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专题能力训练1力与物体的平衡(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共7小题,每小题8分,共56分。在每小题给出的四个选项中,15题只有一个选项符合题目要求,67题有多个选项符合题目要求。全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.(2017全国卷)如图所示,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变,而方向与水平面成60角,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为()A.2-3B.36C.33D.322.如图所示,一物体M放在粗糙的斜面体上保持静止,斜面体静止在粗糙的水平面上。现用水平力F推物体时,M和斜面仍然保持静止状态,则下列说法正确的是()A.斜面体受到地面的支持力增大B.斜面体受到地面的摩擦力一定增大C.物体M受到斜面的静摩擦力一定增大D.物体M受到斜面的支持力可能减小3.如图所示,质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定,轻杆A端用铰链固定,滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计),轻杆B端吊一重物G,现将绳的一端拴在杆的B端,用拉力F将B端缓慢上拉(均未断),在AB杆达到竖直前,以下分析正确的是()A.绳子越来越容易断B.绳子越来越不容易断C.AB杆越来越容易断D.AB杆越来越不容易断4.一带电金属小球A用绝缘细线拴着悬挂于O点,另一带电金属小球B用绝缘支架固定于O点的正下方,OA=OB,金属小球A、B静止时位置如图所示。由于空气潮湿,金属小球A、B缓慢放电。此过程中,小球A所受的细线的拉力F1和小球B对A的库仑力F2的变化情况是()A.F1减小,F2减小B.F1减小,F2不变C.F1增大,F2增大D.F1不变,F2减小5.如图所示,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为1,A与地面间的动摩擦因数为2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为()A.112B.1-1212C.1+1212D.2+12126.如图所示,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O。整个系统处于静止状态。现将细线剪断。将物块a的加速度的大小记为a1,S1和S2相对于原长的伸长分别记为l1和l2,重力加速度大小为g。在剪断的瞬间()A.a1=3gB.a1=0C.l1=2l2D.l1=l27. (2017天津卷)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件,仍保持衣架静止,下列说法正确的是()A.绳的右端上移到b,绳子拉力不变B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移二、非选择题(本题共2小题,共44分)8.(20分)如图所示,光滑金属球的重力G=40 N,它的左侧紧靠竖直的墙壁,右侧置于倾角=37 的斜面体上。已知斜面体置于水平地面上保持静止状态,sin 37=0.6,cos 37=0.8。求:(1)墙壁对金属球的弹力大小;(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向。9.(24分)如图所示,倾角为30的粗糙绝缘斜面固定在水平地面上,整个装置处在垂直斜面向上的匀强电场之中,一质量为m、电荷量为-q的小滑块恰能沿斜面匀速下滑,已知滑块与斜面之间的动摩擦因数为34,求匀强电场电场强度E的大小。答案：1.C解析 假设物块质量为m,物块与桌面间的动摩擦因数为,当物块在水平力F作用下做匀速直线运动时满足F=mg;当物块在与水平方向成60角的力F作用下做匀速直线运动时满足Fcos 60=(mg-Fsin 60);联立方程解得,物块与桌面间的动摩擦因数=33,故选项C正确。2.B解析 对整体分析,在竖直方向上,支持力始终与总重力相等,即地面的支持力不变,未加F时,地面对斜面体的摩擦力为零,施加F后,地面对斜面体的摩擦力等于F,知斜面体受地面的摩擦力一定增大,故A错误,B正确;以物体M为研究对象,未加F时,在垂直于斜面方向上,支持力与重力的分力相等,沿斜面方向上静摩擦力等于重力沿斜面方向上的分力;加上水平力F后,仍然处于静止状态,在垂直于斜面方向上,多了力F分力,即重力垂直斜面方向上的分力与F在垂直斜面方向上的分力之和等于支持力,所以物体M所受斜面的支持力变大,在沿斜面方向上,由于F的大小未知,静摩擦力可能减小,可能反向增大,故C、D错误。3.B解析 B点受到绳的拉力,杆的支持力和重物的拉力,三力平衡。这三个力形成的矢量三角形与铰链C、A、B三个点组成的三角形相似。由此可得,绳的拉力越来越小,因为对应的AB边即绳长越来越小;AC长不变,即重物的拉力不变;杆的长度不变,即杆上的支持力不变。B正确。4.D解析 对小球A受力分析,受重力、绳的拉力和B对A的库仑力,根据平衡条件得绳的拉力和库仑力的合力与重力等大反向,作出三力的矢量三角形,由相似关系得F1OA=F2AB=mgOB,因金属小球缓慢放电,因此两球之间距离AB减小,可知此过程中,F1不变,F2减小,D正确。5.B解析 对滑块A,F=2(mA+mB)g;对滑块B,mBg=1F,以上两式联立得mAmB=1-1212,故B项正确。6.AC解析 细线剪断前,a受细线向上的拉力F1=3mg,还受重力mg以及弹簧S1向下的拉力F2=2mg。细线剪断瞬间,线的拉力F1突然消失,但弹簧S1对其拉力不能突变。此时,a受的合力F=3mg,方向向下,由F=ma知,其加速度大小a1=3g,故A正确,B错误;此瞬间因弹簧形变未来得及发生改变,此时仍有l1=2mgk,l2=mgk,所以,l1=2l2,故选项C正确,D错误。7.AB解析 如图所示,由几何关系可知1=5=2=4,若绳子的端点b向上移至b,绳的夹角大小不变,故晾衣绳拉力不变,故A正确。杆N右移,绳长不变,两段绳的夹角变大,但合力大小、方向均不变,故绳的拉力变大,故B正确。只要杆M、N间距不变,如图所示,无论移动哪个端点,绳的拉力始终保持不变,故C错误。若要换挂质量更大的衣服,只是衣服的重力增大,绳与竖直方向的夹角不变,则衣架悬挂点不变,故D错误。8.答案 (1) 30 N(2)30 N,水平向左解析 (1)金属球静止,则它受力平衡,如图所示。由平衡条件可得墙壁对金属球的弹力为FN1=Gtan =40tan 37 N=30 N。(2)斜面体对金属球的弹力为FN2=Gcos=50 N由斜面体受力平衡可知地面对斜面体的摩擦力大小为Ff=FN2sin =30 N摩擦力的方向水平向左。9.答案 3mg6q解析 受力分析如图所示,由题意得mgsin -Ff=0FN-mgcos -F=0F=qEFf=FN联立解得mgsin -(mgcos +qE)=0E=mgsin-mgcosq代入数据得E=3mg6q。
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