冲刺卷二力与物体的平衡

1、冲刺卷二力与物体的平衡满分：100分时间：60分钟一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个选项符合题意。)1(2015·姜堰市模拟)如图所示，一只半径为R的半球形碗倒扣在水平桌面上处于静止状态，一质量为m的蚂蚁在离桌面高度R时恰能停在碗上。则蚂蚁受到的最大静摩擦力大小为()A0.6 mg B0.8 mg C0.4 mg D0.75 mg2.(2015·长春质量监测)如图所示，小球a的质量为小球b质量的一半，分别与轻弹簧A、B和轻绳相连接并处于平衡状态。轻弹簧A与竖直方向夹角为60°，轻弹簧A、B伸长量刚好相同，则下列说法中正确的是()A轻

2、弹簧A、B的劲度系数之比为31B轻弹簧A、B的劲度系数之比为21C轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力大小之比为21D轻绳上拉力与轻弹簧B上拉力大小之比为113如图所示，由两种材料制成的半球面固定在水平地面上，右侧面是光滑的，左侧面是粗糙的，O点为球心，A、B是两个相同的小物块(可视为质点)，小物块A静止在左侧面上，小物块B在图示水平力F作用下静止在右侧面上，A、B处在同一高度，AO、BO与竖直方向的夹角均为，则A、B对球面的压力大小之比为()Asin2 1 Bcos2 1 Csin 1 Dcos 14一串小灯笼(五只)彼此用轻绳连接，并悬挂在空中。在稳定水平风力作用下发生倾斜，悬绳与竖直方向的夹角为3

3、0°，如图所示。设每个灯笼的质量均为m。则自上往下第一只灯笼对第二只灯笼的拉力大小为()A2mg B.mgC.mg D8 mg5如图所示，两段等长细线串接着两个质量相等的小球a、b，悬挂于O点。现在两个小球上分别加上水平方向的外力，其中作用在b球上的力大小为F、作用在a球上的力大小为2F，则此装置平衡时的位置可能是图中()6如图所示，一轻杆水平放置，杆两端A、B系着不可伸长且光滑的柔软轻绳，绳上套着一小铁环。现将轻杆绕着杆中点O在竖直平面内顺时针缓慢转过一个角度，关于轻绳对杆端点A、B的拉力FA、FB，下列说法正确的是()AFA变大，FB变小 BFA变大，FB变大CFA变小，FB变小

4、 DFA不变，FB不变7(2015·济南二模)一个质量为1 kg的物体放在粗糙的水平地面上，今用最小的拉力拉它，使之做匀速运动，已知这个最小拉力为6 N，g10 m/s2，则下列关于物体与地面间的动摩擦因数，最小拉力与水平方向的夹角，正确的的是()A，0 B，tan C，tan D，tan 8(2015·合肥质量检测)一个挡板固定于光滑水平地面上，截面为圆的柱状物体甲放在水平面上，半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间，没有与地面接触而处于静止状态，如图所示，现在对甲施加一个水平向左的力F，使甲沿地面极其缓慢地移动，直至甲与挡板接触为止。设乙对挡板的压力为F1，甲对地面

5、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不变CF1缓慢减小，F2不变DF1缓慢减小，F2缓慢增大二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共计30分。每小题有多个选项符合题意。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分。)9(2015·太原调研)如图甲所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于匀强磁场中，棒中通一由M向N的电流，两悬线与竖直方向夹角为时金属棒处于静止状态，图乙为其沿MN方向的侧视图，则磁感应强度可能的方向为()AB1 BB2 CB3 DB410(2015·沈阳质监)如图所示，倾斜导轨宽为L，与水平面成

6、角，处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，金属杆ab水平放在导轨上。当回路电流强度为I时，金属杆ab所受安培力为F，斜面的支持力为FN，则()A安培力方向垂直ab杆沿斜面向上B安培力方向垂直ab杆水平向右CFNBILcos DFN11.(2015·苏州调研)如图所示，质量均为m的小球A、B用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于O点，在外力F的作用下，小球A、B处于静止状态。若要使两小球处于静止状态且悬线OA与竖直方向的夹角保持30°不变，则外力F的大小()A可能为mg B可能为mgC可能为mg D可能为mg12(2015·郑州质量预测)如图所示，截面是三角形

