2012届高三物理第二轮专题练习 力与物体的平衡 新人教版

1 力与物体的平衡力与物体的平衡 1 木块 A B 分别重 50 N 和 60 N 它们与水平地面之间的动摩擦因数均为 0 25 夹在 A B 之间的轻弹簧被压缩 2 弹簧的劲度系数为 400N m 系统置于水平地面上静止不动 现用 F 1 N 的水平拉力作用在木块 B 上 力 F 作用后 A 木块 A 所受摩擦力大小是 12 5 N B 木块 A 所受摩擦力大小是 11 5 N C 木块 B 所受摩擦力大小是 9 N D 木块 B 所受摩擦力大小是 7 N 2 如图所示 质量为M的物体 在与竖直线成 角 大小为F的恒力作用下 沿竖直墙壁 匀速下滑 物体与墙壁间的动摩擦因数为 则物体受到的摩擦力大小的下列结论中正确的 是 Mg Fcos Mg Fcos Fsin Mg Fcos A B C D 3 如图所示 小木块放在倾角为 的斜面上 受到一个水平力 F F 0 的作用处于静止 如图所示 则小木块受到斜面的支持力和摩 擦力的合力的方向与竖直向上的方向的夹角 可能是 A 0 B 合力的方向向右上方 C 合力的方向向左上方 4 竖直绝缘壁上的 Q 点有一固定的质点 A 在 Q 的正下方 P 点用丝线悬挂另一质点 B 已知 PA PB A B 两质点因带电而互相排斥 致使悬线和竖直方向成 角 如图所示 由于漏 电使 A B 两质点的带电量逐渐减少 在电荷漏完之前悬线对悬点 P 的拉力大小 则 A 逐渐减小 B 逐渐增大 C 保持不变 D 先变小后变大 5 在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A A与竖直墙之间放一光滑圆球B 整个装置处于静止状态 现对B加 一竖直向下的力F F的作用线通过球心 设墙对B的作用力为 F1 B对A的作用力为F2 地面对A的作用力为F3 若F缓慢增大而 整个装置仍保持静止 截面如图所示 在此过程中 A F1保持不变 F3缓慢增大 A B F 2 B F1缓慢幼大 F3保持不变 C F2缓慢增大 F3缓慢增大 D F2缓慢增大 F3保持不变 6 如图所示 表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮 两物块 P Q 用轻绳连接并跨过滑轮 不 计滑轮的质量和摩擦 P 悬于空中 Q 放在斜面上 均处于静止状态 当用水平向左的恒力 推 Q 时 P Q 仍静止不动 则 A Q 受到的摩擦力一定变小 B Q 受到的摩擦力一定变大 C 轻绳上拉力一定变小 D 轻绳上拉力一定不变 7 如图所示 A B两木块放在水平面上 它们之间用细线相连 两次连接情况中细线倾斜 方向不同但倾角一样 两木块与水平面间的摩擦系数相同 先后用水平力F1和F2拉着A B 一起匀速运动 则 F1 F2 F1 F2 T1 T2 T1 T2 A B C D 8 如图所示 用两根细线把A B两小球悬挂在天花板上的同 一点O 并用第三根细线连接A B两小球 然后用某个力F作 用在小球A上 使三根细线均处于直线状态 且OB细线恰好 沿竖直方向 两小球均处于静止状态 则该力可能为图中的 Bc A F1B F2 C F3D F4 9 如图所示 完全相同的A B两物体放在水平面上 物体与水平面间的动摩擦因数均为 0 2 每个物体重G 10N 设两物体与水平面间的最大静摩擦力均为 2 5N 若对A施加一个 由零均匀增大到 6N 的水平推力F 则A所受的摩擦力F1随推力F变化的情况请在图中作出 F1T1 A B F2T2 A B AB F F1 N F N 0 36 3 F1 F2 F3 F4 O B A 3 10 如图所示 一个准确的弹簧秤 置于粗糙的水平地面上 用F1 5N 