高中三年级总复习经典好题《第二章相互作用力及平衡》

...wd......wd......wd...第二章相互作用力与平衡第1节常见的几种力班级姓名成绩(时间：45分钟总分值：100分)一、选择题(此题共10小题，每题7分，每题只有一个答案正确，共70分)1.一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连，小球某时刻正处于图示状态.设斜面对小球的支持力为FN，细绳对小球的拉力为T，关于此时刻小球的受力情况，以下说法正确的选项是()①假设小车向左运动，FN可能为零②假设小车向左运动，T可能为零③假设小车向右运动，FN不可能为零④假设小车向右运动，T不可能为零A.①②B.③④C.①③D.②④2.如以以下图,A、B两物体的重力分别是GA=3N，GB=4N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F=2N，那么天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是()A.3N和6NB.5N和6NC.3N和2ND.5N和2N3.〔2010·合肥检测〕如以以下图,轻质光滑滑轮两侧用轻绳连着两个物体A与B,物体B放在水平地面上,A、B均静止.A和B的质量分别为mA、mB,绳与水平方向的夹角为θ(θ<90°),重力加速度为g,那么()A.物体B受到的摩擦力可能为零B.物体B受到的摩擦力为mAgcotθC.物体B对地面的压力可能为零D.物体B对地面的压力为mBg-mAgsinθ4.一个质量可以不计的弹簧，其弹力F的大小与长度l的关系如图中的直线a、b所示，这根弹簧的劲度系数为()A.1250N/mB.625N/mC.2500N/mD.833N/m5.用一水平力F将两铁块A和B紧压在竖直墙上而静止，如以以下图，对此，以下说法中正确的选项是()A.铁块B受A给它的摩擦力方向可能向上，也可能向下B.铁块B肯定受墙给它的竖直向上的摩擦力C.铁块A肯定对B施加竖直向上的摩擦力D.B受墙的摩擦力方向可能向上，也可能向下6.(原创题)西方经典剧作?牛虻?在2009年9月7日至9月8日在我国国家大剧院上演，大剧院外部呈椭圆型．屋顶可视为半球形，一警卫人员为执行安保任务，须冒险在半球形屋顶上向上缓慢爬行(如以以下图)，那么他在向上爬的过程中()①屋顶对他的支持力变大②屋顶对他的支持力变小③屋顶对他的摩擦力变大④屋顶对他的摩擦力变小A.①③B.①④C.②③D.②④7.如以以下图，物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，假设传送带的速度大小也为v，那么传送带启动后()A.M静止在传送带上B.M可能沿斜面向上运动C.M受到的摩擦力不变D.M下滑的速度变小8.(2010·江西检测)用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,静止时弹簧伸长量为L.现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L，斜面倾角为30°,如以以下图.那么物体所受摩擦力()A.等于零B.大小为1/2mg,方向沿斜面向下C.大小为(3)1/2/2mg,方向沿斜面向上D.大小为mg,方向沿斜面向上9.(2010·天津和平区模拟)如图甲所示，A、B两物体叠放在光滑水平面上，对B物体施加一水平变力F，F-t关系图象如图乙所示.两物体在变力F作用下由静止开场运动，且始终相对静止，那么()A.t时刻，两物体之间的摩擦力最大B.t时刻，两物体的速度方向开场改变C.t~2t时间内，两物体之间的摩擦力逐渐增大D.0~2t时间内，物体A所受的摩擦力方向与变力F的方向可能不同10.A、B、C三物体质量分别为M、m、m0，如以以下图连接，绳子不可伸长，且绳子和滑轮的摩擦均不计，假设B随A一起沿水平桌面向右做匀速运动，那么可以断定()A.物体A与桌面之间有摩擦力，大小为m0gB.物体A与B之间有摩擦力，大小为m0gC.桌面对A，B对A都有摩擦力，方向一样，大小均为m0D.桌面对A，B对A都有摩擦力，方向相反，大小均为m0二、计算题(此题共2小题，共30分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11.(12分)如以以下图，水平面上有一重为40N的物体，受到F1=13N和F2=6N的水平力作用而保持静止.物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：(1)物体所受的摩擦力的大小与方向；(2)假设只将F1撤去，物体受到的摩擦力的大小和方向；(3)假设撤去的力不是F1而是F2，那么物体受到的摩擦力的大小、方向又若何12.