2022高考物理一轮复习物体的平衡限时集训

专题限时集训(一)[专题一物体的平衡]C．M受到的摩擦力变小D．M受到的摩擦力先变小后变大3．两物体A、B按如图1－3所示连接且处于静止状态，已知两物体质量为mA>mB，且mA＝2mB，A物体和地面的动摩擦因数为μ.现在B上加一个水平力F，使物体B缓慢移动，物体A始终静止，则此过程中()图1－3A．物体A对地面的压力逐渐变小B．物体A受到的摩擦力不变C．绳的拉力逐渐变大D．地面对A的作用力不变4．在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态．现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3.若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图1－4所示，在此过程中()图1－4A．F1保持不变，F3缓慢增大B．F1缓慢增大，F3保持不变C．F2缓慢增大，F3缓慢增大D．F2缓慢增大，F3保持不变5．如图1－5所示，a、b、c三个小球分别用三根绝缘细线悬挂在同一点o，细线的长度关系为oa＝ob<oc，三球带电后能静止在图中位置，此时细线oc沿竖直方向，a、b、c连线后恰构成一等边三角形，则下列说法正确的是()图1－5A．a、b、c三球质量一定相等B．a、b、c三球所带电荷量一定相等C．细线oa、ob所受拉力大小相等D．a、b、c三球所受库仑力大小一定相等图1－66．有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙；OB竖直向下，表面光滑．OA上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可以忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图1－6所示．现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比较，AO杆对P的支持力FN和细绳上的拉力F的变化情况是()A．FN不变，F变大B．FN不变，F变小C．FN变大，F变大D．FN变大，F变小图1－77．倾角θ＝37°的斜面与水平面保持静止，斜面上有一重为G的物体A，物体A与斜面间的动摩擦因数μ＝.现给A施以一水平力F，如图1－7所示．设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等(sin37°＝，cos37°＝，如果物体A能在斜面上静止，水平推力F与G的比值不可能是()A．3B．2C．1D．

8.如图1－8所示，水平固定倾角为30°的光滑斜面上有两个质量均为m的小球A、B，它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接，现对B施加一水平向左推力F使A、B均静止在斜面上，此时弹簧的长度为l，则弹簧原长和推力F的大小分别为()图1－8A．l＋eq\f(mg,2k)，eq\f(2\r(3),3)mgB．l－eq\f(mg,2k)，eq\f(2\r(3),3)mgC．l＋eq\f(mg,2k)，2eq\r(3)mgD．l－eq\f(mg,2k)，2eq\r(3)mg9．在机场货物托运处，常用传送带运送行李和货物，如图1－9所示，靠在一起的两个材料相同而质量和大小均不同的包装箱随传送带一起上行，下列说法正确的是()图1－9A．匀速上行时b受3个力作用B．匀加速上行时b受4个力作用C．当上行过程中传送带因故突然停止时，b受4个力作用D．若上行过程中传送带因故突然停止后，b受的摩擦力一定比原来大10．如图1－10所示，物体A、B的质量分别为mA、mB，且mA>mB.二者用细绳连接后跨过定滑轮，A静止在倾角θ＝30°的斜面上，B悬挂着，且斜面上方的细绳与斜面平行．若将斜面倾角θ缓慢增大到45°，物体A仍保持静止．不计滑轮摩擦．则下列判断正确的是()图1－10A．物体A受细绳的拉力可能增大B．物体A受的静摩擦力可能增大C．物体A对斜面的压力可能增大D．物体A受斜面的作用力可能增大11．如图1－11所示，沿斜面匀速下滑的物体m通过定滑轮牵引另一水平面上的物体，此过程中斜面仍静止，斜面质量为M，则水平地面对斜面体()图1－11A．无摩擦力B．有水平向左的摩擦力C．支持力为(M＋m)gD．支持力小于(M＋m)g图1－1212．如图1－12所示，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l.一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物．在绳子距a端eq\f(l,2)的c点有一固定绳圈．若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比eq\f(m1,m2)为()\r(5)B．2C.eq\f(\r(5),2)\r(2)13．如图1－13所示，100个大小相同、质量均为m且无摩擦的球静止放置于两个相互垂直且光滑的平面上，编号如图所示，平面AB与水平面的夹角为30°，则第6小球共受到几个力的作用？第2小球对第3小球的作用力为多大？图1－1314．如图1－14所示，用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中．三个带电小球质量相等，A球带正电．