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1、名校名 推荐力与物体的平衡(时间 :45 分钟满分 :100 分 )专题突破练第1 页一、选择题 (共 11 小题 ,每小题 7 分,共 77 分。在每小题给出的四个选项中 ,第 17 小题只有一个选项符合题目要求 ,第 811 小题有多个选项符合题目要求 ,全部选对的得 7 分,选对但不全的得 3 分,有选错或不答的得 0 分)1.(2017 江西赣州模拟)如图所示 ,固定斜面上有一光滑小球,被一竖直压缩的轻弹簧P 与另一平行斜面的轻弹簧Q 连接着处于静止状态,则小球所受力的个数是()A.1B.3C.4D.5答案C解析P 弹簧被压缩 ,弹力不为零 ,小球受重力、弹簧P 的压力、支持力,由于支
2、持力有水平向左的分力 ,斜面光滑 ,小球不受摩擦力,弹簧 Q 一定有拉力 ,所以小球受4 个力平衡 ,故 C 正确 ,A 、B、 D 错误 ,故选 C。2.(2017 山东济宁模拟 )如图所示 ,A、B 为竖直墙面上等高的两点 ,AO、BO 为长度相等的两根轻绳 ,CO 为一根轻杆 ,转轴 C 在 AB 中点 D 的正下方 ,AOB 在同一水平面内 , AOB= 90,COD= 60,若在 O 点处悬挂一个质量为m 的物体 ,则绳 AO 所受的拉力和杆OC 所受的压力分别为 ()A. mg, mgB.mg,mgC. mg,mgD.mg,mg答案 B解析 设绳 AO 和绳 BO 拉力的合力为F,
3、以 O 点为研究对象 ,O 点受到拉力、杆的支持力F1和 F,作出力图 1。根据平衡条件得 :F=mg tan 30= mg,F 1=mg cos 30=mg,将 F 分解 ,如图2,则有 AO 所受拉力的大小为 :F 2= F=mg,根据牛顿第三定律 ,绳 AO 所受的拉力和杆OC所受的压力分别为mg,mg,B 选项正确。1名校名 推荐3.(2017 福建南平检测)如图所示 ,半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上,光滑的小球P 在水平外力 F 的作用下处于静止状态 ,P 与圆心 O 的连线与水平面的夹角为 ,将力 F 在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过 90,框架与小球始终保持静止状态。 在此
4、过程中下列说法正确的是()A. 框架对小球的支持力先减小后增大B.拉力 F 的最小值为mgsin C.地面对框架的摩擦力始终在减小D.框架对地面的压力先增大后减小答案C解析小球受重力G、框架给的支持力F N、拉力 F,由矢量三角形可知框架对小球的支持力一直在减小 ,故 A 错误 ;当拉力与弹力垂直时拉力最小且为mgcos ,故 B 错误 ; 把小球和框架看成一个整体 ,框架受到地面的摩擦力为拉力沿水平方向的分量,在转动过程中水平方向分量逐渐减小 ,所以地面对框架的摩擦力始终在减小,故 C 正确 ;把小球和框架看成一个整体,框架受到地面的压力等于二者重力之和减去拉力在竖直方向的分量,而拉力在竖直
5、方向的分量逐渐增加,所以框架对地面的压力逐渐减小,故 D 错误。所以C 正确 ,ABD 错误。4.(2017 赣州十三县联考)A、 B、 C 三个物体通过细线和光滑的滑轮相连,处于静止状态,如图所示,C 是一箱砂子 ,砂子和箱的重力都等于G,动滑轮的质量不计,打开箱子下端开口,使砂子均匀流出 ,经过时间 t0 流完 ,则图中哪个图象表示在这过程中桌面对物体B 的摩擦力 Ff 随时间的变化关系 ()答案C2名校名 推荐解析 设绳子的张力大小为 F T。以 A、B 两个物体组成的整体作为研究对象 ,根据平衡条件得 , 桌面对物体 B 的摩擦力 F f= 2FT 。设 t 时刻砂子流掉的重力为 G,
