專題強(qiáng)化練(一)力與物體的平衡考點(diǎn)1物體的受力分析1.(2016海南卷)如圖，在水平桌面上放置一斜面體P，兩長(zhǎng)方體物塊a和b疊放在P的斜面上，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)若將a與b、b與P、P與桌面之間摩擦力的大小分別用Ff1、Ff2和Ff3表示則()AFf10，F(xiàn)f20，F(xiàn)f30BFf10，F(xiàn)f20，F(xiàn)f30CFf10，F(xiàn)f20，F(xiàn)f30DFf10，F(xiàn)f20，F(xiàn)f30解析：對(duì)整體受力分析可知，整體相對(duì)地面沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故Ff30；再將a和b看成一個(gè)整體，a、b整體有相對(duì)斜面向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故b與P之間有摩擦力，即Ff20；再對(duì)a受力分析可知，a相對(duì)于b有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，a和b之間存在摩擦力作用，即Ff10.故選項(xiàng)C正確. 答案：C2.(2018天水二模)如圖所示，A和B兩物塊的接觸面是水平的，A與B保持相對(duì)靜止一起沿固定粗糙斜面勻速下滑，在下滑過程中B的受力個(gè)數(shù)為()A3個(gè)B4個(gè)C5個(gè) D6個(gè)解析：先以A為研究對(duì)象，分析受力情況，其受重力、B的豎直向上的支持力，B對(duì)A沒有摩擦力，否則A不會(huì)勻速運(yùn)動(dòng)；再對(duì)B研究，B受到重力、A對(duì)B豎直向下的壓力，斜面的支持力和滑動(dòng)摩擦力，共4個(gè)力，故選項(xiàng)B正確答案：B3(2018西安高三測(cè)試)a、b兩個(gè)質(zhì)量相同的球用線連接，a球用線掛在天花板上，b球放在光滑斜面上，系統(tǒng)保持靜止，以下圖示哪個(gè)是正確的()解析：對(duì)b球受力分析，受重力、斜面對(duì)其垂直向上的支持力和細(xì)線的拉力，由于三力平衡時(shí)三個(gè)力中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等值、反向、共線，故細(xì)線拉力向右上方，故A圖錯(cuò)誤；再對(duì)a、b兩個(gè)球整體受力分析，受重力、斜面垂直向上的支持力和上面細(xì)線的拉力，再次根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件判斷上面的細(xì)線的拉力方向斜向右上方，故C、D圖均錯(cuò)誤答案：B考點(diǎn)2共點(diǎn)力平衡4(多選)(2018天津卷)明朝謝肇淛五雜組中記載：“明姑蘇虎丘寺廟傾側(cè)，議欲正之，非萬緡不可一游僧見之，曰：無煩也，我能正之”游僧每天將木楔從塔身傾斜一側(cè)的磚縫間敲進(jìn)去，經(jīng)月余扶正了塔身假設(shè)所用的木楔為等腰三角形，木楔的頂角為，現(xiàn)在木楔背上加一力F，方向如圖所示，木楔兩側(cè)產(chǎn)生推力FN，則()A若F一定，大時(shí)FN大B若F一定，小時(shí)FN大C若一定，F(xiàn)大時(shí)FN大D若一定，F(xiàn)小時(shí)FN大解析：選木楔為研究對(duì)象，木楔受到的力有：水平向左的力F和兩側(cè)給它的與木楔的斜面垂直的彈力，由于木楔處于平衡狀態(tài)，所以兩側(cè)給它的與木楔的斜面垂直的彈力與F沿兩側(cè)分解的推力大小是相等的，力F的分解如圖：則：F2FN1sin，F(xiàn)N1FN2，所以F一定時(shí)，越小，F(xiàn)N越大；一定時(shí)，F(xiàn)越大，F(xiàn)N越大，B、C正確答案：BC5(2018襄陽四校聯(lián)考)將三個(gè)質(zhì)量均為m的小球a、b、c用細(xì)線相連后(b、c間無細(xì)線相連)，再用細(xì)繩懸掛于O點(diǎn)，如圖所示用力F拉小球c，使三個(gè)小球都處于靜止?fàn)顟B(tài)，且細(xì)線Oa與豎直方向的夾角保持為30， 則F的最小值為()Amg B2mgC.mg D.mg解析：將三個(gè)小球視為一個(gè)整體，重力為3mg，當(dāng)作用于小球c上的力F垂直于Oa時(shí)，F(xiàn)最小，由正交分解法知，水平方向Fcos 30Tsin 30，豎直方向Fsin 30Tcos 303mg，解得Fmg，故C正確答案：C考點(diǎn)3動(dòng)態(tài)平衡6.