二轮复习课时作业 共点力作用下物体的平衡　新课标卷

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精新课标2013年高考二轮复习课时作业共点力作用下物体的平衡时间:30分钟满分:100分1．如图1所示，一个质量为m＝2.0kg的物体,放在倾角为θ＝30°的斜面上静止不动．若用竖直向上的力F＝5.0N提物体，物体仍静止,下述结论正确的是 ()A．物体受到的合外力减小5。0NB．物体受到的摩擦力减小5.0NC．斜面受到的压力减小5.0ND．物体对斜面的作用力减小5。0N解析：由于物体始终静止，故F合＝0，故A选项不正确．物体所受斜面的摩擦力沿斜面向上，而不是竖直向上，故摩擦力的减小量为F沿斜面向上的分力小于5.0N，故选项B是错误的．斜面受到压力减小量是F在垂直于斜面上的分力大小，故选项C也不正确．其中D项中“物体对斜面的作用力”应理解为压力和摩擦力的合力，故选项D是正确的．答案：D2．如图2所示，一质量为M的楔形块放在水平桌面上，它的顶角为90°，两底角为α和β；a、b是两个位于斜面上质量均为m的木块，已知所有接触面都是光滑的．现发现a、b沿斜面下滑，而楔形木块静止不动,这时楔形木块对水平桌面的压力等于 (）A．Mg＋mg B．Mg＋2mgC．Mg＋mg(sinα＋sinβ) D．Mg＋mg（cosα＋cosβ）图3解析:由于各接触面是光滑的,a、b两物体均加速下滑，分析M受力:M自身的重力G，地面的支持力FN,a对M的压力Fa＝mgcosα，b对M的压力Fb＝mgcosβ.如图3所示．利用正交分解，在竖直方向上合力为零．FN＝G＋Fbcosβ＋Facosα＝G＋mgcos2α＋mgcos2β因为α与β互余，所以cos2α＋cos2β＝1。所以FN＝G＋mg＝Mg＋mg答案：A3．如图4所示，将质量为m的物体置于固定的光滑斜面上，斜面的倾角为θ，水平恒力F作用在物体上，物体处于静止状态，则物体对斜面的压力大小可以表示为(重力加速度为g） （）A．mgcosθ B．F/sinθC。eq\r(F2＋（mg)2) D．mgcosθ＋Fsinθ图5解析：物体受力如图5所示，分解FN可得eq\b\lc\{\rc\（\a\vs4\al\co1(FNsinθ＝F，FNcosθ＝G)）有：FN＝eq\f（F，sinθ）分解F、G可得：FN＝Fsinθ＋mgcosθ利用力的三角形可得：FN＝eq\r（F2＋(mg）2),故选项B、C、D是正确的．答案:BCD4．如图6所示,小船用绳索拉向岸边,设船在水中运动时所受水的阻力不变,那么小船在匀速靠岸过程中,下面说法哪些是正确的 (）A．绳子的拉力F不断增大B．绳子的拉力F不变C．船所受的浮力不断减小D．船所受的浮力不断增大图7解析：小船共受四个力作用：重力G、浮力F浮、水的阻力F阻、绳子拉力F。引入绳与水平方向的夹角θ为参量（如图7所示）．由于小船是匀速靠岸，故有平衡方程eq\b\lc\｛\rc\(\a\vs4\al\co1（Fcosθ＝F阻,F浮＋Fsinθ＝G））由题意可知：重力G和水对小船的阻力F阻不变．在靠岸过程中θ不断增大，所以F不断增大,F浮不断减小．A、C选项正确．答案：AC5．如图8所示，一段橡皮绳的一端系于O点，另一端系一物块,橡皮绳的原长为OA，垂直于地面时物块在B点对地有压力．现有水平力F将物块从B点拉至C点．则在物块由B点运动到C点的过程中地面对物块的摩擦力 (）A．变大 B．变小C．不变 D．先变大后变小解析：物块由B到C过程中的摩擦力为滑动摩擦力，由Fμ＝μFN知,要判断Fμ的大小是否变化应从分析地面对物块的弹力FN是否变化入手．设A至地面的距离为x，则在B点时，FN＝mg－kx.当橡皮绳从竖直位置偏过θ角时,弹性绳对物块的拉力FT＝eq\f(k·x，cosθ）.由物块平衡条件知FN′＝mg－FTcosθ＝FN由于FN不变，故摩擦力不变，所以C项正确．答案：C6．如图9所示，质量m1＝10kg和m2＝30kg的两物体，叠放在动摩擦因数为0。50的粗糙水平地面上，一处于水平位置的轻弹簧，劲度系数为250N/m，一端固定于墙壁．