高考物理大二轮复习专题一力与运动专题跟踪训练力与物体的平衡doc.docx

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高考物理大二轮复习专题一力与运动专题跟踪训练力与物体的平衡doc

专题跟踪训练

（一）力与物体的平衡

一、选择题

1．（2018·石家庄质检二）可视为球形的雨滴在空中的下落过程可视为先加速后匀速的直线运动，已知雨滴下落过程中所受空气阻力的大小与其下落速度的平方及其横截面积（雨滴上垂直速度方向的最大面积）的乘积成正比．若空中两个正在匀速下落的雨滴直径之比为2∶3，则此时的速度之比为（　　）

A.

B.

C.

D.

[解析]　匀速下落的雨滴所受重力大小与空气阻力大小相等，则mg＝kv2S，而雨滴质量m＝ρV＝

πρd3，S＝

πd2，由以上三式得

＝

可知，

为定值，所以速度之比等于直径的平方根之比，即雨滴直径之比为2∶3时，速度之比为

，A项正确．

[答案]　A

2．（2017·全国卷Ⅱ）如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动．若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动．物块与桌面间的动摩擦因数为（　　）

A．2－

B.

C.

D.

[解析]　本题考查物体受力分析、滑动摩擦力、物体的平衡．物块在水平力F作用下做匀速直线运动，其受力如图甲所示

由平衡条件：

F＝f、FN＝mg

而f＝μFN＝μmg

即F＝μmg

当F的方向与水平面成60°角时，其受力如图乙

由平衡条件：

Fcos60°＝f1

f1＝μFN1＝μ（mg－Fsin60°）

联立解得μ＝

，选项C正确．

[答案]　C

3.（2018·郑州第二次质量预测）如图所示，斜面体B放在粗糙的水平面上，物块A放在粗糙的斜面体B上，轻质弹簧两端分别与物块A及固定在斜面体底端的挡板拴接，初始时A、B静止，弹簧处于压缩状态．现用力F沿斜面向上拉A，但A、B均保持静止．下列说法正确的是（　　）

A．弹簧对挡板的弹力减小

B．A、B之间的摩擦力减小

C．水平面对B的摩擦力不变

D．斜面体B对水平面的压力减小

[解析]　由于A、B均保持静止，弹簧长度没有改变，根据胡克定律，弹簧对挡板的弹力不变，选项A错误；初始时A、B静止，若弹簧对A的弹力刚好等于A重力沿斜面向下的分力，则A、B之间的摩擦力为零，用力F沿斜面向上拉A时，则A、B之间的摩擦力增大，选项B错误；初始时A、B静止，对A、B整体受力分析，则水平面对斜面体的摩擦力为零，用力F沿斜面向上拉A时，A、B均保持静止，对A、B整体受力分析，由平衡条件可知，水平面对B的摩擦力不为零，方向向右，水平面对斜面体的支持力减小，根据牛顿第三定律，斜面体对水平面的压力减小，选项C错误，D正确．

[答案]　D

4．（2018·南昌一模）（多选）如图所示，不可伸长的轻绳AO和BO下端共同系一个物体P，且绳长AO>BO，A、B两端点在同一水平线上，开始时两绳刚好绷直，绳AO、BO的拉力大小分别设为FA、FB.现保持A、B端点在同一水平线上，在A、B缓慢向两侧远离的过程中，关于两绳拉力的大小随A、B间距离的变化情况是（　　）

A．FA随距离的增大而一直增大

B．FA随距离的增大而一直减小

C．FB随距离的增大而一直增大

D．FB随距离的增大先减小后增大

[解析]　开始时两绳刚好绷直，绳AO中的拉力FA＝0，BO中的拉力大小FB＝mg.在A、B缓慢向两侧远离的过程中，力的矢量三角形如图所示，可得FA随距离的增大而一直增大，FB随距离的增大先减小后增大，选项BC错误，AD正确．

