第一講力與物體平衡課前自測(cè)診斷卷考點(diǎn)一受力分析1.考查共點(diǎn)力的平衡條件(2019江蘇高考)如圖所示，一只氣球在風(fēng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，風(fēng)對(duì)氣球的作用力水平向右。細(xì)繩與豎直方向的夾角為，繩的拉力為T，則風(fēng)對(duì)氣球作用力的大小為()A.B. CTsin DTcos 解析：選C對(duì)氣球，受力分析如圖所示，將繩的拉力T分解，在水平方向：風(fēng)對(duì)氣球的作用力大小FTsin ，選項(xiàng)C正確。2考查多個(gè)物體的平衡、彈力的方向判斷如圖所示，三個(gè)形狀不規(guī)則的石塊a、b、c在水平桌面上成功地疊放在一起。下列說法正確的是()A石塊b對(duì)a的支持力一定豎直向上B石塊b對(duì)a的支持力一定等于a受到的重力C石塊c受到水平桌面向左的摩擦力D石塊c對(duì)b的作用力一定豎直向上解析：選D由題圖可知，a與b的接觸面不是水平面，可知石塊b對(duì)a的支持力與其對(duì)a的靜摩擦力的合力，跟a受到的重力是一對(duì)平衡力，故A、B錯(cuò)誤；以三個(gè)石塊作為整體研究，整體受到的重力與支持力是一對(duì)平衡力，則石塊c不會(huì)受到水平桌面的摩擦力，故C錯(cuò)誤；選取a、b作為整體研究，根據(jù)平衡條件，石塊c對(duì)b的作用力與其重力平衡，則石塊c對(duì)b的作用力一定豎直向上，故D正確。3考查摩擦力的有無及方向判斷(2019蘇錫常鎮(zhèn)二模)小明將一輛后輪驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)小汽車，按圖示方法置于兩個(gè)平板小車上，三者置于水平實(shí)驗(yàn)桌上。當(dāng)小明用遙控器啟動(dòng)小車向前運(yùn)動(dòng)后，他看到兩個(gè)平板小車也開始運(yùn)動(dòng)，下列標(biāo)出平板小車的運(yùn)動(dòng)方向正確的是()解析：選C用遙控器啟動(dòng)小車向前運(yùn)動(dòng)，后輪是主動(dòng)輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以左側(cè)平板小車對(duì)后輪的摩擦力向右，后輪對(duì)左側(cè)平板小車的摩擦力向左；前輪是從動(dòng)輪，所以右側(cè)平板小車對(duì)前輪的摩擦力向左，前輪對(duì)右側(cè)平板小車的摩擦力向右。因此左側(cè)小車向左運(yùn)動(dòng)，右側(cè)小車向右運(yùn)動(dòng)。故C項(xiàng)正確，A、B、D三項(xiàng)錯(cuò)誤。4考查力的合成與分解(2019蘇錫常鎮(zhèn)二模)帆船運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員可以調(diào)節(jié)帆面與船前進(jìn)方向的夾角，使船能借助風(fēng)獲得前進(jìn)的動(dòng)力。下列圖中能使帆船獲得前進(jìn)動(dòng)力的是()解析：選D船所受風(fēng)力與帆面垂直，將風(fēng)力分解成沿船前進(jìn)方向和垂直于船身方向。船在垂直船身方向受到的阻力能抵消風(fēng)力垂直于船身方向的分量。題圖A中船所受風(fēng)力垂直于船前進(jìn)方向，沿船前進(jìn)方向的分力是零，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；將題圖B中風(fēng)力分解后沿船前進(jìn)方向分力與船前進(jìn)方向相反，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；將題圖C中風(fēng)力分解后沿船前進(jìn)方向分力與船前進(jìn)方向相反，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；將題圖D中風(fēng)力分解后沿船前進(jìn)方向分力與船前進(jìn)方向相同，能使帆船獲得前進(jìn)動(dòng)力，故D項(xiàng)正確?？键c(diǎn)二整體法與隔離法的應(yīng)用5.