2015屆高考物理二輪復習精講精練：專題一力與物體的平衡

1、專題一 力與物體的平衡(45分鐘,100分)一、選擇題(本大題共8小題,每小題8分,共64分)1.(2014泉州一模)如圖所示,一名騎獨輪車的雜技演員在空中鋼索上表演。若鋼索所能承受的最大拉力Tm=2000N,獨輪車和演員的總質量M=80kg,兩側的鋼索最大成=150夾角,g取10m/s2。當獨輪車和演員處于圖示狀態(tài)靜止不動時,鋼索對獨輪車的作用力大小為()A.800 NB.1 600 NC.2 000 ND.4 000 N【解析】選A。以演員和獨輪車為研究對象,據(jù)二力平衡可知鋼索對獨輪車的作用力大小為800N。2.(2014漳州一模)如圖甲所示,筆記本電腦散熱底座一般置有四個卡位用來調節(jié)角度

2、。某同學將電腦放在散熱底座上,為了獲得更好的舒適度,由原卡位1緩緩調至卡位4(如圖乙所示),筆記本電腦始終處于靜止狀態(tài),則()A.電腦受到的摩擦力變大B.電腦對散熱底座的壓力變小C.散熱底座對電腦的作用力大小之和等于其重力D.散熱底座對電腦的作用力的合力不變【解析】選D。電腦受到三個力作用,摩擦力大小f=mgsin,為傾角,角度減小,則f減小,A錯誤;壓力大小N=mgcos,減小,則N增加,B錯誤;散熱底座對電腦的作用力的矢量和與其重力等大反向,D正確;而不是代數(shù)和,C錯誤。3.如圖所示,一小球用輕繩懸于O點,用力F拉住小球,使懸線保持偏離豎直方向60角,且小球始終處于平衡狀態(tài)。為了使F有最小

3、值,F與豎直方向的夾角應該是()A.90B.45C.30D.0【解析】選C。由力的三角形定則可知,當F的方向與懸線垂直時,F最小,此時等于30,C正確。4.如圖所示,物體靜止在水平面上,今對物體施加一個與水平方向成角的斜向上的拉力F,保持角不變,使F從零開始逐漸增大的過程中,物體始終未離開水平面,在此過程中物體受到的摩擦力將()A.逐漸增大B.逐漸減小C.先逐漸增大后逐漸減小D.先逐漸減小后逐漸增大【解析】選C。物體滑動前受靜摩擦力,由水平方向受力平衡得Fcos=Ff,摩擦力隨拉力的增大而增大;物體滑動以后由摩擦力公式得Ff=(mg-Fsin),摩擦力隨拉力的增大而減小。故C正確。5.粗細均勻

4、的電線架在A、B兩根電線桿之間。由于熱脹冷縮,電線在夏、冬兩季呈現(xiàn)如圖所示的兩種形狀,若電線桿始終處于豎直狀態(tài),下列說法中正確的是()A.冬季,電線對電線桿的拉力較大B.夏季,電線對電線桿的拉力較大C.夏季與冬季,電線對電線桿的拉力一樣大D.夏季,桿對地面的壓力較大【解析】選A。電線受到自身重力和兩端電線桿的拉力作用,如圖所示,根據(jù)對稱性,兩端拉力F大小相等,根據(jù)平衡條件,兩個拉力F的合力豎直向上,大小等于重力,設拉力與豎直方向夾角為,則有2Fcos=mg,拉力F= QUOTE * MERGEFORMAT ,夏天電線拉長,小,拉力F小,根據(jù)相互作用,夏天,電線對電線桿的拉力較小,冬季拉力較大,

5、選項A對,B、C錯;把電線和電線桿看作一個整體,無論冬夏,它們的重力不變,所以地面支持力不變,桿對地面壓力不變,選項D錯?！炯庸逃柧殹咳鐖D所示,將一勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在內壁光滑的半球形容器底部O處(O為球心),彈簧另一端與質量為m的小球相連,小球靜止于P點。已知容器半徑為R,與水平面間的動摩擦因數(shù)為,OP與水平方向的夾角=30。下列說法正確的是()A.容器相對于水平面有向左運動的趨勢B.容器對小球的作用力豎直向上C.輕彈簧對小球的作用力大小為 QUOTE * MERGEFORMAT mgD.彈簧原長為R+ QUOTE * MERGEFORMAT 【解析】選D。容器和小球組成的系統(tǒng)處于

6、平衡狀態(tài),受力如圖甲所示,容器相對于水平面沒有向左運動的趨勢,A錯;小球受力如圖乙所示,容器對小球的作用力是支持力,指向球心O,B錯;由=30得,小球受到容器的支持力和彈簧對小球的彈力大小均為mg,C錯;題圖中彈簧長度為R,壓縮量為 QUOTE * MERGEFORMAT ,故原長為R+ QUOTE * MERGEFORMAT ,D正確。6.(2014日照模擬)斜面ABC固定在水平面上,AB面光滑,BC面粗糙,AB長度是BC長度的兩倍。三個相同木塊a、b、c通過輕質光滑定滑輪用細線相連,細線平行于斜面,如圖所示。用手按住c,使其靜止在BC上,現(xiàn)撤去c所受手的作用力,下列關于木塊c的判斷,正確的

