2020高考物理二輪復習 600分沖刺 專題一 力與運動 第1講 力與物體的平衡優(yōu)練（含解析）

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1、力與物體的平衡 一、選擇題(本題共12小題，其中1～8題為單選，9～12題為多選) 1．(2019·浙江省紹興市模擬)如圖所示，攀巖者僅憑借鞋底和背部的摩擦停留在豎直的巖壁間，鞋子、背部與巖壁間的動摩擦因數(shù)分別為0.80和0.60。為了節(jié)省體力，他盡可能減小身體與巖壁間的正壓力，使自己剛好不下滑。假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，下列判斷正確的是(　D　) A．攀巖者受到三個力的作用 B．鞋子受到的靜摩擦力方向豎直向下 C．巖壁對鞋子的支持力大于巖壁對背部的支持力 D．攀巖者背部受到的靜摩擦力支撐了體重的 [解析]　攀巖者受到重力、兩個支持力和兩個摩擦力共五個力的作用，A錯

2、誤；鞋子受到的靜摩擦力方向豎直向上，B錯誤；水平方向受力平衡，所以巖壁對鞋子的支持力等于巖壁對背部的支持力，C錯誤；鞋子、背部與巖壁間的動摩擦因數(shù)分別為0.80和0.60，剛好不下滑時摩擦力都達到最大，根據(jù)f＝μFN可知，＝＝，而f1＋f2＝mg，解得f1＝mg，故攀巖者背部受到的靜摩擦力支撐了體重的，D正確。 2．一根輕質彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80 cm的兩點上，彈性繩的原長也為80 cm。將一鉤碼掛在彈性繩的中點，平衡時彈性繩的總長度為100 cm；再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點，則彈性繩的總長度變?yōu)?彈性繩的伸長始終處于彈性限度內)(　B　) A．86 cm

3、　　　　　　　 B．92 cm C．98 cm D．104 cm [解析]　將鉤碼掛在彈性繩的中點時，由數(shù)學知識可知鉤碼兩側的彈性繩(勁度系數(shù)設為k)與豎直方向夾角θ均滿足sinθ＝，對鉤碼(設其重力為G)靜止時受力分析，得G＝2k(－)cosθ；彈性繩的兩端移至天花板上的同一點時，對鉤碼受力分析，得G＝2k(－)，聯(lián)立解得L＝92 cm，可知A、C、D項錯誤，B項正確。 3．(2019·安徽合肥二模)如圖所示，置于水平地面上的A、B兩物塊，在水平恒力F的作用下，以共同速度向右做勻速直線運動。下列說法正確的是(　A　) A．A與B間的動摩擦因數(shù)可能為0 B．B與地面間的動摩擦因

4、數(shù)可能為0 C．若撤去F，A與B一定會相對滑動 D．若撤去F，A與B間摩擦力逐漸減小 [解析]　由于A、B兩物塊以共同速度向右做勻速直線運動，A與B間的摩擦力為零，因此A與B間的動摩擦因數(shù)可能為0，選項A正確；在水平恒力F的作用下，A、B兩物塊以共同速度向右做勻速直線運動，地面對物塊B的摩擦力大小等于F，B與地面間的動摩擦因數(shù)不可能為0，選項B錯誤；若撤去F，A、B兩物塊做勻減速運動，速度逐漸減小，由于A與B之間可能有摩擦力，A與B不一定會相對滑動，A與B間摩擦力不變，選項C、D錯誤。 4．(2019·廣西欽州市模擬)日常生活中，我們在門下縫隙處塞緊一個木楔(側面如圖所示)，往往就可以

5、把門卡住。有關此現(xiàn)象的分析，下列說法正確的是(　B　) A．木楔對門的作用力大于門對木楔的作用力，因而能將門卡住 B．門對木楔作用力的水平分量等于地面對木楔摩擦力的大小 C．只要木楔的厚度合適都能將門卡住，與頂角θ的大小無關 D．只要木楔對門的壓力足夠大就能將門卡住，與各接觸面的粗糙程度無關 [解析]　木楔對門的作用力和門對木楔的作用力是一對作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故A錯誤；對木楔受力分析如右圖所示： 水平方向：f＝Fsinθ，最大靜摩擦力約等于滑動摩擦力，門對木楔作用力的水平分量等于地面對木楔摩擦力的大小，故B正確；對木鍥，豎直方向：N＝Fcosθ＋mg，

