2015高考物理 力与物体的平衡冲关训练2（含解析）

力与物体的平衡一、选择题每小题6分图12191如图1219所示，质量分别为mA、mB的A、B两个楔形物体叠放在一起，B靠在竖直墙壁上，在力F的作用下，A、B都始终静止不动，则()A墙壁对B的摩擦力大小为mBgBA、B之间一定有摩擦力作用C力F增大，墙壁对B的摩擦力也增大D力F增大，B所受的合外力一定不变解析：由整体法可知，墙壁对B的摩擦力大小为fB(mAmB)g与力F无关，则选项A、C错误；对A物体进行受力分析，可知A、B之间不一定有摩擦力作用，则选项B错误；因A、B始终静止，则B所受到的合外力为0，故选项D正确答案：D2(2013山东卷)如图1220所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为()图1220A.4B4C12 D21解析：将两小球及弹簧B视为一个整体系统，该系统水平方向受力平衡，故有kxAsin30kxC，可得xAxC21，D项正确答案：D甲乙图12213如图1221所示，甲、乙两人做“拔河”游戏两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端，保持凳子水平，然后各自向两侧拖拉若凳子下表面各处的粗糙程度相同，两人手掌粗糙程度也相同，在甲端的凳面上放四块砖，对“拔河”过程，下列判断正确的是()A甲的手和凳子间的摩擦力较大B乙的手和凳子间的摩擦力较小C甲的手和凳子间不会有相对滑动D乙的手和凳子间一定有相对滑动解析：本题考查摩擦力大小的决定因素根据题意平托长凳，长凳下表面各处的粗糙程度相同，在靠甲侧的凳面上放四块砖造成甲的手与凳子间的弹力增大，最大静摩擦力和滑动摩擦力都要比乙的大，因此甲、乙各自向两侧拖拉时，凳子向甲方移动，甲的手和凳子间不会有相对滑动选项C正确答案：C图12224如图1222所示，一只半球形碗倒扣在水平桌面上处于静止状态，球的半径为R.质量为m的蚂蚁只有在离桌面高度大于或等于R时，才能停在碗上那么蚂蚁和碗面间的最大静摩擦力为()A.mg B.mgC.mg D.mg解析：在计算摩擦力的大小时，必须先分析物体的运动状态，判断物体间是相对滑动还是相对静止因为静摩擦力的大小随着物体运动趋势强弱的变化而变化，取值在0与最大静摩擦力fm之间，蚂蚁在离桌面高度等于R时，根据三力平衡知识可求得，蚂蚁和碗面间的最大静摩擦力为mg，选项D正确答案：D5(2013广东卷)如图1223所示，物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平，现把物体Q轻轻地叠放在P上，则()图1223AP向下滑动BP静止不动CP所受的合外力增大DP与斜面间的静摩擦力增大解析：原来P静止于斜面上，应满足mgsinmgcos，与质量无关，故放上Q物体后，P仍静止不动，A错，B对；P所受合外力仍然为零，C错，P与斜面间的静摩擦力随重力沿斜面方向上的分力增大而增大，D对答案：BD图12246将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用绳子拴在天花板上，绳子处于竖直伸直状态，整个装置静止则()A绳子上拉力可能为零B地面受到的压力可能为零C地面与物体间不可能存在摩擦力DA、B之间可能存在摩擦力解析：当支持力等于重力时，绳的拉力为零，A正确；地面受的压力为零时，B物体不可能保持静止状态，B错误；对整体受力分析，物体如果受地面的摩擦力将不能保持平衡状态，C正确；当绳的拉力小于物体A的重力时，物体A有向下运动的趋势，将受到沿斜面向上的摩擦力，D正确答案：ACD7如图1225所示，两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动，在O点悬挂一重物M，将两相同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小，FN表示木块与挡板间正压力的大小若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O1、O2始终等高，则()图1225AFf变小 BFf不变CFN变小 DFN变大解析：将两木块与重物视为整体，竖直方向上平衡，则2Ff(2mM)g，故Ff不变，选项A错误、B正确；设硬杆对转轴的弹力大小均为FN1，对轴点O受力分析可知，竖直方向上：2FN1cosMg，对木块m受力分析可知，水平方向上：FNFN1sin，两式联立解得FNMgtan，当两板间距离增大时，增大，FN增大，选项C错误、D正确答案：BD8如图1226所示，与水平面夹角为30的固定斜面上有一质量m1.0 kg的物体细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为4.9N.