高三物理 专题2《研究物体间的相互作用》第6课时《专题：平衡问题特例》复习测试

用心 爱心 专心 1 第第 6 6 课时课时 专题专题 平衡问题特例平衡问题特例 要点一 动态平衡问题 1 如图所示 一个重为 G 的匀质球放在光滑斜面上 斜面倾角为 在斜面上有 一光滑的不计厚度的木板挡住球 使之处于静止状态 今使板与斜面的夹角 缓慢增大 问 在此过程中 斜面和挡板对球的压力 F1和 F2大小如何变化 答案 F1减小 F2先减小后增大 2 如图所示 小船用绳索拉向岸边 设船在水中运动时所受水的阻力不变 那么小船在匀速靠岸过程中 下面说法哪些是正确的 A 绳子的拉力 F 不断增大 B 绳子的拉力 F 不变 C 船所受的浮力不断减小 D 船所受的浮力不断增大 答案 AC 3 2009 宣武区模拟宣武区模拟 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 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 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 答案 B 要点二 平衡中的临界与极值问题 4 如图所示 能承受最大拉力为 10 N 的细线 OA 与竖直方向成 45 角 能承受最大拉力为 5 N 的 细线 OB 水平 细线 OC 能承受足够的拉力 为使 OA OB 均不被拉断 OC 下端所悬挂物体的重 力最大是多少 答案 5 N 5 2009 温州质检温州质检 木箱重为 G 与地面间的动摩擦因数为 用斜向上的力 F 拉木 箱 使之沿水平地面匀速前进 如图所示 问角 为何值时拉力F最小 这个最小值为 多大 答案 arctan 2 1 G 用心 爱心 专心 2 6 如图所示 质量为 m 的球 放在倾角为 的光滑斜面上 试分析挡板 AO 与 斜面间的倾角 多大时 AO 所受压力最小 答案 90 mgsin 例例 1 1 如图所示 物体的质量为 2 kg 两根轻绳 AB 和 AC 的一端连接于竖直墙上 另一端系于物体上 在物体上另施加一个方向与水平线成 60 的拉力 F 若要使 两绳都能伸直 求拉力 F 的大小范围 答案 F N 3 20 N 3 40 例例 2 2 如图所示 将一球形物体夹在竖直墙 AC 与木板 BC 之间 已知各接触面均光滑 将球对墙的压力用 N1表示 球对木板的压力用 N2表示 现将木板以 C 端为轴缓慢地 转至水平位置的过程中 下列说法中正确的是 A N1和 N2都增大 B N1和 N2都减小 C N1增大 N2减小 D N1减小 N2增大 答案 B 例例 3 3 有一只小虫重为 G 不慎跌入一个碗中 如图所示 碗内壁为一半径 为 R 的球壳的一部分 其深度为 D 碗与小虫脚间的动摩擦因数为 若小 虫可以缓慢顺利地爬出碗口而不会滑入碗底 试问 D 的最大值为多少 最 大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小 答案 1 1 1 2 R 例例 4 4 在食品加工过程中 有的物料需要压片操作 就要用到压片机 如图所 示 两个直径相同的压辊相对回转 厚度为 h1的面团被压后的厚度为 h2 绝对 下压量 h h1 h2 压辊直径为 D 面团与压辊间的动摩擦因数为 要保证面 团顺利进入两个压辊之间 必须满足怎样的导入条件 与 D 以及 h 之间 的关系 机器才能正常工作 不会发生 反料 现象 答案 hD hhD 2 2 用心 爱心 专心 3 1 2009 泰安质检泰安质检 如图是给墙壁粉刷涂料用的 涂料滚 的示意图 使用时 用 撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动 把涂料均匀地粉刷到墙上 撑竿 的重量和墙壁的摩擦均不计 而且撑竿足够长 粉刷工人站在离墙壁一定距离处 缓缓上推涂料滚 该过程中撑竿对涂料滚的推力为 F1 涂料滚对墙壁的压力为 F2 将如何变化 A F1增大 F2减小 B F1减小 F2增大 C F1 F2均增大 D F1 F2均减小 答案 D 2 如图所示 两个完全相同的球 重力大小均为 G 两球与水平地面间的动摩擦因数 都为 且假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 一根轻绳两端固结在两个球上 在 绳的中点施加一个竖直向上的拉力 当绳被拉直后 两段绳间的夹角为 问当 F 至少为多大时 两球将会发生滑动 答案 2 tan 2 G 3 如图所示 一个重 225 N 的物体 G 由 OA 和 OB 两根绳子拉着 绳 OB 始终保持沿水平方 向 已知两根绳子能承受的最大拉力均为 N 为了保持绳子不被拉断 绳子 OA3150 与竖直方向的夹角 的最大值应为多少 答案 30 4 如图所示 两根相同的橡皮绳 OA OB 开始夹角为 0 在 O 点处打结吊一重 G 50 N 的物体后 结点 O 刚好位于圆心 1 将 A B 分别沿圆周向两边移至 A B 使 AOA BOB 60 欲使结点仍在圆心处 则此时结点处应挂多重的物体 2 若将橡皮绳换成无明显弹性的轻绳 结点仍在圆心O 在结点处仍挂重G 50 N 的重物 并保持左侧轻绳 在OA 不动 缓慢将右侧轻绳从 OB 沿圆周移动 当右侧轻绳移动到什么位置时右侧轻绳 OB 中的拉力最小 最 小值是多少 答案 1 25 N 2 当右侧轻绳 