2017-2018学年高考物理专题02相互作用备考强化训练6共点力作用下物体的平衡新人教

1、强化训练6共点力作用下物体的平衡本套试题训练和考查的重点是：理解共点力作用下物体的平衡状态，掌握共点力作用下物体的平衡条件。其中第12题、第15题为创新题，此类试题的特点是立意新颖，与现实生活结合紧密.解答时应正确进行受力分析和正交分解，灵活运用平衡条件求解。一、破解依据几种常见力（略）“隔离分析法”和“整体分析法”共点力的合成和分解合力的计算F . F12 F22 2F1F2 cos为水平力分力的大小和方向（略）力的正交分解法FF： F： , tanx y平衡条件：F 0,或Fx 0, Fy 0.tanFyF2 sinF1 F2 cosFly F2yFixF2x,其中FiFnyFnx、精选习

2、题选择题（每小题4分，共40分）1. （16新课标I）如图1,一光滑的轻滑轮用细绳OO悬挂于。点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态。若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则（）A.绳OO的张力也在一定范围内变化B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化图12. （2015海南）如图2,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S和4相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点Q整个系统处于静止状态

3、；现将细绳剪断，将物块a的加速度记为a,S和展相对原长的伸长分别为11和12,重力加速度大小为g,在剪断瞬间A. ai=3gB.ai=0C. l i=2Al 2 D. l i=A123. （15山东）如图3,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NAB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.4. （14重庆一中）“虹桥卧波”是用来形容石拱桥美景的，石拱桥就是把坚固的石块垒成弧形，横跨在江、河之上。修建石拱桥，石块的承压力是首要考虑的，可用图4乙的模型来研究，在竖直平面

4、内有四块相同的坚固石块垒成弧形的石拱，第3、4石块固定在地面上，第1、2石块间的接触面位于竖直平面，每块石块的两个侧面所夹的圆心角为30。假定石块间的摩擦力可以忽略不计，第1、2石块间的作用力大小为N1,第1、3石块间的作用力大小为N2则N1/N2为（）图45. （14山东）如图5所示，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千.某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变.木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后（）A. F1不变，E变大C. F1变大，F2变大图5B. F1不变，F2变小D. F1变小，F2变小6.（

5、14上海十三校调研）如图6所示，两个梯形木块 A B叠放在水平地面上， A B之间的接触面倾斜， A的左侧靠在光滑的竖直墙面上.关于两个木块的受力，下列说法正确的是（）A.A、B之间一定存在摩擦力B.A可能受三个力作用C.A一定受四个力作用D.B受到地面的摩擦力的方向向右7. （14徐州期中）孔明灯相传是由三国时的诸葛孔明发明的.如图7所示，有一盏质量为m的孔明灯升空后向着东北偏上方向沿直线匀速上升，则此时孔明灯所受空气的作用力的大小和方向是（）图7A.0B.mg竖直向上C.mg东北偏上方向D.，2mg东北偏上方向8. 14金华市联考如图所示，质量为M半径为R的半球形物体A放在水平地面上,通过

6、最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m半彳空为r的光滑球8则（）A. A对地面的压力等于（出m）gB. A对地面的摩擦力方向向左.R+rC. B对A的压力大小为一丁mgR丫rD.细线对小球的拉力大小为gmgR9.（16新课标II）质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上.用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图9所示.A. F逐渐变大，T逐渐变大C. F逐渐变小，T逐渐变大B. F逐渐变大，T逐渐变小D. F逐渐变小，T逐渐变小用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中10. 2. （2013高考重庆理综第1题）如图10所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角e。若此人

7、所受重力为g则椅子各个部分对他作用力的合力大小为题1图图10A.GB.Gin0C.GsoseD.Gane填空题（共24分）11.（14重庆）（10分）（2）为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律，同学们设计了如题图11所示的实验装置，他们将不可伸长的轻绳的两端通过测力计（不计质量及长度）固定在相距为D的两根立柱上，固定点分别为P和QP低于Q,绳长为L（LPQ.他们首先在绳上距离P点10cm处（标记为C点）系上质量为m的重物（不滑动），由测力计读出绳PCQC勺拉力大小Tp和Tq随后，改变重物悬挂点C的位置，每次将P点到C点的距离增加10cm,并读出测力计的示数，最后得到Tp、Tq与绳

