2019年高考物理大一轮复习 专题强化练二 求解平衡问题的技法 新人教版.doc

2019年高考物理大一轮复习 专题强化练二 求解平衡问题的技法 新人教版题组一整体法、隔离法在平衡中的应用1(单选)如图9所示，一光滑斜面固定在地面上，重力为G的物体在一水平推力F的作用下处于静止状态若斜面的倾角为，则()图9AFGcos BFGsin C物体对斜面的压力FNGcos D物体对斜面的压力FN解析物体所受三力如图所示，根据平衡条件，F、FN的合力与重力等大反向，有FGtan ，FNFN，故只有D选项正确答案D2(多选)3个相同的物体叠放在一起，置于粗糙的水平地面上，物体之间不光滑，如图10所示现用一水平力F作用在B物体上，物体仍保持静止下列说法正确的是()图10AC受到地面的摩擦力大小为F，方向水平向左BA受到水平向右的摩擦力作用CB对C的摩擦力大小为F，方向水平向右DC受到5个力作用解析在选项A中，以A、B、C三者的整体为研究对象，此整体在水平方向上受平衡力的作用，因此C受到地面的摩擦力等于拉力F，方向向左，A选项正确；在选项B中，以A为研究对象，A不受摩擦力，选项B错误；在选项C中，B对C的摩擦力与C对B的摩擦力大小相等，方向相反，由此可知，B对C的摩擦力的大小等于F，方向水平向右，故选项C正确；对于选项D，可将C隔离开作为隔离体进行分析，C受到5个力的作用，选项D正确选A、C、D.答案ACD3(多选)如图11所示，水平固定倾角为30的光滑斜面上有两个质量均为m的小球A、B，它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接，现对B施加一水平向左的推力F使A、B均静止在斜面上，此时弹簧的长度为l，则弹簧原长l0和推力F的大小分别为()图11Al0lBl0lCFmgDF2mg解析以A、B整体为研究对象，则Fcos 302mgsin 30，得Fmg；隔离A球有kxmgsin 30，得弹簧原长为l0lxl，则可得选项B、C正确答案BC4如图12所示，球A重G160 N，斜面体B重G2100 N，斜面倾角为30，一切摩擦均不计则水平力F为多大时，才能使A、B均处于静止状态？此时竖直墙壁和水平面受到的压力各为多大？图12解析方法一(隔离法)分别对A、B进行受力分析，建立直角坐标系如图甲、乙所示，由共点力平衡条件可得对A有F2sin 30F1，F2cos 30G1对B有FF2sin 30，F3F2cos 30G2其中F2和F2是一对相互作用力，即F2F2代入数据，联立解得FF120 N，F3160 N由牛顿第三定律可知，竖直墙壁和水平面受到的压力分别为20 N、160 N.方法二(整体法)将A、B视为一个整体，该整体处于静止状态，所受合力为零对整体进行受力分析如图丙所示，由平衡条件得FF1，F3G1G2160 N再隔离B进行受力分析如图乙所示，由平衡条件可得FF2sin 30F3F2cos 30G2联立解得F240 N，F1F20 N由牛顿第三定律可知，竖直墙壁和水平面受到的压力分别为20 N、160 N.答案20 N20 N160 N题组二合成法、效果分解法、正交分解法的应用5(单选)如图13所示，一轻绳的两端分别固定在不等高的A、B两点，现用另一轻绳将一物体系于O点，设轻绳AO、BO相互垂直，且两绳中的拉力分别为FA、FB，物体受到的重力为G，下列表述正确的是()图13AFA一定大于GBFA一定大于FBCFA一定小于FBDFA与FB大小之和一定等于G解析物体受力分析如图所示，由三力平衡的知识可知，FA、FB的合力大小等于G，方向竖直向上，FAGsin ，FBGsin .故FA一定小于G，A选项错误；因为，故FA一定大于FB，B选项正确，C选项错误；FA与FB大小之和大于G，D选项错误答案B6(单选)如图14所示，一直杆倾斜固定，并与水平方向成30的夹角；直杆上套有一个质量为0.5 kg的圆环，圆环与轻弹簧相连，在轻弹簧上端施加一竖直向上、大小F10 N的力，圆环处于静止状态，已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为0.7，g10 m/s2.下列说法正确的是()图14A圆环受到直杆的弹力，方向垂直直杆向上B圆环受到直杆的弹力大小等于2.5 NC圆环受到直杆的摩擦力，方向沿直杆向上D圆环受到直杆的摩擦力大小等于2.5 N解析对小环受力分析如图所示：由于F10 Nmg5 N，所以杆对环的弹力FN垂直杆向下，杆对环还有沿杆向下的静摩擦力Ff，则FN与Ff的合力应竖直向下，大小为F合Fmg5 N，所以FNF合cos 30 N，FfF合sin 302.5 N综上可知选项D正确答案D7(xx湖北八市联考)(多选)一个倾角为45的斜面固定于竖直墙上，为使质量分布均匀的光滑铁球静止在如图15所示的位置，需用一个水平推力F作用于球体上，F的作用线通过球心设球体的重力为G，竖直墙对球体的弹力为FN1，斜面对球体的弹力为FN2，则以下结论正确的是()图15AFN2GBFN1FCGFDFN2一定大于FN1解析画出球体的受力示意图，由物体平衡条件可知，FN2G，FN1F，由球受力平衡可知，竖直方向FN2sin 