高考物理 终极猜想题2 受力分析　物体的平衡.doc

终极猜想二受力分析物体的平衡(本卷共12小题，满分60分建议时间：30分钟 )命题老师寄语力与平衡通常结合牛顿运动定律或电磁学一起考查，新课标高考更注重对基础知识的考查，主要考查的知识点有：物体受力分析、共点力平衡、摩擦力的大小和方向的确定【题组1】摩擦力大小和方向的确定1(单选)如图所示，质量为m的物块，在力f作用下静止于倾角为的斜面上，力f大小相等且fmgsin . 则物块所受摩擦力最大的是()解析因为m处于静止状态，以m为研究对象对四个选项中的情况进行受力分析，可得：a中摩擦力f1mgsin f；b中摩擦力f2mgsin fcos ；c中摩擦力f3mg sin ；d中摩擦力f4(mgf)sin ；由于fmgsin ，比较各选项中的摩擦力可得最大值应为f4.因此选项d正确答案d2(多选)质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上，如图1所示，a受到斜向上与水平面成角的力f作用，b受到斜向下与水平面成角等大的力f作用，两力在同一竖直平面内，此时两木块保持静止，则()图1ab对a的支持力一定等于mgb水平面对b的支持力等于2mgcb与水平面之间可能存在静摩擦力da、b之间一定存在静摩擦力解析由于木块a受斜向右上方的拉力f作用，f的竖直分力减小了它对木块b的压力，故此时b对它的支持力将不再等于mg，a项错误；因为两个f的竖直分力等大，且两力作用在a、b两木块上后，两者仍保持静止，故此时水平面对b的支持力仍等于2mg，选项b正确；由于两个力f的水平分力等大、反向，所以木块b相对于地面静止，且无运动趋势，但木块a相对于b有向右运动的趋势，故b与水平面之间不存在静摩擦力，但a、b之间存在静摩擦力，选项c错误、d正确答案bd【题组2】受力分析3(单选)如图2所示，空间中存在竖直向上的匀强电场，与竖直方向成45角的绝缘天花板上有一带电荷量为q的物块，该物块恰好能沿天花板匀速上升，则下列说法正确的是()图2a物块一定受两个力的作用b物块一定受三个力的作用c物块可能受三个力的作用d物块可能受四个力的作用解析由于物块做匀速直线运动，则受力平衡，对物块受力分析可知，若物块所受重力与电场力恰好平衡，则受两个力的作用，若物块所受重力小于电场力，则物块一定受四个力，所以d项正确答案d4(单选)如图3所示，斜劈静止在水平地面上，有一物体沿斜劈表面向下运动，重力做的功与克服力f做的功相等则下列判断中正确的是()图3a物体可能加速下滑b物体可能受三个力作用，且合力为零c斜劈受到地面的摩擦力方向一定水平向左d撤去力f后斜劈可能不受地面的摩擦力解析(1)斜面光滑时；物体受重力、外力f和支持力三个力的作用，其所受重力和外力f对其所做的功之和为零，物体做匀速运动斜劈受到物体斜向右下方的压力，有向右运动的趋势，因而受到地面的摩擦力作用，方向向左，撤去f后仍受地面的摩擦力(2)斜面粗糙时：物体受到重力、外力f、支持力、摩擦力的作用，物体做减速运动斜劈受到物体的压力和沿斜面向下的摩擦力作用，由于不知此摩擦力的大小，不能确定斜劈的运动趋势方向，因而不能确定地面对其的摩擦力的方向撤去f后，若物体匀速下滑，斜劈无运动趋势，不受地面的摩擦力作用；若物体加速或减速下滑，斜劈分别受到向左或向右的地面的摩擦力作用综上所述，正确选项为b.答案b【题组3】物体的平衡5(单选)如图4所示，用轻绳将重球悬挂在竖直光滑的墙上，当悬绳变长时()图4a绳子拉力变小，墙对球的弹力变大b绳子拉力变小，墙对球的弹力变小c绳子拉力变大，墙对球的弹力变大d绳子拉力变大，墙对球的弹力变小解析取球为研究对象，受力分析如图所示由共点力平衡条件可知，f1和mg的合力f与f2等大反向从图中的力三角形可求得f1mgtan .