关于物体受力的判断(取g9.8 m/s2)，下列说法正确的是()图1226A斜面对物体的摩擦力大小为零B斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N，方向沿斜面向上C斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向竖直向上D斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向垂直斜面向上解析：因物体的重力沿斜面方向的分力mgsin3019.80.5 N4.9 N与弹簧秤的示数相等，故斜面对物体的摩擦力大小为0，则选项A正确，选项B错误；斜面对物体的支持力大小为mgcos3019.8 N4.9 N，方向垂直斜面向上，则选项C、D错误答案：A9(2013广州调研)图1227质量为mA和mB的小球与劲度系数均为k的轻弹簧L1和L2连接，如图1227所示静止时，两弹簧的伸长量分别为x1和x2，则()A只要mAmB，有x1x2B只要mAmB，有x1x2C只要mAmB，有x1x2D只要不超出弹性限度，始终有x1x2解析：本题考查弹簧弹力及共点力平衡的知识，意在考查学生对共点力平衡知识的理解对质量为mA的小球，由共点力的平衡条件可得kx1(mAmB)g，对质量为mB的小球，由共点力的平衡条件可得kx2mBg，可以看出只要不超出弹性限度，始终有x1x2，D正确答案：D10(2013济南模拟)如图1228所示，矩形物块甲和丙在水平外力F的作用下静止在物体乙的斜面上，物体乙静止在水平地面上现减小水平外力F，三物体仍然静止，则下列说法中正确的是()图1228A物块甲对物块丙的支持力一定减小B物体乙对物体甲的支持力一定减小C地面对物体乙的摩擦力一定减小D物块甲可能受5个力的作用解析：减小水平外力F，丙的受力情况没有变化，物块甲对物块丙的支持力不变，选项A错误；在未减小水平外力F之前，不知道物体乙对物块甲的摩擦力的方向是沿斜面向上还是沿斜面向下，所以减小水平外力F之后，物体乙和物块甲的摩擦力可能增大，也可能减小，选项B错误；选甲、乙、丙三个物体作为整体，地面对物体乙的摩擦力等于F，F减小，地面对物体乙的摩擦力也减小，选项C正确；物体甲受重力、推力F、丙的压力、丙的摩擦力、乙的支持力，还可能受乙的摩擦力，物体甲受5个力或6个力的作用，选项D正确答案：CD11(2013呼和浩特调研)在倾角为30的光滑固定斜面上，两根轻绳绕过定滑轮接在小车上，两端分别悬挂质量为2m和m的物块A、B.当小车静止时，两绳分别平行、垂直于斜面，如图1229所示不计滑轮摩擦，现将A、B位置互换，当小车再静止时，下列说法正确的是()图1229A小车的质量为mB两绳上的拉力的合力不变C原来垂直于斜面的绳子现处于竖直方向D斜面对小车的支持力减少为原来的一半解析：设小车质量为M，对小车受力分析，沿斜面方向有2mgMgsin30，M4m，选项A错误；A、B位置互换后沿斜面方向的绳拉力减小，小车将在原位置下方平衡，原来垂直于斜面的绳不再与斜面垂直，设与斜面的夹角为，沿斜面方向有Mgsin30mg2mgcos，得60，此时原来垂直于斜面的绳子处于竖直方向，选项C正确；A、B位置互换前两绳上拉力的合力Fmg，位置互换后两绳上拉力的合力Fmg，选项B错误；位置互换前斜面对小车的支持力FNMgcos30mg(21)mg，位置互换后斜面对小车的支持力FNMgcos302mgcos30mg，选项D错误答案：C图123012.如图1230所示，在倾角为的光滑斜面上放一个重为G的光滑球，并用光滑的挡板挡住，挡板与斜面夹角为(最初)，挡板可以从图示位置以O为轴向左缓慢转至水平位置，在此过程中球始终处于平衡状态，当挡板对球的弹力大小恰好等于球的重力时，的大小可以为()A B2C D2图1231解析：对小球受力分析并画出力的三角形、角度关系如图1231所示，因G，当挡板以O为轴缓慢转动的过程中，当时，FG，故A正确；当挡板转至水平时，重力等于挡板对小球的支持力，故C正确答案：AC图123213.如图1232所示，两根等长且不可伸长的细线结于O点，A端固定在水平杆上，B端系在轻质圆环上，圆环套在竖直光滑杆上，C端挂一重物，重物质量为m.开始时用手握住轻圆环，使其紧靠D端，AD等于OA段绳长，当重物静止时如图1232所示现释放圆环，圆环在竖直光滑杆上自由滑动，当重物再次静止时，AO绳拉力为FA，OB绳拉力为FB，则()AFAmgBFAmg；FB0CFAmg；FBmgDFAmg；FBmg解析：由于两根绳等长且等于AD，竖直杆光滑，由于圆环是轻质的，可以忽略其重力，因此重新平衡时BO绳是水平的，AO绳是竖直的因此FAmg，FB0，B正确答案：B二、非选择题每题10分14拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图1233)设拖把头的质量为m，拖杆质量可忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数，重力加速度为g.某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为.图1233(1)若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为.已知存在一临界角0，若0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动求这一临界角的正切tan0.解析：(1)设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，根据平衡条件有FcosmgNFsinf式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力按摩擦定律有fN联立式得Fmg(2)若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动，应有FsinN这时，式仍满足联立式得sincos现考察使上式成立的角的取值范围注意到上式右边总是大于零，且当F无限大时极限为零，有sincos0使上式成立的角满足0，这里0是题中所定义的临界角，即当0时，不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把临界角的正切为tan0.答案：(1) mg(2)