的水平力拉秤钩 用 F2 6N 的水平力拉另一端的圆环 弹簧秤处于静止状态 这时弹簧秤 受到的静摩擦力大小是 N 方向 弹簧秤的示数 为 N 11 有两个光滑球 半径均为r 3cm 重均为 8N 静止在半径为R 8cm 的光滑半球形碗底 如图所示 两球间的相互作用力的大小为 N 当碗的半径增大时 两球间的相互作用力变 球对碗的压力 变 填 大 或 小 12 如图所示 是一种测定风作用力的仪器的原理图 它能自动随着 风的转向而转向 使风总从图示方向吹向小球 P P 是质量为 m 的金 属球 固定在一细长刚性金属丝下端 能绕悬挂点 O 在竖直平面内转 动 无风时金属丝自然下垂 有风时金属丝将偏离竖直方向一定角度 角 大小与风力大小有关 则关于风力 F 与 的关系式是 13 13 分 图中是用电动砂轮打磨工件的装置 砂轮的转轴过图中 O 点垂直于纸面 AB 是 一长度ml60 0 质量kgm50 0 1 的均匀刚性细杆 可绕过 A 端的固定轴在竖直面 图 中纸面 内无摩擦地转动 工件 C 固定在 AB 杆上 其质量kgm5 1 2 工件的重心 工件 与砂轮的接触点 P 以及 O 点都在过 AB 中点的竖直线上 P 到 AB 杆的垂直距离md1 0 AB 杆始终处于水平位置 砂轮与工件之间的动摩擦因数06 0 1 当砂轮静止时 要使工件对砂轮的压力100 0 FN 则施于 B 端竖直 向下的力 B F应是多大 2 当砂轮逆时针转动时 要使工件对砂轮的压力仍为100 0 FN 则施 于 B 端竖直向下的力 B F应是多大 F1F2 风 P 4 14 如图 原长分别为 L1和 L2 劲度系数分别为 k1和 k2的轻质弹簧竖直地悬挂在天花板上 两弹簧之间有一质量为 m1的物体 最下端挂着质量为 m2的另一物体 整个装置处于静止状 态 现用一个质量为 m 的平板把下面的物体竖直地缓慢地向上托起 直到两个弹簧的总长度 等于两弹簧原长之和 这时托起平板竖直向上的力是多少 m2上升的高度是多少 15 一光滑圆环固定在竖直平面内 环上套着两个小球A和B 中央有孔 A B 间由细绳连接着 它们处于如图中所示位置时恰好都能保持静止状态 此情况下 B球与环中心O处于同一水平面上 A B间的细绳呈伸直状态 与水平线成 300夹 角 已知B球的质量为m 求细绳对B球的拉力和A球的质量 答案及解析答案及解析 1 答案答案 AC 解析解析 由题给条件知未施加力F时 弹簧的弹力大小为 N802 0 400 xkf 物块A与地面间的滑动摩擦力大小为N 5 125025 0 A A Nf 物块B与地面间的滑动摩擦力大小为N156025 0 B B Nf 令施加力F后装置仍处于静止状态 B受地面的摩擦力为fB A受地面的摩擦力为fA 由平衡条件有 B ffF ff A 代入数据解得 N9 B f N8 A f 因 B ff 表明物块B的确仍处于静止状态 2 答案答案 A 解析解析 质量为M的物体 在与竖直线成 角 大小为F的恒力作用下 沿竖直墙壁匀 速下滑 物体与墙壁间的滑动摩擦力方向向上 设其大小为F1 根据竖直方向的平衡有 K1 K2 m1 m2 5 Mg Fcos F1 解得 F1 Mg Fcos 设物体与墙壁间的压力为FN 根据水平方向的平衡有 FN Fsin 根据滑动摩擦定律有 F1 FN Fsin 3 答案答案 D 解析解析 物体受到重力 mg 支持力 FN 外力 F 和静摩擦力 Ff四个力的作用 由于小木块 处在平衡状态 可知支持力力静摩擦和的合力方向一定与重力和推力的合力方向相反 由于 F 的大小未知 故其与 G 的合力方向可能落在斜面的垂线 MN 的左下方 这时摩擦力和支持力 的合力方向就落在 MN 与竖直线的夹角内 即 4 答案答案 C 解析解析 质点 B 受重力 