高三物理二輪專題過關(guān)一　力與物體的平衡

1、專題過關(guān)一力與物體的平衡(時間：90分鐘，滿分：100分)一、選擇題(每小題4分，共48分)1.某班級同學(xué)要調(diào)換座位，一同學(xué)用斜向上的拉力拖動桌子沿水平地面勻速運動，則下列說法正確的是( )A.拉力的水平分力等于桌子所受的合力B.拉力的豎直分力小于桌子所受重力的大小C.拉力與摩擦力的合力大小等于重力大小D.拉力與重力的合力方向一定沿水平方向答案B解析取桌子受力分析如圖所示，由平衡條件知：桌子受F合0；采用正交分解法，得知B項正確.2.物塊靜止在固定的斜面上，分別按圖示的方向?qū)ξ飰K施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上，B中F垂直于斜面向下，C中F豎直向上，D中F豎直向下.施力后物塊仍然靜止，

2、則物塊所受的靜摩擦力不變的是 ( )答案AB解析由平衡條件和正交分解法分析受力情況，知A、B項中F靜mgsin ，為斜面傾角；C、D項F沿斜面方向分力變化，故F靜變化，所以只有A、B項正確.3.如圖1所示，在青海玉樹抗震救災(zāi)中，一運送救災(zāi)物資的直升飛機沿水平方向勻速飛行.已知物資的總質(zhì)量為m，吊運物資的懸索與豎直方向成角.設(shè)物資所受的空氣阻力為Ff，懸索對物資的拉力為FT，重力加速度為g，則 ( )圖1A.Ffmgsin B.Ffmgtan C.FT D.FT答案BC解析取物資受力分析如圖所示，由合成法解得FT，F(xiàn)fmgtan .故B、C項正確.4.如圖2所示，輕繩上端固定在天花板上的O點，下

3、端懸掛一個重為10 N的圖2物體A，B是固定的表面光滑的小圓柱體.當(dāng)A靜止時，輕繩與天花板的夾角為30°，B受到繩的壓力是 ( )A.5 N B.10 NC.5 N D.10 N答案B解析B受到繩的壓力為FTOB與FTBA兩段繩拉力的合力，由于FTOBFTBAmg，且兩段繩夾角為120°，故其合力F合mg10 N，B項正確.5.如圖3所示，在粗糙水平地面上放著一個截面為四分之一圓弧的柱狀物體A，A的左端緊靠豎直墻，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)，若把A向右移動少許后，它們?nèi)蕴幱陟o止?fàn)顟B(tài)，則( )A.球B對墻的壓力增大圖3B.物體A與球B之間的作用力增大C

4、.地面對物體A的摩擦力減小D.物體A對地面的壓力減小答案C解析取B球分析，當(dāng)A向右移動時，變小，由矢量三角形法則知FAB、F墻均減小，故A、B項錯誤.取AB整體分析知，F(xiàn)地GAGB，不變；F摩F墻，變小，故只有C項正確.6.如圖4所示，三根不可伸長的相同的輕繩，一端系在甲環(huán)上，彼此間距相等.繩穿過與甲環(huán)半徑相同的乙環(huán)，另一端用同樣的方式系在半徑較大的丙環(huán)上.甲環(huán)固定在天花板上，整個系統(tǒng)處于平衡，忽略繩與乙環(huán)之間的摩擦.下列說法中正確的是 ( )圖4A.每根繩對乙環(huán)的作用力均豎直向上B.每根繩對乙環(huán)的作用力均背向環(huán)心C.乙環(huán)對三根繩的總作用力指向環(huán)心D.三根繩對乙環(huán)的總作用力豎直向上答案D解析對