8、长PC的关系曲线如题图12所示.由实验可知：52f)40nn im lift 140 荷，e图12曲线n中拉力最大时，C点与P点的距离为cm,该曲线为（选填“Tp”或“Tq”）的曲线.在重物从P移到Q的整个过程中，受到最大拉力的是（选填P或Q）点所在的立柱.在曲线I、n相交处，可读出绳的拉力To=N,它与L、Dm和重力加速度g的关系为To=.12. （15新课标II）（6分）某学生用图（a）琐事的实验装置测量物块与斜面的懂摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,物块下滑过程中所得到的只带的一部分如图（b）所示，图中标出了5个连续点之间的距离。物块下滑是的加速度a=m/s2;打点C点时

9、物块的速度V=_m/s;图图(b)已知重力加速度大小为g,求出动摩擦因数还需测量的物理量是（填正确答案标号）A物块的质量B斜面的高度C斜面的倾角13. （13上海）（8分）如图13,倾角为37,质量不计的支架ABCMD端有一大小与质量均可忽略的光滑定滑轮，A点处有一固定转轴，CALAB,DC=CA=0.3m。质量mrlkg的物体置于支架的B端，并与跨过定滑轮的轻绳相连，绳另一端作用一竖直向下的拉力F,物体在拉力作用下沿BD做匀速直线运动，己知物体与BD间的动摩擦因数科=0.3。为保证支架不绕A点转动，物体向上滑行的最大距离s=若增大F后，支架仍不绕A点转动，物体能向上滑行的最大距离ss（填：“

10、大于”、“等于”或“小于。）（取sin37=0.6,cos37=0.8）图13计算题（共36分）14. （14徐州期中）如图14所示，质量为m的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角0=37,物体甲及人均处于静止状态.（已知sin37=0.6,cos37=0.8,g取10m/s2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）轻绳OA。皎到的拉力分别是多大?（2）人受到的摩擦力是多大？方向如何？= 0.3 ,欲使人在水平面上（3）若人的质量m=60kg,人与水平面之间的动摩擦因数不滑动，则物体甲的质量m最大不能超过多少？图141

11、5(14武汉二中)如图所示，将斜面体固定在水平面上，其两个斜面光滑，斜面上放置一质量不计的柔软薄纸带(斜面上加粗部分为纸带)。现将质量为mA的A物体和质量为mB的B物体轻放在纸带上。两物体可视为质点，物体初始位置及数据如图所示。图15(1)若纸带与物体AB间的动摩擦因数足够大，在纸带上同时放上AB后，发现两物体恰好都能保持静止，则mA和mB应满足什么关系？(2)若mr2kg,mm=1kg,A与纸带间的动摩擦因数a=0.5,B与纸带间的动摩擦因数b=0.8,假设两物体与纸面间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等，试通过计算简要描述两物体同时从静止释放后的运动情况，并求出B物体自释放起经过多少时间到达斜

12、面底端。(sin37=0.6,cos37=0.8,g取10m/s2)16. (13四川)在如图所示的竖直平面内，物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，分别静止于倾角9=37。的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上，轻绳与对应平面平行.劲度系数k=5N/m的轻弹簧一端固定在。点，一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环D与A相连，弹簧处于原长，轻绳恰好拉直，口频直r于斜面.水平面处于场强E=5X104N/C、方向水平向右的匀强电场中.已知A、B的质量分别为mA=0.1kg和m=02kg,B所带电荷量q=+4X10-6C.设两物体均视为质点，不计滑轮质量和摩擦，绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，

13、B电量不变.取g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8.(1)求B所受静摩擦力的大小；(2)现对A施加沿斜面向下的拉力F,使A以加速度a=0.6m/s2开始做匀加速直线运动.A从M到N的过程中，B的电势能增加了AEp=0.06J.已知DN沿竖直方向，B与水平面间的动摩擦因数(1=0.4.求A到达N点时拉力F的瞬时功率.图17选作题17. (13上海)两个共点力Fi、F2大小不同，它们的合力大小为F,则(A)F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍(B)Fi、F2同时增加10N, F也增力口 10N(C)Fi增加10N, E减少10N, F 一定不变(D)若F1、F2中的一个增大，F

