届高三物理二轮复习 专题一 力与运动 第1讲 力和物体的平衡逐题对点特训.docx

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届高三物理二轮复习专题一力与运动第1讲力和物体的平衡逐题对点特训

2019届高三物理二轮复习专题一力与运动第1讲力和物体的平衡逐题对点特训

1.（2017·山西太原一模）迎泽公园有这样一根电杆，一条电缆线由北向南绕过电杆转向由东向西，电缆与电杆的接触点为P.固定电杆的钢索一端固定在P点，另一端固定在地面上，钢索、电杆与东西方向的电缆在同一竖直平面内．设电缆线水平，南北、东西方向的电缆对电杆的拉力分别为F1、F2，且大小相等，钢索对电杆的拉力为F3.已知植于土中的电杆竖直，下列说法正确的是（　D　）

第1题图

A．F1、F2和F3的合力竖直向下

B．地面对电杆的的作用力竖直向上

C．F1、F2和F3在水平面内的合力可能为0

D．F1、F2和F3在水平面内合力的方向偏向北方一侧

解析地面对电杆除了有竖直向上的力之外，还存在有平衡向北方向的电缆的拉力而对电杆施加的向南方向的力，故地面对电杆的作用力的合力偏向南，由平衡条件知，F1、F2和F3的合力与地面对电杆的作用力的合力等大反向，故F1、F2和F3在平面内的合力的方向偏向北方一侧．由以上分析知，选项A、B、C错误，D正确．

2．（2017·河北衡水中学一调）如图所示，不计重力的轻杆OP能以O点为圆心在竖直平面内自由转动，P端用轻绳PB挂一重物，另用一根轻绳通过滑轮系住P端．在力F的作用下，当杆OP和竖方向的夹角α（0＜α＜π）缓慢增大时，力F的大小应（　A　）

第2题图

A．逐渐增大　B．恒定不变

C．逐渐减小　D．先增大后减小

解析

以P点为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件得，FN和F的合力与重力G大小相等、方向相反，作出力的合成图如图，由三角形相似法得＝，当杆OP和竖直方向的夹角α（0

3．（2017·湖南长沙一模）如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小盒b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体a连接，连接b的一段细绳与斜面平行，连接a的一段细绳竖直，a连接在竖直固定在地面的弹簧上，现在b盒内缓慢加入适量砂粒，a、b、c始终处于静止状态，下列说法中正确的是（　A　）

第3题图

A．b对c的摩擦力可能先减小后增大

B．地面对c的支持力可能不变

C．c对地面的摩擦力方向始终向左

D．弹簧的弹力可能增大

解析对a分析，a一直处于静止状态，弹簧弹力不变，故选项D错误；细绳拉力不变，b、c整体受向左的摩擦力或者没有摩擦力，故c对地面的摩擦力方向不可能向左，而地面对c的支持力增大，选项B、C错误；如果开始时b所受c的摩擦力沿斜面向下，则b对c的摩擦力可能先减小后增大，选项A正确．

4．（2017·东北三省四市教研联合体二模）如图所示，一竖直放置的大圆环，在其水平直径上的A、B两端系着一根不可伸长的柔软轻绳，绳上套有一光滑小铁环．现将大圆环在竖直平面内绕O点顺时针缓慢转过一个微小角度，则关于轻绳对A、B两点拉力FA、FB的变化情况，下列说法正确的是（　A　）

第4题图

A．FA变小，FB变小

B．FA变大，FB变大

C．FA变大，FB变小

D．FA变小，FB变大

解析一开始，左、右两边的绳子等长，左、右两边绳子上的力大小相等，合力大小等于铁环重力；大圆环顺时针转动，铁环两边绳子的拉力大小相等，二力夹角变小，且二力的合力不变仍等于铁环重力，由力的合成与分解知，FA、FB均变小，选项A正确．

5．（2017·湖南衡阳联考二）a、b是截面为直角三角形的两个完全相同的楔形物体，分别在垂直于斜边的恒力F1、F2作用下静止在相同的竖直墙面上，如图所示．下列说法正确的是（　D　）

第5题图

A．a、b受力个数一定相同

B．F1、F2大小一定相等

C．墙面对物体的弹力一定相等

D．b受到摩擦力可能大于a受到的摩擦力

解析由平衡条件知，a受力分析如图甲所示，a受4个力作用，除摩擦力外，b受力分析如图所示，这三个力的合力可能为零，也可能不为零，故b可能受3个力，也可能受4个力，选项A错误；由平衡条件得，对a有F1cosθ＝Ff1－mg，对b，若b所受摩擦力方向向下，则F2cosθ＝mg＋Ff2，当Ff1－mg>mg＋Ff2时，F1>F2，当Ff1－mg＝mg＋Ff2时，F1＝F2，当Ff1－mg

6．（2017·四川成都模拟）如图所示，斜面上放有两个完全相同的物体a、b，两物体间用一根细线连接，在细线的中点加一与斜面垂直的拉力F，使两物体均处于静止状态．则下列说法正确的是（　B　）