平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零．(1)指出B球和C球分别带何种电荷，并说明理由．(2)若A球带电荷量为Q，则B球的带电荷量为多少？(3)若A球带电荷量减小，B、C两球带电荷量保持不变，则细线AB、BC中的拉力分别如何变化？、专题限时集训(一)1．B【解析】工人受重力G、绳的拉力F1和墙壁的水平弹力F2作用，三力的合力为零，作出重力的分解图示，由共点力的平衡条件得：F1＝eq\f(G,cosα)，F2＝Gtanα；缓慢减小悬绳的长度时，工人处于动态平衡状态，且悬绳与竖直墙壁的夹角α增大，所以F1、F2都增大；F1与F2的合力总与工人的重力等大反向，大小不变．选项B正确．2．B【解析】物块M在静止的传送带上匀速下滑时，受到的滑动摩擦力平行斜面向上，大小等于物块重力的下滑分力；当传送带突然向上运动时，物块相对传送带的滑动方向不变，物块受到的滑动摩擦力的大小和方向都不变，所以物块沿传送带运动的方向不变，继续做匀速直线运动．选项B正确．3．AC【解析】物体B在水平力F作用下向右缓慢移动过程中，处于动态平衡状态，根据平衡条件知，绳的拉力T逐渐增大．设拉A的绳与水平方向的夹角为α，将绳对A的拉力T分解，根据平衡条件知，物体A受到的静摩擦力f＝Tcosα随拉力T的增大而增大，物体A受到的支持力FN＝mg－Tsinα随拉力T的增大而逐渐减小，根据牛顿第三定律，物体A对地面的压力逐渐变小．地面对A的作用力指地面对A的支持力FN和静摩擦力f的合力，其大小、方向均改变．所以选项AC正确、选项BD错误．4．C【解析】设A、B圆心连线与竖直方向的夹角为α，先以B为研究对象，其受力分析如图甲所示，由平衡条件可得F2′sinα＝F1，F2′cosα＝F＋mBg，根据牛顿第三定律F2＝F2′，当F增大时，F2增大，F1也增大．再以A、B整体为研究对象，其受力分析如图乙所示，设地面对A的支持力为FN，对A的摩擦力为f，则F3就是FN与f的合力．由整体的平衡有(mA＋mB)g＋F＝FN，f＝F1.当F增大时，FN、f都增大，所以F3也增大，所以C正确．5．C【解析】由共点力的平衡条件及对称性知，a、b两球质量必然相等，而c球质量则可大可小，所以A错误；同理a、b两球所带电荷量必然相等，而c球所带电荷量则可大可小，所以B错误；a、b球所受库仑力大小一定相等，c所受的库仑力可大可小，所以D错误．只有C是正确的．6．B【解析】选择小环P、Q和细绳整体为研究对象，在竖直方向上只受重力和支持力FN的作用，而小环移动前后系统的重力保持不变，故FN保持不变；取环Q为研究对象，其受力如图所示，Fcosα＝mg，当P环向左移时，α将变小，故F变小．选项B正确．7．A【解析】设物体刚好不下滑时F＝F1，则F1cosθ＋μFN＝Gsinθ，FN＝F1sinθ＋Gcosθ，联立解得：eq\f(F1,G)＝eq\f(sinθ－μcosθ,cosθ＋μsinθ)＝eq\f(sin37°－×cos37°,cos37°＋×sin37°)＝eq\f,＝eq\f(2,11)；设物体刚好不上滑时F＝F2，则：F2cosθ＝μFN＋Gsinθ，FN＝F2sinθ＋Gcosθ，解得eq\f(F2,G)＝eq\f(sinθ＋μcosθ,cosθ－μsinθ)＝eq\f(sin37°＋×cos37°,cos37°－×sin37°)＝eq\f(1,＝2，即eq\f(2,11)≤eq\f(F,G)≤2.8．B【解析】以A、B整体为研究对象，则Fcos30°＝2mgsin30°，得：F＝eq\f(2\r(3),3)mg；隔离A球有：kx＝mgsin30°，则可得选项B正确．9．A【解析】两个包装箱随传送带一起上行时，对两个包装箱整体受力分析知，受重力、斜面的支持力及斜面的静摩擦力共三个力作用，匀速时静摩擦力与两个包装箱重力的下滑分力大小相等，fa＋fb＝(ma＋mb)gsinα.对包装箱b受力分析，因包装箱与传送带的动摩擦因数相同(材料相同)，匀速时有fb＝mbgsinα，两包装箱之间不存在弹力．当两物体一起加速或减速运动时，两包装箱受力情况与匀速类似，只是静摩擦力大小发生变化，两包装箱之间仍然不存在弹力，且加速运动时摩擦力大于原来的摩擦力，减速运动时摩擦力小于原来的摩擦力．所以只有选项A正确．10．B【解析】绳的拉力大小等于B的重力，因A、B的质量大小不明确，则斜面对A的静摩擦力可能平行斜面向上、向下，也可能为零．斜面倾角θ缓慢增大到45°时，物体A受细绳的拉力大小仍然等于B的重力，物体A对斜面的压力减小，物体A受的静摩擦力可能增大，也可能减小，所以选项AC错误，B正确．物体A受斜面的作用力是指支持力和静摩擦力的合力F，根据平衡条件知，该合力与物体A受到的重力G及绳的拉力T的合力F′等大反向，因重力G与绳对A的拉力T之间的夹角增大，所以其合力F′减小，选项D不正确．11．D【解析】设斜面倾角为θ，对M、m整体分析受力可得平衡方程：Tcosθ＝f，Tsinθ＋FN＝(M＋m)g，故选项D正确．12．C【解析】装置稳定以后对结点c受力分析，各力大小如图所示，因为c处于平衡状态，在竖直方向有：m1gsinθ＝m2g，由几何图形可知sinθ＝eq\f(2,\r(5))，可解得：eq\f(m1,m2)＝eq\f(1,sinθ)＝eq\f(\r(5),2)，选项C正确．13．449mg【解析】第6小球受重力、斜面的支持力、上下两球对它的弹力共4个力作用．设第2小球与第3小球之间的作用力为F，以3到100之间共98个小球为研究对象，根据共点力的平衡条件，平行斜面方向上有：F＝98mgs