OB 移动到与左侧轻绳垂直时 右侧轻绳 OB 中的拉力最小 N 325 用心 爱心 专心 4 1 表面光滑 半径为 R 的半球固定在水平地面上 球心 O 的正上方 O 处有一无 摩擦定滑轮 轻质细绳两端各系一个小球挂在定滑轮上 如图所示 两小球平衡 时 若滑轮两侧细绳的长度分别为 L1 2 4R 和 L2 2 5R 则这两个小球的质量之 比 m1 m2为 不计球的大小 A 24 1 B 25 1 C 24 25 D 25 24 答案 D 2 2009 中山模拟中山模拟 如图所示 一个质量为 m 的小物体静止在固定的 半径 为 R 的半圆形槽内 距最低点高为 R 2 处 则它受到的摩擦力大小为 A B C D mg 2 1 mg 2 3 mg 2 3 1 mg 2 2 答案 B 3 细线 AO 和 BO 下端系一个物体 P 细线长 AO BO A B 两个端点在同一水平线 上 开始时两线刚好绷直 BO 线处于竖直方向 如图所示 细线 AO BO 的拉力设 为 FA和 FB 保持端点 A B 在同一水平线上 A 点不动 B 点向右移动 使 A B 逐渐 远离的过程中 物体 P 静止不动 关于细线的拉力 FA和 FB的大小随 AB 间距离变化的情况是 A FA随距离增大而一直增大 B FA随距离增大而一直减小 C FB随距离增大而一直增大 D FB随距离增大而一直减小 答案 A 4 如图所示 木棒 AB 可绕 B 点在竖直平面内转动 A 端被绕过定滑轮吊有重 物的水平绳和绳 AC 拉住 使棒与地面垂直 棒和绳的质量及绳与滑轮的摩 擦均可忽略 如果把 C 端拉至离 B 端的水平距离远一些的 C 点 AB 仍沿 竖直方向 装置仍然平衡 那么 AC 绳受的张力 F1和棒受的压力 F2的变化是 A F1和 F2均增大 B F1增大 F2减小 C F1减小 F2增大 D F1和 F2均减小 答案 D 5 倾角为 30 的斜面体放在水平地面上 在斜面上放一个质量为 5 kg 的小物块 处于静止状态 若在小物块上再作用一个竖直向上的力 F 4 N 如图所示 则 用心 爱心 专心 5 地面对斜面体的支持力 N 小物块受到的摩擦力 f 的变化情况是 g 取 10 m s2 A N 减小了 4 N B N 的减少量 小于 4 N C f 减小了 4 N D f 的减少量小于 4 N 答案 AD 6 如图所示 A B 是两根竖直立在地上的木桩 轻绳系在两木桩上不等高的 P Q 两点 C 为光滑的质量不计的滑轮 下面悬挂着重物 G 现保持结点 P 的位置不变 当 Q 点的 位置变化时 轻绳的张力大小的变化情况是 A Q 点上下移动时 张力不变 B Q 点向上移动时 张力变大 C Q 点向下移动时 张力变小 D 条件不足 无法判断 答案 A 7 半圆柱体 P 放在粗糙的水平地面上 其右端有固定放置的竖直挡板 MN 在 P 和 MN 之间放有一个光滑均匀的小圆柱体 Q 整个装置处于静止状态 如图所示是 这个装置的截面图 若用外力使 MN 保持竖直且缓慢地向右移动 在 Q 落到地面 以前 发现 P 始终保持静止 在此过程中 下列说法中正确的是 A MN 对 Q 的弹力逐渐减小 B 地面对 P 的摩擦力逐渐增大 C P Q 间的弹力先减小后增大 D Q 所受的合力逐渐增大 答案 B 8 如图所示 质量不计的定滑轮以轻绳牵挂在 B 点 另一条轻绳一端系重物 C 绕过滑轮 后 另一端固定在墙上 A 点 若改变 B 点位置使滑轮位置发生移动 但使 AO 段绳子始 终保持水平 则可以判断悬点 B 所受拉力 T 的大小变化情况是 A 若 B 左移 T 将增大 B 若 B 右移 T 将增大 C 无论 B 左移 右移 T 都保持不变 D 无论 B 左移 右移 T 都减小 答案 C 9 2009 泰安高三质检泰安高三质检 如图所示 晾晒衣服的绳子轻且光滑 悬挂衣服的衣架的 挂钩也是光滑的 轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的 A B 两点 衣服处于静 止状态 如果保持绳子 A 端位置不变 将 B 端分别移动到不同的位置时 下列判断 正确的是 A B 端移到 B1位置时 绳子张力不变 用心 爱心 专心 6 B B 端移到 B2位置时 绳子张力变小 C B 端在杆上位置不动 将杆移动到虚线位置时 绳子张力变大 D B 端在杆上位置不动 将杆移动到虚线位置时 绳子张力变小 答案 AD 10 2009 昆明模拟昆明模拟 质量为 1 kg 的物体与地面间的动摩擦因数 0 2 从 t 0 开始以初速度 v0沿水平地 面向右滑行 同时受到一个水平向左的恒力 F 1 N 的作用 取向右为正方向 g 10 m s2 该物体受到的摩擦 力 f 随时间 t 变化的图象是下图中的 答案 A 11 一光滑圆环固定在竖直平面内 环上套着两个小球 A 和 B 中央有孔 A B 间由细绳连接着 它们处于如图所示位置时恰好都能保持静止状 态 此情况下 B 球与环中心 O 处于同一水平面上 A B 间的细绳呈伸 直状态 且与水平线成 30 角 已知 B 球的质量为 3 kg 求细绳对 B 球的拉力和 A 球的质量 g 取 10 m s2 答案 60 N 6 kg 12 如图所示 由两根短杆组成的一个自锁定起重吊钩 将它放入被吊的空罐内 使其张开一定的夹角压紧在罐壁上 当钢绳匀速向上提起时 两杆对罐壁越 压越紧 若摩擦力足够大 就能将重物提升起来 罐越重 短杆提供的压力越 大