力與物體的平衡.doc

物體平衡一、選擇題1.(2013年德州二模)如圖所示，將兩個相同的木塊a、b置于固定在水平面上的粗糙斜面上a、b之間用一輕彈簧連接b的右端用細(xì)繩與固定在斜面上的擋板相連開始時a、b均靜止，彈簧處于壓縮狀態(tài)，細(xì)繩上有拉力下列說法中正確的是()Aa所受的摩擦力一定不為零Bb所受的摩擦力一定不為零C細(xì)繩剪斷瞬間a所受摩擦力不變D細(xì)繩剪斷瞬間b所受摩擦力可能為零解析：彈簧處于壓縮狀態(tài)，a所受的摩擦力方向向上，一定不為零，選項A正確；b所受的摩擦力可能為零，選項B錯誤；細(xì)繩剪斷瞬間a所受摩擦力不變，b所受摩擦力可能為零，選項CD正確答案：ACD2.(2013年合肥質(zhì)檢)如圖所示，質(zhì)量為M、半徑為R、內(nèi)壁光滑的半球形容器靜止放在粗糙水平地面上，O為球心，有一勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在半球底部O處，另一端與質(zhì)量為m的小球相連，小球靜止于P點(diǎn)，已知地面與半球形容器間的動摩擦因數(shù)為，OP與水平方向的夾角為30.下列說法中正確的是()A小球受到輕彈簧的彈力大小為mgB小球受到容器的支持力大小為mgC小球受到容器的支持力大小為mgD半球形容器受到地面的摩擦力大小為mg解析：小球受力分析如圖所示，由幾何關(guān)系可知，F(xiàn)NF彈，由平衡條件得：2FNsin mg，可得：FNF彈mg，故A、B錯誤，C正確；取半球形容器、彈簧和小球為一系統(tǒng)，由平衡條件可以得出，地面對半球形容器的摩擦力為0，D錯誤答案：C3.(2013年汕頭二模)如圖，運(yùn)動員的雙手握緊豎直放置的圓形器械，手臂OB位置不動，在手臂OA沿器械由水平方向緩慢移到A位置的過程中(OAOB)，若手臂OA，OB的拉力分別為FA和FB，下列表述中正確的是()AFA一定小于運(yùn)動員的重力GBFA與FB的合力大小始終不變CFA的大小保持不變DFB的大小保持不變解析：在手臂OA沿器械由水平方向緩慢移到A位置的過程中，畫出人受力動態(tài)平衡圖如圖所示，由圖可知FA逐漸減小；但FA不一定小于運(yùn)動員的重力，所以選項A、C錯誤；FB逐漸減小，所以選項D錯誤；FA與FB的合力始終等于人的重力，大小不變，所以選項B正確答案：B4.(2013年高考廣東理綜)如圖，物體P靜止于固定的斜面上，P的上表面水平現(xiàn)把物體Q輕輕地疊放在P上，則()AP向下滑動BP靜止不動CP所受的合外力增大DP與斜面間的靜摩擦力增大解析：設(shè)斜面傾角為，P、Q的質(zhì)量分別為M、m，因物體P靜止于固定的斜面上，則動摩擦因數(shù)tan ，所受合外力F10，靜摩擦力Ff1Mgsin ，把物體Q輕輕地疊放在P上，選整體為研究對象，則(Mm)gsin (Mm)gcos ，故P、Q仍處于靜止?fàn)顟B(tài)P所受的合力F20，即F1F2，P與斜面間的靜摩擦力Ff2(Mm)gsin Ff1.故選項B、D正確，選項A、C錯誤如果將P、Q兩物體視為一個整體，則更容易得正確的選項為B、D.答案：BD5.(2013年廣東省十校聯(lián)考)如圖所示，一只半球形碗倒扣在水平桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，球的半徑為R.質(zhì)量為m的螞蟻只有在離桌面高度大于或等于R時，才能停在碗上，那么螞蟻和碗面間的最大靜摩擦力為()A.mgB.mgC.mg D.mg解析：分析螞蟻停留在離桌面高度等于R時的情況，該處的半徑與水平地面的夾角的正弦sin 0.8，分析螞蟻受力如圖，由平衡條件可得Ffmgcos 3mg/5，選項D正確答案：D6.