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1、专题提升突破专题一力与运动ZHUAN Tl YI 第1讲力与物体的平衡专题提升训练一、单项选择题1. （2015金华十校高三4月模拟考试）在建筑装修中，工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石加竖直向上推力 F时，磨石恰好能沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁 之间的动摩擦因数为 仏则磨石受到的摩擦力大小为 （）A. Fsin 0B.Fcos 0C. p（F mg）sin 0D. mg）cos 0解析 磨石受竖直向下的重力、竖直向上的推力 F、垂直于斜壁向下的弹力Fn和沿斜壁向下的摩擦力Ff作用，由于磨石匀速运动，故其所受合力为0。故垂直于斜壁方向有 mgsin0+ Fn = Fsi n 0
2、, 故 Fn = Fs in 0 mgs in 0, 所以 Ff =（ilN = F mg）si n 0, 平行于斜壁方向有 Ff+ mgcos 0= Fcos 0 ,所以 Ff= （F mg）cos 0,故只选 C。答案 C2. （2015陕西宝鸡一检）在如图所示的 A、B、C、D四幅图中，滑轮本身的重力忽略不计，滑轮的轴O安装在一根轻木杆 P上,一根轻绳ab绕过滑轮，a端固定在墙上，b端下面 挂一个质量都是 m的重物，当滑轮和重物都静止不动时，图 A、C、D中杆P与竖直方 向夹角均为0,图B中杆P在竖直方向上，假设 A、B、C、D四幅图中滑轮受到木杆弹 力的大小依次为FA Fb、Fc、Fd
3、，则以下判断中正确的是（）ABCDA. Fa= Fb= Fc = FdB. Fd > Fa = fb> fcC. Fa= Fc = Fd > FbD. Fc> Fa= Fb > Fd解析 设滑轮两边轻绳的夹角为 幅对重物分析，可得绳子拉力等于重物重力mg,滑轮受到木杆弹力F等于两边轻绳拉力的合力，即 F = 2mgcog,由夹角关系可得 Fd > Fa =Fb> Fc,选项B正确。答案 B3. （2015江苏省苏、锡、常、镇四市高三教学情况调研）如图2所示，放在水平面上的斜面体B始终静止，物块 A放在斜面体上，一轻质弹簧，两端分别与物块A及固定在斜面体
4、底端的挡板拴接，初始时A、B静止，弹簧处于压缩状态。现用力F沿斜面向上拉 A,但并未运动。下列说法正确的是（）A. 弹簧对挡板的作用力减小B. A、B之间的摩擦力可能大小不变C. B对地面的压力增加D. 水平面对B的摩擦力不变解析开始弹簧处于压缩状态，加力F后，A未运动，弹簧长度不变，则弹簧对挡板作用力不变，A错；隔离物块A分析得，A受B的摩擦力可能方向变化、大小不变， B对;A、B整体受力平衡，F水平=Ff, F竖直+ Fn = M总g,所以C、D错误。答案 B4. （2015江阴市高三模拟）如图3所示，一个人站在水平地面上的长木板上用力F向右推箱子，木板、人、箱子均处于静止状态，三者的质量
5、均为m,重力加速度为g，则（）图3A. 箱子受到的摩擦力方向向右B. 地面对木板的摩擦力方向向左C. 木板对地面的压力大小为3mg3mgD.若人用斜向下的力推箱子，则木板对地面的压力会大于解析 对箱子受力分析，受重力、支持力、F、静摩擦力，根据平衡条件，箱子受到的摩擦力方向向左，与F平衡，故A错误；对三个物体的整体受力分析， 受重力和支持力, 不受静摩擦力，否则不平衡，故地面对木板没有静摩擦力，故B错误；对三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，根据平衡条件，支持力等于重力；根据牛顿第三定律,支持力等于压力；故压力等于整体的重力， 为3mg；故C正确；人用斜向下的力推箱子,3mg,故D错误。对
