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1、2014屆高三物理(魯科版-福建)全程復(fù)習(xí)方略課時提能演練:2.3受力分析 共點(diǎn)力的平衡 (40分鐘 100分)一、選擇題(本大題共8小題,每小題9分,共72分.每小題只有一個選項正確) 1.(2011·海南高考)如圖,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物塊正在沿斜面以速度v0勻速下滑,斜劈保持靜止,則地面對斜劈的摩擦力( )A.等于零B.不為零,方向向右C.不為零,方向向左D.不為零,v0較大時方向向左,v0較小時方向向右2.(易錯題)如圖所示,重50 N的物體A放在傾角為37°的粗糙斜面上,有一根原長為10 cm,勁度系數(shù)為800 N/m的彈簧,其一端固定在斜面頂端,另
2、一端連接物體A后,彈簧長度為14 cm,現(xiàn)用一測力計沿斜面向下拉物體,若物體與斜面間的最大靜摩擦力為20 N,當(dāng)彈簧的長度仍為14 cm時,測力計的讀數(shù)不可能為( )A.10 NB.20 NC.40 ND.0 N3.(2012·泉州模擬)如圖所示,質(zhì)量分別為m、m的兩個物體系在一根通過輕滑輪的輕繩兩端,m放在水平地板上,m被懸掛在空中,若將m沿水平地板向右緩慢移動少許后m仍靜止,則( )A.繩中張力變大B.滑輪軸所受的壓力變大C.m對地面的壓力變大D.m所受的靜摩擦力變大4.(2012·廣州模擬)如圖所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O為球心,一質(zhì)量為m的小滑塊,在水平力
3、F的作用下靜止于P點(diǎn).設(shè)滑塊所受支持力為N,OP與水平方向的夾角為.下列關(guān)系正確的是( )A.F=B.F=mgtanC.N=D.N=mgtan5.(2012·鄭州模擬)如圖所示,重20 N的物體放在粗糙水平面上,用F=8 N的力斜向下推物體,F(xiàn)與水平面成30°角,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)=0.5,物體與水平面間的最大靜摩擦力認(rèn)為等于滑動摩擦力,則( )A.地面對物體的支持力為20 NB.物體所受的摩擦力為12 NC.物體所受的合力為5 ND.物體所受的合力為零6.(2012·寧德模擬)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
4、上,整個系統(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°.不計小球與斜面間的摩擦,則( )A.輕繩對小球的作用力大小為mgB.斜面體對小球的作用力大小為mgC.斜面體對水平面的壓力大小為(M+m)gD.斜面體對水平面的摩擦力大小為mg7.(2011·江蘇高考)如圖所示,石拱橋的正中央有一質(zhì)量為m的對稱楔形石塊,側(cè)面與豎直方向的夾角為,重力加速度為g,若接觸面間的摩擦力忽略不計,則石塊側(cè)面所受彈力的大小為( )A.B.C.D.8.(預(yù)測題)如圖所示,用細(xì)繩系住放在傾角為的光滑斜面上的球,當(dāng)細(xì)繩由水平方向緩慢向上偏移至豎直方向的過程中,細(xì)繩上的拉力將( )A.逐
5、漸增大B.逐漸減小C.先增大后減小D.先減小后增大二、非選擇題(本大題共2小題,共28分,要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位) 9.(易錯題)(14分)如圖所示,兩個質(zhì)量均為m的小環(huán)套在一水平放置的粗糙長桿上,兩根長度均為l的輕繩一端系在小環(huán)上,另一端系在質(zhì)量為M的木塊上,兩個小環(huán)之間的距離也為l,小環(huán)保持靜止.試求:(1)小環(huán)對桿的壓力;(2)小環(huán)與桿之間的動摩擦因數(shù)至少為多大?10.(創(chuàng)新題)(14分)如圖所示,在傾角為的粗糙斜面上,有一個質(zhì)量為m的物體被水平力F推著靜止于斜面上,已知物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為,且tan,若物體恰好不下滑,則推力F為多少?若物體恰好不上滑
6、,則推力F為多少?(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)答案解析1.【解析】選A.以斜劈和物塊整體為研究對象,整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),合外力為零.所以地面對斜劈沒有水平方向的摩擦力的作用,故A正確.【變式備選】如圖所示,一傾角為的斜面體置于固定在光滑水平地面上的物體A、B之間,斜面體恰好與物體A、B接觸,一質(zhì)量為m的物體C恰能沿斜面勻速下滑,此時斜面體與A、B均無作用力,若用平行于斜面的力F沿斜面向下推物體C,使其加速下滑,則下列關(guān)于斜面體與物體A、B間的作用力的說法正確的是( )A.對物體A、B均無作用力B.對物體A有向左的壓力,大小為FcosC.對物體B有向右的壓力,大小為mgcossinD.對物體
