高三物理一轮复习收尾二轮专题突破检测力与物体的平衡均为高考题及模拟题

1、力与物体的平衡（45分钟 100分） TOC o 1-5 h z 一、选择题（本大题共8小题，每小题8分，共64分。多选题已在题号后标出）.（2013 广州二模）如图，力F垂直作用在倾角为a的三角滑块上,滑块没被推动，则滑块受到水平地面的静摩擦力大小为（）A.0 B.Fcos a C.Fsin a D.Ftan a.（多选）（2013 朝阳区一模）如图所示，表面光滑的半圆柱体固定在水平面上，小物块在拉力F作用下从B点沿圆弧缓慢上滑至A点，此过程中F始终沿圆弧的切线方向，则（）A.小物块受的支持力逐渐变大B.小物块受的支持力先变小后变大C.拉力F逐渐变小D.拉力F先变大后变小.（多选）（2013

2、 广东高考）如图，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.（2013 德阳二模）如图所示，小圆环A吊着一个质量为m2的物块并套在另 一个竖直放置的大圆环上，有一细线一端才在小圆环A上，另一端跨过固定在大圆环最高点 B的一个小滑轮后吊着一个质量为m的物块。如果小圆环、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计，绳子又不可 TOC o 1-5 h z 伸长，若平衡时弦 AB所对应的圆心角为 a ,则两物块的质量比 m : m应为 （）aaA.cosB.sin22aaC

3、.2sinD.2cos225.（2013 广元一模）如图所示，与水平面夹角为30的固定斜面上有一质量m=1.0kg的物体。细绳的一端与物体相连，且与斜面平行，另一端经，弹簧测力计的示数为4.9N。关于物体受摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连。物体静止在斜面上力的判断（取g=9.8m/s 2）,下列说法正确的是（）A.斜面对物体的支持力大小为4.9 N,方向垂直斜面向上B.斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N,方向沿斜面向上C.斜面对物体的支持力大小为4.9 /?N,方向竖直向上D.斜面对物体的摩擦力大小为零.（2013 长沙二模）如图，匀强电场方向垂直于倾角为a的绝缘粗糙斜面向上，一质量为m

4、的带正电荷的滑块静止于斜面上，关于该滑块的受力，下列分析正确的是（当地重力加速度为 g）（）A.滑块可能只受重力、电场力、摩擦力三个力的作用B.滑块所受摩擦力大小一定为mgsin aC.滑块所受电场力大小可能为mgcosaD.滑块对斜面的压力大小一定为mgcosa.（多选）（2013 桂林二模）如图所示，质量为M半彳空为R的半球形物体 A放在水平地面上，通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m半径为r的光滑球Bo则（）A.A对地面的压力等于（M+m）g.A对地面的摩擦力方向向左 R+rC.B对A的压力大小为 mgRrD.细线对小球的拉力大小为 一mgR.（2013 黄冈二模）如图所示，将一劲

5、度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部 O处（O为球心）,弹簧另一端与质量为 m的小球相连，小球静止于P点。已知容器半径为 R,与水平面间的动摩擦因数为w,OP与水平方向的夹角0 =30 o下列说法正确的是（）A.容器相对于水平面有向左运动的趋势B.容器对小球的作用力竖直向上一一，乖C.轻弹黄对小球的作用力大小为mg mgD.弹簧原长为R+-T-k二、计算题（本大题共2小题，共36分。需写出规范的解题步骤 ）.(18分)(2013 揭阳一模)如图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在 静止的光滑斜面体上，设小球质量m=1kg,斜面体倾角a =30 ,细绳与竖直方向夹角。=30 ,光滑

6、斜面体的质量M=3kg,置于粗糙水平面上。(g取 10m/s2)求：(1)细绳对小球拉力的大小；(2)地面对斜面体的摩擦力的大小和方向。.(18分)同学们都擦过黑板，手拿黑板擦在竖直的黑板面上，或上下或左右使黑板擦与黑板之间进行滑动摩擦，将黑板上的粉笔字擦干净。已知黑板的规格为4.5 x 1.5m2,黑板的下边沿离地的高度为0.8m,若黑板擦(可视为质点)的质量为0.1kg,现假定某同学用力将黑板擦在黑板表面缓慢竖直向上擦黑板，当手臂对黑板擦的作用力 F与黑板面所成角度为 。=53时,F=5N。(取g=10m/s2,sin53 =0.8)(1)求黑板擦与黑板间的动摩擦因数科。(2)当他擦到离地

7、最大高度2.05m时，黑板擦意外脱手沿黑板面竖直向下滑落，求黑板擦砸到黑板下边沿时的速度v的大小。答案解析1.【解析】选Q滑块受力如图所示,由平衡条件得 Fsin a -f=0,解得f=Fsina ,选项C正确。3.【解析】选A、Co小物块受力如图所示，由平衡条件得F=mgsin 0 ,N=mgcos0，小物块由B上升到A的过程中，。逐渐减小，故F逐渐减小，N逐渐增大，选 项A、C正确,B、D错误。.【解析】选B D设P的质量为m,P静止于斜面上，则有mgsin 0 =f mgcos 0，当把Q轻放于P之上时，相当于P的质量变大，设P、Q的总质量为 M,则有Mgsin 0 m故f 变大,D正确