6、则 G=kt ,t 时对 C:由平衡条件得 ,2F T= 2G-G ,则有 F f= 2G-G= 2G-kt,可见 ,F f 与 t 是线性关系 ,Ff -t 图象是向下倾斜的直线。当 t= 0 时 ,Ff = 2G,t=t 0 时 ,Ff =G 。故 C 正确。5.(2017 河南开封模拟 )在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A,A 与竖直墙之间放另一截面也为半圆的柱状物体B,整个装置处于静止状态 ,截面如图所示。设墙对 B的作用力为 F1,B 对 A 的作用力为 F 2,地面对 A 的作用力为 F 3。在 B 上加一物体 C,整个装置仍保持静止 ,则 ()A. F 1 保
7、持不变 ,F3 增大B. F1 增大 ,F3 保持不变C.F 2 增大 ,F 3 增大D.F2 增大 ,F 3 保持不变答案C解析 先对 BC 整体分析 ,受重力、墙壁支持力和 A 的支持力 ,根据平衡条件 ,三个力可以构成首尾相连的矢量三角形 ,如图所示 :加上 C 物体 ,相当于整体的重力增加了,故墙对 B 的作用力F 1 增加 ,A 对 B 的支持力也增加,根据牛顿第三定律,B 对 A 的作用力为F2 增加 ;再对 ABC 整体分析 ,受重力、地面支持力、地面的静摩擦力、 墙壁的支持力 ,根据平衡条件,地面的支持力等于整体的重力,故加上 C 物体后,地面的支持力F 3 变大 ,故 ABD
8、 错误 ,C 正确。6.一铁架台放在水平地面上,其上用轻质细线悬挂一小球,开始时细线竖直。现将水平力F 作用于小球上 ,使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置,铁架台始终保持静止。则在这一过程中()A. 水平拉力F 变小B. 细线的拉力不变C.铁架台对地面的压力变大D. 铁架台所受地面的摩擦力变大答案D解析对小球受力分析,受拉力、重力、F,根据平衡条件,有 :3名校名 推荐F=mg tan ,逐渐增大则F 逐渐增大 ,故 A 错误 ;由图可知 ,细线的拉力F T=,增大 ,FT增大 ,故 B 错误 ;以整体为研究对象,根据平衡条件得F f=F ,则 Ff 逐渐增大。 F N= (M+m )g,FN
9、 保持不变。故 C 错误 ,D 正确。7.如图所示 ,半径为 R 的半球形物体固定在水平地面上,球心正上方有一光滑的小定滑轮,滑轮到球面 B 的距离为 h,轻绳的一端系一小球,靠放在半球上的A 点 ,另一端绕过定滑轮后用力拉住,使小球静止。 现缓慢拉绳 ,则在使小球从A 运动到 B 的过程中 ,半球形物体对小球的支持力FN 和轻绳对小球的拉力 F 的变化情况是 ()A. F N 不变 ,F 变小B. FN 不变 ,F 先变大后变小C.F N 变小 ,F 先变小后变大D. FN 变大 ,F 变大? 导学号答案 A解析 对小球进行受力分析可知,小球受重力 G、半球形物体对其的支持力FN 和轻绳对其
10、的拉力 F 这三个力的作用 ,由题意可知 ,在小球从 A 点缓慢运动到 B 点的过程中 ,支持力 F N 和拉力 F 的方向均在发生变化 ,只有小球的重力大小和方向均不变,故用力三角形与几何三角形相似的方法进行求解。小球的受力分析如图所示,设连接小球A 和定滑轮之间的轻绳长为l,则由力三角形与几何三角形相似可得:,故可得 F N 不变 ,F 逐渐减小。8.一个闭合回路由两部分组成,如图所示 ,虚线右侧是电阻为r 的圆形导线 ,置于竖直方向均匀变4名校名 推荐化的磁场 B1 中 ,左侧是光滑的倾角为的平行导轨 ,宽度为 d,其电阻不计。磁感应强度为B2的匀强磁场垂直于导轨平面向上,且只分布在虚线
11、左侧,一个质量为 m、电阻为R 的导体棒MN 此时恰好能静止在导轨上,下述判断正确的是 ()A. 圆形线圈中的磁场 ,可以方向向上均匀增强,也可以方向向下均匀减弱B.导体棒 MN 受到的安培力大小为mgC.回路中的感应电流为D.圆形导线中的电热功率为(R+r )答案 AC解析 根据左手定则判断可知,导体棒上的电流从 N 到 M ,根据楞次定律可知,选项 A 正确。根据共点力平衡条件 ,导体棒 MN 受到的安培力大小等于重力沿导轨向下的分力,即 B2Id=mg sin,解得 I=,选项 B 错误 ,C 正确。圆形导线的电热功率2r=r,选P=I r=项 D 错误。9.(2017 山西太原模拟 )