[答案]　AD

5．（2018·兰州高三诊断）一质量为m的物体用一根足够长的细绳悬吊于天花板上的O点，现用一光滑的金属钩子勾住细绳，水平向右缓慢拉动细绳（钩子与细绳的接触点A始终在一条水平线上），下列说法正确的是（　　）

A．钩子对细绳的作用力始终水平向右

B．OA段绳上的力逐渐增大

C．钩子对细绳的作用力先减小后增大

D．钩子对细绳的作用力不可能等于

mg

[解析]　细绳用光滑的钩子勾住，则在细绳上各点的力的大小处处相等，即OA段绳上的拉力大小始终等于物体的重力mg，B错误；钩子对细绳的拉力大小等于两段细绳拉力的合力，显然钩子对细绳的作用力方向不是始终水平向右，A错误；水平向右缓慢拉动细绳的过程中，OA段与竖直段的细绳的夹角逐渐减小，因此两段细绳拉力的合力逐渐增大，即钩子对细绳的作用力逐渐增大，C错误；当两段细绳的夹角为90°时，两段细绳拉力的合力大小为

mg，由于拉动的过程中，两段细绳的夹角不可能等于90°，因此钩子对细绳的作用力不可能等于

mg，D正确．

[答案]　D

6.（2018·重庆高三调研）如图所示，上表面水平的物块M，刚好在固定的足够长的斜面上匀速下滑．现把另一物块N轻轻地放在M的上表面上，下列说法正确的是（　　）

A．两物块M、N一起匀速向下滑动

B．两物块M、N一起加速向下滑动

C．物块M所受的合外力变大

D．物块M所受的合外力变小

[解析]　设M的质量为m1，斜面的倾角为θ，未放N时，对M受力分析，受重力m1g、支持力FN、滑动摩擦力Ff.对M由力的平衡有FN＝m1gcosθ、Ff＝m1gsinθ，且Ff＝μFN′，FN′＝FN，则得m1gsinθ＝μm1gcosθ，故μ＝tanθ；由于物块N轻轻地叠放在M上，相当于增大M的重力，上面的等式关系仍然成立，则两物块M、N仍一起匀速下滑，A正确，B错误；物块M所受的合外力始终为零，CD错误．

[答案]　A

7.（2018·惠州市三调）如图所示，A是一质量为M的盒子，B的质量为

，A、B用跨过光滑定滑轮的细绳相连，A置于倾角为θ＝30°的粗糙斜面上，定滑轮左侧细绳平行于斜面，B悬于斜面之外处于静止状态．现在向A中缓慢加入砂子，整个系统始终保持静止，则在加入砂子的过程中，以下说法正确的是（　　）

A．A所受的合力增大

B．A对斜面的压力逐渐减小

C．A所受的摩擦力先逐渐增大后逐渐减小

D．未加砂子前，A与斜面间没有摩擦力的作用

[解析]　整个系统始终保持静止，则A所受的合力始终为零，A错误；A对斜面的压力等于A及砂子的总重力沿垂直于斜面方向的分力，随着砂子质量的增加，A对斜面的压力逐渐增大，B错误；未加砂子时，A所受的重力沿斜面向下的分力为Mgsinθ＝0.5Mg，等于绳子的拉力，A相对斜面没有运动趋势，即摩擦力为零，当向A中缓慢加入砂子时，A有沿斜面向下运动的趋势，受到沿斜面向上的静摩擦力，随着砂子质量的增加，A所受的摩擦力一直增大，C错误，D正确．

[答案]　D

8.一轻绳一端系在竖直墙上M处，另一端系一质量为m的物体A，将一轻质光滑圆环O穿在轻绳上，并用力F拉住圆环上一点，如图所示．现使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，则在这一过程中，力F、绳中张力FT和力F与水平方向的夹角θ的变化情况是（　　）