G 悬线的拉力 T 和静电场力 F 三力作 用而平 衡 这三力中 T 与 F 的大小 方向均随 角的变化而 变化 由 F合 T F 三力构成的三角形与几何三角形 PAB 相似 所以有 PB T PA F 合 又 F合 G 解之得 PA PB GT 由于在 减小过程中 PA 与 PB 相等 故 T 始终与 G 相等 可见 悬线对悬点 P 的拉力大小保持不变 选项 C 正确 5 答案答案 C 解析解析 略 6 答案答案 D 解析解析 物体 P 静止不动 轻绳上拉力和 P 的重力平衡 故轻绳上拉力一定不变 D 项正确 若开始时 Q 有下滑趋势 静摩擦力沿斜面向上 用水平恒力向左推 Q 则静摩擦力减小 若开始时 Q 有上滑趋势 静摩擦力沿斜面向下 用水平恒力向左推 Q 则静摩擦力增大 因此 Q 受到的摩擦力大小不确定 所以选项 D 正确 7 答案答案 D 解析解析 以木块A 为对象 绳的拉力的竖直分力导致第一次对地面的压力小 地面对A的 滑动摩擦力小 第一次对地面的压力大 地面对A的滑动摩擦力大 两次绳的拉力的水平分 力与滑动摩擦力平衡 所以有T1 T2 以整体为对象 绳的拉力为内力 两次整体对地面的压力大小相同 滑动摩擦力相同 两次 所需的水平拉力相同 F1 F2 8 答案答案 BC 解析解析 略 9 答案答案 见右图 解析解析 当水平推力F小于A与水平面间的最大静摩擦力均为 2 5N 时 A受到水平面静摩擦力作用 随水平推力的增大而增大 A B P Q G F合 T F F1 N F N 0 36 3 6 且与水平推力等值 当水平推力 2 5N F 5N 时 A B两物体仍静止 此过程中A受到的摩 擦力为最大静摩擦力 2 5N 不变 随水平推力的增大 B受到的静摩擦力逐渐增大 当水平推 力 F 5N 时 A B两物体相对水平面滑动 A物体受滑动摩擦力 大小为 G 2N 10 答案答案 1 水平向左 5 解析解析 弹簧秤处于静止状态 受到的静摩擦力大小是两力的差值为 1N 方向与较大的 拉力方向反向 即水平向左 弹簧秤的示数为秤钩端拉弹簧的力F1的数值 为 5N 11 答案答案 6 小 小 解析解析 以某一个小球为对象 受重力 两球间的相互作用力和碗对球的弹力 三力平 衡 结合几何关系的平衡条件 得两球间的相互作用力的大小为 6N 当碗的半径增大时 由 矢量三角形 或采用极限分析 可知 两球间的相互作用力变小 球对碗的压力就小 12 答案答案 tan 解析解析 略 13 解析解析 1 当砂轮静止时 把 AB 杆和工件看成一个物体 它受到的外力对 A 轴的力矩有 重 力的力矩 2 21 l gmm 砂轮对工件的支持力的力矩 2 0 l F B F的力矩lFB 由力矩的平衡 得 lF l gmm l F B 2 2 210 1 解得 2 1 210 gmmFFB 2 代入数据得 NFB40 3 2 当砂轮转动时 除重力 支持力和 B F的力矩外 还有砂轮作用于工件的摩擦力的 力矩dF0 由力矩的平平衡 得 lFF l gmmdFF BB 2 2 1 2100 4 解得 I d FgmmFFB 0210 2 1 5 7 代入数据得NFB30 14 解析解析 当两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和时 下面弹簧的压缩量应等于上面弹簧的伸长量 设为 x 1 分 对 m1受力分析得 m1g k1x k2x 3 分 对平板和 m1整体受力分析得 F m2 m g k2x 3 分 联解得托起平板竖直向上的力 F 21 12 2 kk gmk gmmg 1 分 未托 m2时 上面弹簧伸长量为 x1 1 21 k gmm 2 分 下面弹簧伸长量为 x2 2 2 k gm 2 分 托起 m2时