(2013年金華高三質(zhì)檢)如圖所示，重為10 N的小球套在與水平面成37角的硬桿上，現(xiàn)用一垂直于桿向上、大小為20 N的力F拉小球，使小球處于靜止?fàn)顟B(tài)(已知sin 370.6，cos 370.8)則下列說法中正確的是()A小球不一定受摩擦力的作用B小球受摩擦力的方向一定沿桿向上，大小為6 NC桿對小球的彈力方向垂直于桿向下，大小為4.8 ND桿對小球的彈力方向垂直于桿向上，大小為12 N解析：由平衡條件可得，小球受摩擦力的方向一定沿桿向上，大小為mgsin 376 N，選項A錯誤B正確由Fmgcos 37FN，可得，F(xiàn)N12 N，桿對小球的彈力方向垂直于桿向下，大小為12 N，選項C、D錯誤答案：B7(2013年大連質(zhì)檢)如圖甲所示，將十四個等質(zhì)量的小球均勻地穿在線上組成首尾相連的一串球鏈掛在光滑的斜面ABC上，斜面底邊AC水平，這些小球均靜止現(xiàn)同時去掉下面的八個對稱懸掛的小球，如圖乙所示，則關(guān)于剩余的六個小球，以下說法中正確是()A仍在斜面上保持靜止B向左側(cè)沿斜面逆時針滑動C向右側(cè)沿斜面順時針滑動DAB的長度一定是BC的2倍解析：去掉下面小球前，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，下面八個小球?qū)ΨQ分布，故此八個小球?qū)π泵嫔狭鶄€小球的作用力豎直向下，去掉后，斜面上的小球仍然保持靜止，左側(cè)四個小球沿斜面向下的重力分力為4mgsin ，右側(cè)兩個小球沿斜面向下的重力分力為2mgsin ，由平衡條件可知4mgsin 2mgsin ，則有2sin sin ，即AB邊的長度是BC邊長度的兩倍答案：AD8.半圓柱體P放在粗糙的水平地面上，其右端有一豎直放置的光滑擋板MN.在半圓柱體P和MN之間放有一個光滑均勻的小圓柱體Q，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示是這個裝置的截面圖現(xiàn)使MN保持豎直并且緩慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止則在此過程中，下列說法中正確的是()AMN對Q的彈力逐漸減小B地面對P的支持力逐漸增大CQ所受的合力逐漸增大D地面對P的摩擦力逐漸增大解析：圓柱體Q受重力G，P對Q的彈力F1和MN對Q的彈力F2，如圖甲所示，在MN向右緩慢平移時，G不變，F(xiàn)2的方向不變，由圖可知F1、F2均變大，但Q所受的合力始終為零，故A、C均錯誤；再以P、Q為一整體受力分析如圖乙所示，由平衡條件知，F(xiàn)NPGPGQ不變，F(xiàn)fPF2，F(xiàn)fP隨F2增大而增大，故B錯誤、D正確答案：D二、非選擇題(本題共2小題，共44分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)9.(22分)如圖所示，在傾角為的粗糙斜面上，有一個質(zhì)量為m的物體被水平力F推著靜止于斜面上，已知物體與斜面的動摩擦因數(shù)為，且tan ，若物體恰好不下滑，則推力F為多少？若物體恰好不上滑，則推力F為多少？(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)解析：因為tan ，F(xiàn)0時，物體不能靜止在斜面上當(dāng)物體恰好不下滑時，受力如圖甲所示，有mgsin Fcos FfFfFNFNmgcos Fsin 解得F mg當(dāng)物體恰好不上滑時，受力如圖乙所示，有mgsin FfFcos FfFN，F(xiàn)Nmgcos Fsin 解得：F mg.答案： mg mg10(2013年鄭州質(zhì)檢)(12分)擦黑板也許同學(xué)們都經(jīng)歷過，手拿黑板擦在豎直的黑板面上，或上下或左右使黑板擦與黑板之間進(jìn)行滑動摩擦，將黑板上的粉筆字擦干凈已知黑板的規(guī)格是：4.51.5 m2，黑板的下邊沿離地的高度為0.8 m，若小黑板擦(可視為質(zhì)點(diǎn))的質(zhì)量為0.1 kg，現(xiàn)假設(shè)某同學(xué)用力將小黑板擦在黑板表面緩慢豎直向上擦黑板，當(dāng)手臂對小黑板的作用力F與黑板面成45角時，F(xiàn)20 N，他所能擦到的最大高度為2.05 m，g取10 m/s2.求：(1)此小黑板擦與黑板之間的動摩擦因數(shù)；(2)如該同學(xué)擦到最高位置時意外讓小黑板擦沿黑板面豎直向下滑落，則小黑板擦砸到黑板下邊沿的速度大小；(3)擦黑板時有這樣的現(xiàn)象：粉筆字的位置越高或越遠(yuǎn)的地方，已經(jīng)用力較大卻還是不容易擦干凈，請用物理知識簡要解釋解析：(1)小黑板擦向上緩慢移動，處于平衡狀態(tài)，它的受力如圖水平方向：FNFsin 0豎直方向：Fcos mgFf0又FfFN所以110.93(2)小黑板擦