度大小为g的匀加速直线运动设四根弹簧伸长量分别为l1、l2、l3、l4，弹簧均未超过弹性限度，不计空气阻力，g为重力加速度，则()al1l2 bl3l4cl1l4 dl2l3答案：abc解析：(1)根据牛顿第二定律和胡克定律得：kl1mamg，得l1；(2)由平衡条件和胡克定律得：kl2mgsin ，得l2；(3)由平衡条件和胡克定律得：kl3mg，得l3；(4)根据牛顿第二定律和胡克定律得：kl4mgmg，得l4，所以l1l2，l3l4，l1l4，l2l3，故选项a、b、c正确，选项d错误11.表面光滑、半径为r的半球固定在水平地面上，球心o的正上方o处有一光滑的定滑轮，轻质细绳两端各系一个可视为质点的小球挂在定滑轮上，如图所示两小球平衡时，若滑轮两侧细绳的长度分别为l12.4r和l22.5r，这两个小球的质量之比为，小球与半球之间的压力之比为，则下列判断正确的是()a. bc.1 d答案：bd解析：先以左侧小球为研究对象，分析受力情况，受重力m1g、绳子的拉力t和半球的支持力n1，作出受力示意图由平衡条件得知，拉力t和支持力n1的合力与重力m1g大小相等、方向相反设ooh，根据三角形相似得：，同理，对右侧小球，有，解得m1gm2gn1n2则m1m2l2l12524n1n2m1m2l2l12524故a、c错误，b、d正确三、计算题12(2019潍坊模拟)如图所示，风筝借助于均匀的风和牵线对其作用，才得以在空中处于平衡状态图中所示风筝质量为400 g，某时刻风筝平面与水平面的夹角为30，主线对风筝的拉力与风筝平面成53角已知风对风筝的作用力与风筝平面相垂直，g取10 m/s2.(1)求此时风对风筝的作用力的大小和线对风筝的拉力大小；(2)若拉着风筝匀速运动时，主线与水平面成53角保持不变，这时拉主线的力为10 n，则风对风筝的作用力为多大？风筝平面与水平面的夹角为多大？答案：(1)6.13 n3.33 n(2)13.4 narctan 解析：(1)风筝平衡时共受到三个力的作用，即重力mg、风对它的作用力f和主线对它的拉力t(如图甲所示)，以风筝平面方向为x轴，f方向为y轴，建立一个坐标系，将重力和拉力t正交