高中物理二轮复习课时巩固过关练二1.1.2力与物体的平衡

课时巩固过关练二力与物体的平衡(25分钟50分)一、选择题(本大题共6小题,每小题6分,共36分。其中第1～4题为单选,第5、6题为多选)1.(2017·全国卷Ⅲ)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上,弹性绳的原长也为80cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()A.86cm B.92cmC.98cm D.104cm【解析】选B。设弹性绳的劲度系数为k。左右两半段弹性绳的伸长量ΔL=100cm-80cm2=钩码的重力为G=2kΔLcos53°将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点时,钩码的重力为G=2kΔL′,解得:ΔL′=35ΔL=弹性绳的总长度变为L0+2ΔL′=92cm,故B正确,A、C、D错误。2.如图所示,一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电小球A(可视为点电荷)用绝缘细线悬挂在O点,空间存在水平方向匀强电场(图中未画出),小球A静止时细线与竖直方向的夹角θ=60°,则匀强电场强度大小为导学号49294116()A.mgq B.mg3q C.3【解析】选C。小球受力如图所示,小球处于平衡状态,重力mg与电场力qE和细线拉力T的合力大小相等、方向相反,由平衡条件得Eq=mgtan60°,解得E=mgtan60°q=3.如图所示,物体A、B、C叠放在水平桌面上,水平力F作用于C物体,使A、B、C以共同速度向右匀速运动,那么关于物体受几个力的说法正确的是()A.A受5个,B受2个,C受4个B.A受5个,B受3个,C受3个C.A受6个,B受2个,C受4个D.A受6个,B受3个,C受4个【解析】选C。物体C受重力、A对C向上的支持力和向左的静摩擦力,以及水平方向的拉力,共4个力;B受重力和A的支持力,共2个力;A受重力、地面的支持力、B对A的压力、C对A的压力,地面对A的摩擦力和C对A的摩擦力,共6个力的作用,故C正确。4.(2017·淮南二模)在房屋装修过程中工人经常用如图所示的简易方式运送材料,图中C为光滑定滑轮,为了保证材料不碰触窗台A、B,需要一人在楼下用一根绳子拽拉,保证材料竖直向上缓慢上升,假定人的位置不变,则在运送过程中()A.OC绳的拉力逐渐增大,OD绳的拉力逐渐减小B.OC绳的拉力逐渐减小,OD绳的拉力逐渐增大C.OC绳和OD绳的拉力逐渐减小D.OC绳和OD绳的拉力逐渐增大【解析】选D。在建筑材料缓慢提起的过程中,其合力保持为零,因物体与墙壁的距离始终保持不变,结点与竖直墙壁保持一定的距离L,如图甲所示,在建筑材料被缓慢提起的过程中OC绳与竖直方向夹角变大,OD绳与竖直方向夹角减小,根据平衡条件得知两绳拉力的合力与物体的重力大小相等、方向相反,保持不变,由平行四边形定则作出图乙,由图可知,两根绳子上的拉力F1和F2均增大,故A、B、C错误,D正确。【加固训练】(多选)如图甲,笔记本电脑散热底座一般置有四个卡位用来调节角度。某同学将电脑放在散热底座上,为了获得更好的舒适度,由原卡位1缓缓调至卡位4(如图乙),笔记本电脑始终处于静止状态,则()A.电脑受到的摩擦力变小B.电脑对散热底座的压力变小C.散热底座对电脑的作用力大小之和等于其重力D.散热底座对电脑的作用力的合力不变【解析】选A、D。由原卡位1缓缓调至卡位4,倾斜角变小,重力的下滑分力减小,垂直斜面的重力分量增加,根据电脑受力平衡得A对,B错;散热底座对电脑的作用力的矢量和等于其重力,C错,D对。5.(2017·宝鸡二模)如图所示,两块相互垂直的光滑挡板OP、OQ,OP竖直放置,小球a、b固定在轻弹簧的两端,并斜靠在OP、OQ挡板上。现有一个水平向左的推力F作用于b上,使a、b紧靠挡板处于静止状态。现保证b球不动,使竖直挡板OP向右缓慢平移一小段距离,则导学号49294117()A.推力F减小 B.弹簧长度变短C.弹簧长度变长 D.b对地面的压力变大【解题指导】解答本题应把握以下三点:(1)挡板OP向右缓慢平移过程,系统处于平衡状态。(2)挡板OP向右时弹簧与竖直方向的夹角变小。(3)分别以a球和整体为研究对象分析受力情况,由平衡条件列方程,判断力的变化。【解析】选A、C。设弹簧与竖直方向的夹角为α,现保证b球不动,使挡板OP向右缓慢平移一小段距离,则α减小,以a球为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件得F弹=mgcosα,α减小,cosα增大,则F弹减小,弹簧变长,故B错误,C正确;挡板对a的弹力N1=mgtanα,α减小,N1减小,对整体,水平方向F=N1,则作用力F将减小,故A正确;地面对b的支持力N2=(ma+m6.(2017·泉州二模)如图,当风以恒定的水平速度吹来时,风筝面与水平面成某一夹角,人静止站在地面上拉住连接风筝的细线(细线质量、受风力不计),使风筝处于静止,不计空气浮力。则()A.风对风筝的作用力方向水平向右B.地面对人的支持力小于人和风筝的总重力C.地面对人的作用力方向斜向左上方D.拉直的细线可能垂直风筝面【解析】选B、C。设细线与水平面的夹角为α,风力大小为F,风筝受力如图所示,空气对风筝的作用力方向垂直于风筝的平面,风筝处于稳定状态时拉直的细线不可能垂直于风筝面,故A、D错误;对人和风筝整体由平衡条件得,竖直方向上(M+m)g=FN+Fcosβ,β是风筝与水平面之间的夹角,解得FN=(M+m)gFcosβ<(M+m)g,故B正确;地面对人的摩擦力水平向左,地面对人的作用力即支持力和摩擦力的合力,其方向斜向左上方,故C正确。【总结提升】共点力平衡问题的一般解题步骤(1)选取研究对象:根据题目要求,选取一个平衡体(单个物体或系统,也可以是结点)作为研究对象。(2)画受力示意图:对研究对象进行受力分析,画出受力示意图。(3)正交分解:选取合适的方向建立直角坐标系,将所受各力正交分解。(4)列方程求解:根据平衡条件列出平衡方程,解平衡方程,对结果进行讨论。【加固训练】如图所示,一轻质细杆两端分别固定着质量为mA和mB的两个小球A和B(可视为质点)。将其放在一个直角形光滑槽中,已知轻杆与槽右壁成α角,槽右壁与水平地面成θ角时,两球刚好能平衡,且α≠θ,则A、B两小球质量之比为()A.cosαcosθsinαsinθ C.sinαsinθcosαcosθ 【解析】选C。设杆的弹力为F,对B受力分析,在沿槽右壁方向上mBgsinθ=Fcosα,对A受力分析,在沿槽左壁方向上mAgcosθ=Fsinα,联立两式可得mAmB二、计算题(14分。需写出规范的解题步骤)7.(2017·杨浦区一模)如图所示,在倾角为37°的斜面上,固定着宽L=0.25m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和变阻器,电源电动势E=12V,内电阻r=1.0Ω。一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好,导轨与金属棒的电阻不计,整个装置处于磁感应强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中。若金属导轨是光滑的,g取10m/s2,且已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,要保持金属棒静止在导轨上。求:导学号49294118(1)金属棒ab所受的安培力。(2)回路中