5、乙環(huán)受力分析知，乙環(huán)處于平衡狀態(tài)，其所受重力應(yīng)與三根繩對環(huán)作用力的合力等大反向，D正確.7.如圖5所示，在傾角為53°的斜面上，用沿斜面向上5 N的力拉著重4 N的木塊向上做勻速運動，則斜面對木塊的總作用力的方向是()A.垂直斜面向上 B.水平向左圖5C.沿斜面向下 D.豎直向上答案B解析取木塊受力分析如右圖，將F沿水平豎直方向分解，F(xiàn)水平Fcos 53°，F(xiàn)豎直Fsin 53°4 N，由此知F與G合力水平向右，則由平衡條件得斜面對木塊的作用力方向水平向左.8.如圖6所示，在繩下端掛一物體，用力F拉物體使懸線偏離豎直方向圖6的夾角，且保持其平衡.保持角不變，當(dāng)拉力

6、F有極小值時，F(xiàn)與水平方向的夾角應(yīng)是 ( )A.0 B.C. D.2答案C解析取繩結(jié)點O分析，作受力分析圖，由矢量三角形法則知，當(dāng)F方向垂直于懸線方向時最小，故得，C項正確.圖79.如圖7所示，一有固定斜面的小車在水平面上做直線運動，小物塊相對小車靜止.小物塊某時刻正處于圖示狀態(tài).設(shè)斜面對物塊的支持力為FN，斜面對物塊的摩擦力為Ff，關(guān)于此時刻物塊的受力情況，下列說法正確的是 ( )A.若小車向左運動，F(xiàn)N可能為零B.若小車向左運動，F(xiàn)f可能為零C.若小車向右運動，F(xiàn)N不可能為零D.若小車向右運動，F(xiàn)f不可能為零答案BC解析物塊和車具有相同的加速度a.無論小車向左或向右運動，若加速度a0，則一

7、定FN0，F(xiàn)f0；若a0且方向向左，則一定FN0，F(xiàn)f可能為0，也可能不等于0；若a0且方向向右，則一定FN0，F(xiàn)f0；故B、C項正確.圖810.如圖8所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長木板上向右滑行，木塊同時受到向右的拉力F的作用，長木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為1，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為2，則( )A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是1mgB.木板受到地面的摩擦力的大小一定是2(mM)gC.當(dāng)F>2(mM)g時，木板便會開始運動D.無論怎樣改變F的大小，木板都不可能運動答案AD解析取木板受力分析，由平衡條件得Ff地Ff1mg.故A項正確；木板開始運動的條件是1m

8、g>2(Mm)g，與F無關(guān)，故D項正確.圖911.如圖9所示，放在水平地面上的物體M上疊放物體m，兩者間有一條處于壓縮狀態(tài)的彈簧，整個裝置相對地面靜止.則M、m的受力情況是( )m受到向右的摩擦力M受到m對它向左的摩擦力地面對M的摩擦力向右地面對M無摩擦力作用A. B.C. D.答案C解析取m受力分析，如右圖所示，由此知，m受到向右的摩擦力Ff；由力作用的相互性，則M會受到m的向左的摩擦力；取整體系統(tǒng)分析，水平方向不受外力，故也不受地面摩擦力，C項正確.12.如圖10甲中abcd為導(dǎo)體做成的框架，其平面與水平面成角，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ與ab、cd垂直且接觸良好，回路的電阻為R，整個裝置

9、放于垂直框架平面的變化的磁場中，磁感應(yīng)強度B隨時間變化規(guī)律如圖乙所示，棒PQ始終靜止，在時間0t0內(nèi)，棒PQ受到的靜摩擦力的大小變化是 ( )圖10A.一直增大 B.一直減小C.先減小后增大 D.先增大后減小答案A解析作出棒PQ的側(cè)視受力分析圖，由楞次定律知其F安方向沿斜面向下，大小F安BIL，其中I不變，B在變大，所以F安逐漸變大，由受力平衡條件得F安mgsin F靜，因此F靜一直增大.故A項正確.二、實驗題(第13題4分，14題12分，共16分)13.(4分) “探究求合力的方法”實驗裝置如圖11甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點，OB和OC為細(xì)繩.圖乙是在白紙上根據(jù)

