2019-2020年高考物理 專題02 相互作用 備考強(qiáng)化訓(xùn)練6 共點(diǎn)力作用下物體的平衡 新人教版.doc
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2019-2020年高考物理 專題02 相互作用 備考強(qiáng)化訓(xùn)練6 共點(diǎn)力作用下物體的平衡 新人教版 本套試題訓(xùn)練和考查的重點(diǎn)是:理解共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài),掌握共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。其中第12題、第15題為創(chuàng)新題,此類試題的特點(diǎn)是立意新穎,與現(xiàn)實(shí)生活結(jié)合緊密.解答時(shí)應(yīng)正確進(jìn)行受力分析和正交分解,靈活運(yùn)用平衡條件求解。 一、破解依據(jù) ㈠幾種常見力(略) ㈡“隔離分析法”和“整體分析法” ㈢共點(diǎn)力的合成和分解 ⑴合力的計(jì)算 ,,其中F1為水平力 ⑵分力的大小和方向(略) ㈣力的正交分解法 , ㈤平衡條件:,或 二、精選習(xí)題 ㈠選擇題(每小題4分,共40分) 1. (16新課標(biāo)I)如圖1,一光滑的輕滑輪用細(xì)繩懸掛于點(diǎn);另一細(xì)繩跨過滑輪,其一端懸掛物塊,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊。外力向右上方拉,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若方向不變,大小在一定范圍內(nèi)變化,物塊仍始終保持靜止,則( ) A.繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化 B.物塊所受到的支持力也在一定范圍內(nèi)變化 C.連接和的繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化 D.物塊與桌面間的摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化 圖1 2.(xx海南)如圖2,物塊a、b和c的質(zhì)量相同,a和b、b和c之間用完全相同的輕彈簧S1和S2相連,通過系在a上的細(xì)線懸掛于固定點(diǎn)O;整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài);現(xiàn)將細(xì)繩剪斷,將物塊a的加速度記為a1,S1和S2相對(duì)原長(zhǎng)的伸長(zhǎng)分別為△l1和△l2,重力加速度大小為g,在剪斷瞬間 圖2 A.a1=3g B.a1=0 C. △l1=2△l2 D. △l1=△l2 3.(15山東)如圖3,滑塊A置于水平地面上,滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直),此時(shí)A恰好不滑動(dòng),B剛好不下滑。已知A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。A與B的質(zhì)量之比為 圖3 A. B. C. D. 4.(14重慶一中) “虹橋臥波”是用來形容石拱橋美景的,石拱橋就是把堅(jiān)固的石塊壘成弧形,橫跨在江、河之上。修建石拱橋,石塊的承壓力是首要考慮的,可用圖4乙的模型來研究,在豎直平面內(nèi)有四塊相同的堅(jiān)固石塊壘成弧形的石拱,第3、4石塊固定在地面上,第1、2石塊間的接觸面位于豎直平面,每塊石塊的兩個(gè)側(cè)面所夾的圓心角為30。假定石塊間的摩擦力可以忽略不計(jì),第1、2石塊間的作用力大小為,第1、3石塊間的作用力大小為則為( ) A. B. C. D. 圖4 5. (14山東)如圖5所示,用兩根等長(zhǎng)輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點(diǎn),制成一簡(jiǎn)易秋千.某次維修時(shí)將兩輕繩各剪去一小段,但仍保持等長(zhǎng)且懸掛點(diǎn)不變.木板靜止時(shí),F(xiàn)1表示木板所受合力的大小,F(xiàn)2表示單根輕繩對(duì)木板拉力的大小,則維修后( ) 圖5 A.F1不變,F(xiàn)2變大 B.F1不變,F(xiàn)2變小 C.F1變大,F(xiàn)2變大 D.F1變小,F(xiàn)2變小 6. (14上海十三校調(diào)研)如圖6所示,兩個(gè)梯形木塊A、B疊放在水平地面上,A、B之間的接觸面傾斜,A的左側(cè)靠在光滑的豎直墻面上.關(guān)于兩個(gè)木塊的受力,下列說法正確的是( ) 圖6 A.A、B之間一定存在摩擦力 B.A可能受三個(gè)力作用 C.A一定受四個(gè)力作用 D.B受到地面的摩擦力的方向向右 7.(14徐州期中)孔明燈相傳是由三國(guó)時(shí)的諸葛孔明發(fā)明的.