A．F保持不变，FT逐渐增大，夹角θ逐渐减小

B．F逐渐增大，FT保持不变，夹角θ逐渐增大

C．F逐渐减小，FT保持不变，夹角θ逐渐减小

D．F保持不变，FT逐渐减小，夹角θ逐渐增大

[解析]　物体A始终处于平衡状态，由受力分析知，OA、OM绳的张力FT总和与物体重力大小相等，F的方向一定与环两侧绳夹角的平分线共线；环两侧绳夹角越大，绳中张力的合力越小，F越小，θ越小，C对．

[答案]　C

9．重力都为G的两个小球A和B用三段轻绳如图连接后悬挂在O点上，O、B间的绳子长度是A、B间的绳子长度的2倍，将一个拉力F作用到小球B上，使三段轻绳都伸直且O、A间和A、B间的两段绳子分别处于竖直和水平方向上，则拉力F的最小值为（　　）

A.

GB.

GC．GD.

G

[解析]　对A球受力分析可知，因O、A间绳竖直，则A、B间绳上的拉力为0.对B球受力分析如图所示，则可知当F与O、B间绳垂直时F最小，Fmin＝Gsinθ，其中sinθ＝

＝

，则Fmin＝

G，故A项正确．

[答案]　A

10．（多选）如图所示，两个带电小球A、B分别处于光滑绝缘的竖直墙面和斜面上，且在同一竖直平面内．用水平向左的推力F作用于B球，两球在图示位置静止．现将B球沿斜面向上移动一小段距离，发现A球随之向上移动少许，两球在虚线位置重新平衡．重新平衡后与移动前相比，下列说法正确的是（　　）

A．墙面对A的弹力变小

B．斜面对B的弹力不变

C．推力F变大

D．两球之间的距离变大

[解析]　利用整体法可知，斜面对B球支持力的竖直分量等于A、B两带电小球的重力之和，斜面倾角不变，斜面对B球支持力不变，故斜面对B的弹力不变，B选项正确；库仑力与竖直方向的夹角变小，而竖直分量不变，故库仑力变小，A、B间的距离变大，故D正确；因库仑力水平分量减小，故A正确，C错误．

[答案]　ABD

二、非选择题

11.如图所示，楔形斜面体倾角为37°，其BC长为0.8m，AB宽为0.6m，一重为25N的木块原先在斜面体上部，它与斜面间的动摩擦因数为0.6，要使木块沿对角线AC方向匀速下滑，（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），需要对它施加方向平行于斜面的力F，求F的大小和方向．

[解析]　木块对斜面的压力大小为FN＝mgcos37°＝25×0.8N＝20N，所受滑动摩擦力大小为：

f＝μFN＝0.6×20N＝12N，重力沿斜面向下的分量：

mgsin37°＝25×0.6N＝15N

在斜面这一平面内，f、F与重力沿斜面向下的分量mgsinθ，三力合力为零，则由平行四边形法则：

F＝

＝9N

由正弦定理得：

＝

，故α＝90°

即F平行于斜面与AC垂直．

[答案]　9N　F垂直于AC方向

12．（2018·广东佛山模拟）如图所示的平行金属导轨，倾角θ＝37°，导体棒MN、PQ分别与导轨垂直放置，质量分别为m1和m2，MN与导轨的动摩擦因数μ＝0.5，PQ与导轨无摩擦，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，装置整体置于方向垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场中，现将导体棒PQ由静止释放（设PQ离底端足够远）．取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.试分析m1与m2应该满足什么关系，才能使导体棒MN在导轨上运动．

[解析]　释放PQ，回路中产生由P—Q—N—M—P的感应电流，对MN棒受力分析如图甲所示．

令F1cosθ－μ（m1g＋F1sinθ）＝0，解得F1＝m1g

要使MN能够运动必须满足F安≥m1g

两导体棒所受到的安培力大小相同，对PQ棒受力分析如图乙所示．当导体棒PQ有最大速度时有F2＝m2gsinθ

即PQ受到的安培力F安≤m2gsinθ

故要使导体棒MN在导轨上运动须满足m2≥

m1

[答案]　m2≥

m1