7、是()A.沿BC面下滑B.沿BC面上滑C.仍靜止,所受摩擦力為零D.仍靜止,所受摩擦力不為零【解析】選C。假設撤去c所受手的作用力后木塊a、b、c仍靜止,則對木塊a、b組成的系統(tǒng)受力分析得繩的拉力FT=2mgsin。對木塊c受力分析,受力情況如圖所示,木塊c所受重力沿斜面向下的分力等于mgsin,據(jù)題意知AB長度是BC長度的兩倍,由三角形正弦定理得, QUOTE * MERGEFORMAT = QUOTE * MERGEFORMAT ,所以sin=2sin,木塊c沿斜面方向的合力為0。所以木塊c仍靜止,所受摩擦力為零,選項C正確。7.(2014廈門一模)如圖,A、B兩物體疊放在水平地面上,A物

8、體m=20kg,B物體質量M=30kg。處于水平位置的輕彈簧一端固定于墻壁,另一端與A物體相連,彈簧處于自然狀態(tài),其勁度系數(shù)為250N/m,A與B之間、B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為=0.5?，F(xiàn)有一水平推力F作用于物體B上使B緩慢地向墻壁移動,當移動0.2m時,水平推力F的大小為(g取10m/s2)()A.350 NB.300 NC.250 ND.200 N【解析】選B。緩慢地向墻壁移動,所以物體B的合力始終為零,假設A相對B靜止,當移動0.2m時,彈簧的彈力大小為F彈=(2500.2)N=50N,此時AB間的最大摩擦力大小為f=(2000.5)N=100N,因為F彈f,所以AB間的摩擦力為靜摩

9、擦力f=50N,由物體B的平衡得出F=(M+m)g+f=(0.5500+50)N=300N,B正確。8.(2014漳州二模)某小孩在廣場游玩時,將一氫氣球系在了水平地面上的磚塊上,在水平風力的作用下,處于如圖所示的靜止狀態(tài)。若水平風速緩慢增大,不考慮氣球體積及空氣密度的變化,則下列說法中正確的是()A.磚塊對地面的壓力保持不變B.磚塊受到的摩擦力可能為零C.磚塊可能被繩子拉離地面D.細繩受到的拉力逐漸減小【解析】選A。以整體為研究對象,水平風力變大,磚塊受到的靜摩擦力變大,B錯誤;豎直方向支持力不變,則磚塊對地面的壓力保持不變,A正確,C錯誤;以氣球為研究對象,水平風力變大,細繩受到的拉力逐漸

10、變大,D錯誤?！炯庸逃柧殹?2014三明一模)如圖所示,一斜面體靜止在粗糙的水平地面上,一物體恰能在斜面體上沿斜面勻速下滑,可以證明此時斜面不受地面的摩擦力作用。若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物體,使物體加速下滑,斜面體依然和地面保持相對靜止,則斜面體受地面的摩擦力()A.大小為零B.方向水平向右C.方向水平向左D.大小和方向無法判斷【解析】選A。物體恰能在斜面體上沿斜面勻速下滑時,物體對斜面的壓力與滑動摩擦力的合力豎直向下,斜面體受地面的摩擦力為零,若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物體,使物體加速下滑,物體對斜面的壓力與滑動摩擦力的合力不變,故選A。二、計算題(本大題共2小題,共36分

11、。需寫出規(guī)范的解題步驟)9.(18分)同學們都擦過黑板,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行滑動摩擦,將黑板上的粉筆字擦干凈。已知黑板的規(guī)格為4.51.5m2,黑板的下邊沿離地的高度為0.8 m,若黑板擦(可視為質點)的質量為0.1 kg,現(xiàn)假定某同學用力將黑板擦在黑板表面緩慢豎直向上擦黑板,當手臂對黑板擦的作用力F與黑板面所成角度為=53時,F=5N。(取g=10m/s2,sin53(1)求黑板擦與黑板間的動摩擦因數(shù)。(2)當他擦到離地最大高度為2.05m時,黑板擦意外脫手沿黑板面豎直向下滑落,求黑板擦砸到黑板下邊沿時的速度v的大小?！窘忸}指南】解答本題應注意以下兩

12、點:(1)黑板擦在黑板表面緩慢移動說明黑板擦處于平衡狀態(tài)。(2)黑板擦沿黑板面豎直向下滑落時,黑板擦只受重力作用,黑板擦做自由落體運動?！窘馕觥?1)黑板擦豎直向上緩慢運動,受力如圖所示,由平衡條件得:水平方向:Fsin-FN=0(3分)豎直方向:Fcos-mg-Ff=0(3分)又有:Ff=FN(3分)解得:=0.5(2分)(2)黑板擦豎直下落時與黑板之間無摩擦,做自由落體運動,則:v2=2gh(3分)下落高度:h=2.05m-0.8 m=1.25 m解得:v=5m/s(2分)答案:(1)0.5(2)5m/s【總結提升】共點力平衡問題的一般解題步驟(1)選取研究對象:根據(jù)題目要求,選取一個平衡體(單個物體或系統(tǒng),也可以是結點)作為研究對象。(2)畫受力示意圖:對研究對象進行受力分析,畫出受力示意圖。(3)正交分解:選取合適的方向建立直角坐標系,將所受各力正交分解。(4)列方程求解:根據(jù)平衡條件列出平衡方程,解平衡方程,對結果進行討論。10.(18分)(2014莆田一模)“嫦娥三號”探測器在落月過程中,懸停在月面某一高度,利用敏感器對著陸區(qū)進行觀測,以避開障礙物,選擇著陸點,這時它的質量為1.20103kg,反推發(fā)動機提供的推力為1.92103N。為了防止揚起月塵,探測器在以自由落體方式走完最后4m之后,平穩(wěn)“站”(1)月球表面的重力加速度g月;(2)探