2019-2020年高考物理一轮总复习 2.3受力分析 共点力的平衡限时规范特训.doc

2019-2020年高考物理一轮总复习 2.3受力分析 共点力的平衡限时规范特训一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分)1. 在2014年8月28日第二届南京青年奥林匹克运动会闭幕式举行现场，国际奥委会主席托马斯巴赫再次提议全场观众使用智能手机拍照“传情”，这已经成为本届青奥会最为时尚的“传情”方式。他们手拿手机进行自拍时，若只用手指捏着手机，则下列说法正确的是()A. 手机可能只受到摩擦力和重力作用，处于平衡状态B. 手机一定只受到压力和重力作用，处于平衡状态C. 手机可能受到摩擦力、压力和重力作用，处于平衡状态D. 手机受到摩擦力、手臂的举力、压力和重力作用，处于平衡状态解析：若用手指捏着手机，手机可能受到摩擦力、压力和重力的作用而处于平衡状态(手指左右捏着手机)，也可能受到压力和重力的作用而处于平衡状态(手指上下捏着手机)，手机始终受到压力作用，所以选项A、B错误，C正确；手臂的举力是通过摩擦力和压力作用在手机上的，所以选项D错误。答案：C2. “L”型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。则木板P的受力个数为()A. 3B. 4C. 5 D. 6解析：P、Q一起沿斜面匀速下滑时，由于木板P上表面光滑，滑块Q受到重力、P的支持力和弹簧沿斜面向上的弹力，木板P受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、Q的压力和弹簧沿斜面向下的弹力，C正确。答案：C3. 在比利时首都布鲁塞尔的王宫前，客人们在距离地面50米的“空中餐厅”享受晚餐，这个由起重机吊起的“空中餐厅”每次可接待22名顾客。在遇到刮风的天气时，当风对“空中餐厅”的水平作用力F恒定时，悬挂“空中餐厅”的缆绳偏离竖直方向一恒定角度，简化示意图如图所示。若已知“空中餐厅”的重力为G，下列有关缆绳的拉力FT的判断，正确的是()A. FT小于G与F的合力B. FT和G是一对平衡力C. FTD. FT与F的合力方向斜向上解析：取“空中餐厅”为研究对象，共受到三个力作用：重力G、拉力FT、风力F，FT和F的合力大小等于重力的大小，方向竖直向上，由几何关系得，FT，C项正确。答案：C4. xx南京四校调研如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下从半球形容器最低点缓慢移近最高点。设小滑块所受支持力为FN，则下列判断正确的是()A. F缓慢增大 B. F缓慢减小C. FN不变 D. FN缓慢减小解析：以小滑块为研究对象，进行受力分析，小滑块受重力G、支持力FN和水平推力F的作用，如图所示。小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点的过程中，角逐渐减小。根据物体的平衡条件可得：FNsinG，FNcosF，因为角逐渐减小，所以FN缓慢增大，选项C、D错误；F缓慢增大，选项A正确，B错误。答案：A5. xx宁波六校模拟如图所示，两个完全相同的光滑球的质量为m，放在竖直挡板和倾角为的固定斜面间。若缓慢转动挡板至与斜面垂直，则在此过程中()A. A、B两球间的弹力不变B. B球对斜面的压力逐渐增大C. B球对挡板的压力逐渐增大D. A球对斜面的压力逐渐增大解析：缓慢转动挡板表示A、B两球始终处于平衡状态。本题采用先隔离后整体的分析方法。先对A球，共受三个力而平衡，B对A的弹力与A的重力沿斜面方向的分力相等，大小与方向均不变，即选项A正确；A球对斜面的压力等于其重力沿垂直斜面方向的分力，大小与方向均不变，选项D错误；再对A、B整体，也是共受三个力而平衡，其中A、B的重力为恒力，斜面对A、B的弹力方向不变，挡板对B的弹力沿斜面方向的分力与A、B的重力沿斜面方向的分力相等，大小不变，当挡板缓慢转动时，挡板对B的弹力减小，进而可知B球对斜面的压力也减小，因此，选项B、C均错误。答案：A6. xx湖南师大附中月考一端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上，A、B两物体通过细绳连接，并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)，如图所示。现用水平力F作用于物体B上，缓慢拉开一小角度，此过程中斜面体与物体A仍然静止。则下列说法正确的是()A. 水平力F不变B. 