第6题图

A．a、b两物体的受力个数一定相同

B．a、b两物体对斜面的压力相同

C．a、b两物体受到摩擦力大小一定相等

D．当逐渐增大拉力F时，物体b先开始滑动

解析物体b可能不受摩擦力作用，物体a一定受摩擦力作用，选项A、C错误；垂直斜面方向，两个物体受力特征相同，选项B正确；逐渐增大F，物体a先达到最大静摩擦力，物体a先开始滑动，选项D错误．

7．（2017·河北二校联考）（多选）如图所示，木板P下端通过铰链固定于水平地面上的O点，物体A、B叠放在木板上且处于静止状态，此时物体B的上表面水平．现使木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，物体A、B仍保持静止，与原位置的情况相比（　BCD　）

第7题图

A．A对B的作用力减小　　

B．B对A的支持力减小　　

C．木板对B的支持力减小　　

D．木板对B的摩擦力增大

解析设木板与水平地面的夹角为α，以A为研究对象，A原来只受到重力和支持力的作用而处于平衡状态，所以B对A的作用力与A的重力大小相等，方向相反；当将P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置时，B的上表面不再水平，A受力情况如图甲所示，A受到重力和B的支持力、摩擦力三个力的作用，其中B对A的支持力、摩擦力的合力仍然与A的重力大小相等，方向相反，则B对A的作用力保持不变．根据牛顿第三律可知，A对B的作用力也不变，选项A错误；结合对A选项的分析可知，开始时物体A不受B对A的摩擦力，B对A的支持力大小与A的重力相等；木板旋转到虚线位置时，设B的上表面与水平方向之间的夹角是β，受到的B对A的支持力、摩擦力的合力仍然与A的重力大小相等，方向相反，则A受到B对A的作用力保持不变，由于支持力与摩擦力相互垂直，N1＝GAcosβ，所以A受到的支持力一定减小了，选项B正确；以A、B整体为研究对象，受力分析情况如图乙所示，总重力GAB、木板的支持力N2和摩擦力Ff2，木板对B的作用力是支持力N2和摩擦力Ff2的合力，由平衡条件分析可知，木板对B的作用力大小与A、B总重力大小相等，保持不变，N2＝GABcosα，Ff2＝GABsinα，α减小，N2增大，Ff2减小，选项C、D正确．

8．（2017·新疆乌鲁木齐二诊）如图，粗糙的水平地面上有一斜面体，一物块在竖直向下的恒力F作用下沿斜面匀速下滑．若力F沿逆时针缓慢转过2θ的过程中，物块仍沿斜面下滑，斜面体始终保持静止．则地面对斜面体的摩擦力（　A　）

第8题图

A．始终为零　B．一直增大　　

C．先增大后减小　D．先减小后增大

解析F竖直向下时，有（mg＋F）sinθ＝μ（mg＋F）cosθ，则μ＝tanθ，满足μ＝tanθ时，只要物块滑动，不管外力多大，物块对斜面的压力和滑动摩擦力的合力方向总是竖直向下，所以地面对斜面体的摩擦力始终为零，故本题答案为A.

9．（2017·辽宁沈阳质检）如图所示，有一倾角为θ＝30°的斜面B，质量为M，质量为m的物体A静止在B上．现用水平力F推物体A，在F由零逐渐增加至mg，再逐渐减为零的过程中，A和B始终保持静止．对此过程下列说法正确的是（　B　）

A．地面对B的支持力大于（M＋m）g

B．A对B压力的最小值为mg，最大值为mg

C．A所受摩擦力的最小值为0，最大值为

D．A所受摩擦力的最小值为mg，最大值为mg

解析

对A和B整体，竖直方向FN地＝（M＋m）g，与水平力F的大小变化无关，选项A错误；对A受力分析如图所示，由共点力的平衡条件，垂直于斜面方向FN＝Fsinθ＋mgcosθ，F＝0时，B对A支持力的最小值FNmin＝mg，F＝mg时，B对A支持力的最大值FNmax＝mg，由牛顿第三定律知，A对B压力的最小值为mg，最大值为mg，选项B正确；平行于斜面方向，当F＝0时，斜面对物体的静摩擦力Ff＝mgsinθ＝mg，故当0≤Fcosθ≤mgsinθ，即0≤F≤mgtanθ＝mg时，Ff＝mgsinθ－Fcosθ，则0≤Ff≤mg，A所受摩擦力的最小值为0，最大值为mg；当mg

10．（2017·湖北黄冈模拟）如图所示，将三个完全相同的光滑球用不可伸长的细线悬挂于O点并处于静止状态．已知球半径为R，重为G，线长均为R.则每条细线上的张力大小为（　B　）

A．2GB．G

C．GD．G

解析本题O点与各球心的连线及各球心连线，构成一个边长为2R的正四面体，如图甲所示（A、B、C为各球球心），O′为ABC的中心，

设∠OAO′＝θ，由几何关系知O′A＝R，

由勾股定理得OO′＝＝R，

对A处球受力分析有Fsinθ＝G，又sinθ＝，

解得F＝G，故只有B项正确．

11．（2017·河北衡水模拟）如图所示，A、B、C、D为四个完全相同的光滑圆柱体，质量均为m，两块相同的光滑竖直挡板在大小相等的水平推力F作用下使四个圆柱体处于静止状态．已知当地的重力加速度为g.则有（　A　）

