（江蘇選考）高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題一 力與運(yùn)動 專題跟蹤檢測（二）明“因”熟“力”破解平衡問題-人教版高三全冊物理試題

專題跟蹤檢測（二）明“因”熟“力”，破解平衡問題一、選擇題(第1～5題為單項(xiàng)選擇題，第6～9題為多項(xiàng)選擇題)1.如圖所示，一個人站在水平地面上的長木板上用力F向右推箱子，長木板、人、箱子均處于靜止?fàn)顟B(tài)，三者的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，則()A．箱子受到的摩擦力方向向右B．地面對長木板的摩擦力方向向左C．長木板對地面的壓力大小為3mgD．若人用斜向下的力推箱子，則長木板對地面的壓力會大于3mg解析：選C人用力F向右推箱子，對箱子受力分析，箱子受推力、重力、支持力、靜摩擦力，根據(jù)平衡條件，箱子受到的摩擦力方向向左，與推力平衡，選項(xiàng)A錯誤；對長木板、人、箱子整體進(jìn)行受力分析，整體受重力和支持力，整體不受靜摩擦力，否則不平衡，故地面對長木板沒有靜摩擦力，又支持力等于重力，根據(jù)牛頓第三定律，支持力等于壓力，故壓力等于重力，為3mg，選項(xiàng)B錯誤，C正確；若人用斜向下的力推箱子，對整體分析可知，豎直方向上受重力和支持力，故壓力依然等于3mg，選項(xiàng)D錯誤。2.(2017·鎮(zhèn)江三模)如圖所示，水平地面上有一個圓柱體A。現(xiàn)在A與豎直墻之間放一完全相同的圓柱體B，不計(jì)一切摩擦，將A緩慢向左移動(B未與地面接觸)，則在此過程中A對B的彈力F1、墻對B的彈力F2()A．F1變小、F2變小 B．F1變小、F2變大C．F1變大、F2變大 D．F1變大、F2變小解析：選A不計(jì)一切摩擦，將A緩慢向左移動(B未與地面接觸)，則A、B處處受力平衡，對B受力分析如圖所示。A向左移動，那么θ變小，所以，F(xiàn)1＝eq\f(G,cosθ)變小，F(xiàn)2＝Gtanθ變小，故A正確，B、C、D錯誤。3.如圖所示，小明在水平桌面上將三個形狀不規(guī)則的石塊成功疊放在一起，下列說法正確的是()A．石塊a一定只受兩個力B．石塊b對a的支持力與a受到的重力是一對相互作用力C．石塊c受到水平桌面向左的摩擦力D．水平桌面對石塊c的支持力等于三個石塊的重力之和解析：選D石塊a與b的接觸面不一定沿水平方向，可能還受到摩擦力，故A錯誤；石塊b對a的支持力與a受到的重力性質(zhì)不同，作用在一個物體上，不是一對相互作用力，故B錯誤；對a、b、c整體受力分析，受重力和水平桌面的支持力而平衡，即石塊c與水平桌面之間無摩擦力，故C錯誤；對a、b、c整體，由平衡條件得：水平桌面對石塊c的支持力等于三個石塊的重力之和，故D正確。4.在豎直墻壁間有質(zhì)量分別是m和2m的半圓球A和圓球B，其中B球球面光滑，半球A與左側(cè)墻壁之間存在摩擦。兩球心之間連線與水平方向成30°的夾角，兩球恰好不下滑，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力(g為重力加速度)，則半球A與左側(cè)墻壁之間的動摩擦因數(shù)為()A.eq\f(\r(3),2) B.eq\f(\r(3),3)C.eq\f(\r(3),4) D.eq\f(2\r(3),3)解析：選A以圓球B為研究對象，對圓球B進(jìn)行受力分析如圖甲所示，由平衡條件可得：FN＝Fcos30°，F(xiàn)sin30°＝2mg，所以：FN＝2eq\r(3)mg。