6、則fmax＝μN＝μ(Fcosθ＋mg)，要把門卡住，則有：不管多大的力F均滿足fmax≥f，即μ(Fcosθ＋mg)≥Fsinθ，不管m的大小，只要μ≥tanθ，就可把門卡住，故能否把門卡住，與頂角θ與接觸面的粗糙程度有關，故C、D錯誤。 5．(2019·湖南省岳陽市模擬)如圖所示，鐵板AB與水平地面間的夾角為θ，一塊磁鐵吸附在鐵板下方?，F(xiàn)緩慢抬起鐵板B端使θ角(始終小于90°)增大的過程中，磁鐵始終相對鐵板靜止。下列說法正確的是 (　B　) A． 磁鐵所受合外力逐漸減小 B． 鐵板對磁鐵的彈力逐漸增大 C． 磁鐵受到的摩擦力做負功 D． 鐵板對磁鐵的彈力沖量等于零

7、[解析]　對鐵塊受力分析，受重力mg、磁力F、支持力N和摩擦力f，如圖所示： 由于始終平衡，故合力為零，故A錯誤；根據(jù)平衡條件，有： mgsinθ－f＝0，F(xiàn)－mgcosθ－N＝0。 解得：f＝mgsinθ，N＝F－mgcosθ。由于θ不斷變大，故f不斷變大，N不斷變大，故B正確；摩擦力與運動方向垂直，則不做功，故C錯誤；鐵板對磁鐵的彈力沖量等于∑Ft≠0，故D錯誤。所以B正確，A、C、D錯誤。 6．(2019·河北衡水模擬)如圖所示，水平的傳送帶上放一物體，物體下表面及傳送帶上表面均粗糙，導電性能良好的彈簧右端與物體及滑動變阻器滑片相連，彈簧左端固定在墻壁上，不計滑片與滑動變阻器

8、線圈間的摩擦。某同學觀察到，當傳送帶沿箭頭方向運動且速度大小為v時，物體處于靜止狀態(tài)，則當傳送帶逐漸加速到2v時，下列說法正確的是(　C　) A． 物體受到的摩擦力變大，燈泡的亮度變亮 B． 物體受到的摩擦力變小，燈泡的亮度變暗 C． 物體受到的摩擦力不變，燈泡的亮度不變 D． 物體受到的摩擦力不變，燈泡的亮度變亮 [解析]　因摩擦力大小只與壓力大小及接觸面的粗糙程度有關，與物體的相對運動速度無關，故物體所受摩擦力不變；由于傳送帶運動且速度為v時，物體與傳送帶發(fā)生相對滑動，故物體受到的摩擦力和彈簧彈力是一對平衡力；當傳送帶逐漸加速到2v時，因物體所受摩擦力不變，則物體仍處于平衡狀

9、態(tài)，故物體的位置將不發(fā)生變化，與滑動變阻器保持相對靜止，滑動變阻器接入電阻不變，則由歐姆定律可得電路中電流不變，燈泡的亮度不變。故選C。 7．(2019·河南省許昌市模擬)如圖所示，豎直面內有一圓環(huán)，圓心為O ，水平直徑為AB，傾斜直徑為MN，AB、MN的夾角為θ，一不可伸長的輕繩兩端分別固定在圓環(huán)的M 、N 兩點，輕質滑輪連接一重物，放置在輕繩上，不計滑輪與輕繩摩擦與輕繩重力，圓環(huán)從圖示位置順時針緩慢轉過2θ的過程中，輕繩的張力的變化情況正確的是(　B　) A． 逐漸增大 B． 先增大再減小 C． 逐漸減小 D． 先減小再增大 [解析]　M、N連線與水平直徑的夾角θ(θ≤90

