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docWord文档下载推荐.docx
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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-
[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
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.
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.
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.
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.
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( )
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.
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°
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°
=0.8.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≥