(2018本溪中學(xué)模擬)如圖所示，上表面為光滑曲面的物體靜置于水平地面上，一滑塊從曲面底端受水平力作用緩緩地沿曲面向上滑動(dòng)一小段的過程中，曲面始終靜止不動(dòng)則地面對(duì)物體的摩擦力Ff和地面對(duì)物體的支持力FN的大小變化情況是()AFf增大，F(xiàn)N減小 BFf變小，F(xiàn)N不變CFf增大，F(xiàn)N不變 DFf不變，F(xiàn)N不變解析：對(duì)滑塊受力分析，滑塊受重力、水平力與支持力，因處于平衡狀態(tài)，依據(jù)力的合成法則及平衡條件，可知水平力在增大，再將物體與滑塊作為整體受力分析，處于平衡狀態(tài)，那么豎直方向與水平方向均處于平衡狀態(tài)，因此地面對(duì)物體的支持力FN大小不變，而地面對(duì)物體的摩擦力Ff隨著水平力的增大而增大，故C正確答案：C7.(2016全國(guó)卷)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：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正確答案：A8.(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(k2k1)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之間的大小關(guān)系，正確的是()AFT1FT2 BFT1FT2CF1F2 DF1F2解析：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)誤答案：BC9.(2018衡陽模擬)如圖所示，兩豎直木樁ab、cd固定，一不可伸長(zhǎng)的輕繩兩端固定在a、c處，繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，一質(zhì)量為m的物體A通過輕質(zhì)光滑掛鉤掛在輕繩中間靜止時(shí)輕繩兩端夾角為120.若把輕繩換成自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)的橡皮筋，物體A仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，橡皮筋處于彈性限度內(nèi)，若重力加速度大小為g，對(duì)于上述兩種情況，下列說法正確的是()A輕繩的彈力大于mg B輕繩的彈力小于mgC橡皮筋的彈力大于mgD橡皮筋的彈力小于mg解析：設(shè)兩木樁間的距離為s，輕繩的總長(zhǎng)度為L(zhǎng)，靜止時(shí)輕繩兩端夾角為120，由于物體A所受拉力的合力方向豎直向上且大小為mg，根據(jù)矢量的合成可知，兩個(gè)分力和mg的大小是相等的，故輕繩的彈力大小為mg，故A、B錯(cuò)誤；若把輕繩換成自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)的橡皮筋，橡皮筋受到拉力后長(zhǎng)度增大，兩木樁間的距離s不變，所以物體A靜止后橡皮筋之間的夾角一定小于120，兩個(gè)分力之間的夾角減小，而合力不變，所以兩個(gè)分力減小，即橡皮筋的彈力小于mg，故C錯(cuò)誤，D正確答案：D10(多選)(2018貴陽檢測(cè))如圖所示，一輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在O點(diǎn)，另一端通過一光滑動(dòng)滑輪P和一光滑定滑輪Q系一質(zhì)量為m2的物塊B，物塊B置于斜面體C上，定滑輪Q固定在斜面體C的頂點(diǎn)，斜面體C位于水平地面上動(dòng)滑輪P上掛一質(zhì)量為m1的物塊A，開始時(shí)，A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將C沿水平地面向右緩慢移動(dòng)一小段距離，此過程中B相對(duì)于C未滑動(dòng)，系統(tǒng)再一次處于平衡狀態(tài)時(shí)，下列說法正確的是()A細(xì)繩對(duì)O點(diǎn)的拉力一定增大BC對(duì)B的摩擦力一定增大C地面對(duì)C的摩擦力一定增大D地面對(duì)C的支持力一定增大解析：由題意知，OP與PQ間細(xì)繩的夾角變大，而合力不變，細(xì)繩拉力增大，故A正確；C對(duì)B的摩擦力的方向不確定，大小可能增大，可能減小，故B錯(cuò)誤；對(duì)A、B、C整體而言，OP間細(xì)繩的拉力沿水平方向的分力等于地面對(duì)C的摩擦力，故地面對(duì)C的摩擦力一定增大，故C正確；OP間細(xì)繩的拉力在豎直方向的分力不變，對(duì)A、B、C整體分析易知，地面對(duì)C的支持力不變，故D錯(cuò)誤答案：AC考點(diǎn)4電學(xué)中的平衡問題11.(2018重慶高三測(cè)試)如圖所示，在傾角為30的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒中電流為I.