(18分)如以以下图,劲度系数为k2的轻弹簧乙竖直固定在桌面上,上端连一质量为m的物块;另一劲度系数为k1的轻弹簧甲固定在物块上.现将弹簧甲的上端A缓慢向上提,当提到乙弹簧的弹力大小恰好等于2/3mg时,求A点上提的高度.第2节力的合成与分解班级姓名成绩(时间：45分钟总分值：100分)一、选择题(此题共10小题，每题7分，每题只有一个答案正确，共70分)1.作用在一个物体上的两个共点力的合力大小随两力之间的角度变化关系如以以下图，那么以下说法错误的选项是()A.这两个力的合力的最大值为30NB.这两个力的合力的最小值为10NC.由该图象可确定两个分力的大小D.只能确定两分力值的范围，不能确定具体值2.如以以下图，用一根长为l的细绳一端固定在O点，另一端悬挂质量为m的小球A，为使细绳与竖直方向夹角为30°且绷紧，小球A处于静止，对小球施加的最小的力是()A.B.C.D.3.(2010·泰安模拟)如以以下图是用来粉刷墙壁的涂料滚的示意图，使用时，用撑杆推着涂料滚沿墙壁上下滚动，把涂料均匀地粉刷到墙壁上.撑杆的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑杆足够长，粉刷工人站在离墙壁某一距离处缓缓上推涂料滚，使撑杆与墙壁间的夹角越来越小，该过程中撑杆对涂料滚的推力为F1，涂料滚对墙壁的压力为F2，以下说法正确的选项是()A.F1、F2均减小B.F1、F2均增大C.F1减小，F2增大D.F1增大，F2减小4.(2010·信阳调研)物块M位于斜面上，受到平行于斜面的水平力F的作用处于静止状态，如以以下图.如果将外力F撤去，那么物块()A.会沿斜面下滑B.摩擦力的大小不变C.摩擦力的大小变大D.摩擦力方向一定变化5.(2010·山西省实验中学模拟)如以以下图，A、B两物体的质量分别为mA、mB，且mA>mB，整个系统处于静止状态滑轮的质量和一切摩擦均不计，如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ变化情况是()A.物体A的高度升高，θ角变大B.物体A的高度降低，θ角变小C.物体A的高度升高，θ角不变D.物体A的高度不变，θ角变小6.如以以下图是山区村民用斧头劈柴的剖面图，图中BC边为斧头背，AB、AC边是斧头的刃面.要使斧头容易劈开木柴，那么()A.BC边短一些，AB边也短一些B.BC边长一些，AB边短一些C.BC边短一些，AB边长一些D.BC边长一些，AB边也长一些7.(2010·湖北模拟)用与竖直方向成θ角(θ<45°)的倾斜轻绳a和水平轻绳b共同固定一小球，这时绳b的拉力为F1，现保持小球在原位置不动，使绳b在原竖直平面内逆时针转过θ角固定，绳b的拉力变为F2，再转过θ角时固定，绳b的拉力变为F3，如以以下图，那么以下可能正确的选项是()A.F1=F3>F2B.F1<F2<F3C.F1=F3<F2D.F1=F2<F38.(2010·广东模拟)如以以下图，质量为m的物体悬挂在轻质的支架上，斜梁OB与竖直方向的夹角为θ，设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2.以下结果正确的选项是()A.F1=mgsinθB.F1=mg/sinθC.F2=mgcosθD.F2=mg/cosθ9.(创新题)2009年10月31日，吴桥国际杂技艺术节在河北省举行，如图甲所示为杂技表演的安全网示意图，网绳的构造为正方格形，O、a、b、c、d等为网绳的结点.安全网水平张紧后，假设质量为m的运发动从高处落下，并恰好落在O点上.该处下凹至最低点时,网绳dOe、bOg均成120°向上的张角，如图乙所示，此时O点受到的向下的冲击力大小为F，那么这时O点周围每根网绳承受的力的大小为()A.FB.F/2C.F+mgD.(F+mg10.(改编题)水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0<μ<1).现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动.设F的方向与水平面夹角为θ，如图所示，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，那么()A.F先减小后增大B.F一直增大C.F的功率增大D.F的功率不变二、计算题(此题共2小题，共30分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11.(14分)将一个20N的力进展分解，其中一个分力的方向与这个力成30°角，试讨论：(1)另一个分力的大小不会小于多少(2)假设另一个分力大小是N，那么方向的分力大小是多少12.