2019-2020年高考物理一輪總復習 2.3受力分析 共點力的平衡限時規(guī)范特訓.doc

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2019-2020年高考物理一輪總復習 2.3受力分析 共點力的平衡限時規(guī)范特訓 一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分) 1. 在2014年8月28日第二屆南京青年奧林匹克運動會閉幕式舉行現場，國際奧委會主席托馬斯巴赫再次提議全場觀眾使用智能手機拍照“傳情”，這已經成為本屆青奧會最為時尚的“傳情”方式。他們手拿手機進行自拍時，若只用手指捏著手機，則下列說法正確的是(　　) A. 手機可能只受到摩擦力和重力作用，處于平衡狀態(tài) B. 手機一定只受到壓力和重力作用，處于平衡狀態(tài) C. 手機可能受到摩擦力、壓力和重力作用，處于平衡狀態(tài) D. 手機受到摩擦力、手臂的舉力、壓力和重力作用，處于平衡狀態(tài) 解析：若用手指捏著手機，手機可能受到摩擦力、壓力和重力的作用而處于平衡狀態(tài)(手指左右捏著手機)，也可能受到壓力和重力的作用而處于平衡狀態(tài)(手指上下捏著手機)，手機始終受到壓力作用，所以選項A、B錯誤，C正確；手臂的舉力是通過摩擦力和壓力作用在手機上的，所以選項D錯誤。 答案：C 2. “L”型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，輕質彈簧一端固定在木板上，另一端與置于木板上表面的滑塊Q相連，如圖所示。若P、Q一起沿斜面勻速下滑，不計空氣阻力。則木板P的受力個數為(　　) A. 3　　　　　　　　　　　 B. 4 C. 5 D. 6 解析：P、Q一起沿斜面勻速下滑時，由于木板P上表面光滑，滑塊Q受到重力、P的支持力和彈簧沿斜面向上的彈力，木板P受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、Q的壓力和彈簧沿斜面向下的彈力，C正確。 答案：C 3. 在比利時首都布魯塞爾的王宮前，客人們在距離地面50米的“空中餐廳”享受晚餐，這個由起重機吊起的“空中餐廳”每次可接待22名顧客。在遇到刮風的天氣時，當風對“空中餐廳”的水平作用力F恒定時，懸掛“空中餐廳”的纜繩偏離豎直方向一恒定角度θ，簡化示意圖如圖所示。若已知“空中餐廳”的重力為G，下列有關纜繩的拉力FT的判斷，正確的是(　　) A. FT小于G與F的合力 B. FT和G是一對平衡力 C. FT＝ D. FT與F的合力方向斜向上 解析：取“空中餐廳”為研究對象，共受到三個力作用：重力G、拉力FT、風力F，FT和F的合力大小等于重力的大小，方向豎直向上，由幾何關系得，FT＝，C項正確。 答案：C 4. [xx南京四校調研]如圖所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O為球心，一質量為m的小滑塊，在水平力F的作用下從半球形容器最低點緩慢移近最高點。設小滑塊所受支持力為FN，則下列判斷正確的是(　　) A. F緩慢增大 B. F緩慢減小 C. FN不變 D. FN緩慢減小 解析：以小滑塊為研究對象，進行受力分析，小滑塊受重力G、支持力FN和水平推力F的作用，如圖所示。小滑塊從半球形容器最低點緩慢移近最高點的過程中，θ角逐漸減小。根據物體的平衡條件可得：FNsinθ＝G，FNcosθ＝F，因為θ角逐漸減小，所以FN＝緩慢增大，選項C、D錯誤；F＝緩慢增大，選項A正確，B錯誤。 答案：A 5. [xx寧波六校模擬]如圖所示，兩個完全相同的光滑球的質量為m，放在豎直擋板和傾角為α的固定斜面間。若緩慢轉動擋板至與斜面垂直，則在此過程中(　　) A. A、B兩球間的彈力不變 B. B球對斜面的壓力逐漸增大 C. B球對擋板的壓力逐漸增大 D. A球對斜面的壓力逐漸增大 解析：緩慢轉動擋板表示A、B兩球始終處于平衡狀態(tài)。本題采用先隔離后整體的分析方法。先對A球，共受三個力而平衡，B對A的彈力與A的重力沿斜面方向的分力相等，大小與方向均不變，即選項A正確；A球對斜面的壓力等于其重力沿垂直斜面方向的分力，大小與方向均不變，選項D錯誤；再對A、B整體，也是共受三個力而平衡，其中A、B的重力為恒力，斜面對A、B的彈力方向不變，擋板對B的彈力沿斜面方向的分力與A、B的重力沿斜面方向的分力相等，大小不變，當擋板緩慢轉動時，擋板對B的彈力減小，進而可知B球對斜面的壓力也減小，因此，選項B、C均錯誤。 答案：A 6. [xx湖南師大附中月考]一端裝有定滑輪的粗糙斜面體放在地面上，A、B兩物體通過細繩連接，并處于靜止狀態(tài)(不計繩的質量和繩與滑輪間的摩擦)，如圖所示。現用水平力F作用于物體B上，緩慢拉開一小角度，此過程中斜面體與物體A仍然靜止。則下列說法正確的是(　　) A. 水平力F不變 B. 物體A所受斜面體的摩擦力一定變大 C. 