A．力F的最小值为mg

B．力F的最大值为mg

C．B球对A球的弹力大小等于mg

D．若减小F，则B和A之间的弹力增大

解析当A球与B球之间的弹力等于零时，F最小，对B球受力分析，如图所示．

根据几何关系可知θ＝30°，则tan30°＝，

解得F＝mg，所以F的最小值为mg，

故选项A正确，B错误；

B球对A球的弹力大小可以等于零，故选项C错误；

当F＞mg时，A对B有弹力作用，

若减小F，则B和A之间的弹力减小，

当F＝mg时，A、B之间的弹力为零，故D错误．

12．（2017·江西师大附中、鹰潭一中4月联考）如图所示，质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上，两轻杆等长，杆与滑块，杆与杆间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C，整个装置处于静止状态，设杆与水平面间的夹角为θ.下列说法正确的是（　B　）

A．当m一定时，θ越小，滑块对地面的压力越大

B．当m一定时，θ越大，轻杆受力越小

C．当θ一定时，M越大，滑块与地面间的摩擦力越大

D．当θ一定时，M越小，可悬挂重物C的质量m越大

解析将C的重力按照作用效果分解，如图所示．根据平行四边形定则有F1＝F2＝＝，

故m一定时，θ越大，轻杆受力越小，故选项B正确；

对A、B、C整体分析可知，对地压力与θ无关，故选项A错误．

对A分析，受重力、杆的推力、支持力和向右的静摩擦力，根据平衡条件有Ff＝F1cosθ＝，与M无关，故选项C错误；只要动摩擦因数足够大，即可满足F1cosθ≤μF1sinθ，不管M多大，M都不会滑动，故选项D错误．

13.（2017·湖北重点中学高三第二次联考）如图所示，静止在水平地面上的斜面体质量为M，一质量为m的物块恰能沿斜面匀速下滑，若对物块施以水平向右的拉力F，物块m仍能沿斜面运动．则以下判断正确的是（　B　）

A．物块m仍将沿斜面匀速下滑

B．物块m将沿斜面加速下滑

C．地面对斜面M有向左的摩擦力

D．地面对斜面的支持力等于（M＋m）g

解析物块m恰能匀速下滑，则物块m受到的支持力和摩擦力的合力竖直向上，大小等于mg，且μ＝tanθ（θ为斜面体倾角），施加水平外力F后，物块m受到的支持力和摩擦力的合力仍竖直向上，但合力小于mg，对物块m受力分析易知，物块m做加速运动，选项A错误，B正确；对于斜面体M，物块m对它的压力和摩擦力的合力竖直向下，合力小于mg，对斜面体M受力分析易知，地面对斜面体M的摩擦力为0，支持力小于（m＋M）g，选项C、D错误．

14．（2017·黑龙江哈尔滨质检）（多选）如图甲所示，A为一截面为等腰三角形的斜劈，其质量为M，两个底角均为30°.两个完全相同、质量均为m的小物块p和q恰好能沿两斜面匀速下滑．现在若对两物体同时施加一平行于侧面的恒力F1、F2，且F1>F2，如图乙所示，则在p和q下滑的过程中下列说法正确的是（　AD　）

A．斜劈A仍旧保持静止，且不受到地面的摩擦力作用

B．斜劈A仍旧保持静止，且受到地面向右的摩擦力作用

C．斜劈A仍旧保持静止，对地面的压力大小为（M＋m）g

D．斜劈A仍旧保持静止，对地面的压力大小大于（M＋m）g

解析起初两物块沿斜面匀速下滑，p、q及斜劈组成的整体处于平衡状态，则水平方向斜劈不受场面的静摩擦力作用，竖直方向上斜劈的作用力不变，斜劈受力情况不变，即A依然不受地面的摩擦力作用，且A对地面的压力大小仍为（M＋2m）g大于（M＋m）g，故选项A、D正确．

15．（2017·江苏卷）如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R.C的质量为m、A、B的质量都为，与地面间的动摩擦因数均为μ.现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面．整个过程中B保持静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.求：

（1）未拉A时，C受到B作用力的大小F；

（2）动摩擦因数的最小值μmin；

（3）A移动的整个过程中，拉力做的功W.

解析

（1）C受力平衡2Fcos30°＝mg，解得F＝mg.

（2）C恰好降到地面时，B受C压力的水平分力最大Fxmax＝mg，B受地面的摩擦力Ff＝μmg，根据题意Ffmin＝Fxmax，解得μmin＝.（3）C下降的高度h＝（－1）R，A的位移x＝2（－1）R，摩擦力做功的大小WFf＝Ffx＝2（－1）μmgR，根据动能定理W－WFf＋mgh＝0－0，解得W＝（2μ－1）（－1）mgR.

答案

（1）mg　

（2）　（3）（2μ－1）（－1）mgR