如圖7所示,有一盞質(zhì)量為m的孔明燈升空后向著東北偏上方向沿直線勻速上升,則此時(shí)孔明燈所受空氣的作用力的大小和方向是( ) 圖7 A.0 B.mg,豎直向上 C.mg,東北偏上方向 D.mg,東北偏上方向 8. [14金華市聯(lián)考] 如圖所示,質(zhì)量為M、半徑為R的半球形物體A放在水平地面上,通過最高點(diǎn)處的釘子用水平細(xì)線拉住一質(zhì)量為m、半徑為r的光滑球B.則( ) 圖8 A.A對(duì)地面的壓力等于(M+m)g B.A對(duì)地面的摩擦力方向向左 C.B對(duì)A的壓力大小為mg D.細(xì)線對(duì)小球的拉力大小為mg 9.(16新課標(biāo)II)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9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 圖9 A.F逐漸變大,T逐漸變大 B.F逐漸變大,T逐漸變小 C.F逐漸變小,T逐漸變大 D.F逐漸變小,T逐漸變小 10. 2.(xx高考重慶理綜第1題)如圖10所示,某人靜躺在椅子上,椅子的靠背與水平面之間有固定傾斜角θ。若此人所受重力為G,則椅子各個(gè)部分對(duì)他作用力的合力大小為 圖10 A.G B.Gsinθ C.Gcosθ D.Gtanθ ㈡填空題(共24分) 11. (14重慶)(10分) (2)為了研究人們用繩索跨越山谷過程中繩索拉力的變化規(guī)律,同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如題圖11所示的實(shí)驗(yàn)裝置,他們將不可伸長(zhǎng)的輕繩的兩端通過測(cè)力計(jì)(不計(jì)質(zhì)量及長(zhǎng)度)固定在相距為D的兩根立柱上,固定點(diǎn)分別為P和Q,P低于Q,繩長(zhǎng)為L(zhǎng)(L>PQ). 圖11 他們首先在繩上距離P點(diǎn)10 cm處(標(biāo)記為C點(diǎn))系上質(zhì)量為m的重物(不滑動(dòng)),由測(cè)力計(jì)讀出繩PC、QC的拉力大小TP和TQ.隨后,改變重物懸掛點(diǎn)C的位置,每次將P點(diǎn)到C點(diǎn)的距離增加10 cm,并讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù),最后得到TP、TQ與繩長(zhǎng)PC的關(guān)系曲線如題圖12所示.由實(shí)驗(yàn)可知: 圖12 ①曲線Ⅱ中拉力最大時(shí),C點(diǎn)與P點(diǎn)的距離為________cm,該曲線為________(選填“TP”或“TQ”)的曲線. ②在重物從P移到Q的整個(gè)過程中,受到最大拉力的是________(選填“P”或“Q”)點(diǎn)所在的立柱. ③在曲線Ⅰ、Ⅱ相交處,可讀出繩的拉力T0=________ N,它與L、D、m和重力加速度g的關(guān)系為T0=________. 12. (15新課標(biāo)II)(6分)某學(xué)生用圖(a)瑣事的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量物塊與斜面的懂摩擦因數(shù)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,物塊下滑過程中所得到的只帶的一部分如圖(b)所示,圖中標(biāo)出了5個(gè)連續(xù)點(diǎn)之間的距離。物塊下滑是的加速度a = m/s2;打點(diǎn)C點(diǎn)時(shí)物塊的速度V = m/s; ⑴已知重力加速度大小為g,求出動(dòng)摩擦因數(shù),還需測(cè)量的物理量是 (填正確答案標(biāo)號(hào)) A 物塊的質(zhì)量 B 斜面的高度 C 斜面的傾角 13.(13上海)(8分)如圖13,傾角為37,質(zhì)量不計(jì)的支架ABCD的D端有一大小與質(zhì)量均可忽略的光滑定滑輪,A點(diǎn)處有一固定轉(zhuǎn)軸,CA⊥AB,DC=CA=0.3m。質(zhì)量m=lkg的物體置于支架的B端,并與跨過定滑輪的輕繩相連,繩另一端作用一豎直向下的拉力F,物體在拉力作用下沿BD做勻速直線運(yùn)動(dòng),己知物體與BD間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3。為保證支架不繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),物體向上滑行的最大距離s=____m。若增大F后,支架仍不繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),物體能向上滑行的最大距離s′____s(填:“大于”、“等于”或“小于”。)(取sin37=0.6,cos37=0.8) 圖13 ㈢計(jì)算題(共36分) 14.(14徐州期中)如圖14所示,質(zhì)量為m1的物體甲通過三段輕繩懸掛,三段輕繩的結(jié)點(diǎn)為O,輕繩OB水平且B端與站在水平面上的質(zhì)量為m2的人相連,輕繩OA與豎直方向的夾角θ=37,物體甲及人均處于靜止?fàn)顟B(tài).