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2019-2020年高三物理第二輪專題復(fù)習(xí) 力與物體的平衡試題 1.木塊A、B分別重50 N和60 N，它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.25；夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮2㎝,彈簧的勁度系數(shù)為400N/m.系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動?，F(xiàn)用F=1 N的水平拉力作用在木塊B上..力F作用后 （ ） A B A.木塊A所受摩擦力大小是12.5 N B.木塊A所受摩擦力大小是11.5 N C.木塊B所受摩擦力大小是9 N D.木塊B所受摩擦力大小是7 N 2．如圖所示，質(zhì)量為M的物體，在與豎直線成θ角，大小為F的恒力作用下，沿豎直墻壁勻速下滑，物體與墻壁間的動摩擦因數(shù)為μ，則物體受到的摩擦力大小的下列結(jié)論中正確的是 （ ） θ F ①M(fèi)g－Fcosθ； ②μMg＋Fcosθ； ③μFsinθ； ④μ(Mg－Fcosθ)。 A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 3．如圖所示，小木塊放在傾角為α的斜面上，受到一個水平力F（F≠0）的作用處于靜止，如圖所示，則小木塊受到斜面的支持力和摩擦力的合力的方向與豎直向上的方向的夾角β可能是（ ） A. β=0 B. 合力的方向向右上方，β<α C. 合力的方向向左上方，β<α D. 合力的方向向左上方，β>α 4.豎直絕緣壁上的Q點(diǎn)有一固定的質(zhì)點(diǎn)A，在Q的正下方P點(diǎn)用絲線懸掛另一質(zhì)點(diǎn)B，已知PA=PB，A、B兩質(zhì)點(diǎn)因帶電而互相排斥，致使懸線和豎直方向成θ角，（如圖所示），由于漏電使A、B兩質(zhì)點(diǎn)的帶電量逐漸減少，在電荷漏完之前懸線對懸點(diǎn)P的拉力大小。則（ ） A、逐漸減小 B、逐漸增大 C、保持不變 D、先變小后變大 5..在粗糙水平地面上與墻平行放著一個截面為半圓的柱狀物體A， A與豎直墻之間放一光滑圓球B，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)對B加一豎直向下的力F，F(xiàn)的作用線通過球心，設(shè)墻對B的作用力為F1，B對A的作用力為F2，地面對A的作用力為F3。若F緩慢增大而整個裝置仍保持靜止，截面如圖所示，在此過程中 A. F1保持不變，F(xiàn)3緩慢增大 B. F1緩慢幼大，F(xiàn)3保持不變 C. F2緩慢增大，F(xiàn)3緩慢增大 D. F2緩慢增大，F(xiàn)3保持不變 6.如圖所示，表面粗糙的固定斜面頂端安有滑輪，兩物塊P、Q用輕繩連接并跨過滑輪（不計滑輪的質(zhì)量和摩擦），P懸于空中，Q放在斜面上，均處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)用水平向左的恒力推Q時，P、Q仍靜止不動， 則 （ ） A．Q受到的摩擦力一定變小 B．Q受到的摩擦力一定變大 C．輕繩上拉力一定變小 D．輕繩上拉力一定不變 7．如圖所示，A、B兩木塊放在水平面上，它們之間用細(xì)線相連，兩次連接情況中細(xì)線傾斜方向不同但傾角一樣，兩木塊與水平面間的摩擦系數(shù)相同，先后用水平力F1和F2拉著A、B一起勻速運(yùn)動，則 （ ） F1 T1 A B F2 T2 A B ①F1 ≠ F2 ②F1＝F2 ③T1＞T2 ④T1＜T2 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 8.如圖所示，用兩根細(xì)線把A、B兩小球懸掛在天花板上的同一點(diǎn)O，并用第三根細(xì)線連接A、B兩小球，然后用某個力F作用在小球A上，使三根細(xì)線均處于直線狀態(tài)，且OB細(xì)F1 F2 F3 F4 O B A 線恰好沿豎直方向，兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。則該力可能為圖中的Bc A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 A B F F1/N F/N 0 3 6 3 9．