(2010·唐山模拟)(16分)某公司制造出一种能测量绳中张力的仪器，工作原理如以以下图，将相距为L的两根固定支柱A、B(图中小圆框表示支柱的横截面)垂直于金属绳水平放置，在AB的中点用一可动支柱C向上推动金属绳，使绳在垂直于AB的方向竖直向上发生一个偏移量d(d<<L)，这时仪器测得绳对支柱C竖直向下的作用力为F.(1)试用L、d、F表示这时绳中的张力FT.(2)如果偏移量d=10mm，作用力F=400N，L=250mm，计算绳中张力的大小.第3节受力分析共点力的平衡班级姓名成绩(时间：45分钟总分值：100分)一、选择题(此题共10小题，每题7分，每题只有一个答案正确，共70分)1.(2008·广东理科根基)人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，如以以下图，以下说法正确的是()A.人受到重力和支持力的作用B.人受到重力、支持力和摩擦力的作用C.人受到的合外力不为零D.人受到的合外力方向与速度方向一样2.(2009·山东卷)如以以下图，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点.设滑块所受支持力为FN.OP与水平方向的夹角为θ.以下关系正确的选项是()A.F=mg/tanθB.F＝mgtanθC.FN=mg/tanθD.FN=mgtanθ3.〔2009·镇江模拟〕一质量为M的探空气球在匀速下降，假设气球所受浮力F始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为g．现欲使该气球以同样速率匀速上升，那么需从气球吊篮中减少的质量为()A.2(M-F/g)B.M-2F/gC.2M-F/gD.04.人站在岸上通过定滑轮用绳牵引河中的小船，如以以下图，假设水的阻力恒定不变，那么在船匀速靠岸的过程中，以下说法中正确的选项是()A.绳的拉力不断增大B.绳的拉力保持不变C.船受到的浮力保持不变D.以上说法都不对5.如以以下图，用一根细线系住重力为G，半径为R的球与倾角为α的光滑斜面劈接触，处于静止状态，球与斜面的接触面非常小，当细线悬点O固定不动，斜面劈缓慢水平向左移动直至细线拉至水平的过程中，下述说法正确的选项是()A.细线对球的拉力一直增大B.细线对球的拉力先增大后减小C.细线对球的拉力一直减小D.细线对球的拉力最小值等于Gsinα6.(2008·天津卷)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.假设F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如以以下图，在此过程中以下说法错误的选项是()A.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7.(2010·德州模拟)有一个直角支架AOB，AO水平放置，外表粗糙，OB竖直向下，外表光滑.AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图所示.现将P环向左移一小段距离，两环再次到达平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态对比，AO杆对P环的支持力FN，摩擦力Ff的变化情况是()A.FN不变，Ff变大B.FN不变，Ff变小C.FN变大，Ff变大D.FN变大，Ff变小8.三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力一样，它们共同悬挂一重物，如以以下图，其中OB是水平的，A端、B端固定，假设逐渐增加C端所挂物体的质量，那么最先断的绳()A.必定是OAB.必定是OBC.必定是OCD.可能是OB，也可能是OC9.如以以下图,外表粗糙的固定斜面顶端有一滑轮,两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦).P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态，当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，那么()A.Q受到的摩擦力一定变小B.Q受到的摩擦力一定变大C.轻绳上拉力一定变小D.轻绳上拉力一定不变10.如以以下图，A是一质量为M的盒子，B的质量为M/2，A、B用细绳相连，跨过光滑的定滑轮，A置于倾角θ=30°的斜面上，B悬于斜面之外而处于静止状态.现在向A中缓慢参加沙子，整个系统始终保持静止，那么在参加沙子的过程中以下说法错误的选项是()A.