14、不一定增大18. (13山东)如图18所示，用完全相同的轻弹簧A B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧 A与竖直方向的夹角为30,弹簧C水平，则弹簧 A、C的伸长量之比为19. （ 13 天津）力F缓慢推动斜面体,图18如图19所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于。点。现用水平小球在斜面上无摩擦地滑动， 细绳始终处于直线状态， 当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力Fn以及绳对小球的拉力Ft的变化情况是B.A. Fn保持不变,Ft不断增大Fn不断增大，Ft不断减小C. Fn保持不变,Ft先增大后减小D.Fn不断增大，Ft先减小后增大20. （13

15、 广东）如图20,物体P静止于固定的斜面上,P的上表面水平，现把物体 Q轻轻地叠放在P上，则A.P向下滑动B.P静止不动C.P所受的合外力增大D.P与斜面间的静摩擦力增大图2021. （16全国2）质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图21所示。用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中A.F逐渐变大，T逐渐变大B.F逐渐变大，T逐渐变小C.F逐渐变小，T逐渐变大D.F逐渐变小，T逐渐变小B图21三、参考答案选择题1. BD【解析】由题意，在F保持方向不变，大小发生变化的过程中，物体a、b均保持静止，各绳角度保持不变；选a受力分析得，绳的拉力T

16、mag,所以物体a受到绳的拉力保持不变。由滑轮性质，滑轮两侧绳的拉力相等，所以b受到绳的拉力大小、方向均保持不变，C选项错误；a、b受到绳的拉力大小方向均不变，所以OO的张力不变，A选项错误；对b进行受力分析，并将各力沿水平方向和竖直方向分解，如上图所示。由受力平衡得：TxfFx,FyNTymg。T和mbg始终不变，当F大小在一定范围内变化时；支持力在一定范围内变化，B选项正确；摩擦力也在一定范围内发生变化，D选项正确；故答案选BDF2. AC。【解析】设物率的最重为岫葩断细堤的瞬间，绳子的拉力消失，翼甚还没有来得及诙变，所以酶断细鬓的腺间a受到重力和弹簧用的拄力石，削斯前对切和弹簧组成的整曲

17、分析可知7；=2擀0故也受到的合力F=mg+l1=mg2mg=故加谑度/=工=3千A正确B错误手设弹簧品的拉力为石，则mr2=mS根据胡克定律尸二七Ax可得AZ=M：，匕正蠲D错误：3. B。【解析】试题分析物体整体在水平方向受力平衡由平衡条件可得；产二总（啊十%）目】对随体3在竖直方向平衡有随F-侬幅、联立解得.四一跖）,选项E正确.叫“1处4. A。【解析】如图对第一个石块进行受力分析，由几何关系知：0=600,所以有N1:N=sin60:sin90=J3:2故本题答案选：A.5. A。【解析】本题考查受力分析、物体的平衡.在轻绳被剪短前后，木板都处于静止状态，所以木板所受的合力都为零，即

18、Fi=0N.因两根轻绳等长，且悬挂点等高，故两根轻绳对木板的拉力相等，均为已对木板进行受力分析，如图所示，则竖直方向平衡方程：2F2cos0=G,轻绳剪去一段后，e增大，cose减小，故F2变大.选项A正确.6. B【解析】对A进行受力分析知，A受重力、墙面的支持力、B对A的支持力作用，根据平衡条件，A还可能受B对A的摩擦力作用，选项B正确，选项AC错误.对AB整体进行受力分析知，整体受重力、外力F、地面对B的支持力、墙面对A的支持力作用，根据平衡条件知，还可能受地面对B的静摩擦力作用，方向可能向左，也可能向右，选项D错误.7. B。【解析】孔明灯做匀速直线运动，受重力和空气的作用力而平衡，则

