重点高中物理力的平衡经典习题及参考答案.doc

.力的平衡经典习题1、如图所示，两个完全相同的光滑球的质量均为m，放在竖直挡板和倾角为的固定斜面间若缓慢转动挡板至与斜面垂直，在此过程中AA、B两球间的弹力不变BB球对挡板的压力逐渐减小CB球对斜面的压力逐渐增大DA球对斜面的压力逐渐增大2、如图所示，不计滑轮质量与摩擦，重物挂在滑轮下，绳A端固定，将B端绳由B移到C或D（绳长不变）其绳上张力分别为TB，TC，TD，绳与竖直方向夹角分别为B,C,D则ATBTCTD?BCD?BTBTCTD?BCDCTB=TCTD?B=CD?DTB=TC=TD?B=C=D3、某物体在三个共点力的作用下处于静止状态，则下列符合条件的有A7N、8N、15N?B11N、5N、8N?C1N、6N、8N?D4N、3N、12N4、如图所示，质量为m的小球，与三根相同的轻弹簧相连静止时，相邻两弹簧间的夹角均为120,已知弹簧a、b对小球的作用力大小均为F，则弹簧c对质点的作用力大小可能为AF?BF+mg?CF-mg?Dmg-F5、如图所示，质量为m的质点静止地放在半径为R的半球体上，质点与半球体间的动摩擦因数为，质点与球心的连线与水平地面的夹角为，则下列说法正确的是A地面对半球体的摩擦力为零B质点对半球体的压力大小为mgsinC质点所受摩擦力大小为mgsinD质点所受摩擦力大小为mgcos6、如图所示，一个质量为m=20kg的物体，放在倾角为=30的斜面上而静止，若用竖直向上的力F=5N提物体，物体仍静止（g=10m/s2），则下述正确的是A斜面受的压力减少量等于5N?B斜面受的压力减少量小于5NC地面受的压力减少量等于5N?D地面受的压力减少量小于5N7、半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN，在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态，右图所示是这个装置的纵截面图.若用外力使MN保持竖直，缓慢地向右移动，在Q落到地面以前、发现P始终保持静止.在此过程中，下列说法中不正确的是?AMN对Q的弹力逐渐减小?B地面对P的摩擦力逐渐增大?CP、Q间的弹力先减小后增大?DQ所受的合力逐渐增大8、如图所示，两个质量都是的小球、用轻杆连接后斜放在墙上处于平衡状态已知墙面光滑，水平地面粗糙现将球向上移动一小段距离两球再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，地面对球的支持力和轻杆上的压力的变化情况是AN不变，F变大?BN不变，变小CN变大，变大?D变大，变小9、如图所示，A、B两物体通过两个质量不计的光滑滑轮悬挂起来，处于静止状态现将绳子一端从P点缓慢移到Q点，系统仍然平衡，以下说法正确的是?A夹角将变小?B夹角将变大C绳子张力将增大?D物体B位置将变高10、如图所示，A、B两球完全相同，质量均为m，用两根等长的细线悬挂在O点，两球之间连着一根劲度系数为k的轻质弹簧，静止不动时，两根细线之间的夹角为。则弹簧的长度被压缩了?A.?B.?C?D.11、如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧.在这过程中下面木块移动的距离为A.?B.?C.?D.12、如图所示，A、B两球用劲度系数为k1的轻弹簧相连，B球用长为L的细线悬于O点，A球固定在O点正下方，且O、A间的距离恰为L，此时绳子所受的拉力为F1，现把A、B间的弹簧换成劲度系数为k2的轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为F2，则F1与F2的大小关系为AF1F2?CF1=F2?D因k1、k2大小关系未知，故无法确定13、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，PQ仍静止不动，则?（?）?AQ受到的摩擦力一定变小BQ受到的摩擦力一定变大?CQ受到的摩擦力变化不确定D轻绳上拉力一定不变14、如图1，OP为粗糙的水平杆，OQ为光滑的竖直杆，质量相同的两个小环a、b，通过细线连接套在杆上，a环在A位置时平衡当a环移到位置时也恰好平衡，在A位置水平杆受到的压力为FN1，细线的拉力为F1，在位置水平杆受到的压力为FN2，细线的拉力为F2，则下述结论正确的是（）A，F1=F2B，C，F1F2D，15、如图所示，一物块受到一个水平力F作用静止于斜面上，此力F的方向与斜面平行，如果将力F撤消，下列对物块的描述正确的是?A木块将沿斜面下滑?B木块受到的摩擦力变大?C木块立即获得加速度?D木块所受的摩擦力方向改变16、在固定于地面的斜面上垂直安放一个挡板，截面为?