10、°)越大，M、N之間的水平距離越小，輕繩與豎直方向的夾角α越小，根據(jù)mg＝2FTcosα，輕繩的張力FT越小，故圓環(huán)從圖示位置順時針緩慢轉過2θ的過程，輕繩的張力先增大再減小，故B正確，A、C、D錯誤。 8．(2019·全國高考猜題卷)如圖所示，質量為m＝10 kg的木箱置于水平地面上，它與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝，受到一個與水平方向成θ角斜向上的拉力F，為使木箱做勻速直線運動，拉力F的最小值以及此時θ分別是(　A　) A．50 N　30° B．50 N60° C． N　30° D． N60° [解析]　木箱受重力mg、拉力F、地面的支持力和滑動摩擦力作用，根據(jù)平

11、衡條件得Fcosθ＝Ff，F(xiàn)sinθ＋FN＝mg，又Ff＝μFN，聯(lián)立解得F＝＝， 其中tana＝＝，α＝60° 由數(shù)學知識知：當θ＋α＝90°，即θ＝30°時，F(xiàn)有最小值， 且最小值為Fmin＝＝N＝50 N，故A正確，B、C、D錯誤． 9.(2019·河北唐山市模擬)如圖所示，帶有光滑豎直桿的三角形斜劈固定在水平地面上，放置于斜劈上的光滑小球與套在豎直桿上的小滑塊用輕繩連接，開始時輕繩與斜劈平行?，F(xiàn)給小滑塊施加一豎直向上的拉力，使小滑塊沿桿緩慢上升，整個過程中小球始終未脫離斜劈，則有(　AD　) A． 輕繩對小球的拉力逐漸增大 B． 小球對斜劈的壓力先減小后增大 C． 豎

12、直桿對小滑塊的彈力先增大后減小 D． 對小滑塊施加的豎直向上的拉力逐漸增大 [解析]　對小球受力分析，受重力、支持力和細線的拉力，如圖所示： 根據(jù)平衡條件，細線的拉力T增加，支持力N減小，根據(jù)牛頓第三定律，球對斜面的壓力也減小，A正確，B錯誤；對球和滑塊整體分析，受重力、斜面的支持力N，桿的支持力N′，拉力F，如圖所示，根據(jù)平衡條件，有：水平方向N′＝Nsinθ，豎直方向F＋Ncosθ＝G，由于N減小，故N′減小，F(xiàn)增加，C錯誤，D正確。 10．(2019·安徽省六安市模擬)傾斜角度為θ的斜面上有m1和m2兩個物體，與斜面間的動摩擦因數(shù)分別為μ1和μ2。兩物體間用一根原長為

13、L0的與斜面平行的輕質彈簧連接，當整體沿斜面勻速下滑時彈簧長度為L，如圖所示。則以下說法正確的是(　BC　) A．若μ1>μ2, 可用張力足夠的輕繩替代彈簧 B．若μ1＝μ2, 可用輕桿替代彈簧 C．若μ1<μ2, 彈簧的形變量是(L－L0) D．若m1＝m2，則μ1＝μ2＝tanθ [解析]　若μ1＞μ2，要使m1和m2處于平衡狀態(tài)，對m1有：m1gsinθ＋F＝μ1m1gcosθ，對m2有m2gsinθ＝μ2m2gcosθ＋F，則彈簧處于壓縮狀態(tài)，所以不能用張力足夠的輕繩替代，故A錯誤；若μ1＝μ2，要使m1和m2處于平衡狀態(tài)，對m1有m1gsinθ＝μ1m1gcosθ，對m

14、2有m2gsinθ＝μ2m2gcosθ，彈簧的形變量為0，故可用輕桿替代彈簧，故B正確；若μ1＜μ2，要使m1和m2處于平衡狀態(tài)，對m1有m1gsinθ＝μ1m1gcosθ＋F，對m2有m2gsinθ＋F＝μ2m2gcosθ，彈簧處于拉伸狀態(tài)，故彈簧的形變量是(L－L0)，C正確； m1＝m2時，若彈簧處于拉伸狀態(tài)，對m1有m1gsinθ＝μ1m1gcosθ＋F，對m2有m2gsinθ＋F＝μ2m2gcosθ，則μ1＜μ2，若彈簧處于壓縮狀態(tài)，對m1有：m1gsinθ＋F＝μ1m1gcosθ，對m2有m2gsinθ＝μ2m2gcosθ＋F，則μ1＞μ2，若彈簧處于原長狀態(tài)，對m1有m1gsin