要使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，需要外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為()A. B.C. D.解析：平衡狀態(tài)下導(dǎo)體棒受三個(gè)力，重力為恒力，支持力的方向不變，安培力的大小和方向不確定；由動(dòng)態(tài)平衡知當(dāng)安培力F平行于斜面向上時(shí)安培力最小，則B最小，即BILmgsin 30，B，由左手定則知B的方向垂直于斜面向下答案：A12(多選)(2016浙江卷)如圖所示，把A、B兩個(gè)相同的導(dǎo)電小球分別用長(zhǎng)為0.10 m的絕緣細(xì)線懸掛于OA和OB兩點(diǎn)用絲綢摩擦過的玻璃棒與A球接觸，棒移開后將懸點(diǎn)OB移到OA點(diǎn)固定兩球接觸后分開，平衡時(shí)距離為0.12 m已測(cè)得每個(gè)小球質(zhì)量是8.0104kg，帶電小球可視為點(diǎn)電荷，重力加速度g取10 m/s2，靜電力常量k9.0109 Nm2/C2，則()A兩球所帶電荷量相等BA球所受的靜電力為1.0102 NCB球所帶的電荷量為4108 CDA、B兩球連接中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為0解析：由于A、B是兩個(gè)相同的導(dǎo)電小球，因此兩球接觸后分開帶電荷量相等，選項(xiàng)A正確；設(shè)平衡時(shí)小球受到的靜電力為F，則由幾何知識(shí)，知，解得F6103 N，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由Fk，解得小球的帶電荷量q4108 C，選項(xiàng)C正確；等量同種電荷連線中點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，選項(xiàng)D正確答案：ACD13(多選)(2018長(zhǎng)沙模擬)不計(jì)電阻的平行金屬導(dǎo)軌與水平面成某角度固定放置，兩完全相同的金屬導(dǎo)體棒a、b垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接觸良好，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平面如圖所示，現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力F拉導(dǎo)體棒a，使其沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)在a運(yùn)動(dòng)過程中，b始終保持靜止則以下說法正確的是()A導(dǎo)體棒a做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B導(dǎo)體棒b所受摩擦力可能變?yōu)?C導(dǎo)體棒b所受摩擦力可能先增大后減小D導(dǎo)體棒b所受摩擦力方向可能沿導(dǎo)軌向下解析：導(dǎo)體棒a先做加速度逐漸減小的加速直線運(yùn)動(dòng)，最后達(dá)到勻速導(dǎo)體棒b所受的安培力沿導(dǎo)軌向上，且不斷增大，最后保持不變，故導(dǎo)體棒b所受的摩擦力先沿導(dǎo)軌向上，且不斷減小，最后可能變?yōu)榱闵踔磷優(yōu)檠貙?dǎo)軌向下，正確選項(xiàng)為B、D.答案：BD14(2015全國(guó)卷)如圖所示，一長(zhǎng)為10 cm的金屬棒ab用兩個(gè)完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1 T，方向垂直于紙面向里；彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣金屬棒通過開關(guān)與一電動(dòng)勢(shì)為12 V的電池相連，電路總電阻為2 .已知開關(guān)斷開時(shí)兩彈簧的伸長(zhǎng)量均為0.5 cm；閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長(zhǎng)量與開關(guān)斷開時(shí)相比均改變了0.3 cm，重力加速度大小取10 m/s2.判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向，并求出金屬棒的質(zhì)量解析：金屬棒通電后，閉合回路電流I A6 A，金屬棒受到的安培力大小為FBIL0.06 N.開關(guān)閉合后，電流方向?yàn)閺腷到a，由左手定則判斷可知金屬棒受到的安培力方向豎直向下由平衡條件知，開關(guān)閉合前：2kxmg，開關(guān)閉合后：2k(xx)mgF，代入數(shù)值解得m0.01 kg.答案：方向豎直向下0.01 kg