【走向高考】2011高考物理一轮复习 共点力作用下物体的平衡配套练习

用心 爱心 专心1 20112011 走向高考系列物理一轮复习配套练习走向高考系列物理一轮复习配套练习 共点力作用下物体的平衡共点力作用下物体的平衡 一 选择题 1 2009 江苏 用一根长 1m 的轻质细绳将一幅质量为 1kg 的画框对称悬挂在墙壁上 已知绳能承 受的最大张力为 10N 为使绳不断裂 画框上两个挂钉的间距最大为 g取 10m s2 A m B m 3 2 2 2 C m D m 1 2 3 4 答案 A 解析 本题考查共点力的平衡 由题意知 当两绳间夹角为 120 时 两绳张力达 10N 此时画框 上挂钉间距为x Lsin60 m 选项 A 正确 3 2 2 2009 山东 如图所示 光滑半球形容器固定在水平面上 O为球心 一质量为 m 的小滑块 在 水平力 F 的作用下静止于P点 设滑块所受支持力为FN OP与水平方向的夹角为 下列关系正确的是 A F mg tan B F mgtan C FN mg tan D FN mgtan 答案 A 解析 本题主要考查受力分析与物体平衡条件 受力分析如图 由平衡条件知 FNsin mg FN C 错 D 错 mg sin 用心 爱心 专心2 F A 正确 B 错 正确答案 A mg tan 3 如图所示 竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上 另一端与斜面体P连接 P的斜面与固定挡板 MN接触且处于静止状态 则斜面体P此刻所受的外力个数有可能为 A 2 个 B 3 个 C 4 个 D 5 个 答案 AC 解析 若斜面体P受到的弹簧弹力F等于其重力mg 则MN对P没有力的作用 如图 a 所示 P 受到 2 个力 A 对 若弹簧弹力大于P的重力 则MN对P有压力FN 只有压力FN则P不能平衡 一定存 在向右或有向右分量的力 只能是MN对P的摩擦力Ff 因此P此时受到 4 个力 如图 b 所示 C 对 4 2009 泰安模拟 如图所示 轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体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 则 A 物体B受到的摩擦力可能为 0 B 物体B受到的摩擦力为mAgcos C 物体B对地面的压力可能为 0 D 物体B对地面的压力为mBg mAgsin 答案 BD 解析 对B受力分析如图所示 则水平方向上 Ff FTcos 由于FT mAg 所以Ff mAgcos 故 A 错误 B 正确 因为摩擦力不为零 所以压力不可能为零 故 C 错误 竖直方向上 FNB FTsin mBg 所以FNB mBg FTsin mBg mAgsin 故 D 正确 5 三段等长的 不可伸长的细线结于O点 A端固定在水平杆上 B端接在套在竖直光滑杆上的轻 圆环上 C端挂一重物 重物质量为m 开始时轻圆环固定在紧靠D端的位置 AD等于绳长OA 静止时 如图所示 今不再固定圆环 让圆环可以在竖直光滑杆上自由滑动 再次静止时OA绳拉力为FTA OB绳 拉力为FTB 则 用心 爱心 专心3 A FTAmg B FTA mg FTB 0 C FTA mg FTB mg D FTA mg FTB mg 答案 B 解析 由于AD OA OB 圆环自由下落稳定时 AO竖直向下 故绳OB中无拉力FTB 0 FTA mg 6 如图所示 一个半球形的碗放在桌面上 碗口水平 O是球心 碗的内表面光滑 轻质杆的两端 固定有两个小球 质量分别是m1 m2 当它们静止时 m1 m2与球心的连线跟水平面分别成 60 30 角 则碗对两小球的弹力F1 F2大小之比是 A 1 2 B 1 3 C 1 D 2 33 答案 B 解析 选m1 m2组成的整体作为研究对象进行分析 则三力平衡必共点 故F1 F2 tan60 选项 B 正确 3 7 2009 天津质检 如图所示 把球夹在竖直墙面AC和木板BC之间 不计摩擦 设球对墙的压力 为FN1 球对板的压力为FN2 在将板BC逐渐放至水平的过程中 下列说法中正确的是 A FN1增大 FN2减小 B FN1减小 FN2增大 C FN1增大 FN2增大 D FN1减小 FN2减小 答案 D 解析 如图 利用图象法可知FN1 FN2都减小 故 D 正确 用心 