15、θ＝μ1m1gcosθ，對m2有m2gsinθ＝μ2m2gcosθ，則μ1＝μ2＝tanθ，由于彈簧的狀態(tài)不清楚，所以無法判斷μ1和μ2的關系，故D錯誤。 11．(2019·江蘇宿遷期末)如圖所示，兩個完全相同的帶電小球A、B，質量、電荷量分別為m、＋q，放置在一個半球狀、半徑為R、質量為M的絕緣物塊上，小球平衡時相距為R，重力加速度為g。則(　BC　) A．物塊對地面的壓力大于(M＋2m)g B．物塊對小球A的支持力等于mg C．若保持A球靜止，把B球緩慢移動到O′，B球的電勢能一定減小 D．若保持A球靜止，把B球緩慢移動到O′，地面對物塊的支持力一定增大 [解析]　將A

16、、B兩球及絕緣物塊看成一個整體，整體處于靜止，受力分析可知，地面對整體的支持力N＝(M＋2m)g，則整體對地面的壓力也等于(M＋2m)g，故A錯誤；隔離小球A受力分析，如圖所示，則小球A受到的支持力FN＝＝mg，故B正確；若保持A球靜止，把B球緩慢移動到O′的過程中，B受到的電場力對其做正功，所以B的電勢能減小，故C正確；緩慢移動B球的過程中，整體處于平衡狀態(tài)，地面對物塊的支持力不變，故D錯誤。 12.如圖所示，輕質不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點，懸掛衣服的衣架鉤是光滑的，掛于繩上處于靜止狀態(tài)。如果只人為改變一個條件，當衣架靜止時，下列說法正確的是(　AB　)

17、 A．繩的右端上移到b′，繩子拉力不變 B．將桿N向右移一些，繩子拉力變大 C．繩的兩端高度差越小，繩子拉力越小 D．若換掛質量更大的衣服，則衣架懸掛點右移 [解析]　設兩段繩子間的夾角為2α，由平衡條件可知，2Fcosα＝mg，所以F＝，設繩子總長為L，兩桿間距離為s，由幾何關系L1sinα＋L2sinα＝s，得sinα＝＝，繩子右端上移，L、s都不變，α不變，繩子張力F也不變，A正確；桿N向右移動一些，s變大，α變大，cosα變小，F(xiàn)變大，B正確；繩子兩端高度差變化，不影響s和L，所以F不變，C錯誤；衣服質量增加，繩子上的拉力增加，由于α不會變化，懸掛點不會右移，D錯誤。 二、

18、計算題(本題共1小題，需寫出完整的解題步驟) 13．(2019·江蘇南京二模)如圖所示，木塊A固定在水平地面上，細線的一端系住光滑滑塊B，另一端繞過固定在木塊A上的輕質光滑滑輪后固定在墻上，B與A的豎直邊剛好接觸，滑輪左側的細線豎直，右側的細線水平。已知滑塊B的質量為m，木塊A的質量為3m，重力加速度為g，當撤去固定A的力后，A不會翻倒。求： (1) A固定不動時，細線對滑輪的壓力大小F； (2) 撤去固定A的力后，A與地面間的動摩擦因數(shù)μ滿足什么條件時，A不會向右運動； (3) 撤去固定A的力后，若地面光滑，則B落地前，A向右滑動位移為x時的速度大小vA． [答案](1)mg　(2)μ≥　(3) [解析]　 (1) 細線對B的拉力大小T＝mg 滑輪對細線的作用力大小F′＝T 細線對滑輪的作用力大小F＝F′ 由以上各式解得F＝mg (2) 地面對A的支持力大小N＝3mg＋mg A不會滑動的條件T≤μN 由以上各式解得μ≥ (3) A向右滑動位移為x時，B下降h＝x A向右速度大小為vA時， B的速度大小vB＝vA 整個系統(tǒng)機械能守恒， mgx＝·3mv＋·mv 由以上各式解得vA＝ - 9 -