考查整體法與隔離法、力的合成與分解如圖所示，質(zhì)量為M的四分之一圓柱體放在粗糙水平地面上，質(zhì)量為m的正方體放在圓柱體和光滑墻壁之間，且不計(jì)圓柱體與正方體之間的摩擦，正方體與圓柱體的接觸點(diǎn)的切線與右側(cè)墻壁成角，圓柱體處于靜止?fàn)顟B(tài)。則()A地面對(duì)圓柱體的支持力為MgB地面對(duì)圓柱體的摩擦力為mgtan C墻壁對(duì)正方體的彈力為D正方體對(duì)圓柱體的壓力為解析：選C以正方體為研究對(duì)象，受力分析，如圖：由幾何知識(shí)得，墻壁對(duì)正方體的彈力FN1圓柱體對(duì)正方體的彈力FN2，根據(jù)牛頓第三定律得正方體對(duì)圓柱體的壓力為。以圓柱體和正方體為研究對(duì)象，豎直方向受力平衡，地面對(duì)圓柱體的支持力：FN(Mm)g，水平方向受力平衡，地面對(duì)圓柱體的摩擦力：FfFN1。故C正確。6考查整體法與隔離法、物體的平衡條件(2019江蘇如皋期末)如圖，A、B、C、D是四個(gè)完全相同的球，重力皆為G，A、B、C放置在水平面上用細(xì)線扎緊，D球疊放在A、B、C三球上面，則球A對(duì)地面的壓力為()A.GB.GC.GD.G解析：選A由對(duì)稱性知，地面對(duì)A、B、C三個(gè)球的支持力相等；設(shè)地面對(duì)每個(gè)球的支持力為FN，對(duì)整體受力分析，根據(jù)平衡條件可得：3FN4G，解得：地面對(duì)每個(gè)球的支持力FNG。根據(jù)牛頓第三定律可得，球A對(duì)地面的壓力F壓FNG。故A項(xiàng)正確，B、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤。7.考查整體法與隔離法、摩擦力的分析與判斷多選如圖所示，質(zhì)量為M的斜面體A放在粗糙水平面上，用輕繩拴住質(zhì)量為m的小球B置于斜面上，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知斜面傾角及輕繩與豎直方向的夾角均為30。不計(jì)小球與斜面間的摩擦，重力加速度為g，則()A輕繩對(duì)小球的作用力大小為mgB斜面體對(duì)小球的作用力大小為mgC斜面體對(duì)水平面的壓力大小為(Mm)gD斜面體與水平面間的摩擦力大小為mg解析：選AD以小球B為研究對(duì)象，受力如圖甲所示，由幾何關(guān)系知30。根據(jù)受力平衡可得FTFNmg以斜面體A為研究對(duì)象，其受力如圖乙所示。由受力平衡得FN1MgFNcos MgmgFfFNsin mg故選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，A、D正確?？键c(diǎn)三動(dòng)態(tài)平衡問題8.考查用圖解法分析動(dòng)態(tài)平衡問題質(zhì)量為m的物體用輕繩AB懸掛于天花板上。用水平向左的力F緩慢拉動(dòng)繩的中點(diǎn)O，如圖所示。用T表示繩 OA段拉力的大小，在O點(diǎn)向左移動(dòng)的過程中()AF逐漸變大，T逐漸變大BF逐漸變大，T逐漸變小CF逐漸變小，T逐漸變大DF逐漸變小，T逐漸變小解析：選A以O(shè)點(diǎn)為研究對(duì)象，受力如圖所示，當(dāng)用水平向左的力緩慢拉動(dòng)O點(diǎn)時(shí)，則繩OA與豎直方向的夾角變大，由共點(diǎn)力的平衡條件知F逐漸變大，T逐漸變大，選項(xiàng)A正確。9考查用解析法分析動(dòng)態(tài)平衡問題(2019江蘇海安高三期末)如圖所示，跳水運(yùn)動(dòng)員在走板時(shí)，從跳板的a端緩慢地走到b端，跳板逐漸向下彎曲，在此過程中，該運(yùn)動(dòng)員對(duì)跳板的()A壓力不斷增大B摩擦力不斷增大C作用力不斷增大D作用力不斷減小解析：選B以運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，由平衡條件知，跳板對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力Nmgcos ，摩擦力fmgsin ，是跳板與水平方向的夾角。隨著的增大，N減小，f增大。