高考物理一輪復習 第二章 相互作用 高考專項突破二力的平衡問題課時作業(yè)

1、高考專項突破（二）力的平衡問題一、單項選擇題1.(2017·江蘇揚州期末)某電視臺每周都有棋類節(jié)目，鐵質(zhì)的棋盤豎直放置，每個棋子都是一個小磁鐵，能吸在棋盤上，不計棋子間的相互作用力，下列說法正確的是()a小棋子共受三個力作用b棋子對棋盤的壓力大小等于重力c磁性越強的棋子所受的摩擦力越大d質(zhì)量不同的棋子所受的摩擦力不同解析：棋子受到重力g、棋盤的吸引力f、彈力fn和靜摩擦力ff共四個力作用，故a錯誤；棋子對棋盤的壓力大小與重力無關，故b錯誤；根據(jù)豎直方向上二力平衡知ffg，即摩擦力與磁性強弱無關，質(zhì)量不同的棋子所受的摩擦力不同，故c錯誤，d正確答案：d2.風洞是進行空氣動力學實驗的一種

2、重要設備一次檢驗飛機性能的風洞實驗示意圖如圖所示，ab代表飛機模型的截面，ol是拉住飛機模型的繩已知飛機模型重為g，當飛機模型靜止在空中時，繩恰好水平，此時飛機模型截面與水平面的夾角為，則作用于飛機模型上的風力大小為()a.bgcos c. dgsin 解析：作用于飛機模型上的風力f垂直于ab向上，風力f的豎直分力等于飛機模型的重力，即fcos g，解得f，a正確答案：a3.(2017·江蘇鎮(zhèn)江中學等三校模擬)如圖所示，輕質(zhì)圓環(huán)在三個力的作用下平衡時，圓環(huán)緊靠著水平放置的固定擋板，不計圓環(huán)與擋板間的摩擦若只改變其中兩個力的大小，欲將圓環(huán)豎直向下緩慢移動一小段距離，則可行的辦法是()a

3、減小f1、f3兩力，且f1減小得較多b減小f1、f2兩力，且f1減小得較多c減小f2、f3兩力，且f2減小得較多d減小f2、f3兩力，且f3減小得較多解析：輕質(zhì)圓環(huán)在三個力的作用下平衡，則合力為零，由題意可知，圓環(huán)豎直向下運動，則f1、f2兩力的合力小于f3，則可以減小f1、f2兩力，由于f1對應直角三角形的斜邊，則f1減小得較多，故b正確答案：b4.(2017·河北百校聯(lián)盟大聯(lián)考)在“共點力合成”的實驗中，如圖所示，使b彈簧測力計按圖示位置開始順時針緩慢轉(zhuǎn)動，在這個過程中保持o點位置和a彈簧的拉伸方向不變，則在整個過程中關于a、b彈簧測力計的讀數(shù)變化是()aa增大，b減小ba減小，

4、b增大ca減小，b先增大后減小da減小，b先減小后增大解析：對點o受力分析，受到兩個彈簧測力計的拉力和橡皮條的拉力，如圖所示，其中橡皮條長度不變，則其拉力大小不變，a彈簧測力計拉力方向不變，b彈簧測力計拉力方向和大小都改變根據(jù)平行四邊形定則可知，b的讀數(shù)先變小后變大，a的讀數(shù)不斷變小，故d正確答案：d二、多項選擇題5.(2017·廣東六校聯(lián)盟聯(lián)考)如圖所示，小物體p放在直角斜劈m上，m下端連接一豎直彈簧，并緊貼豎直光滑墻壁開始時，p、m靜止，m與墻壁間無作用力現(xiàn)以平行斜面向上的力f向上推物體p，但p、m未發(fā)生相對運動則在施加力f后()ap、m之間的摩擦力變大bp、m之間的摩擦力變小c

5、墻壁與m之間產(chǎn)生彈力d彈簧的形變量減小解析：未施加f之前，對p受力分析，根據(jù)平衡條件可知，p受到沿斜面向上的靜摩擦力，其大小等于重力沿斜面向下的分力，當f等于2倍的重力沿斜面向下的分力時，摩擦力大小不變，故a、b錯誤把p、m看成一個整體，整體受力平衡，則墻壁對m的支持力等于f在水平方向的分力，豎直方向受力平衡，則彈簧彈力等于整體重力減去f在豎直方向的分力，則彈力減小，形變量減小，故c、d正確答案：cd6.(2017·河南八市質(zhì)檢)如圖所示，一個固定的圓弧阻擋墻pq，其半徑op水平，oq豎直在pq和一個斜面體a之間卡著一個表面光滑的重球b.斜面體a放在光滑的地面上并用一水平向左的力f推