6、三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，故压力依然等于答案 C5如图4所示，一个L型木板（上表面光滑）放在斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一 端与置于木板上表面的木块相连。斜面放在平板小车上，整体一起沿水平向右的方向做 匀速直线运动，不计空气阻力。则关于各物体的受力情况，下列说法正确的是（）A. L型木板受4个力的作用B. 斜面可能只受2个力作用C. 木块受2个力作用D. 斜面不可能受平板小车对它的摩擦力作用解析 先把L型木板、木块、斜面看成一个整体进行分析，受重力、小车的支持力，D正确；隔离木块进行分析，受重力、斜面的支持力、弹簧的弹力（沿斜面向上）三个力作用处于平衡状态，C错误；隔离木
7、板，受重力、斜面的支持力、弹簧的弹力（沿斜面向下卜木块的压力、斜面对它的摩擦力5个力，A错误；隔离斜面，受 4个力作用，B错误。答案 D6. （2015江西南昌调研）水平面上有U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为 L, M和P之间接 入电源，现垂直于导轨搁一根质量为m的金属棒ab，棒与导轨的动摩擦因数为p（滑动摩擦力略小于最大静摩擦力 ），通过棒的电流强度为 I。现加一个范围较大的匀强磁场， 磁感应强度大小为 B,方向垂直于金属棒 ab,与垂直导轨平面的方向夹角为如图5所示，金属棒处于静止状态，重力加速度为g,则金属棒所受的摩擦力大小为（）tiA. BILsin 0B. BILcos 0C. K
8、mg BILsin 0）D. p（mg+ BIL cos 0）解析 金属棒处于静止状态，其合力为零，对其进行受力分析,如图所示，在水平方向有BIL cos 0- Ff= 0, Ff= BILcos 0,选项B正确，选项A、C、D错误。答案 B7. （2015杭州市第一次教学质量检测）如图6所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为L,劲度系数为k的轻质弹簧上端固定，下端与水平直导体棒ab相连，弹簧与导轨平面平行并与 ab垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场，闭合开关 K后导体棒中的电流为I，导体棒平衡时，弹簧伸长量为 X1；调转图中电源极性，使导体棒
9、中电流反向，导体棒中电流仍为I，导体棒平衡时弹簧伸长量为X2，忽略回路中电流产生的磁场，则匀强磁场的磁感应强度B的大小为（）A. L（X1+ X2）C.2L（X2+ X1）图6D2t（X2- X1）解析 调转电源极性时导体棒受到的安培力方向与调转前相反。=kx1+ BIL ;调转电源极性使导体棒中电流反向，由平衡条件可得由平衡条件可得mgsin amgsin a+ BIL = kx2,k联立解得B = 2IL（X2 X1）,选项D正确。答案 D8. 如图7所示，在粗糙水平面上建立一直角坐标系xOy,在坐标原点处有一物体，质量m =5 kg,物体和水平面间的动摩擦因数为尸0.08,物体受到沿坐标
10、轴的三个恒力F1、F?、F3的作用而静止于水平面上，其中Fi = 3 N，方向沿x轴正方向；F2= 4 N，方向沿y轴正方向；F3沿x轴负方向。则下列说法正确的是 （）图7A. F3的大小可能大于 4 N4 N，方向沿y轴负方向4 N，方向沿y轴负方向B. F3的大小可能小于3 NC. 物体受到的摩擦力大小一定等于解析物体所受地面的最大静摩擦力D. 物体受到的摩擦力大小可能小于Ffm= 1 mg 4 N，由平衡条件可知， Fi、F2、F3的合力必须小于或等于 4 N,其中F2= 4 N , Fi与F3反向，只有当Fi= F3时，三力的合力才等于4 N,否则一定大于 4 N,因此F3= 3 N