19、空气的作用力与重力等大反向，选项B正确.8. AC.【解析】以AB整体为研究对象可知A对地面的压力等于（M什m）g,选项A正确；AB整体在水平方向没有发生相对运动，也没有相对运动的趋势，A对地面没有摩才力，选项B错误；以B为研究对象，进行受力分析可知：F2cos0=mgFi=mgan0,解得B对A的压力大小F2=R-rmg细线对小球白拉力大小门=闷,（/2。,选项C正确，选项D错RR误.9. A。【解析】动态平衡问题，F与T的变化情况如图：可得：FFFTTT10. A。【解析】人静躺在椅子上，受力平衡，由平衡条件可知椅子各个部分对他作用力的合力大小为G,选项A正确。11.(2)60(5664之

20、间的值均可)TpQ4.30（4.254.35之间的值均可）mgLL2 D22 (L2 D2)【解析】（2）从曲线n可读出，拉力最大时C点与P点的距离为60cm左右，对绳子的结点进行受力如图所示，重物受力平衡，在水平方向有Tpsina=Tsin当结点偏向左边时，a接近零度，sinaTq,故可推断曲线n为Tp的曲线，曲线I为Tq的曲线.* ms通过的分析结果和曲线的变化趋势，可知受到最大拉力的是Q点所在的立柱.曲线I、n相交处，TP=Tq=To,根据力的正交分解，可列方程如下，Tc)sina=T)sinB,得a=(3,T0cosa+TocosB=mg对绳子，设左边长度为li,由几何关系有lisin

21、a+(Lli)sinB=D,以上方程解得To=op2H.2(LD)12. (1)3.25;1.79;(2)C。【解析】试题分析：(1)根据纸带数据可知：加速度(Xcd Xde )(XabXBC )4T23.25m/s ;打点C点时物块的速度 vC2T1.79m/s(2)由牛顿第二定律得：加速度 a gsingcos ,所以求出动摩擦因数，还需测量的物理量是斜面的倾角。考点：测量物块与斜面的懂摩擦因，数13. 0.248;等于。【解析】拉力F=mgsin37 +mgpos37 =8.4N。BC= CA/ sin37 =0.5m.设m对支架BC的压力mgcos37对A点的力臂为x,由力矩平衡条件，

22、F-DCcos37+m(cos37-CAcos37=F-CAcos37+mgcos37-x,解得x=0.072m。由x+s=BC-ACsin37解得s=0.248m。由上述方程可知，F-DCcos37=F-CAcos37,x值与F无关，所以若增大F后，支架仍不绕A点转动，物体能向上滑行的最大距离s=s。14.【解析】(1)以结点O为研究对象进行受力分析，如图甲所示，由平衡条件有FobFo/sin9=0Fo心os0mg=03Fob= mgtan 0 =/9.-mg5联立以上二式解得F。=cos丁=4mg,故轻绳OA O双到的拉力分别为5mg、43 4mg.(2)人在水平方向受到OB期的拉力FOB

23、和水平面的静摩擦力作用,F OB= Fob,受力如图乙所示，由平衡条件得f=FoB=|mg,方向水平向左.乙f m=(3)当人刚要滑动时，甲的质量达到最大，此时人受到的静摩擦力达到最大值.有(im2g由平衡条件得FOBm=fm,3又F0而=mmgtan0=4mng4F0Em4Mm2g联立以上一式斛得nim=-=24kg3g3g即物体甲的质量m最大不能超过24kg.15【解析】(1)纸带处于平衡态，说明AB两物体对纸带的静摩擦力大小相等，D胸sin53*=凰遥$jti37-解得：|啊：阳广3；4(2)假设纸带固定不动，对A物体受力分析得：m.gsin53电椅店cos5T|则A相对纸带滑动。对B物体受力分析得：用弱帛m37乂和鸡3门丁,则b相对纸带不滑动对B和纸带整体分析，A对纸带的滑动摩擦力/=53t=6MB的重力沿斜面分力用词sm37=6N则说明若A、B和纸带同时释放后，B和纸带先静止不动，A沿纸面加速下滑1.6m后,拖动纸带一起沿光滑斜面加速下滑A沿带纸下滑过程中：叫巧产以5T=1at=gan57pgcos53=5w/s2解得力=0.8sB拖动纸带一起沿光滑斜面加速下滑过程中：例解3