绳子拉力逐渐减小B.A对斜面的压力逐渐增大C.A所受的摩擦力逐渐增大D.A所受的合力不变二、计算题(此题共2小题，共30分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11.(2010·重庆模拟)(12分)如以以下图，某同学在地面上拉着一个质量为m=30kg的箱子匀速前进，箱子与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，拉力F1与水平面夹角为θ=45°，(g=10m/s2)求：(1)绳子的拉力F1；(2)箱子对地面的压力FN.12.(改编题)(18分)如以以下图,重为G的光滑球在倾角为30°的斜面上,分别被与斜面夹角为60°、90°、150°的挡板挡住在1、2、3时,斜面与挡板所受的压力分别为多大?第二章第1节常见的几种力1.解析：对小球受力分析，当FN为零时，小球的合外力水平向右，加速度向右，故小车可能向右加速运动或向左减速运动，①正确③错误；当T为零时，小球的合外力水平向左，加速度向左，故小车可能向右减速运动或向左加速运动，②正确④错误.答案:A2.解析：弹簧的弹力为2N有两种可能，弹簧处于拉伸状态或处于压缩状态.〔1〕当弹簧处于拉伸状态时，由A、B受力均平衡可知选项D正确；〔2〕当弹簧处于压缩状态时，同理可知天花板受到的拉力和地板受到的压力分别为1N和6N，A、B、C皆错.答案：D3.解析：对A、B分别进展受力分析.如以以下图：对A对BA、B均静止可得以下平衡方程：TA=mAg，TA=TB，TBcosθ=fB=μFN，mBg=TBsinθ+FN，由以上各式可知：fB=mAgcosθ,FN=mBg-mAgsinθ.故B错误，D正确.物体B受到的摩擦力以及B对地面的压力都不能为零.A、C均错误.答案：D4.解析：由图象可以看出，当弹簧长度为12cm时恢复原长，当弹簧长度为16cm时，弹力F=100N，即100=k(0.16-0.12)，所以k=2500N/m,应选C.答案：C5.解析：A在竖直方向上受两个力：重力、摩擦力，摩擦力只能是B对它施加的，且竖直向上.对B，在竖直方向上，受重力和两个摩擦力，且墙对B的摩擦力大小等于A、B的重力之和.答案：B6.解析：警卫人员缓慢爬行时受力平衡，分析受力如以以下图，由力的平衡条件得：Ff=mgsinθ，FN=mgcosθ，随着向上爬行角度θ在不断的减小，因此摩擦力Ff减小，支持力FN增大.答案：B7.解析：此题考察的知识点为滑动摩擦力，由M匀速下滑可知其处于平衡状态，受重力、摩擦力、支持力，传送带启动以后对M受力没有影响，自然也不会影响其运动状态，故C正确.答案：C8.解析：竖直悬挂时mg=kL①沿斜面拉2m物体时,设物体受摩擦力为Ff,方向沿斜面向下,那么kL=2mgsin30°+Ff②由①②得Ff=0.答案：A9.解析：t时刻F=0，A、B的加速度为零，因此两物体速度方向不变，且A、B间的摩擦力为零，可见选项A、B错误.t~2t时间内，A、B系统的加速度逐渐增大，以A为研究对象，A受到的摩擦力应逐渐增大；A的加速度由其受到的摩擦力提供，因此A受到摩擦力与A、B加速度同向，可见选项C正确，D错误.答案：C10.解析：设绳子的拉力为FT，那么由C物体做匀速直线运动可知FT＝m0g，又由B物体在水平方向也做匀速直线运动，可知B物体在水平方向上应不受力的作用，所以B、A两物体间没有摩擦力．由A、B整体做匀速直线运动可知，A与桌面间的摩擦力为Ff＝FT＝m0答案：A11.解析：〔1〕因物体相对地面静止，那么有：F1=F2+Ff,得Ff=7N,而Ffm=μFN=μmg=8N>Ff,受的静摩擦力为7N,方向向右.〔2〕撤去F1后，Ff1=F2=6N<Ffm故物体受静摩擦力，大小为6N，方向向左，〔3〕撤去F2后，因F1>Ffm，物体将向左运动，受到滑动摩擦力作用且Ff2=μFN=8N,方向向右.12.解析：受力分析如以以下图，其中F′1,F′2分别是弹簧k1、k2的作用力.物块静止，F′1+F′2=mg①初态时，弹簧k2(压缩)的弹力F2=mg(向上)②末态时，弹簧k2(压缩)的弹力F′2=2/3mg(向上)③弹簧k2的长度变化量：Δx2=ΔF2/k2=(F2-F′2)/k2=mg/3k2由①③式得F′1=mg/3初态时，弹簧k1〔原长〕的弹力F1=0末态时，弹簧k1(伸长)的弹力F′1=mg/3(向上)弹簧k1的长度变化量Δx1=ΔF1k1=(F′1-F1)k1=mg/3k1由几何关系Δx=Δx1+Δx2=mg(1/k1+1/k2)/3.当乙处于伸长状态时，有：初态时，弹簧k2〔压缩〕的弹力T2=mg(向上)末态时，弹簧k2〔伸长〕的弹力T2′=2/3mg(向下)弹簧k2的长度变化量为Δx2=ΔT2k2=T2+T2′k2=5mg/3k2.