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力与物体的平衡1明朝谢肇淛五杂组中记载:“明姑苏虎丘寺庙倾侧,议欲正之,非万缗不可。一游僧见之,曰:无烦也,我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力FN,则A. 若F一定,大时大B. 若F一定,小时大C. 若一定,F大时大D. 若一定,F小时大【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题(天津卷)【答案】 BC则, ,故解得,所以F一定时, 越小, 越大; 一定时,F越大, 越大,BC正确;【点睛】由于木楔处在静止状态,故可将力F沿与木楔的斜面垂直且向上的方向进行分解,根据平行四边形定则,画出力F按效果分解的图示并且可据此求出木楔对A两边产生的压力对力进行分解时,一定要分清力的实际作用效果的方向如何,再根据平行四边形定则或三角形定则进行分解即可矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃軔朧碍鳝绢懣硯涛镕頃赎巯驂雞虯从躜鞯烧。2【2017新课标卷】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: ( )聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸測樅锯鳗鲮詣鋃陉蛮苎覺藍驳驂签拋敘睑绑。ABCD【答案】C【考点定位】物体的平衡【名师点睛】此题考查了正交分解法在解决平衡问题中的应用问题;关键是列出两种情况下水平方向的平衡方程,联立即可求解。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟婭骒東戇鳖納们怿碩洒強缦骟飴顢歡窃緞駔蚂。3【2016浙江卷】如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为v的超声波,超声波经反射后返回,被测量仪接收,测量仪记录发射和接收的时间间隔。质量为M0的测重台置于压力传感器上,传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时,测量仪记录的时间间隔为t0,输出电压为U0,某同学站上测重台,测量仪记录的时间间隔为t,输出电压为U,则该同学身高和质量分别为: ( )酽锕极額閉镇桧猪訣锥顧荭钯詢鳕驄粪讳鱸况閫硯浈颡閿审詔頃緯贾。Av(t0t),Bv(t0t),C v(t0t),D v(t0t), 【答案】D【考点定位】物体的平衡;传感器及速度的计算问题【名师点睛】此题以身高体重测量仪为背景,考查了物体的平衡、传感器及速度的计算问题。解本题的关键是搞清测量的原理,然后联系物理知识列方程解答;此题难度不大彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑诒尔肤亿鳔简闷鼋缔鋃耧泞蹤頓鍥義锥柽鳗铟。4【2016全国新课标卷】(多选)如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态。若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则: ( )謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔點鉍杂篓鳐驱數硯侖葒屜懣勻雏鉚預齒贡缢颔。A绳OO的张力也在一定范围内变化B物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化【答案】BD【解析】物块b始终保持静止,可知物块a也始终保持静止,滑轮两侧绳子的夹角也不变,可知连接物块a和b的绳的张力等于物块a的重力,所以连接物块a和b的绳的张力保持不变,夹角不变,所以,绳OO的张力也不变,故A、C错误;对物块b进行受力分析如图所示,可知,若F方向不变,大小在一定范围内变化时,重力mg和绳子的拉力FT保持不变,所以,物块b所受到的支持力也在一定范围内变化,物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化,故B、D正确。厦礴恳蹒骈時盡继價骚卺癩龔长鳏檷譴鋃蠻櫓鑷圣绋閼遞钆悵囅为鹬。【考点定位】共点力作用下物体的平衡、力的动态分析【名师点睛】本题主要考查共点力作用下物体的平衡、力的动态分析。当有多个物体相互作用而平衡时,应注意灵活选择研究对象,可以让题目变得更简洁明晰,此题的难点是对选项A的判断。茕桢广鳓鯡选块网羈泪镀齐鈞摟鳎饗则怿唤倀缀倉長闱踐識着純榮詠。9如图所示,带有孔的小球A套在粗糙的倾斜直杆上,与正下方的小球B通过轻绳连接,处于静止状态给小球B施加水平力F使其缓慢上升,直到小球A刚要滑动在此过程中( )鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴縈诘聾諦鳍皑绲讳谧铖處騮戔鏡謾维覦門剛慘。A水平力F的大小不变B杆对小球A的支持力不变C杆对小球A的摩擦力先变小后变大D轻绳对小球B的拉力先变大后变小【答案】 C【解析】【详解】随着的增加,拉力F和细线张力T均增加,故AD错误;再对A、B球整体分析,受重力、拉力F、支持力N和静摩擦力f,如图所示:籟丛妈羥为贍偾蛏练淨槠挞曉养鳌顿顾鼋徹脸鋪闳讧锷詔濾铩择觎測。10如图所示,质量为M、半径为R的半圆形球体A放在水平地面上,通过最高点处的钉子用水平轻质细线拉住一质量为m,半径为r的光滑球B,A、B均静止,则預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴買闥龅绌鳆現檳硯遙枨纾釕鴨鋃蠟总鴯询喽箋。AB对A的压力大小为B细线对小球的拉力大小为CA对地面的压力大小为D地面对A的摩擦力大小为mg【答案】 B【解析】【详解】对小球受力分析,如图所示:根据平衡条件,有:,T=mgtan,其中cos=,tan=;故:F=mg,T=mg,故A错误,B正确;对AB整体受力分析,受重力和支持力,相对地面无相对滑动趋势,故不受摩擦力,根据平衡条件,支持力等于整体的重力,为(M+m)g;根据牛顿第三定律,整体对地面的压力与地面对整体的支持力是相互作用力,大小相等,故对地面的压力等于(M+m)g,故CD错误;故选B。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦鋇絨钞陉鳅陸蹕銻桢龕嚌谮爺铰苧芻鞏東誶葦。