6、著，整個裝置處于靜止狀態(tài)現(xiàn)改變推力f大小，推動斜面體a沿著水平地面向左緩慢運動，使球b沿斜面上升一很小高度則在球b緩慢上升過程中，下列說法中正確的是()a斜面體a與球b之間的彈力逐漸減小b阻擋墻pq與球b之間的彈力逐漸減小c水平推力f逐漸增大d水平地面對斜面體a的彈力逐漸減小解析：對球b受力分析，如圖甲所示，當球b上升時，用圖解法分析b球所受各力的變化，其中角增大，fab和fob均減小，則a、b項正確對斜面體進行受力分析，如圖乙所示，因為fab減小，由牛頓第三定律知fabfba，故fba也減小，則推力f減小，水平地面對斜面體的彈力fn也減小，則c項錯誤，d項正確答案：abd7.(2017

7、83;浙江臺州中學模擬)如圖所示，某小孩在廣場游玩時，將一氣球用輕質(zhì)細繩與地面上的木塊相連氣球在水平風力作用下處于斜拉狀態(tài)，此時細繩與豎直方向成角若氣球和木塊的質(zhì)量分別為m、m，當水平風力緩慢增大時，下列說法中正確的是()a細繩拉力變大b水平面對木塊的彈力不變c木塊滑動前水平面對木塊的摩擦力變大d木塊有可能脫離水平面解析：對氣球受力分析，受到重力、風的推力、拉力、浮力，如圖甲所示根據(jù)共點力平衡條件有tsin f，tcos mgf浮，解得t，當風力增大時，繩子的拉力t也增大，故a正確再對氣球和木塊整體受力分析，受總重力、地面支持力、浮力、風的推力和摩擦力，如圖乙所示根據(jù)共點力平衡條件有fn(mm

8、)gf浮，fff，當風力增大時，地面支持力不變，木塊不可能脫離水平面，故b正確，d錯誤木塊滑動前受到的地面的摩擦力與風力平衡，故摩擦力隨風力的增大而逐漸增大，故c正確答案：abc8.(2017·遼寧遼南協(xié)作體期末聯(lián)考)如圖所示，在半徑為r的光滑半球形碗的最低點p處固定兩原長相同的輕質(zhì)彈簧，彈簧的另一端與質(zhì)量均為m的小球相連，當兩小球分別在a、b兩點靜止不動時，oa、ob與op之間的夾角滿足<，已知彈簧不彎曲且始終在彈性限度內(nèi)，則下列說法正確的是()a靜止在a點的小球?qū)ν雰?nèi)壁的壓力較小b靜止在b點的小球?qū)ν雰?nèi)壁的壓力較小c靜止在a點的小球受到彈簧的彈力較小dp、b之間彈簧的勁度系

9、數(shù)比p、a之間彈簧的勁度系數(shù)大解析：因為，結合幾何關系可知apbp，對兩小球受力分析如圖所示：都是受重力、支持力和彈簧的彈力三個力，兩小球靜止，都受力平衡，根據(jù)平行四邊形定則作平行四邊形，由幾何關系可知：1，1，即支持力始終與重力大小相等，兩球質(zhì)量相等，則所受支持力相等，對碗內(nèi)壁的壓力也必然相等，故a、b錯誤；，且apbp，gagbmg，得fbfa，c正確；而兩彈簧原長相等，p、a之間彈簧的形變量大，根據(jù)胡克定律fkx，可知p、b之間彈簧的勁度系數(shù)比p、a之間彈簧的勁度系數(shù)大，故d正確答案：cd三、非選擇題9(2017·湖南省長沙一中月考)某同學用如圖甲所示的裝置驗證“力的平行四邊形

10、定則”用一木板豎直放在鐵架臺和彈簧所在平面后，其部分實驗操作如下，請完成下列相關內(nèi)容：a如圖丙，在木板上記下懸掛兩個鉤碼時彈簧末端的位置o；b卸下鉤碼然后將兩繩套系在彈簧下端，用兩彈簧秤將彈簧末端拉到同一位置o，記錄細繩套ao、bo的_及兩彈簧秤相應的讀數(shù)圖乙中b彈簧秤的讀數(shù)為_ n；c在坐標紙上畫出兩彈簧拉力fa、fb的大小和方向如圖丙所示，請在圖丙中作出fa、fb的合力f；d已知鉤碼的重力，可得彈簧所受的拉力f如圖丙所示，觀察比較f和f，得出結論解析：根據(jù)驗證平行四邊形定則的實驗原理要記錄細繩套ao、bo的方向和拉力大小，拉力大小由彈簧秤讀出，分度值為0.1 n，估讀一位為11.40 n.