圆的柱状物体甲放在斜面上，半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间，没有与斜面接触而处于静止状态，如图所示。现在从球心O1处对甲施加一平行于斜面向下的力F，使甲沿斜面方向极其缓慢地移动，直至甲与挡板接触为止。设乙对挡板的压力F1，甲对斜面的压力为F2，在此过程中(?)AF1缓慢增大，F2缓慢增大BF1缓慢增大，F2缓慢减小CF1缓慢减小，F2缓慢增大DF1缓慢减小，F2不变17、如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为和的木块a和b，中间用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连结起来，木块与地面间的动摩擦因数为现用一水平力向右拉木块b，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是（?）?A.?B.C.?D.18、如图所示，一物体M放在粗糙的斜面上保持静止，斜面静止在粗糙的水平面上，现用水平力F推物体时，M和斜面仍然保持静止状态，则下列说法正确的是（?）A斜面体受到地面的支持力增大?B斜面体受到地面的摩檫力一定增大?C物体M受到斜面的静摩檫力一定增大?D物体M受到斜面的支持力可能减小?评卷人得分三、计算题（每空？分，共？分）19、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3kg，求细绳对B球的拉力和A球的质量mA.20、一表面粗糙的斜面，放在光滑的水平地面上，如图4所示，为斜面倾角.斜面固定时，一质量为m的滑块恰好能沿斜面匀速下滑.斜面不固定时，若用一推力F作用于滑块，使之沿斜面匀速上滑.为了保持斜面静止不动，必须用一大小为F0=4mgcossin的水平力作用于斜面.求推力F的大小和方向.21、如图所示，质量为M、横截面积为直角三角形的物块ABC，它与竖直墙壁的动摩擦因数为，DABC=a，AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜面BC的推力，为使物块保持静止状态的大小应满足什么条件？(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)22、质量为m的物体放在倾角为的斜面上，设=45o，物体和斜面间的动摩擦因数=0.5，力F1沿斜面向上作用于物体或另一水平方向作用与物体的力F2均能使物体匀速上滑，如图所示，则F1:F2等于多少？23、如图B-10所示，质量为m的物体恰好能在倾角为的斜面上匀速下滑，如果在物体上施加一个力F，使物体沿斜面匀速上滑，为了使力F取最小值，则这个力与斜面的倾角为多少？这个力的最小值是多少？24、如图B-9所示，ABCD为一倾角为=30的粗糙斜面，AD边与BC边平行，斜面上有一重为G10N的物体，当对物体作用一个与AD边平行的拉力F时，物体恰能做匀速直线运动.如果物体和斜面间动摩擦因数=，求拉力F的大小以及力F和物体运动方向之间的夹角.25、质量为10kg的物体放在粗糙的斜面上，当斜面倾角为37时，物体恰好可以匀速下滑，求：（1）物体与斜面间的动摩擦因数（g=10N/kg）（2）保持倾角不变，为使物体可以匀速上滑，需加多大的沿斜面向上方向的推力？?(已知：sin37=0.6?cos37=0.8)26、如图B-8所示，绳子一端系于天花板上A点，另一端所系小球置于光滑的半球面上B点，悬点A和球心O在同一竖直线上，已知小球质量为m，绳子长度为L，A到球面的距离为h，球面的半径为R，求小球对绳子的拉力和对球面的压力27、轻绳一端系在质量为m30kg的物体上，另一端系在一个质量为mA2kg套在粗糙竖直杆MN的圆环上.现用水平力F拉住绳子上一点，使物体从如图所示实线位置O缓慢下降到虚线位置O,530时，圆环恰好要下滑，求杆与环间动摩擦因数(sin37=0.6，cos37=0.8)28、如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O。轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连，轻绳OA与竖直方向的夹角37，物体甲、乙均处于静止状态。