对甲弹簧分析有：初态时，弹簧k1〔原长〕的弹力T1=0末态时，弹簧k1(伸长)的弹力T1′=53mg(向上)弹簧k1的长度变化量为Δx1′=ΔT1k1=5mg/3k1由此可得Δx=Δx1+Δx2=5mg(1/k1+1/k2)/3第二章第2节力的合成与分解1.解析：不妨设分力F1>F2，由题图可知，当θ=0或2π时，分力F1、F2在一条直线上，同向，故有Fmax=F1+F2=30N①当θ=π时，分力F1、F2在一条直线上，反向，故有Fmin=F1-F2=10N②联立①②可得F1=20N,F2=10N,故A、B、C正确；选D.答案：D2.解析：将mg在如以以下图方向分解.所以施加的最小力与F1等大反向即可使小球静止，故F=mgsin30°=12mg,应选C.答案：C3.解析：对撑杆进展受力分析如以以下图，撑杆对涂料滚力的竖直分量与重力平衡，且撑杆与墙壁的夹角越来越小，故F1=mgcosθ逐渐减小，F2=mgtanθ越来越小.应选项A正确.答案：A4.解析：水平力F作用时，静摩擦力的大小与[(mgsinα)2+F2]1/2相等，将外力F撤去，静摩擦力的大小与重力沿斜面分量mgsinα相等，方向相反，选项D正确.答案：D5.解析：系统最终平衡时，绳的拉力F大小仍为mAg，由二力平衡可得2Fsinθ=mBg，故θ角不变，但因悬点由Q到P，左侧局部绳子变长，故A应升高，应选项C正确.答案：C6.解析：设斧头对木柴向下的压力为F，按照力的作用效果将力F分解为F1和F2如以以下图.由几何关系可知F1/F=AB/BC，所以F1=AB/BCF.显然BC边越短，AB边越长，越容易劈开木柴.答案：C7.解析：作力的矢量三角形如以以下图，由几何关系可知A可能正确.答案：A8.解析：物体对O点的拉力可分解为向左下方压OB的力和向右拉OA的力.如以以下图，F1=mgtanθ,F2=mg/cosθ.应选项D正确.答案：D9.解析：O点周围共有4根绳子，设每根绳子的力为F′，那么4根绳子的合力大小为2F′，所以F=2F′，所以F′=F/2,应选B.答案：B10.解析:由于木箱的速度保持不变，因此木箱始终处于平衡状态，受力分析如以以下图，那么由平衡条件得：mg=FN+Fsinθ，Ff=μFN=Fcosθ两式联立解得F=μmg/(cosθ+μsinθ)=μmg1+μ2sin(θ+α)，可见F有最小值，所以F先减小后增大，A正确；B错误；F的功率P=Fvcosθ=μmgv/(cosθcosθ+μsinθ)=μmgv(1+μtanθ)，可见在θ从0°逐渐增大到90°的过程中tanθ逐渐增大，那么功率P逐渐减小，C、D错误.答案：A11.解析：〔1〕根据条件，可作出图甲，合力F与它的两个分力要构成一个矢量三角形，F的末端到虚线OA的最短距离表示那个分力的最小值，即过F末端作OA的垂线，构成一个直角三角形，如图乙所示，由几何关系知F2=10N.〔2〕当另一个分力F2′=N时，由于N>10N，根据力的三角形法那么，可以组成两个不同的三角形，如图丙所示.根据正弦定理a/sin∠A=b/sin∠B=c/sin30°和∠A+∠B+30°=180°，可求出F1=N,F1′=N.12.解析：〔1〕设C′点受两边绳的张力为T1和T2，AB与BC′的夹角为θ，如以以下图.依对称性有T1=T2=T，由力的合成有F=2Tsinθ,根据几何关系有sinθ=〔或tanθ=2d/L〕.联立上述二式解得T=，因d<<L，故T=FL/4d.〔2〕将d=10mm，F=400N，L=250mm,代入，解得T=2.5×103N，即绳中的张力为2.5×103N.第二章第3节受力分析共点力的平衡1.解析：人做匀速运动，故人所受合力为零，人所受重力和支持力均在竖直方向，故水平方向不应该受力，即人不受摩擦力作用.答案：A2.解析：对小滑块受力分析如以以下图，那么可得F=mg/tanθ，FN=mg/sinθ，所以A正确.答案：A3.解析：设气球所受阻力为Ff=kv,匀速下降时，Mg=F+Ff，匀速上升时，有(M-m0)g+Ff=F，解得m0=2(M-F/g)，应选项A正确.答案：A4.解析：对小船进展受力分析如以以下图那么小船靠岸的过程中FT与水平方向的夹角θ增大;那么由FTcosθ=F阻,且F阻不变,所以FT不断增大;又由FTsinθ+F浮=G且FT增大,θ增大,可得F浮在不断减小,应选A.答案:A5.解析：以球为研究对象，其受力分析如图甲所示，因题中提及“缓慢〞移动，可知球处于动态平衡，当F1⊥F2时F1有最小值，且Fmin=Gsinα，在细线从竖直方向到水平方向过程，细线拉力先减小后增大.应选项D正确.答案：D6.解析：力F产生了两个作用效果，一个是使B压紧竖直墙面的力，一个是压紧A的力F2′，用