当绳变长时，角变小，故f1变小，f2也变小，选项b正确答案b6(单选)如图5所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中金属杆ab垂直导轨放置，当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流i时，金属杆ab刚好静止则()图5a磁场方向竖直向上b磁场方向竖直向下c金属杆ab受安培力的方向平行导轨向上d金属杆ab受安培力的方向平行导轨向下解析本题考查物体的平衡及安培力方向的判断受力分析如图所示，当磁场方向竖直向上时，由左手定则可知安培力水平向右，金属杆ab受力可以平衡，a正确；若磁场方向竖直向下，由左手定则可知安培力水平向左，则金属杆ab受力无法平衡，b、c、d错误答案a7(单选)如图6所示，质量为m的斜劈a静止在木板b上，现让木板b绕o点逆时针缓慢转动，使木板倾角逐渐增大，在此过程中斜劈相对木板始终静止则下列说法正确的是()图6a木板对斜劈的摩擦力先增大再减小b木板对斜劈的摩擦力先减小再增大c木板对斜劈的作用力一直增大d木板对斜劈的作用力保持不变解析木板对斜劈的作用力是木板对斜劈的支持力和摩擦力的合力f，与重力平衡，始终保持不变，如图所示，d项正确；木板对斜劈的支持力和摩擦力始终垂直，随着逐渐增大的过程中，支持力一直减小，摩擦力一直增大，a、b、c项错答案d8(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7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7a斜面弹力n1的变化范围是(mg，)b斜面弹力n1的变化范围是(0，)c挡板的弹力n2的变化范围是(0，)d挡板的弹力n2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n2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三角形，如图所示因为0mg,0mg.当然，也可以由n1，n2mgtan 解出因此，正确答案为a、c.答案ac9(2013青岛模拟)(多选)如图8所示，在水平天花板的a点处固定一根轻杆a，杆与天花板保持垂直杆的下端有一个轻滑轮o.另一根细线上端固定在该天花板的b点处，细线跨过滑轮o，下端系一个重为g的物体，bo段细线与天花板的夹角30.系统保持静止，不计一切摩擦，下列说法中正确的是()图8a细线bo对天花板的拉力大小是gba杆对滑轮的作用力大小是ca杆和细线对滑轮的合力大小是gda杆对滑轮的作用力大小是g答案ad10(单选)如图9所示，a、b是两根竖直立在地上的木桩，轻绳系在两木桩不等高的p、q两点，c为光滑的、质量不计的滑轮，当q点的位置变化时，轻绳的张力的大小变化情况是()图9aq点上下移动时，张力不变bq点上下移动时，张力变大cq点上下移动时，张力变小d条件不足，无法判断解析滑轮两侧绳子的拉力大小相等，它们的合力沿竖直方向，与重力g平衡，故两绳与重力g的夹角均为，夹角不变，绳子的张力不变，所以光滑滑轮在任意位置的受力具有对称性由图可证cq绳长，为定值，而两杆间的距离eq不变，故为定值，由于角和g均为定值，故绳子的拉力与p、q两点位置无关，移动q点，绳子的拉力保持不变，选项a正确答案a11(多选)如图10所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上o点，跨过滑轮的细绳连接物块a、b，a、b都处于静止状态，现将物块b移至c点后，a、b仍保持静止，下列说法中正确的是()图10ab与水平面间的摩擦力减小b拉b的绳子的拉力增大c悬于墙上的绳所受拉力减小da、b静止时，图中、三角始终相等解析对滑轮，由于两侧绳的拉力大小相等，由对称性可知，又因为，所以d正确由于两侧绳拉力的夹角增大，故悬于墙上的绳所受拉力减小，c正确对b，由ftsin()ff可知，随、的增大，b与水平面间的摩擦力增大，a错误答案cd12(多选)如图11所示，水平细杆上套一细环a，环a与球b间用一轻质绳相连，质量分别为ma、mb(mamb)，由于b球受到水平风力作用，a环与b球一起向右匀速运动已知绳与竖直方向的夹角为.则下列说法正确的是()图11a风力增大时，轻质绳对b球的拉力保持不变bb球受到的风力f为magtan c杆对a环的支持力随着风力的增加不变da环与水