物體A所受的合力不變 D. 斜面體所受地面的摩擦力一定不變 解析：取物體B為研究對象，分析其受力情況如圖所示。 則有F＝mgtanθ，FT＝，在物體B緩慢被拉高的過程中，θ增大，則水平力F隨之變大，故選項A錯誤；在這個過程中盡管繩子張力FT變大，但是由于物體A所受斜面體的摩擦力開始并不知道其方向，故物體A所受斜面體的摩擦力的情況無法確定，選項B錯誤；物體A靜止，受的合力為零，故選項C正確；對A、B兩物體與斜面體這個整體而言，由于斜面體與物體A仍然保持靜止，則地面對斜面體的摩擦力一定變大，故選項D錯誤。 答案：C 7. [xx黃岡調研]如圖所示，質量為m的兩個球A、B固定在桿的兩端，將其放入光滑的半圓形碗中，桿的長度等于碗的半徑，當桿與碗的豎直半徑垂直時，兩球剛好能平衡，則桿對小球的作用力為(　　) A. mg B. mg C. mg D. 2mg 解析：由已知條件知，球A、B間的桿一定水平，對A球受力分析，如圖所示，由共點力的平衡知識可得，桿的作用力為F＝mgtan30＝mg，A正確。 答案：A 8. [xx雅安模擬](多選)如圖所示，物體m通過定滑輪牽引另一水平面上的物體沿斜面勻速下滑，此過程中斜面仍靜止，斜面質量為M，則水平地面對斜面體(　　) A. 無摩擦力 B. 有水平向右的摩擦力 C. 支持力為(M＋m)g D. 支持力小于(M＋m)g 解析：設斜面夾角為θ，細繩的拉力為FT，M、m整體處于平衡狀態(tài)，對M、m整體受力分析可得平衡方程FTcosθ＝F靜，FTsinθ＋FN＝(M＋m)g，故F靜方向水平向右，B、D正確。 答案：BD 9. 如圖所示，一光滑小球靜置在光滑半球面上，被豎直放置的光滑擋板擋住，現向右下方緩慢地移動擋板(擋板保持豎直)，則在小球運動的過程中(該過程小球未脫離球面)，擋板對小球的推力F、半球面對小球的支持力FN的變化情況是(　　) A. F增大，FN減小 B. F增大，FN增大 C. F減小，FN減小 D. F減小，FN增大 解析：設小球與半球面的球心連線與豎直方向夾角為α，則F＝mgtanα，FN＝，隨著擋板向右下方移動，α角越來越大，則F和FN都要增大，B正確。 答案：B 10. (多選)滑雪是人們最喜愛的一項體育活動，不僅成年人感興趣，孩子們也很喜愛，如圖所示，一個小姑娘坐在水平雪面上的滑雪板上，在受到大小、方向均可變化的繩子拉力F作用下，保持勻速直線運動。已知圖中繩子與水平雪面的夾角θ滿足0≤θ<90，滑雪板與水平雪面間的動摩擦因數為μ，對小姑娘和滑雪板整體(　　) A. 可能受三個力作用 B. 當θ＝0時，拉力F最小 C. 不論力F如何變化，拉力F和重力的合力方向保持不變 D. 當θ≠0時，拉力和摩擦力的合力方向一定豎直向上 解析：由受力平衡和摩擦力產生條件知，小姑娘和滑雪板整體受重力、支持力、摩擦力和拉力，A項錯誤；將摩擦力和支持力的合力看作F1，設其與水平方向的夾角為α，則有tanα＝，則重力G、拉力F及F1滿足的關系如圖所示，由圖知隨著θ增大，拉力F先減小后增大，即θ＝0時，拉力F不是最小，B項錯誤；由力的平衡條件知，不論力F如何變化，拉力F和重力G的合力方向一定與摩擦力和支持力的合力F1反向，保持不變，C項正確；同理可知，當θ≠0時，拉力和摩擦力的合力方向一定豎直向上，D項正確。 答案：CD 二、非選擇題(本題共2小題，共40分) 11. (18分)如圖所示，水平面上有一個傾角為θ＝30的斜劈，質量為m。一個光滑小球，質量也為m，用繩子懸掛起來，繩子與斜面的夾角為α＝30，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。 (1)求出繩子的拉力FT； (2)若地面對斜劈的最大靜摩擦力Ffm等于地面對斜劈的支持力的k倍，為了使整個系統(tǒng)始終保持靜止，k值必須滿足什么條件？ 解析：(1)對小球受力分析，如圖所示，由平衡條件得： mgsinθ－FTcosα＝0，解得FT＝mg (2)對斜劈和小球組成的整體受力分析，如圖所示， 由平衡條件得： 水平方向： FTcos(θ＋α)－Ff＝0 豎直方向： FN2＋FTsin(θ＋α)－2mg＝0 又Ff≤Ffm＝kFN2 聯立各式解得k≥ 答案：(1)mg　(2)k≥ 12. (22分)[xx北京海淀質檢]如圖所示，質量m＝2.2 kg的金屬塊放在水平地板上，在與水平方向成θ＝37角斜向上、大小為F＝10 N的拉力作用下，以速度v＝5.0 m/s向右做勻速直線運動。(cos37＝0.8，sin37＝0.6，取g＝10 m/s2)求： (1)金屬塊與地板間的動摩擦因數； (2)為使物塊向右做勻速直線運動，求F的最小值。 解析：(1)設地板對金屬塊的支持力為N，金屬塊與地板的動摩擦因數為μ， 因為金屬塊勻速運動，所以有 Fcosθ＝μN mg＝Fsinθ＋N 解得：由μ＝＝＝0.5 (2)分析物體的受力，如圖 豎直方向：Fsinθ＋N＝mg 水平方向：Fcosθ＝μN 聯立可得： F＝＝ 所以F最小值為 N。 答案：(1)0.5 　(2) N