11、答案：方向11.40如圖所示10(2017·廣東深圳調(diào)研)把兩根輕質(zhì)彈簧串聯(lián)起來測量它們各自的勁度系數(shù)，如圖甲所示(1)未掛鉤碼之前，指針b指在刻度尺如圖乙所示的位置上，記為_ cm；(2)將質(zhì)量50 g的鉤碼逐個掛在彈簧的下端，逐次記錄兩彈簧各自的伸長量；所掛鉤碼的質(zhì)量m與每根彈簧的伸長量x可描繪出如圖丙所示的圖象，由圖象可計算出彈簧的勁度系數(shù)k_ n/m；(取重力加速度g9.8 m/s2)(3)圖丙中，當彈簧的伸長量超過17 cm時其圖線為曲線，由此可知，掛上第_個鉤碼時，拉力已經(jīng)超過它的彈性限度，這對測量彈簧的勁度系數(shù)_(選填“有”或“沒有”)影響(彈簧的彈性限度足夠大)解析：

12、(1)刻度尺的讀數(shù)為11.50 cm；(2)彈簧的勁度系數(shù)k n/m28 n/m；(3)由圖線可知：，解得n4.9，則可知掛上第5個鉤碼時，拉力已經(jīng)超過它的彈性限度，因為可以從前面的直線的斜率中測量勁度系數(shù)，故這對測量彈簧的勁度系數(shù)沒有影響答案：(1)11.50(11.4511.55)(2)28(3)5沒有11.(2017·黑龍江牡丹江一中期中)如圖所示，細繩oa的o端與質(zhì)量m1 kg的重物相連，a端與輕質(zhì)圓環(huán)(重力不計)相連，圓環(huán)套在水平棒上可以滑動；定滑輪固定在b處，跨過定滑輪的細繩，兩端分別與重物m、重物g相連，若兩條細繩間的夾角90°，oa與水平棒的夾角53

13、6;，圓環(huán)恰好沒有滑動，不計滑輪大小，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力(已知sin 53°0.8，cos 53°0.6)求：(1)圓環(huán)與棒間的動摩擦因數(shù)；(2)重物g的質(zhì)量m.解析：(1)因為圓環(huán)將要開始滑動，即所受的靜摩擦力剛好達到最大值，有fffn.對圓環(huán)進行受力分析，則有fnftcos 0，fnftsin 0，代入數(shù)據(jù)解得0.75.(2)對于重物m有mgmgcos ，解得mmcos 0.6 kg.答案：(1)0.75(2)0.6 kg12(2014·高考全國卷)2012年10月，奧地利極限運動員菲利克斯·鮑姆加特納乘氣球升至約39

14、km的高空后跳下，經(jīng)過4分20秒到達距地面約1.5 km高度處，打開降落傘并成功落地，打破了跳傘運動的多項世界紀錄取重力加速度的大小g10 m/s2.(1)若忽略空氣阻力，求該運動員從靜止開始下落至1.5 km高度處所需的時間及其在此處速度的大??；(2)實際上，物體在空氣中運動時會受到空氣的阻力，高速運動時所受阻力的大小可近似表示為fkv2，其中v為速率，k為阻力系數(shù)，其數(shù)值與物體的形狀、橫截面積及空氣密度有關已知該運動員在某段時間內(nèi)高速下落的v-t圖象如圖所示若該運動員和所帶裝備的總質(zhì)量m100 kg，試估算該運動員在達到最大速度時所受阻力的阻力系數(shù)(結果保留1位有效數(shù)字)解析：(1)設該運動員從開始自由下落至1.5 km高度處的時間為t，下落距離為h，在1.5 km高度處的速度大小為v.根據(jù)運動學公式有vgthgt2根據(jù)題意有h3.9×104 m1.5×103 m3.75×104 m聯(lián)立式得t87 sv8.7×102 m/s.(2)該運動員達到最大速度vmax時，加速度為零，根據(jù)平衡條件有mgkvmax2由所給的v-t圖象可讀出vmax360 m/s由式得k0.008 kg/m