以兩球組成的整體為研究對象，其受力如圖乙所示。由平衡條件有：Ff＝μFN1′(FN1′與FN1是一對相互作用力，F(xiàn)N1′表示半球A對墻壁的壓力)，聯(lián)立解得μ＝eq\f(\r(3),2)，選項(xiàng)A正確。5．(2017·江蘇二模)我國的高鐵技術(shù)在世界處于領(lǐng)先地位，高鐵(如圖甲所示)在行駛過程中非常平穩(wěn)，放在桌上的水杯幾乎觀察不到晃動。圖乙為高鐵車廂示意圖，A、B兩物塊相互接觸地放在車廂里的水平桌面上，物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)相同，A的質(zhì)量比B的質(zhì)量大，高鐵在平直的鐵軌上向右做勻速直線運(yùn)動，A、B相對于桌面始終保持靜止，下列說法正確的是()A．A受到2個力的作用B．B受到3個力的作用C．A受到桌面對它向右的摩擦力D．B受到A對它向右的彈力解析：選A高鐵在平直的鐵軌上向右做勻速直線運(yùn)動，此時A、B均在向右做勻速運(yùn)動，故A、B均只受重力和支持力作用，水平方向沒有外力，故水平方向均不受摩擦力，同時A、B間也沒有彈力作用，故A正確，B、C、D錯誤。6.如圖所示，水平地面上放著一個畫架，它的前支架是固定的，而后支架可前后移動，畫架上靜止放著一幅重為G的畫。下列說法正確的是()A．畫架對畫的作用力大于GB．畫架對畫的作用力等于GC．若后支架緩慢向后退，則畫架對畫的作用力變大D．若后支架緩慢向后退，則畫架對畫的作用力不變解析：選BD由于畫架處于靜止?fàn)顟B(tài)，故畫架對畫的作用力與畫的重力平衡，即畫架對畫的作用力等于G，選項(xiàng)A錯誤，B正確；無論畫架的后支架緩慢向前還是向后退，因?yàn)楫嬍冀K處于平衡狀態(tài)，即畫架對畫的作用力始終等于畫的重力，選項(xiàng)C錯誤，D正確。7.如圖所示，一根上端固定的輕繩，其下端拴接一個質(zhì)量為2kg的小球，g取10m/s2，開始時輕繩處于豎直位置。用一方向與水平面成37°角的外力F拉動小球，使輕繩緩慢升起至水平位置。這一過程中輕繩拉力的(取cos37°＝0.8，sin37°＝0.6)()A．最小值為16N B．最小值為20NC．最大值為26.7N D．最大值為20N解析：選AC小球受重力mg、拉力F、輕繩施加的力F繩平衡。如圖所示，應(yīng)用極限法分析臨界點(diǎn)。在力三角形為直角△OAB時，F(xiàn)繩?。絜q\x\to(AB)，為最小值(臨界點(diǎn))，有F繩小＝mgcos37°＝16N，故A對，B錯；在力三角形為直角△OCB時，F(xiàn)繩大＝eq\x\to(CB)，為最大值(臨界點(diǎn))，有F繩大＝eq\f(mg,tan37°)≈26.7N，故C對，D錯。8.如圖所示，形狀相同的物塊A、B，其截面為直角三角形，相對排放在粗糙水平地面上，光滑球體C架在兩物塊的斜面上，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知物塊A、B的質(zhì)量都為M，θ＝60°，光滑球體C質(zhì)量為m，則以下說法正確的是()A．地面對物塊A的摩擦力大小為eq\f(1,2)mgB．地面對物塊A的摩擦力大小為eq\f(\r(3),2)mgC．