7、的木块a上放置一铁块b，三角形木块竖直边靠在粗糙的竖直面上，现用竖直向上的作用力F，推动木块与铁块一起向上匀速运动，运动过程中铁块与木块始终保持相对静止，下面说法正确的是()A木块a与铁块b间一定存在摩擦力B木块a与竖直墙面间一定存在水平弹力C木块a与竖直墙面间一定存在摩擦力D竖直向上的作用力F大小一定等于铁块与木块的重力之和13(2015·河南八市三次联考)如图所示，顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上，三条细绳结于O点。一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P，一条绳连接小球Q，P、Q两物体处于静止状态，另一条绳OA在外力F的作用下使夹角90°，现缓慢改变绳OA的

8、方向至90°，且保持结点O位置不变，整个装置始终处于静止状态。下列说法正确的是()A绳OA的拉力一直增大B斜面对物块P的摩擦力的大小可能先减小后增大C地面对斜面体有向右的摩擦力D地面对斜面体的支持力大于物块P和斜面体的重力之和三、计算题(本题共2小题，共计38分。解答时写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。)14(2015·江苏镇江)(18分)如图所示，质量为m的正方体和质量为M的正方体放在两竖直墙和水平面间，处于静止状态。m和M相接触的边与竖直方向的夹角为，若不计一切摩擦，求：(1)水平面对正方体M的弹力大小；(2)墙面对正方体m的弹力大小。

9、15(2015·上海八校联合调研)(20分)在建筑装修中，工人用质量为5.0 kg的磨石A对地面和斜壁进行打磨，已知A与地面、A与斜壁之间的动摩擦因数均相同(g取10 m/s2)。(1)当A在水平方向的推力F125 N作用下打磨地面时，A恰好在水平地面上做匀速直线运动，求A与地面间的动摩擦因数；(2)若用A对倾角37°的斜壁进行打磨，如图所示，当对A施加竖直向上的推力F2为多大时，磨石A能沿斜壁向上做匀速运动。(sin 37°0.6，cos 37°0.8)冲刺卷二力与物体的平衡1A蚂蚁受重力、支持力和摩擦力处于平衡，摩擦力与水平方向所成的夹角为，根据平衡

10、有：fmgsin 而cos 0.8。故最大静摩擦力为：fmmgsin 0.6mg。选项A正确。2A设两弹簧的伸长量都为x，a的质量为m，对小球b受力分析，由平衡条件可得：弹簧B的弹力kBx2mg，对小球a受力分析，可得：kBxmgkAxcos 60°，联立可得：kA3kB，选项A正确，B错误；同理FkAxsin 60°kAxkBx，选项C、D错误。3B设小物块的质量为m，对A、B进行受力分析，如图所示，由于A、B物体均处于静止状态，由受力分析图和物体的平衡条件知，A物体对球面的压力大小为FNAmgcos ；B物体对球面的压力大小为FNB，则A、B物体对球面的压力大小之比为F

11、NAFNBcos21，所以正确选项B。4C把第二只到第五只四个灯笼做为整体受力如图所示，由共点力的平衡条件得第一只灯笼对第二只灯笼的拉力为FTmg，C项正确。5C设每个球的质量为m，Oa与ab和竖直方向的夹角分别为、。以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图甲，根据平衡条件可知，Oa绳的方向不可能沿竖直方向，否则整体的合力不为零，不能保持平衡，由平衡条件得：tan ，以b球为研究对象，分析受力情况，如图乙，由平衡条件得：tan ，则<，故C正确。6C杆水平放置时，两端绳与竖直方向的夹角相等为，环受力如图(1)所示，由平衡条件得FAFB现杆绕O在竖直平面内顺时针缓慢转过一个角度，