10、實驗結(jié)果畫出的圖示.F與F中，方向一定沿AO方向的是_.甲 乙圖11答案用一只彈簧秤拉時，拉力沿AO方向，故填F.14.(12分)李泳探究小組在實驗室探究彈簧的彈力和彈簧伸長關(guān)系的過程如 下：猜想與假設(shè)彈簧的彈力和彈簧伸長成正比關(guān)系.設(shè)計與實驗步驟a.設(shè)計的實驗裝置如圖12所示；圖12b.先測出不掛鉤碼時彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，然后在彈簧下端分別懸掛100 g、200 g的鉤碼，記下指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度；c.將實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中；d.整理器材，分析實驗數(shù)據(jù)并得出結(jié)論.鉤碼質(zhì)量m/g0100200標(biāo)尺刻度L/cm15.020.1024.96交流與評估根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點畫出Lm圖象，如

11、圖13所示.李泳探究小組根據(jù)圖象分析，否定了原來的猜想，得出“彈簧彈力和彈簧長度成正比”的結(jié)論.圖13你認(rèn)為該小組所得結(jié)論對嗎？_.(填“對”或“錯”)你的理由是 _.李泳小組在設(shè)計與實驗步驟中存在的一項嚴(yán)重不足是 _.答案錯；Lm圖象縱坐標(biāo)的起點不是從0開始；或彈簧彈力和彈簧長度是線性函數(shù)關(guān)系，但不成正比.只測量三組數(shù)據(jù)不足以探究得出物理規(guī)律或測量數(shù)據(jù)太少.三、解答題(每小題18分，共36分)15.(18分)在建筑裝修中，工人用質(zhì)量為5.0 kg的磨石A對地面和斜壁進行 打磨，已知A與地面、A與斜壁之間的動摩擦因數(shù)均相同.(g取10 m/s2)(1)當(dāng)A受到水平方向的推力F125 N打磨地面

12、時，A恰好在水平地面上做勻速直線運動，求A與地面間的動摩擦因數(shù).圖13(2)若用A對傾角37°的斜壁進行打磨(如圖14所示)，當(dāng)對A施加豎直向上的推力F260 N時，則磨石A從靜止開始沿斜壁向上運動2 m(斜壁長>2 m)所需時間為多少？(sin 37°0.6，cos 37°0.8)答案(1)0.5(2)2 s解析(1)當(dāng)A做勻速直線運動F1Ff1(2分)FN1mg(2分)Ff1FN1(2分)代入數(shù)據(jù)得0.5(2分)(2)當(dāng)A在斜壁上運動過程中有(F2mg)cos Ffma(2分)(F2mg)sin FN0(2分)FfFN(1分)得(F2mg)cos (F2

13、mg)sin ma代入數(shù)據(jù)得a1 m/s2(3分)又根據(jù)xat2得2×1×t2即t2 s(2分)16.(18分)如圖15甲所示，質(zhì)量m6.0×103 kg、邊長L0.20 m、電阻R1.0 的正方形單匝金屬線框abcd，置于傾角30°的絕緣斜面上，ab邊沿水平方向，線框的上半部分處在垂直斜面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B隨時間t按圖乙所示的規(guī)律周期性變化，若線框在斜面上始終保持靜止，取g10 m/s2.試求：(1)在02.0×102 s時間內(nèi)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大??；(2)在t1.0×102 s時線框受到斜面的摩擦力；(3)一個周期內(nèi)感應(yīng)電流在線框中產(chǎn)生的平均電功率.甲乙圖15答案(1)0.20 A(2)3.4×102 N(3)6.0×102 W解析(1)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E1，感應(yīng)電流為I1，則E1(2分)I1(1分)代入數(shù)據(jù)解得E10.20 V(1分)I10.20 A(1分)(2)此時受到的安培力F1B1I1L(1分)代入數(shù)據(jù)得F14.0×