（广西专用）2020高考物理二轮复习 专题能力训练1 力与物体的平衡（含解析）

专题能力训练1力与物体的平衡(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共6小题,每小题9分,共54分。在每小题给出的四个选项中,14题只有一个选项符合题目要求,56题有多个选项符合题目要求。全部选对的得9分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.(2017全国卷)如图所示,一物块在水平拉力f的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持f的大小不变,而方向与水平面成60角,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为()a.2-3b.36c.33d.32答案:c解析:假设物块质量为m,物块与桌面间的动摩擦因数为,当物块在水平力f作用下做匀速直线运动时满足f=mg;当物块在与水平方向成60角的力f作用下做匀速直线运动时满足fcos60=(mg-fsin60);联立方程解得,物块与桌面间的动摩擦因数=33,故选项c正确。2.如图所示,质量分别为m1、m2的两物体甲、乙位于相邻的两水平台阶上,中间用轻弹簧相连,弹簧与竖直方向夹角为。在乙右端施加水平拉力f,使甲、乙均处于静止状态。已知重力加速度为g,乙表面光滑,则下列说法正确的是()a.弹簧弹力的大小为m1gcosb.地面对甲的摩擦力大小为fc.甲的表面可能光滑d.m1与m2一定相等答案:b解析:对两物体及弹簧整体受力分析可知,整体受重力、支持力、拉力及摩擦力;要使整体处于平衡,则水平方向一定有向左的摩擦力作用在甲上,且大小与f相同,故b正确。因甲与地面间有摩擦力,故c错误。再对甲受力分析可知,弹力水平方向的分力应等于摩擦力,即等于f,故弹力f弹=fsin;因竖直方向上地面对甲、乙的支持力大小不明确,无法确定两物体的质量关系,也无法求出弹簧弹力与重力的关系,故a、d错误。3.(2019辽宁大连模拟)如图所示,一条细绳跨过光滑的定滑轮连接两个小球a、b,它们都穿在一根光滑的竖直杆上,不计滑轮的质量。当两球平衡时oa绳与水平方向的夹角为2,ob绳与水平方向的夹角为,b球的质量为m,则()a.a球的质量为m2cosb.a球的质量可能小于b球的质量c.滑轮轴受到的作用力大小为mgsin2d.细绳的张力大小为mgsin2答案:c解析:运用隔离法,分别对a、b两球受力分析,如图所示,由几何知识得,ftsin2=mag,ftsin=mg,又2m且mam=sin2sin=2cos1,可得ma=2mcos,a、b错误;绳子的张力大小ft=mgsin,滑轮轴受到的作用力大小f=2ftcos2=mgsin2,c正确,d错误。4.如图所示,滑块a置于水平地面上,滑块b在一水平力作用下紧靠滑块a(a、b接触面竖直),此时a恰好不滑动,b刚好不下滑。已知a与b间的动摩擦因数为1,a与地面间的动摩擦因数为2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。a与b的质量之比为 ()a.112b.1-1212c.1+1212d.2+1212答案:b解析:对滑块a,f=2(ma+mb)g;对滑块b,mbg=1f,以上两式联立得mamb=1-1212,故b项正确。5.(2019浙江4月改编)如图所示,一根粗糙的水平横杆上套有a、b两个轻环,系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态,现将两环距离变小后书本仍处于静止状态,则()a.杆对a环的支持力变大b.b环对杆的摩擦力变小c.杆对a环的力不变d.与b环相连的细绳对书本的拉力变小答案:bd解析:以两个轻环和书本组成的系统为研究对象,设系统总质量为m总,竖直方向受到重力和水平横杆对轻环的支持力2fn,受力分析图如图甲所示。甲乙根据平衡条件得2fn=m总g,得到fn=12m总g,可见,水平横杆对每个轻环的支持力fn不变,a错误。以a环为研究对象,受力分析图如图乙所示。竖直方向:fn=fsin水平方向:fcos=ffa由得ffa=fncot,增大时,ffa变小,ffb=ffa,由牛顿第三定律可知b环对杆的摩擦力变小,b正确。fn和ffa的合力即为杆对环的作用力,合力变小,c错误。对书本受力分析,受重力和两个拉力,如图丙所示。丙根据共点力平衡条件,两根轻绳对书本的拉力的合力始终等于书本的重力,即保持不变。由几何关系有fa=fb=mg2cos2当两轻环间距离缩短一些时,拉力fa、fb均变小,d正确。6.(2017天津卷)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆m、n上的a、b两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件,仍保持衣架静止,下列说法正确的是()a.绳的右端上移到b,绳子拉力不变b.将杆n向右移一些,绳子拉力变大c.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小d.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移答案:ab解析:如图所示,由几何关系可知1=5=2=4,若绳子的端点b向上移至b,绳的夹角大小不变,故晾衣绳拉力不变,故a正确。杆n右移,绳长不变,两段绳的夹角变大,但合力大小、方向均不变,故绳的拉力变大,故b正确。只要杆m、n间距不变,如图所示,无论移动哪个端点,绳的拉力始终保持不变,故c错误。若要换挂质量更大的衣服,只是衣服的重力增大,绳与竖直方向的夹角不变,则衣架悬挂点不变,故d错误。二、非选择题(本题共2小题,共46分)7.(22分)如图所示,光滑金属球的重力g=40 n,它的左侧紧靠竖直的墙壁,右侧置于倾角=37 的斜面体上。已知斜面体置于水平地面上保持静止状态,sin 37=0.6,cos 37=0.8。求:(1)墙壁对金属球的弹力大小;(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向。答案:(1)30 n(2)30 n,水平向左解析:(1)金属球静止,则它受力平衡,如图所示。由平衡条件可得墙壁对金属球的弹力为fn1=gtan=40tan37n=30n。(2)斜面体对金属球的弹力为fn2=gcos=50n由斜面体受力平衡可知地面对斜面体的摩擦力大小为ff=fn2sin=30n摩擦力的方向水平向左。8.(24分)如图所示,倾角为30的粗糙绝缘斜面固定在水平地面上,整个装置处在垂直斜面向上的匀强电场之中,一质量为m、电荷量为-q的小滑块恰能沿斜面匀速下滑,已知滑块与斜面