爱心 专心4 8 如图所示 A B两物体的质量分别为mA和mB 且mA mB 整个系统处于静止状态 小滑轮的质量 和一切摩擦均不计 如果绳的一端由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 如何变化 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 答案 C 解析 系统静止时 与动滑轮接触的那一小段绳子受力情况如右图所示 同一根绳子上的拉力 F1 F2总是相等的 它们的合力F与F3是一对平衡力 以F1 F2为邻边所作的平行四边形是菱形 故 mBg 2mAgsin 绳的端点由Q点移向P点时 由于mA mB的大小不变 故 不变 因此B下降 A上 升 二 非选择题 9 在装修工程中 用与竖直方向成 角的力F使质量为m的物体静止在斜板的某一位置上 如图 所示 斜板与水平方向成 角 请在图中画出这个物体的受力示意图 并写出计算斜板对它的压力大小 的表达式 答案 Fcos mgcos 解析 物体受力如图所示 沿垂直于斜板面的合力为零 则有FN Fcos mgcos 10 如图所示 木板B放在粗糙的水平地面上 木块A放在B的上面 A的右端通过一不可伸长的轻 绳固定在直立墙壁上 用水平力F向左拉动B 使B以速度v做匀速运动 A B的质量均为m 且A B 间及B与水平地面间的动摩擦因数都是 则绳的拉力FT 水平拉力F 答案 mg 3 mg 解析 对A受力分析知FT FfA mg 对B受力分析知F FfA Ff地 Ff地 2 mg 故F 3 mg 11 如图所示为一攀岩运动员 正在竖直崖壁上攀登 由于身背很重的行装 重心上移至肩部的O 点 总质量为 75kg 此时手臂与身体垂直 手臂与崖壁夹角 为 60 求此时手受到的拉力和脚受到 的作用力 设手受到的拉力和脚受到的作用力均通过重心O g取 10m s2 用心 爱心 专心5 答案 375N 375N 3 解析 对运动员进行受力分析如图所示 根据平衡条件正交分解得 Fsin60 FNsin30 Fcos60 FNcos30 mg 解得F mg 375N 1 2 FN 375N 3 12 如图所示 半径为R的半球支撑面顶部有一小孔 质量分别为m1和m2的两只小球 视为质点 通过一根穿过半球顶部小孔的细线相连 不计所有摩擦 请你分析 1 m2小球静止在球面上时 其平衡位置与半球面的球心连线跟水平方向的夹角为 则 m1 m2 和R之间应满足什么关系 2 若m2小球静止于 45 处 现将其沿半球面稍稍向下移动一些 则释放后m2能否回到原来位 置 答案 1 m1 m2cos 与R无关 2 不能 解析 1 根据平衡条件有m2gcos m1g 所以m1 m2cos 或 cos 与R无关 m1 m2 2 不能回到原来位置 m2所受的合力为m2gcos m1g m2g cos cos45 0 因为 45 所以m2将向下运动 13 当物体从高空下落时 空气阻力随速度的增大而增大 因此经过一段距离后将匀速下落 这个 速度称为此物体下落的终极速度 已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v 且正比于球半 径r 即阻力F krv k是比例系数 对于常温下的空气 比例系数k 3 4 10 4N s m2 已知水的密度 1 0 103kg m3 取重力加速度g 10m s2 试求半径r 0 10mm 的球形雨滴在无风情况下的终极速度 vT 结果取两位有效数字 答案 1 2m s 解析 雨滴下落时受两个力作用 重力 方向竖直向下 空气阻力 方向竖直向上 当雨滴达到 终极速度vT后 加速度为零 二力平衡 用m表示雨滴的质量 有 mg krvT 0 m r3 4 3 由 得终极速度vT 4 r2 g 3k 代入数值得vT 1 2m s 用心 爱心 专心6 14 2009 温州模拟 质量为M的木楔倾角为 在水平面上保持静止 当将一质量为m的木块放 在斜面上时正好匀速下滑 如果用与斜面成 角的力F拉着木块匀速上升 如图所示 求 1 当 时 拉力F有最小值 求出此最小值 2 此时水平面对木楔的摩擦力是多少 答案 1 mgsin2 2 mgsin4 1 2 解析 1 物体m放于斜面上时 正好沿斜面匀速下滑 则有mgsin mgcos 得 tan 当力F作用于m后 受力情况如图所示 有Error 解得 F mgsin