12、两端轻绳与竖直方向的夹角仍相等，但与水平状态相比，有，对环受力分析如图(2)所示，同理可得FAFB，即FA、FB均变小。7B由于物体在水平面上做匀速直线运动，随着拉力与水平方向的夹角的不同，物体与水平面间的弹力不同，因而滑动摩擦力也不一样。而拉力在水平方向的分力与摩擦力相等。以物体为研究对象，受力分析如图所示，因为物体处于平衡状态，水平方向有Fcos FN，竖直方向有Fsin FNmg。联立可解得：F，tan ，当90°，即arctan 时，sin ()1，F有最小值：Fmin，代入数值得此时，tan tan ，B正确。8C方法一(图解法)把甲、乙看做一个整体，竖直方向仅受重力和地面

13、的支持力，在此过程中，两物体重力不变，支持力不变，由牛顿第三定律得，甲对地面的压力F2不变。选取乙为研究对象，乙物体受力如图，甲对乙的作用力F3和挡板对乙的作用力F1的合力F合始终与乙的重力等大、反向，在将甲沿地面缓慢地向左移动时，甲对乙的作用力F3逐渐减小，挡板对乙的弹力F1逐渐减小，所以乙对挡板的压力F1逐渐减小。所以正确选项为C。方法二(解析法)分析甲对地面的压力F2方向同上选取乙为研究对象，如图所示。设F3与竖直方向夹角为。则F3cos GF3sin F1甲沿地面缓慢向左移动时，F3F1F1，故选项C正确。9BC对金属棒进行受力分析，金属棒受重力mg、细线的拉力FT和安培力F三个力的作

14、用。由平衡条件可知，重力mg和细线拉力FT的合力与安培力等大反向。所以安培力在重力mg和细线拉力F的反向延长线MP和MQ之间的任意方向(含MP方向，但不包括MQ方向)，如图所示。根据左手定则分析可知，B、C两项正确。10BD画出倾斜导轨和ab杆的二维视图，由左手定则判断出安培力方向水平向右，大小为FBIL，由共点力平衡求得FN，选项B、D正确。11BCD取A、B两球为一整体，质量为2m，悬线OA与竖直方向夹角为30°，由图可以看出，外力F与悬线OA垂直时为最小，Fmin2mgsin mg，所以外力F应大于或等于mg，选项B、C、D均正确。12AD隔离铁块b对其进行受力分析，它受到重力

15、、木块a的支持力和沿接触面向上的静摩擦力作用，如果没有摩擦力，铁块将不能处于平衡状态，故选项A正确；木块a与竖直墙壁之间虽然接触，但它们之间无相互挤压，没有发生形变，所以不会产生弹力，也不会产生摩擦力，选项B、C均错误；对铁块b和木块a整体进行受力分析，根据题意可知，该整体处于平衡状态，所以其所受的总重力(铁块与木块的重力之和)等于作用力F的大小，选项D正确。13BD缓慢改变绳OA的方向至>90°的过程，OA拉力的方向变化如图从1位置到2位置到3位置所示，可见OA的拉力先减小后增大，OP绳的拉力一直增大，选项A错误；若开始时P受绳子的拉力比较小，则斜面对P的摩擦力沿斜面向上，OP绳拉力一直增大，则摩擦力可能先变小后反向增大，选项B正确；以斜面和P、Q整体为研究对象受力分析，根据平衡条件，斜面受地面的摩擦力与F沿水平方向的分力等大反向，故摩擦力方向向左，选项C错误；以斜面体和P、Q整体为研究对象受力分析，根据竖直方向受力平衡：NFcos M斜gMPgMQg，式中为F与竖直方向的夹角，由上图分析可知Fcos 的最大值即为MQg(当F竖直向上时)，故Fcos <MQg，则N>M斜gMPg，选项D正确。14解析(1)以两个正方体整体为研究对象，整体受到向上的支持力和向下的重力，处于静止状态，所以水