另一端与质量为m1的物体相连,弹簧处于自然状态，现用一水平推力F作用于质量为m2的物块上，使它缓慢地向墙壁一侧移动，当移动0。40m时,两物体间开始相对滑动，这时水平推力F的大小为（g取10m/s2) (）A．100N B．300NC．200N D．250N解析:当两物体相对滑动时，处于一种临界状态，整体合力仍为零，对整体受力分析,水平方向受弹簧的弹力、地面的摩擦力和水平推力，由平衡条件得：F＝kx＋μ(m1＋m2）g＝250×0.4N＋0.5×40×10N＝300N.答案：B7．如图10所示，物块M通过与斜面平行的细绳与小物块m相连．斜面的倾角α可以改变．讨论物块M对斜面的摩擦力的大小，则有 （)A．若物块M保持静止,则α角越大,摩擦力一定越大B．若物块M保持静止,则α角越大，摩擦力一定越小C．若物块M沿斜面下滑，则α角越大，摩擦力越大D．若物块M沿斜面下滑，则α角越大，摩擦力越小解析：若物块M保持静止,所受摩擦力为静摩擦力,其大小等于绳上拉力mg与物块M沿斜面方向的重力分量Mgsinα的合力,当mg>Mgsinα时，摩擦力方向沿斜面向下,其大小等于（mg－Mgsinα），则α越大,摩擦力越小，当mg<Mgsinα时，摩擦力方向沿斜面向上，其大小等于（Mgsinα－mg），则α越大，摩擦力越大；若物块M沿斜面下滑，所受摩擦力为滑动摩擦力，其大小等于μFN＝μMgcosα，α越大，摩擦力越小．答案:D8．如图11所示，A、B是两根竖直立在地上的木桩．轻绳系在两木桩上不等高的P、Q两点，C为光滑的质量不计的滑轮．下面悬挂着重物G，现保持结点P的位置不变,当Q点的位置变化时，轻绳的张力大小的变化情况是 ()A．Q点上下移动时，张力不变B．Q点向上移动时，张力变大C．Q点向下移动时，张力变小D．条件不足，无法判断解析：滑轮轻质且光滑，两侧细绳的拉力大小相等，设两绳夹角为θ,则有：2Fcoseq\f（θ,2)＝mg且d＝LPC·sineq\f(θ，2)＋LCQsineq\f（θ,2）＝L·sineq\f(θ,2)其中L为PQ绳全长,d为A、B两木桩间距离故sineq\f(θ,2)＝eq\f（d,L）∴θ角一定，相应地，绳子中的张力大小不随Q点上下移动而改变．答案：A9．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ρ＝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v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＝0①m＝eq\f（4，3）πr3ρ②由①②得终极速度vT＝eq\f（4πr2ρg,3k)代入数值得vT＝1。2m/s答案:1。2m/s10．如图12所示，质量为m1＝5kg的物体，置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小为30N的力F推物体,物体沿斜面向上匀速运动，斜面体质量m2＝10kg,且始终静止，取g＝10m/s2，求：（1)斜面对滑块的摩擦力；（2)地面对斜面体的摩擦力和支持力．解析:(1）用隔离法：对滑块作受力分析．如图13甲所示，在平行斜面的方向上．eq\o(\s\up7（）,\s\do5（图13)）F＝m1gsin30°＋FfFf＝F－m1gsin30°＝（30－5×10×0。5)N＝5N(2)用整体法：因两个物体均处于平衡状态,故可以将滑块与斜面体当作一个整体来研究，其受力如图乙所示，由图乙可知:在水平方向上有F地＝Fcos30°＝15eq\r(3）N；在竖直方向上有FN地＝(m1＋m2）g－Fsin30°＝135N答案：(1)5N（2）15eq\r（3）N135N11．一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14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,且与水平线成30°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．（g取10