(已知sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力) (1)輕繩OA、OB受到的拉力分別是多大? (2)人受到的摩擦力是多大?方向如何? (3)若人的質(zhì)量m2=60 kg,人與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,欲使人在水平面上不滑動(dòng),則物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過多少? 圖14 15(14武漢二中)如圖所示,將斜面體固定在水平面上,其兩個(gè)斜面光滑,斜面上放置一質(zhì)量不計(jì)的柔軟薄紙帶(斜面上加粗部分為紙帶)。現(xiàn)將質(zhì)量為mA的A物體和質(zhì)量為mB的B物體輕放在紙帶上。兩物體可視為質(zhì)點(diǎn),物體初始位置及數(shù)據(jù)如圖所示。 圖15 (1)若紙帶與物體A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)足夠大,在紙帶上同時(shí)放上A、B后,發(fā)現(xiàn)兩物體恰好都能保持靜止,則mA和mB應(yīng)滿足什么關(guān)系? (2)若mA=2 kg,mB=1 kg,A與紙帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μA=0.5,B與紙帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μB=0.8,假設(shè)兩物體與紙面間的滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力相等,試通過計(jì)算簡(jiǎn)要描述兩物體同時(shí)從靜止釋放后的運(yùn)動(dòng)情況,并求出B物體自釋放起經(jīng)過多少時(shí)間到達(dá)斜面底端。(sin37=0.6,cos37=0.8,g取10 m/s2) 16. (13四川)在如圖所示的豎直平面內(nèi),物體A和帶正電的物體B用跨過定滑輪的絕緣輕繩連接,分別靜止于傾角θ=37的光滑斜面上的M點(diǎn)和粗糙絕緣水平面上,輕繩與對(duì)應(yīng)平面平行.勁度系數(shù) k=5 N/m的輕彈簧一端固定在O點(diǎn),一端用另一輕繩穿過固定的光滑小環(huán)D與A相連,彈簧處于原長(zhǎng),輕繩恰好拉直,DM垂直于斜面.水平面處于場(chǎng)強(qiáng)E=5104 N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.已知A、B的質(zhì)量分別為mA=0.1 kg和mB=0.2 kg,B所帶電荷量q=+410-6C.設(shè)兩物體均視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)滑輪質(zhì)量和摩擦,繩不可伸長(zhǎng),彈簧始終在彈性限度內(nèi),B電量不變.取g=10 m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8. (1)求B所受靜摩擦力的大??; (2)現(xiàn)對(duì)A施加沿斜面向下的拉力F,使A以加速度a=0.6 m/s2開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng).A從M到N的過程中,B的電勢(shì)能增加了ΔEp=0.06 J.已知DN沿豎直方向,B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4.求A到達(dá)N點(diǎn)時(shí)拉力F的瞬時(shí)功率. 圖17 ㈣選作題 17.(13上海)兩個(gè)共點(diǎn)力Fl、F2大小不同,它們的合力大小為F,則 (A)F1、F2同時(shí)增大一倍,F(xiàn)也增大一倍 (B)F1、F2同時(shí)增加10N,F(xiàn)也增加10N (C)F1增加10N,F(xiàn)2減少10N,F(xiàn)一定不變 (D)若F1、F2中的一個(gè)增大,F(xiàn)不一定增大 18.(13山東)如圖18所示,用完全相同的輕彈簧A、B、C將兩個(gè)相同的小球連接并懸掛,小球處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧A與豎直方向的夾角為30o,彈簧C水平,則彈簧A、C的伸長(zhǎng)量之比為 圖18 A.∶4 B..4∶ C.. 1∶2 D.2∶1 19.( 13天津)如圖19所示,小球用細(xì)繩系住,繩的另一端固定于O點(diǎn)?,F(xiàn)用水平力F緩慢推動(dòng)斜面體,小球在斜面上無摩擦地滑動(dòng),細(xì)繩始終處于直線狀態(tài),當(dāng)小球升到接近斜面頂端時(shí)細(xì)繩接近水平,此過程中斜面對(duì)小球的支持力FN以及繩對(duì)小球的拉力FT的變化情況是 圖19 A.FN保持不變,F(xiàn)T不斷增大 B.FN不斷增大,F(xiàn)T不斷減小 C.FN保持不變,F(xiàn)T先增大后減小 D.FN不斷增大,F(xiàn)T先減小后增大 20.