如圖所示，完全相同的A、B兩物體放在水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)均為0.2，每個物體重G＝10N，設(shè)兩物體與水平面間的最大靜摩擦力均為2.5N。若對A施加一個由零均勻增大到6N的水平推力F，則A所受的摩擦力F1隨推力F變化的情況請在圖中作出。 F1 F2 10．如圖所示，一個準(zhǔn)確的彈簧秤，置于粗糙的水平地面上，用F1＝5N的水平力拉秤鉤，用F2＝6N的水平力拉另一端的圓環(huán)，彈簧秤處于靜止?fàn)顟B(tài)。這時彈簧秤受到的靜摩擦力大小是_______N，方向___________。彈簧秤的示數(shù)為_______N。 11．有兩個光滑球，半徑均為r＝3cm，重均為8N，靜止在半徑為R＝8cm的光滑半球形碗底，如圖所示。兩球間的相互作用力的大小為_______N。當(dāng)碗的半徑增大時，兩球間的相互作用力變___________，球?qū)ν氲膲毫ψ僟__________（填“大”或“小”）。 P 風(fēng) 12. 如圖所示，是一種測定風(fēng)作用力的儀器的原理圖，它能自動隨著風(fēng)的轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)向，使風(fēng)總從圖示方向吹向小球P。P是質(zhì)量為m的金屬球，固定在一細(xì)長剛性金屬絲下端，能繞懸掛點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。無風(fēng)時金屬絲自然下垂，有風(fēng)時金屬絲將偏離豎直方向一定角度θ，角θ大小與風(fēng)力大小有關(guān)。則關(guān)于風(fēng)力F與θ的關(guān)系式是 。 13．（13分）圖中是用電動砂輪打磨工件的裝置，砂輪的轉(zhuǎn)軸過圖中O點(diǎn)垂直于紙面，AB是一長度，質(zhì)量的均勻剛性細(xì)桿，可繞過A端的固定軸在豎直面（圖中紙面）內(nèi)無摩擦地轉(zhuǎn)動，工件C固定在AB桿上，其質(zhì)量，工件的重心、工件與砂輪的接觸點(diǎn)P以及O點(diǎn)都在過AB中點(diǎn)的豎直線上，P到AB桿的垂直距離，AB桿始終處于水平位置，砂輪與工件之間的動摩擦因數(shù) （1）當(dāng)砂輪靜止時，要使工件對砂輪的壓力N，則施于B端豎直向下的力應(yīng)是多大？ （2）當(dāng)砂輪逆時針轉(zhuǎn)動時，要使工件對砂輪的壓力仍為N，則施于B端豎直向下的力應(yīng)是多大？ 14. 如圖，原長分別為L1和L2，勁度系數(shù)分別為k1和k2的輕質(zhì)彈簧豎直地懸掛在天花板上，兩彈簧之間有一質(zhì)量為m1的物體，最下端掛著質(zhì)量為m2的另一物體，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用一個質(zhì)量為m的平板把下面的物體豎直地緩慢地向上托起，直到兩個彈簧的總長度等于兩彈簧原長之和，這時托起平板豎直向上的力是多少？m2上升的高度是多少？ K1 K2 m1 m2 15. 一光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套著兩個小球A和B（中央有孔），A、B間由細(xì)繩連接著，它們處于如圖中所示位置時恰好都能保持靜止?fàn)顟B(tài)。此情況下，B球與環(huán)中心O處于同一水平面上，A、B間的細(xì)繩呈伸直狀態(tài)，與水平線成300夾角。已知B球的質(zhì)量為m，求細(xì)繩對B球的拉力和A球的質(zhì)量。 答案及解析 1.【答案】AC 【解析】由題給條件知未施加力F時，彈簧的彈力大小為 物塊A與地面間的滑動摩擦力大小為 物塊B與地面間的滑動摩擦力大小為 令施加力F后裝置仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，B受地面的摩擦力為fB，A受地面的摩擦力為fA，由平衡條件有：， 代入數(shù)據(jù)解得：， 因，表明物塊B的確仍處于靜止?fàn)顟B(tài)。 2.【答案】A 【解析】質(zhì)量為M的物體，在與豎直線成θ角，大小為F的恒力作用下，沿豎直墻壁勻速下滑，物體與墻壁間的滑動摩擦力方向向上，設(shè)其大小為F1。根據(jù)豎直方向的平衡有： Mg＝Fcosθ＋F1 解得：F1＝Mg－Fcosθ 設(shè)物體與墻壁間的壓力為FN，根據(jù)水平方向的平衡有： FN＝Fsinθ 根據(jù)滑動摩擦定律有： F1＝μFN＝μFsinθ 3.