物体A所受斜面体的摩擦力一定变大C. 物体A所受的合力不变D. 斜面体所受地面的摩擦力一定不变解析：取物体B为研究对象，分析其受力情况如图所示。则有Fmgtan，FT，在物体B缓慢被拉高的过程中，增大，则水平力F随之变大，故选项A错误；在这个过程中尽管绳子张力FT变大，但是由于物体A所受斜面体的摩擦力开始并不知道其方向，故物体A所受斜面体的摩擦力的情况无法确定，选项B错误；物体A静止，受的合力为零，故选项C正确；对A、B两物体与斜面体这个整体而言，由于斜面体与物体A仍然保持静止，则地面对斜面体的摩擦力一定变大，故选项D错误。答案：C7. xx黄冈调研如图所示，质量为m的两个球A、B固定在杆的两端，将其放入光滑的半圆形碗中，杆的长度等于碗的半径，当杆与碗的竖直半径垂直时，两球刚好能平衡，则杆对小球的作用力为()A. mg B. mgC. mg D. 2mg解析：由已知条件知，球A、B间的杆一定水平，对A球受力分析，如图所示，由共点力的平衡知识可得，杆的作用力为Fmgtan30mg，A正确。答案：A8. xx雅安模拟(多选)如图所示，物体m通过定滑轮牵引另一水平面上的物体沿斜面匀速下滑，此过程中斜面仍静止，斜面质量为M，则水平地面对斜面体()A. 无摩擦力 B. 有水平向右的摩擦力C. 支持力为(Mm)g D. 支持力小于(Mm)g解析：设斜面夹角为，细绳的拉力为FT，M、m整体处于平衡状态，对M、m整体受力分析可得平衡方程FTcosF静，FTsinFN(Mm)g，故F静方向水平向右，B、D正确。答案：BD9. 如图所示，一光滑小球静置在光滑半球面上，被竖直放置的光滑挡板挡住，现向右下方缓慢地移动挡板(挡板保持竖直)，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面)，挡板对小球的推力F、半球面对小球的支持力FN的变化情况是()A. F增大，FN减小B. F增大，FN增大C. F减小，FN减小D. F减小，FN增大解析：设小球与半球面的球心连线与竖直方向夹角为，则Fmgtan，FN，随着挡板向右下方移动，角越来越大，则F和FN都要增大，B正确。答案：B10. (多选)滑雪是人们最喜爱的一项体育活动，不仅成年人感兴趣，孩子们也很喜爱，如图所示，一个小姑娘坐在水平雪面上的滑雪板上，在受到大小、方向均可变化的绳子拉力F作用下，保持匀速直线运动。已知图中绳子与水平雪面的夹角满足090，滑雪板与水平雪面间的动摩擦因数为，对小姑娘和滑雪板整体()A. 可能受三个力作用B. 当0时，拉力F最小C. 不论力F如何变化，拉力F和重力的合力方向保持不变D. 当0时，拉力和摩擦力的合力方向一定竖直向上解析：由受力平衡和摩擦力产生条件知，小姑娘和滑雪板整体受重力、支持力、摩擦力和拉力，A项错误；将摩擦力和支持力的合力看作F1，设其与水平方向的夹角为，则有tan，则重力G、拉力F及F1满足的关系如图所示，由图知随着增大，拉力F先减小后增大，即0时，拉力F不是最小，B项错误；由力的平衡条件知，不论力F如何变化，拉力F和重力G的合力方向一定与摩擦力和支持力的合力F1反向，保持不变，C项正确；同理可知，当0时，拉力和摩擦力的合力方向一定竖直向上，D项正确。答案：CD二、非选择题(本题共2小题，共40分)11. (18分)如图所示，水平面上有一个倾角为30的斜劈，质量为m。一个光滑小球，质量也为m，用绳子悬挂起来，绳子与斜面的夹角为30，整个系统处于静止状态。(1)求出绳子的拉力FT；(2)若地面对斜劈的最大静摩擦力Ffm等于地面对斜劈的支持力的k倍，为了使整个系统始终保持静止，k值必须满足什么条件？解析：(1)对小球受力分析，如图所示，由平衡条件得：mgsinFTcos0，解得FTmg(2)对斜劈和小球组成的整体受力分析，如图所示，由平衡条件得：水平方向：FTcos()Ff0竖直方向：FN2FTsin()2mg0又FfFfmkFN2联立各式解得k答案：(1)mg(2)k12. (22分)xx北京海淀质检如图所示，质量m2.2 kg的金属块放在水平地板上，在与水平方向成37角斜向上、大小为F10 N的拉力作用下，以速度v5.0 m/s向右做匀速直线运动。(cos370.8，sin370.6，取g10 m/s2)求：(1)金属块与地板间的动摩擦因数；(2)为使物块向右做匀速直线运动，求F的最小值。解析：(1)设地板对金属块的支持力为N，金属块与地板的动摩擦因数为，因为金属块匀速运动，所以有FcosNmgFsinN解得：由0.5(2)分析物体的受力，如图竖直方向：FsinNmg水平方向：FcosN联立可得：F所以F最小值为 N。答案：(1)0.5 (2) N