45G，水平方向FN1FN2cos 45F，故GF，FN2不一定大于FN1，A、C正确答案AC题组三假设法在平衡中的应用8(单选)人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，如图16所示以下说法正确的是()图16A人受到重力和支持力的作用B人受到重力、支持力和摩擦力的作用C人受到的合外力不为零D人受到的合外力方向与速度方向相同解析人在竖直方向上受到重力和支持力作用，水平方向上是否受摩擦力作用呢？假设人受到水平向左的静摩擦力作用，而人做匀速运动，故所受合外力为零，故水平方向不应该受力，即人不受摩擦力的作用答案A9(单选)如图17所示，固定斜面上有一光滑小球，分别与一竖直轻弹簧P和一平行斜面的轻弹簧Q连接着，小球处于静止状态，则关于小球所受力的个数不可能的是()图17A1B2C3D4解析设斜面倾角为，小球质量为m，假设轻弹簧P对小球的拉力恰好等于小球重力mg，则小球受二力平衡；假设轻弹簧Q对小球的拉力等于mgsin ，小球受到重力、弹簧Q的拉力和斜面的支持力作用，三力平衡；假设两个弹簧对小球都施加了拉力，那么除了重力，小球只有再受到斜面的支持力才能保证其受力平衡，即四力平衡；小球只受单个力的作用，合力不可能为零，小球不可能处于静止状态答案A10(多选)如图18所示，在斜面上，木块A与B的接触面是水平的绳子呈水平状态，两木块均保持静止则关于木块A和木块B可能的受力个数分别为()图18A2个和4个B3个和4个C4个和4个D4个和6个解析(1)假设绳子的拉力为零，以A、B为研究对象，B和斜面之间一定有静摩擦力，A、B的受力图如图，所以选项A正确 (2)假设绳子上有拉力，对A、B分别画受力图可知，A受到重力、B对A的支持力、绳子的拉力和B对A的静摩擦力而平衡，B受到重力、A对B的压力、斜面对B的支持力和A对B的静摩擦力，斜面对B的摩擦力可有可无，所以选项C正确答案AC题组四图解法在平衡中的应用11(单选)作用于O点的三力平衡，设其中一个力大小为F1，沿y轴正方向，力F2大小未知，与x轴负方向夹角为，如图19所示下列关于第三个力F3的判断中正确的是()图19A力F3只能在第四象限B力F3与F2夹角越小，则F2和F3的合力越小CF3的最小值为F1cos D力F3可能在第一象限的任意区域解析O点受三力平衡，因此F2、F3的合力大小等于F1，方向与F1相反，故B错误；作出平行四边形，由图可以看出F3的方向范围为第一象限中F2反方向下侧及第四象限，故A、D错；当F3F2时，F3最小，F3F1cos ，故C正确答案C12(单选)如图20所示，用OA、OB两根轻绳将物体悬于两竖直墙之间，开始时OB绳水平现保持O点位置不变，改变OB绳长使绳端由B点缓慢上移至B点，此时绳OB与绳OA之间的夹角90.设此过程中绳OA、OB的拉力分别为FOA、FOB，下列说法正确的是()图20AFOA逐渐增大BFOA逐渐减小CFOB逐渐增大DFOB逐渐减小解析以O点为研究对象，进行受力分析，其中OA绳拉力方向不变，OA绳、OB绳拉力的合力方向竖直向上，大小等于物体的重力，始终不变，根据力的矢量三角形定则可知，FOA逐渐减小，FOB先减小后增大，如图所示，选项B正确，A、C、D错误答案BB深化训练提高能力技巧13(多选)一个光滑的圆球搁在光滑的斜面和竖直的挡板之间，如图21所示斜面和挡板对圆球的弹力随斜面倾角变化而变化，故()图21A斜面弹力FN1的变化范围是(mg，)B斜面弹力FN1的变化范围是(0，)C挡板的弹力FN2的变化范围是(0，)D挡板的弹力FN2的变化范围是(mg，)解析圆球受3个力，其中重力的大小和方向均为确定的；挡板对圆球的弹力FN2的方向始终是水平的，亦为确定的；而斜面对圆球的作用力的大小和方向均在变化中但是，不论如何变动，只要取一个确定的值，圆球就在三力作用下处于平衡状态，此三力就组成一个封闭的矢量三角形，如图所示因为0mg，FN20.当然，也可以由FN1，FN2mgtan 解出因此，正确答案为A、C.答案AC14如图22所示，两个截面为直角三角形的实心铁块A、B并排放在粗糙水平地面上，一截面为矩形的实心铁块C水平架在两铁块的光滑斜面上，系统处于静止状态已知三个铁块的重力分别为GAGB100 N、GC10 N，60，求：图22(1)地面对铁块A的摩擦力Ff的大小；(2)铁块A对地面的压力FN的大小解析(1)以C为研究对象进行受力分析，如图甲所示由平行四边形定则知：FN1FN2GC对A进行受力分析，如图乙所示将FN2进行正交分解，有：FxFN2sin 60FfFx，则Ff5 N.(2)由图乙可知：FyFN2cos 60FNGAFy，解得：FN105 N.答案(1)5 N(2)105 N