【点睛】本题关键是采用整体法和隔离法,受力分析后根据平衡条件列式分析11重为的两个完全相同的小球,与水平面间的动摩擦因数均为.竖直向上的较小的力作用在连接两球轻绳的中点,绳间的夹角=60O,如图所示,缓慢增大到两球刚要运动的过程中,下列说法正确的是 ( )铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡缝勵罴楓鳄烛员怿镀鈍缽蘚邹鈹繽駭玺礙層談。A地面对球的支持力变大B球刚开始运动时,地面对球没有支持力C地面对球的摩擦力变小D球刚开始运动时,球受到的摩擦力最大【答案】 D【解析】【详解】12如图所示,小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上,小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上,两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连,两球均处于静止状态,已知B球质量为m,O点在半圆柱体圆心O1的正上方,OA与竖直方向成30角,OA长度与半圆柱体半径相等,OB与竖直方向成45角,则下列叙述正确的是擁締凤袜备訊顎轮烂蔷報赢无貽鳃闳职讳犢繒笃绨噜钯組铷蟻鋨赞釓。A小球A、B受到的拉力TOA与TOB相等,且TOATOBB弹簧弹力大小CA球质量为D光滑半圆柱体对A球支持力的大小为mg【答案】 C【解析】【详解】C、D、对A分析,如图所示:由几何关系可知拉力TOA和支持力N与水平方向的夹角相等,夹角为60,则N和T相等,有:2TOAsin60=mAg,贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷鯛汉鼉匮鲻潰馒鼋餳攪單瓔纈釷祕譖钭弯惬閻。解得:,由对称性可得:,故C正确,D错误.故选C. 【点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡进行求解本题采用隔离法研究比较简便5(多选)如图所示,形状和质量完全相同的两个圆柱体a、b靠在一起,表面光滑,重力为G,其中b的下半部刚好固定在水平面MN的下方,上边露出另一半,a静止在平面上现过a的轴心施加一水平作用力F,可缓慢的将a拉离平面一直滑到b的顶端,对该过程分析,则应有()坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚跻馱釣缋鲸鎦潿硯级鹉鄴椟项邬瑣脐鯪裣鄧鯛。Aa、b的压力开始最大为2G,而后逐渐减小到GB开始时拉力F最大为,以后逐渐减小为0C拉力F先增大后减小,最大值是GDa、b间的压力由0逐渐增大,最大为G【答案】 AB【解析】对于a球:a球受到重力G、拉力F和b球的支持力N6(多选)如图所示,竖直平面内放一直角杆,杆的水平部分粗糙,杆的竖直部分光滑,两部分各套有质量均为1kg的小球A和B,A、B间用细绳相连,A与水平杆之间的动摩擦因数=0.2,初始A、B均处于静止状态,已知:OA=3m,OB=4m若A球在水平拉力F的作用下向右缓慢地移动1m(取g=10m/s2),那么该过程中( )蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘籜葦繯颓鲷洁遲銻鹂迳睁張晕辯滾癰學鸨朮刭。A小球A受到的摩擦力大小为7.5NB小球B上升的距离为1mC拉力F做功为12JD拉力F做功为14J【答案】 BD【解析】对AB整体受力分析,受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的弹力,如图,根据共点力平衡条件,有竖直方向:,水平方向:,其中,解得,A错误;移动前,绳长,A球移动1m后,OA=4m,故OB长为,所以小球B上升1m,B正确;对整体在整个运动过程中运用动能定理列式,得到,故有,C错误D正确 買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄届嬌擻歿鲶锖够怿輿绸養吕諄载殘撄炜豬铥嵝。7如图所示,一粗糙斜面的倾角=37,物体与斜面间的动摩擦因素=0.5,一质量为m=5kg的物块在一水平力F的作用下静止在斜面上,g取10 m/s2,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,求:綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴飙钪麦蹣鲵殘荩讳创户軾鼹麗躑時嘮犖鈞泞椁。(1)要使物体恰能静止在斜面上(即与斜面没有相对滑动的趋势),F应为多大;(2)要使物体静止在斜面上,F应在什么范围内。【答案】 (1)37.5N(2)9.09NF100N【解析】试题分析:(1)要使物体恰能静止在斜面上。则摩擦力为零考点:物体的平衡8如图所示,质量M=2kg的木块套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量m=kg的小球相连。今用跟水平方向成a=300角的力F=10N,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,取g=10m/s2。求:驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦諑琼针咙鲲鏵鲠黾诂鰒猫餑矫赖懾鷗邻嫱鏹癣。(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角;(2)木块与水平杆间的动摩擦因数。【答案】 (1),即 (2)个题。【解析】试题分析:(1)以球为研究对象,其受力如图所示据共点力平衡条件得 Fcos 30FTcos 0Fsin 30FTsin mg解得FT10 N,30.(2)以木块M为研究对象,其受力如图所示1两根圆柱形长直木杆AB和CD相互平行,斜靠在竖直墙壁上把一摞瓦放在两木杆构成的滑轨上,瓦将沿滑轨滑到低处,在实际操作中发现瓦滑到底端处时速度较大,有可能摔碎,为了防止瓦被损坏,下列措施可行的是( )猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑献鵬缩职鲱样犧硯嬸軼產锺銪貸崳门騭荧愛缪。A适当减少两杆之间的距离B适当增大两杆之间的距离C增多每次运送瓦的块数D减少每次运送瓦的块数【答案】 B【解析】【详解】2如图所示,物体G用两根绳子悬挂,开始时绳OA水平,现将两绳同时顺时针转过90
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