8、。【变式备选】(多选)如图所示，斜劈A置于水平地面上，滑块B恰好沿其面匀速下滑。在对 B施加一个竖直平面内的外力F后,A仍处于静止状态,B继续沿斜面下滑。则以下说法中正确的是()A.若外力F竖直向下，则B仍匀速下滑，地面对A无静摩擦力作用IB.若外力F斜向左下方，则B加速下滑，地面对A有向右的静摩擦力作用C.若外力F斜向右下方，则B减速下滑，地面对A有向左的静摩擦力作用D.无论F沿竖直平面内的任何方向，地面对A均无静摩擦力作用【解析】选A、B、Co由，t块B恰好沿其斜面匀速下滑可知满足mgsin 0 =mgcos 0，解得=tan 0 ,在B施加一个竖直平面内竖直向下的外力后 ，则有(mg+F

9、)sin 0 -科(mg+F)cos 。=0,B仍匀速下滑，对A、B整体受力分析可知，地面对A无静摩擦力作用，选项A正确；若外力F斜向左下 方，则B加速下滑，有向左的加速度，地面对A有向右的静摩擦力作用，选项B正确；若外力F斜向右下方，则 B减速下滑，有向右的加速度，地面对A有向左的静摩擦力作用，选项C正确，D错误。.【解析】选0= T2与N的合力与平衡，由于A环平衡，大环对A环的弹力N的方向斜向下，由几何关系可 a知,T2与N所构成的平行四边形为菱形，有2T2sin二二Ti=mg2mx口T2=mg,T 尸mg 解得 =2sin 二。m22.【解析】选Q物体受到重力、支持力和绳子的拉力作用，重

10、力沿斜面向下的4力为mgsin 0 =4.9N,沿斜面方向的合力为零，所以物体没有沿斜面运动的趋势擦力大小为零，D正确，B错误；斜面对物体的支持力大小等于mgcos 0 =4.9方向垂直斜面向上，选项A、C错误。.【解析】选Bo滑块受力如图所示，滑块受重力、电场力、支持力、摩擦力四个力的作用，选项A错误；由平衡条件得f=mgsin a ,N+qE=mgcosa ,选项B 正确,0、D错误。.【解析】选A、0。物体A与球B整体只受重力和地面的支持力作用而平衡，由平衡条件得N =(M+m)g,由牛顿第三定律得 A对地面的压力等于(M+m)g,选mg R+r项A正确,B错误；球B受力如图所示，由平衡

11、条件得N =-=mg,T=mgtancosO R(R+r)3-R2 2Rr+P0 = mg= -mg,选项 C正确,D错误。 TOC o 1-5 h z RR.【解析】 选D。容器和小球组成的系统处于平衡状态，受力如图甲所示，容器相对于水平面没有向左运动的趋势,A错；小球受力如图乙卅四W甲乙所示，容器对小球的作用力是支持力，指向球心 O,B错；由。=30。得，小球受到容器的支持力和弹簧对小球,一， 、一 mg 一 ， mg 人的弹力大小均为 mg,C错；题图中弹簧长度为 R,压缩量为二色，故原长为R+tAd正确。kk.【解析】(1)小球受力如图甲所示，由平衡条件得：水平方向：Nsin30-Ts

12、in30=0(4 分)竖直方向:Ncos30 +Tcos30 -mg=0(4解得：T=；X1X1O io、叵-N=cos30 xl 2(2分)甲(2)小球和斜面体整体受力如图乙所示，由平衡条件得：水平方向：f-Tsin30=0(4解得:f=Tsin30103 1 53X-N=N323(2分)方向水平向左。答案：(1)(2)5v5N 方向水平向左(2【方法技巧】 共点力平衡问题的规范求解.一般解题步骤：(1)选取研究对象：根据题目要求，选取一个平衡体(单个物体或系统，也可以是结点)作为研究对象。(2)画受力示意图：对研究对象进彳T受力分析，画出受力示意图。(3)正交分解：选取合适的方向建立直角坐标系，将所受各力正交分解。(4)列方程求解：根据平衡条件列出平衡方程，解平衡方程，对结果进行讨论。.应注意的问题：(1)物体受三个力平衡时，利用力的分解法或合成法比较简单。(2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合，需要分解的力尽可能少，物体受四个以上的力作用时一般要采用正交分解法。10.【解题指南】解答本题应注意以下两点（1）黑板擦在黑板表面缓慢移动说明黑板擦处于平衡状态。（2）黑板擦沿黑板面竖直向下滑落时，黑板擦只受重力作用【解析】（1）黑板擦竖直向上缓慢运动 TOC o 1-5 h z 水平方向