12、如图 ,质量分别为 M、 m 的两个木块A、 B 通过轻弹簧连接 ,木块 A 放在水平桌面上 ,木块 B 用轻绳通过定滑轮在力F 的作用下整体恰好处于静止状态,绳与水平方向成 角。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计滑轮与绳间的摩擦。则可以求下列哪些量()A. 木块 A 对桌面的压力B.弹簧与水平方向的夹角C.木块 A 与桌面之间的动摩擦因数D.弹簧的形变量? 导学号 88904127?答案ABC解析以 A、B 整体为研究对象,进行受力分析 ,如图 1,根据平衡条件 ,水平方向 :Fcos =F f,竖直方向 :FN= (M+m )g-F sin ,再由牛顿第三定律可以求出木块A 对桌面的压力
13、,故 A 正确。由于此时恰好静止 ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则 F f= FN ,木块 A 与桌面之间的动摩擦因数可求出 ,故 C 正确。以 B 为研究对象进行受力分析如图2,设弹力与水平方向夹角为,则根据平衡条件 ,水平方向 :F 弹 cos =F cos ,竖直方向 :Fsin =mg+F 弹 sin ,两方程联立可求得 F 弹 与,但劲度系数 k 未知 ,不能求出弹簧的形变量 ,故 B 正确、 D 错误。5名校名 推荐10.如图所示 ,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 及固定在斜面体底端的轻质挡板拴接,初始时 A、B 静止 ,弹
14、簧处于压缩状态。现用力 F 沿斜面向下推A,但 A 并未运动。下列说法正确的是()A. 弹簧对挡板的作用力不变B.B 对地面的压力增大C.A、B 之间的摩擦力一定增大D.水平面对B 的摩擦力始终为零答案AB解析 开始时弹簧处于压缩状态 ,加力 F 后 ,A 未运动 ,弹簧长度不变 ,则弹簧对挡板的作用力不变,A 正确。隔离物块 A 进行受力分析 ,若初始时 A 受 B 的摩擦力沿斜面向上或为零 ,加推力 F 后,静摩擦力沿斜面向上增大 ;若初始时 A 受 B 的摩擦力沿斜面向下 ,加推力 F 后 ,静摩擦力沿斜面向下减小 ,或方向变为沿斜面向上 ,大小可能减小也可能增大 ,C 错误。 A、B、
15、挡板和弹簧整体受力平衡 ,F N=M 总 g+F 竖直 ,F 水平 =F f,B 对地面的压力增大,水平面对 B 的作用力多了向左的摩擦力 ,所以 B 正确、 D 错误。11.(2017 山东枣庄模拟 )如图所示 ,穿在一根光滑固定杆上的小球A、 B 通过一条跨过定滑轮的细绳连接 ,杆与水平方向成角 ,不计所有摩擦。当两球静止时,OA 绳沿竖直方向,OB 绳与杆的夹角为,则下列说法正确的是()A. 小球 A 可能受到3 个力的作用B.小球 B 一定受到3 个力的作用C.小球 A、 B 的质量之比mAmB= 1tan D.小球 A、 B 的质量之比mAmB= tan 1答案BD解析对 A 球受力
16、分析可知,A 受到重力、绳子的拉力,两个力合力为零,杆子对 A 球没有弹力 ,否则 A 不能平衡 ,故 A 错误 ;对 B 球受力分析可知,B 受到重力、绳子的拉力以及杆对B 球的弹力 ,三个力的合力为零,故 B 正确 ;分别对 A、 B 两球分析 ,运用合成法 ,根据共点力平衡条件,6名校名 推荐得:FT =m Ag;(根据正弦定理列式),故 mBmA= 1tan ,故 D 正确 ,故选 BD 。二、计算题 (本题共 1 个小题 ,共 23 分)12.两个带电小球A、B(可视为质点 )通过绝缘的不可伸长的轻绳相连,若将轻绳的某点O 固定在天花板上 ,平衡时两个小球的连线恰好水平,且两根悬线偏离竖直方向的夹角分别为30和60,如图甲所示。若将轻绳跨接在竖直方向的光滑定滑轮(滑轮大小可不计)两端 ,调节两球的位置能够重新平衡,如图乙所示 ,求 :(1) 两个小球的质量之比 ;(2) 图乙状态 ,滑轮两端的绳长OA、 OB 之比。? 导学号 88904128?答案(1)(2)解析(1)对小球 ,有FTcos -mg= 0FTsin -F= 0解得 :mg=所以 :(2)对小球 ,根据三角形相似,有解得 :L=所以 :。7