届高考物理第一轮复习 第2章 相互作用 专题强化练2.docx

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届高考物理第一轮复习第2章相互作用专题强化练2

专题强化练二　

A　对点训练——练熟基础知识

题组一　整体法、隔离法在平衡中的应用

1．如图9所示，一光滑斜面固定在地面上，重力为G的物体在一水平推力F的作用下处于静止状态．若斜面的倾角为θ，则（　　）．

图9

A．F＝Gcosθ

B．F＝Gsinθ

C．物体对斜面的压力FN＝Gcosθ

D．物体对斜面的压力FN＝

解析　物体所受三力如图所示，根据平衡条件，F、FN′的合力与重力等大反向，有F＝Gtanθ，FN＝FN′＝

，故只有D选项正确．

答案　D

2．如图10所示，A和B两物块的接触面是水平的，A与B保持相对静止一起沿固定斜面匀速下滑，在下滑过程中B的受力个数为（　　）．

图10

A．3个　　　　B．4个

C．5个　　　　D．6个

解析　A与B相对静止一起沿斜面匀速下滑，对A进行受力分析可知，A、B间无摩擦力，只存在正压力；再对B受力分析，可知B受到的力有：

重力GB、A对B的压力、斜面对B的支持力和摩擦力4个力作用，故选项B正确．

答案　B

3．（2013·苏州模拟）三个质量均为1kg的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接，如图11所示，其中a放在光滑水平桌面上．开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止．现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止，g取10m/s2．该过程p弹簧的左端向左移动的距离是（　　）．

图11

A．4cmB．6cm

C．8cmD．10cm

解析　开始时q弹簧处于压缩状态，由胡克定律知，压缩了2cm．c木块刚好离开水平地面时，轻弹簧q中拉力为10N，由胡克定律，轻弹簧q伸长2cm；轻弹簧p中拉力为20N，由胡克定律，轻弹簧p伸长4cm．该过程p弹簧的左端向左移动的距离是2cm＋2cm＋4cm＝8cm，选项C正确．

答案　C

4．如图12所示，球A重G1＝60N，斜面体B重G2＝100N，斜面倾角为30°，一切摩擦均不计．则水平力F为多大时，才能使A、B均处于静止状态？

此时竖直墙壁和水平面受到的压力各为多大？

图12

解析　方法一　（隔离法）　分别对A、B进行受力分析，建立直角坐标系如图甲、乙所示，由共点力平衡条件可得

对A有F2sin30°＝F1，F2cos30°＝G1

对B有F＝F2′sin30°，F3＝F2′cos30°＋G2

其中F2和F2′是一对相互作用力，即F2＝F2′

代入数据，联立解得F＝F1＝20

N，F3＝160N

由牛顿第三定律可知，竖直墙壁和水平面受到的压力分别为20

N、160N．

方法二　（整体法）　将A、B视为一个整体，该整体处于静止状态，所受合力为零．对整体进行受力分析如图丙所示，由平衡条件得

F＝F1，F3＝G1＋G2＝160N

再隔离B进行受力分析如图乙所示，由平衡条件可得F＝F2′sin30°

F3＝F2′cos30°＋G2

联立解得F2′＝40

N，F1＝F＝20

N

由牛顿第三定律可知，竖直墙壁和水平面受到的压力分别为20

N、160N．

答案　20

N　20

N　160N

题组二　合成法、效果分解法、正交分解法的应用

5．如图13所示，一轻绳的两端分别固定在不等高的A、B两点，现用另一轻绳将一物体系于O点，设轻绳AO、BO相互垂直，α>β，且两绳中的拉力分别为FA、FB，物体受到的重力为G，下列表述正确的是（　　）．

图13

A．FA一定大于G

B．FA一定大于FB

C．FA一定小于FB

D．FA与FB大小之和一定等于G

解析　物体受力分析如图所示，由三力平衡的知识可知，FA、FB的合力大小等于G，方向竖直向上，FA＝Gsinα，FB＝Gsinβ．故FA一定小于G，A选项错误；因为α>β，故FA一定大于FB，B选项正确，C选项错误；FA与FB大小之和大于G，D选项错误．

答案　B

6．如图14所示，一直杆倾斜固定，并与水平方向成30°的夹角；直杆上套有一个质量为0．5kg的圆环，圆环与轻弹簧相连，在轻弹簧上端施加一竖直向上、大小F＝10N的力，圆环处于静止状态，已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为0．7，g＝10m/s2．下列说法正确的是（　　）．

图14

A．圆环受到直杆的弹力，方向垂直直杆向上

B．圆环受到直杆的弹力大小等于2．5N

C．圆环受到直杆的摩擦力，方向沿直杆向上

D．圆环受到直杆的摩擦力大小等于2．5N

解析　对小环受力分析如图所示：

由于F＝10N>mg＝5N，所以杆对环的弹力FN垂直杆向下，杆对环还有沿杆向下的静摩擦力Ff，则FN与Ff的合力应竖直向下，大小为F合＝F－mg＝5N，所以FN＝F合cos30°＝

N，Ff＝F合sin30°＝2．5N．综上可知选项D正确．

答案　D

7．（2013·湖北八市联考）一个倾角为45°的斜面固定于竖直墙上，为使质量分布均匀的光滑铁球静止在如图15所示的位置，需用一个水平推力F作用于球体上，F的作用线通过球心．设球体的重力为G，竖直墙对球体的弹力为FN1，斜面对球体的弹力为FN2，则以下结论正确的是（　　）．

