2011高考物理一轮复习考点演练：第2章 相互作用 力与平衡（解析版）

第二章第二章 相互作用相互作用 力与平衡力与平衡 第第 1 1 节节 常见的几种力常见的几种力 班级 姓名 成绩 时间 45 分钟满分 100 分 一 选择题 本题共 10 小题 每小题 7 分 每题只有一个答案正确 共 70 分 1 一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动 小球通过细绳与车顶相连 小球某时刻正 处于图示状态 设斜面对小球的支持力为 FN 细绳对小球的拉力为 T 关于此时刻小球的受力 情况 下列说法正确的是 若小车向左运动 FN可能为零 若小车向左运动 T 可能为零 若小车向右运动 FN不可能为零 若小车向右运动 T 不可能为零 A B C D 2 如图所示 A B 两物体的重力分别是 GA 3 N GB 4 N 弹簧的重力不计 整个装置沿竖直方向处于静止状态 这 时弹簧的弹力 F 2 N 则天花板受到的拉力和地板受到 的压力有可能是 A 3 N 和 6 N B 5 N 和 6 N C 3 N 和 2 N D 5 N 和 2 N 3 2010 合肥检测 如图所示 轻质光滑滑轮两侧用 轻绳连着两个物体 A 与 B 物体 B 放在水平地面上 A B 均静止 已知 A 和 B 的质量分别为 mA mB 绳与水平 方向的夹角为 mB 整个系统处于静止 状态滑轮的质量和一切摩擦均不计 如果绳一端由 Q 点 缓慢地向左移到 P 点 整个系统重新平衡后 物体 A 的 高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角 变化情况是 A 物体 A 的高度升高 角变大 B 物体 A 的高度降低 角变小 C 物体 A 的高度升高 角不变 D 物体 A 的高度不变 角变小 6 如图所示是山区村民用斧头劈柴的剖面图 图中 BC 边为斧头背 AB AC 边是斧头的刃 面 要使斧头容易劈开木柴 则 A BC 边短一些 AB 边也短一些 B BC 边长一些 AB 边短一些 C BC 边短一些 AB 边长一些 D BC 边长一些 AB 边也长一些 7 2010 湖北模拟 用与竖直方向成 角 F2 B F1 F2 F3 C F1 F3 F2 D F1 F2 F3 8 2010 广东模拟 如图所示 质量为 m 的物体悬挂在 轻质的支架上 斜梁 OB 与竖直方向的夹角为 设水 平横梁 OA 和斜梁 OB 作用于 O 点的弹力分别为 F1和 F2 以下结果正确的是 A F1 mgsin B F1 mg sin C F2 mgcos D F2 mg cos 9 创新题 2009 年 10 月 31 日 吴桥国际杂技艺术节在河北省举行 如图甲所示为杂技表 演的安全网示意图 网绳的结构为正方格形 O a b c d 等为网绳的结点 安全网水平张 紧后 若质量为 m 的运动员从高处落下 并恰好落在 O 点上 该处下凹至最低点时 网绳 dOe bOg 均成 120 向上的张角 如图乙所示 此时 O 点受到的向下的冲击力大小为 F 则 这时 O 点周围每根网绳承受的力的大小为 A F B F 2 C F mg D F mg 2 10 改编题 水平地面上有一木箱 木箱与地面之间的动 摩擦因数为 0 1 现对木箱施加一拉力 F 使木箱 做匀速直线运动 设 F 的方向与水平面夹角为 如图所 示 在 从 0 逐渐增大到 90 的过程中 木箱的速度 保持不变 则 A F 先减小后增大 B F 一直增大 C F 的功率增大 D F 的功率不变 二 计算题 本题共 2 小题 共 30 分 要有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算的要 注明单位 11 14 分 将一个 20 N 的力进行分解 其中一个分力的方向与这个力成 30 角 试讨论 1 另一个分力的大小不会小于多少 2 若另一个分力大小是 20 3 3 N 则已知方向的分力大小是多少 12 2010 唐山模拟 16 分 某公司制造出一种能测量绳中张力的仪器 工作原理如图所示 将相距为 L 的两根固定支柱 A B 图中小圆框表示支柱的横截面 垂直于金属绳水平放置 在 AB 的中点用一可动支柱 C 向上推动金属绳 使绳在垂直于 AB 的方向竖直向上发生一个偏移 量 d d Ff 受的静摩擦力为 7 N 方向向右 2 撤去 F1后 Ff1 F2 6 NFfm 物体将向左运动 受到滑动摩擦力作用且 Ff2 FN 8 N 方向向 右 12 解析 解析 受力分析如图所示 其中 F 1 F 2分别是弹簧 k1 k2的作用力 物块静止 F 1 F 2 mg 初态时 弹簧 k2 压缩 的弹力 F2 mg 向上 末态时 弹簧 k2 压缩 的弹力 F 2 2 3mg 向上 弹簧 k2的长度变化量 x2 F2 k2 F2 F 2 k2 mg 3k2 由 式得 F 1 mg 3 初态时 弹簧 k1 原长 的弹力 F1 0 末态时 弹簧 k1 伸长 的弹力 F 1 mg 3 向上 弹簧 k1的长度变化量 x1 F1k1 F 1 F1 k1 mg 3k1 由几何关系 x x1 x2 mg 1 k1 1 k2 3 当乙处于伸长状态时 有 初态时 弹簧 k2 压缩 的弹力 T2 mg 向上 末态时 弹簧 k2 伸长 的弹力 T2 2 3mg 向下 弹簧 k2的长度变化量为 x2 T2k2 T2 T2 k2 5mg 3k2 