(13廣東)如圖20,物體P靜止于固定的斜面上, P的上表面水平,現(xiàn)把物體Q輕輕地疊放在P上,則 A.P向下滑動(dòng) B.P靜止不動(dòng) C.P所受的合外力增大 D.P與斜面間的靜摩擦力增大 圖20 21.(16全國(guó)2)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21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 A. F逐漸變大,T逐漸變大 B. F逐漸變大,T逐漸變小 C. F逐漸變小,T逐漸變大 D. F逐漸變小,T逐漸變小 圖21 三、參考答案 ㈠選擇題 ⒈BD。 【解析】由題意,在保持方向不變,大小發(fā)生變化的過程中,物體、均保持靜止,各繩角度保持不變;選受力分析得,繩的拉力,所以物體受到繩的拉力保持不變。由滑輪性質(zhì),滑輪兩側(cè)繩的拉力相等,所以受到繩的拉力大小、方向均保持不變,C選項(xiàng)錯(cuò)誤; 、受到繩的拉力大小方向均不變,所以的張力不變,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)進(jìn)行受力分析,并將各力沿水平方向和豎直方向分解,如上圖所示。由受力平衡得:,。和始終不變,當(dāng)大小在一定范圍內(nèi)變化時(shí);支持力在一定范圍內(nèi)變化,B選項(xiàng)正確;摩擦力也在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化,D選項(xiàng)正確;故答案選BD。 2. AC。 3.B。 4. A。 【解析】如圖對(duì)第一個(gè)石塊進(jìn)行受力分析,由幾何關(guān)系知:θ=600,所以有 N1 :N1=sin60:sin90=:2 故本題答案選:A. 5. A。 【解析】本題考查受力分析、物體的平衡.在輕繩被剪短前后,木板都處于靜止?fàn)顟B(tài),所以木板所受的合力都為零,即F1=0 N.因兩根輕繩等長(zhǎng),且懸掛點(diǎn)等高,故兩根輕繩對(duì)木板的拉力相等,均為F2.對(duì)木板進(jìn)行受力分析,如圖所示,則豎直方向平衡方程:2F2cos θ=G,輕繩剪去一段后,θ增大,cos θ減小,故F2變大.選項(xiàng)A正確. 6. B 【解析】對(duì)A進(jìn)行受力分析知,A受重力、墻面的支持力、B對(duì)A的支持力作用,根據(jù)平衡條件,A還可能受B對(duì)A的摩擦力作用,選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤.對(duì)A、B整體進(jìn)行受力分析知,整體受重力、外力F、地面對(duì)B的支持力、墻面對(duì)A的支持力作用,根據(jù)平衡條件知,還可能受地面對(duì)B的靜摩擦力作用,方向可能向左,也可能向右,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 7. B。 【解析】孔明燈做勻速直線運(yùn)動(dòng),受重力和空氣的作用力而平衡,則空氣的作用力與重力等大反向,選項(xiàng)B正確. 8. AC. 【解析】以A、B整體為研究對(duì)象可知A對(duì)地面的壓力等于(M+m)g,選項(xiàng)A正確;A、B整體在水平方向沒有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),也沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),A對(duì)地面沒有摩擦力,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;以B為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析可知:F2cos θ=mg,F(xiàn)1=mgtan θ,解得B對(duì)A的壓力大小F2=mg,細(xì)線對(duì)小球的拉力大小F1=,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 9. A。 【解析】動(dòng)態(tài)平衡問題,與的變化情況如圖: 可得: 10 A。 【解析】人靜躺在椅子上,受力平衡,由平衡條件可知椅子各個(gè)部分對(duì)他作用力的合力大小為G,,選項(xiàng)A正確。 . ㈡11. (2)①60(56~64之間的值均可) TP?、赒 ③4.30(4.25~4.35之間的值均可) 【解析】 (2)①從曲線Ⅱ可讀出,拉力最大時(shí)C點(diǎn)與P點(diǎn)的距離為60 cm左右,對(duì)繩子的結(jié)點(diǎn)進(jìn)行受力如圖所示,重物受力平衡,在水平方向有TPsin α=TQsin β,當(dāng)結(jié)點(diǎn)偏向左邊時(shí),α接近零度,sin α- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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