（取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求：（1）轻绳OA、OB受到的拉力是多大？(2)?乙受到的摩擦力是多大？方向如何?（3）若物体乙的质量m2=4kg，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为=0.3，则欲使物体乙在水平面上不滑动，物体甲的质量m1最大不能超过多少？29、如下图所示，A、B两物体叠放在水平地面上，已知A、B的质量分别为mA10kg，mB20kg，A、B之间，B与地面之间的动摩擦因数均为0.5.一轻绳一端系住物体A，另一端系于墙上，绳与竖直方向的夹角为37，今欲用外力将物体B从物体A下向右匀速拉出，求（1）绳的拉力N的大小？（2）A、B两物体之间的摩擦力f的大小？（3）所加水平力F的大小？(取g10m/s2，sin370.6，cos370.8)评卷人得分四、填空题（每空？分，共？分）30、如图所示，轻绳OA一端系在天花板上，与竖直线夹角为370，轻绳OB水平，一端系在墙上，O点处挂一重为40N的物体绳AO拉力为?N、BO的拉力为?N；若绳AO、BO、CO所能承受的最大拉力均为100N，则所吊重物不能超过?N评卷人得分五、综合题（每空？分，共？分）31、如图所示，一个重为G的小球套在竖直放置的半径为R的光滑大圆球上，一个劲度系数为k，原长为L（LR）的轻弹簧，一端固定在大圆环顶点A，另一端与小球相连小球在大圆环上无可摩擦滑动，求：当环静止于B点时，弹簧有多长？32、如图所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为。质量为的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少？参考答案一、多项选择1、AB2、C3、AB4、BD5、ABD6、BC7、ACD8、B9、D10、C11、C?12、C13、CD14、?B15、D16、DA解析：对于木块1，水平方向受向左的滑动摩擦力17、，向右的弹簧弹力F的作用，做匀速直线运动，二力平衡=FN又F=kx由得，故两块之间距离为L。18、B三、计算题19、对B球，受力分析如图物体B处于平衡状态有：Tcos300=mBg?T=2mBg=2310=60N?对A球，受力分析如图物体A处于平衡状态有：在水平方向：Tcos300=NAsin300?在竖直方向：NAcos300=mAg+Tsin300?由上两式解得：mA=2mB=6kg?20、见分析【试题分析】斜面固定时，滑块恰好沿斜面下滑，则mgsin=mgcos，得=tan?设推力F沿斜面方向的分力为Fx，沿垂直斜面方向的分力为Fy，滑块受力如图5（甲）所示.则FxmgsinFu=0?FnFymgcos=0?Fu=Fn?斜面体受力如图5（乙）所示，则有F0=Fucos+Fnsin?联立且Fu=Fu，Fn=Fn，代入F0的值，得Fx=3mgsin，Fy=mgcos.故21、若物体刚好不下滑Mg+Fsin-fm=0?Fcos=FNFcos-FN=0?Mg+FsinFNfm=FN?Mg+FsinFcosF22、：423、物体的受力情况如图3所示，在垂直斜面方向上有FN=mgcos-Fsin沿斜面方向上有Fcos=FU+mgsin且FU=FN由式解得F=，当cos+sin最大时，F有最小值，由数学知识可得当=arctan时，cos+sin有最大值，且由题中条件可知=tan，则当=时，Fmin=mgsin2.【试题分析】24、由于物体在力F作用下，在斜面内做匀速直线运动，故所受滑动摩擦力，此时有，得，设F与物体运动方向的夹角为，则tan=1，即=45.【试题分析】25、解：因为utan，所以当F=0时，物体不能静止。若物体在力F的作用下刚好不下滑，则物体受沿斜面向上的最大静摩擦力，且此时F最小，对物体受力分析，如图甲所示，由平衡条件：mgsin=Fcos+F?N=mgcos+mgsin?F=uN?由得Fmin=若物体在力F的作用下刚好不上滑，则物体受沿斜面向下的最大静摩擦力，且此时F最大，对物体受力分析，如图乙所示由平衡条件：mgsin+F=Fcos?N=mgcos+mgsin?F=uN?由得Fmax=所以F26、解：如图4所示，将重力按效果分解为拉紧绳子的力F和压紧球面的力FN，由ABOBCD得解得F=?FN=【试题分析】27、对物体m在O/点分析受力如图物体B处于平衡状态有：在水平方向：Tsin570=F，在竖直方向