对甲弹簧分析有 初态时 弹簧 k1 原长 的弹力 T1 0 末态时 弹簧 k1 伸长 的弹力 T1 53mg 向上 弹簧 k1 的长度变化量为 x1 T1k1 5mg 3k1 由此可得 x x1 x2 5mg 1 k1 1 k2 3 第二章 第 2 节 力的合成与分解 1 解析 解析 不妨设分力 F1 F2 由题图可知 当 0 或 2 时 分力 F1 F2在一条直线上 同向 故有 Fmax F1 F2 30 N 当 时 分力 F1 F2在一条直线上 反向 故有 Fmin F1 F2 10 N 联立 可得 F1 20 N F2 10 N 故 A B C 正确 选 D 答案 答案 D 2 解析 解析 将 mg 在如图所示方向分解 所以施加的最小力与 F1等大反向即可使小球静止 故 F mgsin 30 12mg 故选 C 答案 答案 C 3 解析 解析 对撑杆进行受力分析如图所示 撑杆对涂料滚力的竖直分量与重力平衡 且撑杆 与墙壁的夹角越来越小 故 F1 mgcos 逐渐减小 F2 mgtan 越来越小 故选项 A 正确 答案 答案 A 4 解析 解析 水平力 F 作用时 静摩擦力的大小与 mgsin 2 F2 1 2相等 将外力 F 撤去 静 摩擦力的大小与重力沿斜面分量 mgsin 相等 方向相反 选项 D 正确 答案 答案 D 5 解析 解析 系统最终平衡时 绳的拉力 F 大小仍为 mAg 由二力平衡可得 2Fsin mBg 故 角不变 但因悬点由 Q 到 P 左侧部分绳子变长 故 A 应升高 故选项 C 正确 答案 答案 C 6 解析 解析 设斧头对木柴向下的压力为 F 按照力的作用效果将力 F 分解为 F1和 F2如图所示 由几何关系可知 F1 F AB BC 所以 F1 AB BCF 显然 BC 边越短 AB 边越长 越容易劈开木柴 答案 答案 C 7 解析 解析 作力的矢量三角形如图所示 由几何关系可知 A 可能正确 答案 答案 A 8 解析 解析 物体对 O 点的拉力可分解为向左下方压 OB 的力和向右拉 OA 的力 如图所示 F1 mgtan F2 mg cos 故选项 D 正确 答案 答案 D 9 解析 解析 O 点周围共有 4 根绳子 设每根绳子的力为 F 则 4 根绳子的合力大小为 2F 所以 F 2F 所以 F F 2 应选 B 答案 答案 B 10 解析解析 由于木箱的速度保持不变 因此木箱始终处于平衡状态 受力分析如图所示 则 由平衡条件得 mg FN Fsin Ff FN Fcos 两式联立解得 F mg cos sin mg1 2sin 可见 F 有最小值 所以 F 先减小后增大 A 正确 B 错误 F 的功率 P Fvcos mgv cos cos sin mgv 1 tan 可见在 从 0 逐渐增 大到 90 的过程中 tan 逐渐增大 则功率 P 逐渐减小 C D 错误 答案 答案 A 11 解析 解析 1 根据已知条件 可作出图甲 合力 F 与它的两个分力要构成一个矢量三角 形 F 的末端到虚线 OA 的最短距离表示那个分力的最小值 即过 F 末端作 OA 的垂线 构成 一个直角三角形 如图乙所示 由几何关系知 F2 10 N 2 当另一个分力 F2 20 3 3 N 时 由于 20 3 3 N 10 N 根据力的三角形法则 可以组 成两个不同的三角形 如图丙所示 根据正弦定理 a sin A b sin B c sin 30 和 A B 30 180 可求出 F1 20 3 3 N F1 40 3 3 N 12 解析 解析 1 设 C 点受两边绳的张力为 T1和 T2 AB 与 BC 的夹角为 如图所示 依 对称性有 T1 T2 T 由力的合成有 F 2Tsin 根据几何关系有 sin 2 2 4 d L d 或 tan 2d L 联立上述二式解得 T 2 2 24 FL d d 因 d FOB FOA FOC 当物体质量增加时 最先断的绳必定是 OA 所以 B C D 错误 A 正确 答案答案 A 9 解析 解析 题中 P Q 的质量不定 斜面倾角也未知 所以 Q 是否受摩擦力无法确定 即使受 摩擦力 方向也不能确定 设 P 的质量为 m Q 的质量为 M 斜面倾角为 摩擦力存在以下 可能性 mgMgsin 摩擦力方向沿斜面向下 所以当用水平向左的恒力推 Q 时 摩擦力的变化情况不一定 但是对 P 分析 绳上拉力始终 是等于 P 的重力 大小不变 因此选项 D 正确 答案 答案 D 10 解析 解析 以 B 为研究对象 由二力平衡条件可知 绳子的拉力 FT 始终等于 B 的重力的大 小 即 FT 1 2Mg 选项 A 错误 以 A 为研究对象 未加沙子前 绳子拉力 FT 与 A 的重力沿斜 面方向的分力平衡 A 与斜面间没有摩擦力的作用 加入沙子后 相当于 A 的重力增加 A 对斜面的压力增大 为了平衡加入沙子的重力沿斜面方向的分力 A 将受到沿斜面向上的静 摩擦力 且随着沙子的加入而逐渐增大 所以选项 B C 正确 因为 A 一直处于静止状态 所 受的合力为零 保持不变 选项 D 正确 选 A 答案 答案 A 11 解析 解析 对箱子进行受力分析如图 由平衡方程得 F1cos 45 FN FN F1sin 45 gm 联立 式得 F1 100 2 N FN 200 N 由牛顿第三定律知箱子对地面的压力为 200 N 答案 答案 1 100 2 N 2 200 N 12 解析 如图 a 所示 据球受重力的作用效果 同时