物塊A對球體C的彈力大小為eq\f(\r(3),2)mgD．物塊A對地面的壓力大小為Mg＋eq\f(1,2)mg解析：選BD以球體C為研究對象，其受到斜向上的兩個彈力作用，把兩個彈力合成，合力豎直向上，大小等于光滑球體的重力，受力分析如圖所示。由數(shù)學(xué)知識可知，彈力大小為mg，C錯誤；再以A為研究對象，C對A的正壓力大小為mg，其在水平方向上的分力大小等于地面對物塊A的靜摩擦力大小，由此可知靜摩擦力大小為mgcos30°＝eq\f(\r(3),2)mg，A錯誤，B正確；以A、B、C整體為研究對象，所受重力為2Mg＋mg，地面對整體的支持力大小為2Mg＋mg，由對稱性可知A受到地面的支持力大小為Mg＋eq\f(mg,2)，由牛頓第三定律可知，A對地面的壓力大小為Mg＋eq\f(1,2)mg，D正確。9.某裝置如圖所示，兩根長度均為l的輕桿OA、OB與質(zhì)量均為m的小球及一小滑塊通過鉸鏈連接，桿OA的A端與固定在豎直光滑桿上的鉸鏈相連。原長也為l的輕質(zhì)彈簧一端固定在A點(diǎn)，另一端連接小滑塊，彈簧與小滑塊都套在豎直桿上，裝置靜止時，彈簧長為1.6l，重力加速度為g，下列說法正確的是()A．桿OA對小球的作用力方向與豎直桿的夾角為53°B．桿OB對小滑塊的作用力方向沿桿OB向下，大小為eq\f(5mg,8)C．桿OA與OB對小球的作用力大小之比為eq\f(4,3)D．彈簧的勁度系數(shù)為eq\f(5mg,2l)解析：選BD對小球受力分析如圖所示，受重力、桿OA、OB對小球的支持力(沿著桿的方向)，結(jié)合幾何關(guān)系與三角知識，則有：設(shè)桿OA與豎直桿的夾角為θ，cosθ＝eq\f(\f(1.6l,2),l)，解得：θ＝37°，因FA＝FB，桿OA與OB對小球的作用力大小之比是1∶1，故A、C錯誤；對小滑塊受力分析如圖所示；由上述分析可知，F(xiàn)B＝eq\f(\f(mg,2),cos37°)＝eq\f(5mg,8)，由牛頓第三定律，則桿OB對小滑塊的作用力方向沿桿OB向下，大小為eq\f(5mg,8)，故B正確；對于小滑塊，根據(jù)平衡條件，則有：T＝mg＋eq\f(5mg,8)cos37°＝eq\f(3,2)mg，由胡克定律，則有彈簧的勁度系數(shù)：k＝eq\f(T,1.6l－l)＝eq\f(5mg,2l)，故D正確。二、非選擇題10．如圖所示，一質(zhì)量為M＝2kg的鐵塊套在傾斜放置的桿上，桿與水平方向的夾角θ＝60°，一輕繩一端連在鐵塊上，一端連在一質(zhì)量為m＝1kg的小球上，一水平力F作用在小球上，連接鐵塊與球的輕繩與桿垂直，鐵塊和球都處于靜止?fàn)顟B(tài)。(g取10m/s2)求：(1)拉力F的大小。(2)桿對鐵塊的摩擦力的大小。解析：(1)對B受力分析，由平衡條件知FTsinθ＝FFTcosθ＝mg解得F＝mgtanθ＝10eq\r(3)N。(2)對A受力分析，有Ff＝Mgsinθ＝10eq\r(3)N。答案：(1)10eq\r(3)N(2)10eq\r(3)N11．一足夠長的輕繩跨過兩個等高的輕定滑輪(大小和摩擦不計(jì))，兩端分別掛上質(zhì)量為m1＝4kg和m2＝2kg的物體，如圖所示，在滑輪之間的繩上通過死結(jié)懸掛質(zhì)量為m的物體，為使三物體保持平衡，求m的取值范圍。解析：平衡時，O點(diǎn)受力如圖所示，由物體的平衡條件易知T1cosθ1＋T2cosθ2＝T＝mgT1sinθ1＝