图15

A．FN2＜GB．FN1＝F

C．G≤FD．FN2一定大于FN1

解析　画出球体的受力示意图，由物体平衡条件可知，FN2>G，FN1

答案　C

题组三　假设法在平衡中的应用

8．人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，如图16所示．以下说法正确的是（　　）．

图16

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相同

解析　人在竖直方向上受到重力和支持力作用，水平方向上是否受摩擦力作用呢？

假设人受到水平向左的静摩擦力作用，而人做匀速运动，故所受合外力为零，故水平方向不应该受力，即人不受摩擦力的作用．

答案　A

9．如图17所示，固定斜面上有一光滑小球，分别与一竖直轻弹簧P和一平行斜面的轻弹簧Q连接着，小球处于静止状态，则关于小球所受力的个数不可能的是（　　）．

图17

A．1B．2

C．3D．4

解析　设斜面倾角为θ，小球质量为m，假设轻弹簧P对小球的拉力恰好等于小球重力mg，则小球受二力平衡；假设轻弹簧Q对小球的拉力等于mgsinθ，小球受到重力、弹簧Q的拉力和斜面的支持力作用，三力平衡；假设两个弹簧对小球都施加了拉力，那么除了重力，小球只有再受到斜面的支持力才能保证其受力平衡，即四力平衡；小球只受单个力的作用，合力不可能为零，小球不可能处于静止状态．

答案　A

10．如图18所示，在斜面上，木块A与B的接触面是水平的．绳子呈水平状态，两木块均保持静止．则关于木块A和木块B可能的受力个数分别为（　　）．

图18

A．2个和3个B．3个和4个

C．4个和4个D．4个和6个

解析　

（1）假设绳子的拉力为零，以A、B为研究对象，B和斜面之间一定有静摩擦力，A、B的受力图如图，所以选项A错误．

（2）假设绳子上有拉力，对A、B分别画受力图可知，A受到重力、B对A的支持力、绳子的拉力和B对A的静摩擦力而平衡，B受到重力、A对B的压力、斜面对B的支持力和A对B的静摩擦力，斜面对B的摩擦力可有可无，所以选项C正确．

答案　C

题组四　图解法在平衡中的应用

11．作用于O点的三力平衡，设其中一个力大小为F1，沿y轴正方向，力F2大小未知，与x轴负方向夹角为θ，如图19所示．下列关于第三个力F3的判断中正确的是（　　）．

图19

A．力F3只能在第四象限

B．力F3与F2夹角越小，则F2和F3的合力越小

C．F3的最小值为F1cosθ

D．力F3可能在第一象限的任意区域

解析　O点受三力平衡，因此F2、F3的合力大小等于F1，方向与F1相反，故B错误；作出平行四边形，由图可以看出F3的方向范围为第一象限中F2反方向下侧及第四象限，故A、D错；当F3⊥F2时，F3最小，F3＝F1cosθ，故C正确．

答案　C

12．如图20所示，用OA、OB两根轻绳将物体悬于两竖直墙之间，开始时OB绳水平．现保持O点位置不变，改变OB绳长使绳端由B点缓慢上移至B′点，此时绳OB′与绳OA之间的夹角θ<90°．设此过程中绳OA、OB的拉力分别为FOA、FOB，下列说法正确的是（　　）．

图20

A．FOA逐渐增大B．FOA逐渐减小

C．FOB逐渐增大D．FOB逐渐减小

解析　以O点为研究对象，进行受力分析，其中OA绳拉力方向不变，OA绳、OB绳拉力的合力方向竖直向上，大小等于物体的重力，始终不变，根据力的矢量三角形定则可知，FOA逐渐减小，FOB先减小后增大，如图所示，选项B正确，A、C、D错误．

答案　B

B　深化训练——提高能力技巧

13．一个光滑的圆球搁在光滑的斜面和竖直的挡板之间，如图21所示．斜面和挡板对圆球的弹力随斜面倾角α变化而变化，故（　　）．

图21

①斜面弹力FN1的变化范围是（mg，＋∞）

②斜面弹力FN1的变化范围是（0，＋∞）　③挡板的弹力FN2的变化范围是（0，＋∞）　④挡板的弹力FN2的变化范围是（mg，＋∞）

A．①③B．①④

C．②③D．②④

解析　圆球受3个力，其中重力的大小和方向均为确定的；挡板对圆球的弹力FN2的方向始终是水平的，亦为确定的；而斜面对圆球的作用力的大小和方向均在变化中．但是，不论α如何变动，只要α取一个确定的值，圆球就在三力作用下处于平衡状态，此三力就组成一个封闭的矢量三角形，如图所示．

因为0<α<90°，所以FN1>mg，FN2>0．

当然，也可以由FN1＝

，FN2＝mgtanα解出．

因此，正确答案为①③．

答案　A

14．如图22所示，一铁球用一轻绳悬挂于O点，用力F拉住小球，要使轻绳与竖直方向保持66°角不变，且F最小，则F与竖直方向的夹角θ应为（　　）．

图22

A．90°B．66°

C．24°D．0°

解析　要使轻绳与竖直方向保持66°角不变，根据图解法可以分析得出，当F与绳垂直时所需要的拉力最小，即θ＝24°．

答案　C