【答案】D 【解析】物體受到重力mg，支持力FN，外力F和靜摩擦力Ff四個力的作用 ，由于小木塊處在平衡狀態(tài)，可知支持力力靜摩擦和的合力方向一定與重力和推力的合力方向相反，由于F的大小未知，故其與G的合力方向可能落在斜面的垂線MN的左下方，這時摩擦力和支持力的合力方向就落在MN與豎直線的夾角內(nèi)，即β<，故D正確；Ｆ與G的合力方向也可能落在斜面的垂線MN的右上方，這時摩擦力和支持力的合力方向就落在MN與豎直線的夾角外，即β> 4.【答案】C 【解析】質(zhì)點(diǎn)B受重力G、懸線的拉力T和靜電場力F三力作 用而平衡，這三力中，T與F的大小、方向均隨θ角的變化而 變化。由F合、T、F三力構(gòu)成的三角形與幾何三角形PAB相似，所以有。又∵F合=G，解之得：，由于在θ減小過程中，PA與PB相等，故T始終與G相等，可見，懸線對懸點(diǎn)P的拉力大小保持不變，選項C正確。） 5.【答案】C 【解析】略 6.【答案】D 【解析】物體P靜止不動，輕繩上拉力和P的重力平衡，故輕繩上拉力一定不變，D項正確。若開始時，Q有下滑趨勢，靜摩擦力沿斜面向上，用水平恒力向左推Q，則靜摩擦力減小；若開始時，Q有上滑趨勢，靜摩擦力沿斜面向下，用水平恒力向左推Q，則靜摩擦力增大。因此，Q受到的摩擦力大小不確定。所以選項D正確 7．【答案】D 【解析】以木塊A 為對象，繩的拉力的豎直分力導(dǎo)致第一次對地面的壓力小，地面對A的滑動摩擦力小。第一次對地面的壓力大，地面對A的滑動摩擦力大。兩次繩的拉力的水平分力與滑動摩擦力平衡。所以有T1＜T2。 以整體為對象，繩的拉力為內(nèi)力。兩次整體對地面的壓力大小相同，滑動摩擦力相同，兩次所需的水平拉力相同，F(xiàn)1＝F2。 F1/N F/N 0 3 6 3 8. 【答案】BC 【解析】略 9．【答案】見右圖。 【解析】當(dāng)水平推力F小于A與水平面間的最大靜摩擦力均為2.5N時，A受到水平面靜摩擦力作用，隨水平推力的增大而增大，且與水平推力等值。當(dāng)水平推力2.5N＜F≤5N時，A、B兩物體仍靜止，此過程中A受到的摩擦力為最大靜摩擦力2.5N不變。隨水平推力的增大，B受到的靜摩擦力逐漸增大。當(dāng)水平推力F＞5N時，A、B兩物體相對水平面滑動，A物體受滑動摩擦力，大小為μG＝2N。 10．【答案】1 水平向左 5 【解析】彈簧秤處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的靜摩擦力大小是兩力的差值為1N，方向與較大的拉力方向反向，即水平向左。彈簧秤的示數(shù)為秤鉤端拉彈簧的力F1的數(shù)值，為5N。 11．【答案】6　　　　　小　　　　　小 【解析】以某一個小球為對象，受重力、兩球間的相互作用力和碗對球的彈力，三力平衡，結(jié)合幾何關(guān)系的平衡條件，得兩球間的相互作用力的大小為6N。當(dāng)碗的半徑增大時，由矢量三角形（或采用極限分析）可知，兩球間的相互作用力變小，球?qū)ν氲膲毫托　? 12.【答案】ｍｇtanθ 【解析】略 13.【解析】 （1）當(dāng)砂輪靜止時，把AB桿和工件看成一個物體，它受到的外力對A軸的力矩有：重力的力矩（） 砂輪對工件的支持力的力矩 的力矩 由力矩的平衡，得 解得 代入數(shù)據(jù)得 （2）當(dāng)砂輪轉(zhuǎn)動時，除重力、支持力和的力矩外，還有砂輪作用于工件的摩擦力的力矩。 由力矩的平平衡；得 解得 代入數(shù)據(jù)得 (m2+m)g F k2x 14.【解析】 當(dāng)兩個彈簧的總長度等于兩彈簧原長之和時，下面彈簧的壓縮量應(yīng)等于上面彈簧的伸長量，設(shè)為x……………(1分) 對m1受力分析得：m1g=k1x+k2x…………①(3分)　　 對平板和m1整體受力分析得： F=(m2+m)g+k2x……………②(3分) ①②聯(lián)解得托起平板豎直向上的力F＝……………(1分) 未托m2時，上面彈簧伸長量為x1=……………③（2分） 下面彈簧伸長量為x2=……………④（2分） 托起m2時：m1上升高度為：h1=x1-x………………⑤（2分） m2相對m1上升高度為：h2=x2+x…………………⑥（2分） m2上升高度為：h=h1+h2……………………………⑦（2分） ③④⑤⑥⑦聯(lián)解得h=　　　（2分） 15.【解析】 對B球，受力分析如圖所示。 Tcos300=NAsin300　………….① ∴ T=2mg 對A球，受力分析如圖D-1所示。在水平方向 Tcos300=NAsin300 …………………..② 在豎直方向 NAcos300=mAg+Tsin300 …………………③ 由以上方程解得：mA=2m