11、,静摩擦力Ff= Ffm = 4 N ,方向与F2相反,即沿y轴负方向，选项C正确。答案 C9如图8甲所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正沿斜面以速度vo匀速下滑，斜劈保持静止，地面对斜劈的摩擦力为Ffi。若对该物块施加一平行于斜面向下的推力Fi，使其加速下滑，如图乙所示，则地面对斜劈的摩擦力为Ff2；若对该物块施加一平行于斜面向上的推力F2,使其减速下滑，如图丙所示，则地面对斜劈的摩擦力为Ff3,下列关于Ffi、Ff2、Ff3的大小关系正确的是（）甲乙丙图8A. Ffi> 0B.Ff2> Ff3C.Ff2< Ff3D. Ff2= Ff3解析 题图甲中斜劈和物块都处
12、于平衡状态，对整体，只有竖直方向的重力和支持力,地面对斜劈的摩擦力 Ffi = 0，若有摩擦力，则系统不能平衡，故选项 A错误；根据题图甲的情景可知，在题图乙、丙中，物块受到的斜面作用力都是滑动摩擦力和支持力，合力与物块的重力平衡，即竖直向上，因此物块对斜面的作用力（滑动摩擦力和压力的合力）总是竖直向下的，且与物块的重力等大，所以对斜劈，只受到了竖直方向的重力、地面支持力和物块的作用力，与题图甲中的受力情况相同，因此有Ffi= Ff2= Ff3= 0,选项B、C错误，D正确。答案 D二、多项选择题10. （2015江苏省徐州、连云港、宿迁三市联考）如图9所示，水平细杆上套一环A,环A与球B间用
13、一轻质绳相连，质量分别为mA、mB,由于B球受到风力作用，A与B球一起向右匀速运动。已知轻质绳与竖直方向的夹角为0o则下列说法中正确的是（）A. 风力增大时，轻质绳对B球的拉力保持不变B. B球受到的风力 F为mBgtan 0C. 杆对A球的支持力随着风力的增大而增大D.A球与水平细杆间的动摩擦因数为mBta n 0mA + mB解析 以B球为研究对象，受到重力、风力和拉力， 三力平衡，如图所 示，解三角形得到拉力 Ft = 风力F = mBgtan 0 A项错误，B项cos 0正确；利用整体法，水平方向有F = p（mA+ mB）g，解得 尸,DmA + mB项正确；竖直方向，杆对 A球的支
14、持力Fna= （mA+ mB）g, C项错误。答案 BD11. （2015烟台二模）如图10所示，两段等长细线 L1和L2串接着两个质量相等的小球a、b,悬挂于0点。现施加水平向右的力F缓慢拉动a, L1对a球的拉力大小为F1, L?对b球的拉力大小为F2，在缓慢拉动的过程中，F1和F2的变化情况是（）图10A. Fi变大B.Fi变小C.F2不变D.F2变大解析 在F缓慢拉动过程中，b球受力如图甲所示，由平衡条件得F2= m2g，故F2不变，选项C正确，D错误；a、b球整体受力b®如图乙所示，由平衡条件得Ficos B（mi+ m2）g = 0,在力F向右 "甲拉动过程中，
15、Li与竖直方向的夹角B变大，cos B变小，故Fi变大，选项A正确，B错误。答案 AC12. （2015山东省日照市高三校际联合检测）如图11所示，一根绳子一端固定于竖直墙上的A点，另一端绕过动滑轮P悬挂一重物B，其中绳子的 PA段处于水平状态，另一根绳子一端与动滑轮 P的轴相连，在绕过光滑的定滑轮Q后在其端点 0施加一水平向左的外力F，使整个系统处于平衡状态，滑轮均为光滑、轻质，且均可看做质点，现拉动绳子 的端点0使其向左缓慢移动一小段距离后达到新的平衡状态，则该平衡状态与原平衡状态相比较（）图11A.拉力F增加C.角B不变B.拉力F减小D. 角B减小解析 以动滑轮P为研究对象，AP、BP段绳子受的力始终等于 B的重力，两绳子拉力的合力在/ APB角平分线上，拉动绳子后，滑轮向上运动，两绳子夹角减小，两拉力的合力增大，故F增大，A项正确，B项错；PQ与竖直方向夹角等于 / APB的一半，故拉动绳子后角 B减小，C项错，D正确。答案 AD13. （2015四川省成都市毕业班一诊 ）如图12所示，一个质量为 4 kg的半球形物体 A放在倾 角为0= 37°的斜面B上静止不动。若用通过球心的水平推力 F = 10 N作用在物体上，物 体仍静止在斜面上，斜面仍相对地面静止。已知sin 37 = 0.6, cos 37= 0.8，取g= 10 m/s2, 则（）