由牛頓第三定律知，運(yùn)動(dòng)員對(duì)跳板的壓力減小，摩擦力增大，A錯(cuò)誤，B正確；跳板對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力是支持力和摩擦力的合力，與重力等大反向，則跳板對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力保持不變，所以運(yùn)動(dòng)員對(duì)跳板的作用力保持不變，故C、D錯(cuò)誤。10考查用相似三角形法求解動(dòng)態(tài)平衡問題多選如圖所示，質(zhì)量均為m的小球A、B用勁度系數(shù)為k1的輕彈簧相連，B球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩懸于O點(diǎn)，A球固定在O點(diǎn)正下方，當(dāng)小球B平衡時(shí)，繩子所受的拉力為FT1，彈簧的彈力為F1；現(xiàn)把A、B間的彈簧換成原長(zhǎng)相同但勁度系數(shù)為k2(k2>k1)的另一輕彈簧，在其他條件不變的情況下仍使系統(tǒng)平衡，此時(shí)繩子所受的拉力為FT2，彈簧的彈力為F2，則下列關(guān)于FT1與FT2、F1與F2大小之間的關(guān)系，正確的是()AFT1>FT2BFT1FT2CF1<F2DF1F2解析：選BC小球B受重力mg、繩子拉力FT和彈簧彈力F三個(gè)力而平衡，平移FT、F構(gòu)成力的矢量三角形如圖所示，由圖可以看出，力的矢量三角形總是與幾何三角形OAB相似，因此有，其中OA、L保持不變，因此繩子的拉力FT大小保持不變，A錯(cuò)誤、B正確；當(dāng)彈簧的勁度系數(shù)k增大時(shí)，彈簧的壓縮量減小，A、B間距離增大，因此對(duì)應(yīng)的力F增大，C正確、D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)四電磁場(chǎng)中的平衡問題11.考查庫(kù)侖定律、物體的平衡條件、力的合成與分解多選如圖所示，絕緣水平地面上固定一個(gè)光滑絕緣斜面，斜面與水平面的夾角30。一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線的一端固定在斜面頂端，另一端系有一個(gè)帶電小球A，細(xì)線與斜面平行，且小球A正好靜止在斜面中點(diǎn)。在小球A的正下方地面處固定放置一帶電小球B，兩球相距為d。已知兩球的質(zhì)量均為m、電荷量均為q，靜電力常量為k，重力加速度為g，兩球均可視為點(diǎn)電荷。則下列說法正確的是()A兩球之間的庫(kù)侖力FkB當(dāng) 時(shí)，斜面對(duì)小球A的支持力為C當(dāng) 時(shí)，細(xì)線上拉力為0D將小球B移到斜面底面左端C點(diǎn)，當(dāng)2時(shí)，斜面對(duì)小球A的支持力為0解析：選ABD依據(jù)庫(kù)侖定律，得兩球之間的庫(kù)侖力大小為Fk，故A正確；當(dāng) 時(shí)，則有kmg，對(duì)球A受力分析，如圖甲所示：根據(jù)矢量的合成法則，依據(jù)三角知識(shí)，則支持力N，拉力T，故B正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)小球B移到斜面底面左端C點(diǎn)，對(duì)球A受力分析，如圖乙所示：依據(jù)幾何關(guān)系可知，T與F的夾角為120，且兩力的合力與重力反向，當(dāng) 時(shí)，即有kmg，根據(jù)矢量的合成法則，則有兩合力與重力等值反向，那么斜面對(duì)小球A的支持力為N0，而現(xiàn)在2時(shí)，即有k4mg，那么小球A離開斜面，因此斜面對(duì)小球A的支持力仍為零，故D正確。