7、A有向左的壓力,大小為mgcossin【解析】選A.物體C恰能沿斜面勻速下滑,則C與斜面間的滑動摩擦力f=mgsin,用力F推物體C使其加速運(yùn)動,C與斜面間的滑動摩擦力不變;以斜面為研究對象,C對斜面的壓力在水平方向向右的分力為F1=mgcossin,C對斜面的摩擦力在水平方向向左的分力為F2=mgsincos,則F1=F2,說明斜面與地面間無摩擦力,斜面相對地面沒有運(yùn)動趨勢,斜面對物體A、B均無作用力,故A正確.2.【解題指南】解答本題時可按以下思路分析:(1)物體A所受的靜摩擦力方向可能沿斜面向上或向下.(2)根據(jù)平衡條件列方程,求出拉力的范圍.【解析】選C.A在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)時合外力
8、為零,A在斜面上受五個力的作用,分別為重力、支持力、彈簧彈力、摩擦力、拉力F,當(dāng)摩擦力的方向沿斜面向上時,F+mgsin37°fm+k(l-l0),F(xiàn)22 N,當(dāng)摩擦力沿斜面向下時,F(xiàn)最小值為零,即拉力的取值范圍為0F22 N,故選C.3.【解析】選B.m靜止,繩子的拉力等于mg不變,A錯誤;對m,繩子與水平方向的夾角變大,故摩擦力變小,D錯誤;繩子拉力的豎直分力變大,則地面對m的支持力變小,即m對地面的壓力變小,C錯誤;滑輪軸所受的壓力等于兩邊繩子拉力的合力,拉力不變,繩的夾角變小,故合力增大,B正確.4.【解析】選C.小滑塊受力如圖所示,由平衡條件得,水平方向F-Ncos=0,豎
9、直方向Nsin-mg=0,解得F=,N=,故C正確,A、B、D錯誤.5.【解析】選D.將F沿水平和豎直方向分解,則豎直方向N=Fsin30°+G=24 N,A錯誤;物體受到的最大靜摩擦力fm=N=12 NFcos30°=N,物體保持靜止?fàn)顟B(tài),物體所受的合力為零,C錯誤,D正確;由物體的平衡條件得摩擦力f=Fcos30°=N,B錯誤.6.【解析】選A.對小球受力分析可知輕繩拉力與斜面體對小球的支持力大小相等,所以豎直方向上:mg=2Fcos30°,解得:F=mg,選項A正確、B錯誤;將A、B兩物體視為整體,受力分析可知:豎直方向上:(M+m)g=N+Fco
10、s30°,解得N=(M+)g,選項C錯誤;水平方向上f=Fsin30°=mg,選項D錯誤.7.【解析】選A.石塊受力如圖所示,由力的平衡條件可知2Fsin=mg,所以有F=,A正確.8.【解析】選D.球的重力有兩個效果,即拉細(xì)繩和壓斜面,用圖解法分析,作出力的分解圖如圖所示,由圖可知,當(dāng)細(xì)繩由水平方向逐漸向上偏移至豎直方向時,細(xì)繩上的拉力F2將先減小后增大,當(dāng)F2和F1的方向垂直時,F(xiàn)2有極小值;而球?qū)π泵娴膲毫1逐漸減小,故D正確.9.【解析】(1)對整體由平衡條件得:2N-(M+2m)g=0(3分)解得:N=Mg+mg(2分)由牛頓第三定律得,小環(huán)對桿的壓力為:N=M
11、g+mg(1分)(2)對M由平衡條件得:2Tcos30°-Mg=0(3分)小環(huán)剛好不滑動,此時小環(huán)受到的靜摩擦力達(dá)到最大值,則: Tsin30°-N=0(3分)解得動摩擦因數(shù)至少為:=(2分)答案:(1)Mg+mg (2)10.【解析】因為tan,則F=0時,物體不能靜止在斜面上,當(dāng)物體恰好不下滑時,受力如圖甲所示:由平衡條件得:mgsin-F1cos-f1=0(2分)N1-mgcos-F1sin=0(2分) 又有:f1=N1(2分)解得:F1= (2分)當(dāng)物體恰好不上滑時,受力如圖乙所示:由平衡條件得:mgsin+f2-F2cos=0(2分) N2-mgcos-F2sin=0(1分)又有:f2=N2(1分)解得:F2= (2分)答案: 【總結(jié)提升】平衡問題的分析技巧對于平衡類問題,應(yīng)當(dāng)首先分清是靜態(tài)平衡還是動態(tài)平衡問題.(1)對于靜態(tài)平衡問題,應(yīng)當(dāng)先分析物體的受力情況,根據(jù)平衡條件列出平衡方程,解方程對結(jié)果進(jìn)行討論.(2)對于動態(tài)平衡問題,應(yīng)先分析物體的受力情況,結(jié)合具體情況采用相應(yīng)的方法.如果物體所受的力較少,可以采用合成的方法.如果物體受到三個力的作用而處于動態(tài)平衡,若其中的一個力大小、方向
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