12考查庫(kù)侖力作用下物體的動(dòng)態(tài)平衡問題如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的兩個(gè)帶同種電荷的小球a和b，分別靜止在豎直墻面和水平地面上；b球被光滑豎直板擋住，所有接觸面均光滑，a球由于緩慢漏電而緩慢下降，在此過程中()A地面對(duì)b球的支持力變小B豎直擋板對(duì)b球的彈力變小Ca、b兩球間的作用力變大D以上說法均不正確解析：選C對(duì)a、b整體而言，豎直方向受重力和地面的支持力，故支持力總等于兩球的重力，可知地面對(duì)b球的支持力不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)a球受力分析如圖：受到重力G，庫(kù)侖力F和墻面的彈力N，當(dāng)a球下移時(shí)，由受力圖可知，N和F均變大，可知選項(xiàng)C正確；對(duì)a、b整體，水平方向豎直擋板對(duì)b球的彈力等于墻面對(duì)a球的彈力N，則豎直擋板對(duì)b球的彈力變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；綜上所述，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。13考查復(fù)合場(chǎng)中帶電粒子的平衡問題質(zhì)量為m，電量為q的微粒以速度v與水平方向成角從O點(diǎn)進(jìn)入方向如圖所示的正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)組成的混合場(chǎng)區(qū)，該微粒在電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力和重力的共同作用下，恰好沿直線運(yùn)動(dòng)到A，下列說法中正確的是()A該微?？赡軒д姾梢部赡軒ж?fù)電荷B微粒從O到A的運(yùn)動(dòng)一定是勻加速直線運(yùn)動(dòng)C該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為D該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為解析：選C若粒子帶正電，電場(chǎng)力向左，洛倫茲力垂直于OA線斜向右下方，則電場(chǎng)力、洛倫茲力和重力不能平衡；若粒子帶負(fù)電，電場(chǎng)力向右，洛倫茲力垂直于OA線斜向左上方，則電場(chǎng)力、洛倫茲力和重力能平衡，則該微粒帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤。粒子受到重力和電場(chǎng)力不變，由于粒子沿直線運(yùn)動(dòng)，則洛倫茲力大小不變，粒子的運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤。粒子受力如圖，由平衡條件得：qvBcos mg，qEmgtan ，解得：B，E，故C正確，D錯(cuò)誤。14考查安培力作用下導(dǎo)體的動(dòng)態(tài)平衡問題如圖所示，兩根通電直導(dǎo)體棒用四根長(zhǎng)度相等的絕緣細(xì)線懸掛于O1、O2兩點(diǎn)，已知O1O2連線水平，導(dǎo)體棒靜止時(shí)絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角均為，保持導(dǎo)體棒中的電流大小和方向不變，在導(dǎo)體棒所在空間加上勻強(qiáng)磁場(chǎng)后絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角均增大了相同的角度，下列分析正確的是()A兩導(dǎo)體棒中的電流方向一定相同B所加磁場(chǎng)的方向可能沿x軸正方向C所加磁場(chǎng)的方向可能沿z軸正方向D所加磁場(chǎng)的方向可能沿y軸負(fù)方向解析：選C未加磁場(chǎng)時(shí)，由兩導(dǎo)體棒靜止時(shí)絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角均為，可知兩導(dǎo)體棒中的電流方向一定相反，且電流大小相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在導(dǎo)體棒所在空間加上勻強(qiáng)磁場(chǎng)后絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角均增大了相同的角度，由左手定則可知，所加磁場(chǎng)的方向可能沿z軸正方向，選項(xiàng)C正確，B、D錯(cuò)誤。7