届高考物理二轮复习精讲精练 课时冲关练一 第1讲 力与物体的平衡Word文档格式.docx
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漳州一模)如图甲所示,笔记本电脑散热底座一般置有四个卡位用来调节角度。
某同学将电脑放在散热底座上,为了获得更好的舒适度,由原卡位1缓缓调至卡位4(如图乙所示),笔记本电脑始终处于静止状态,则 ( )
A.电脑受到的摩擦力变大
B.电脑对散热底座的压力变小
C.散热底座对电脑的作用力大小之和等于其重力
D.散热底座对电脑的作用力的合力不变
【解析】选D。
电脑受到三个力作用,摩擦力大小f=mgsinθ,θ为倾角,角度减小,则f减小,A错误;
压力大小N=mgcosθ,θ减小,则N增加,B错误;
散热底座对电脑的作用力的矢量和与其重力等大反向,D正确;
而不是代数和,C错误。
3.如图所示,一小球用轻绳悬于O点,用力F拉住小球,使悬线保持偏离竖直方向60°
角,且小球始终处于平衡状态。
为了使F有最小值,F与竖直方向的夹角θ应该是 ( )
A.90°
B.45°
C.30°
D.0°
【解析】选C。
由力的三角形定则可知,当F的方向与悬线垂直时,F最小,此时θ等于30°
C正确。
4.如图所示,物体静止在水平面上,今对物体施加一个与水平方向成θ角的斜向上的拉力F,保持θ角不变,使F从零开始逐渐增大的过程中,物体始终未离开水平面,在此过程中物体受到的摩擦力将 ( )
A.逐渐增大
B.逐渐减小
C.先逐渐增大后逐渐减小
D.先逐渐减小后逐渐增大
物体滑动前受静摩擦力,由水平方向受力平衡得Fcosθ=Ff,摩擦力随拉力的增大而增大;
物体滑动以后由摩擦力公式得Ff=μ(mg-Fsinθ),摩擦力随拉力的增大而减小。
故C正确。
5.粗细均匀的电线架在A、B两根电线杆之间。
由于热胀冷缩,电线在夏、冬两季呈现如图所示的两种形状,若电线杆始终处于竖直状态,下列说法中正确的是
( )
A.冬季,电线对电线杆的拉力较大
B.夏季,电线对电线杆的拉力较大
C.夏季与冬季,电线对电线杆的拉力一样大
D.夏季,杆对地面的压力较大
电线受到自身重力和两端电线杆的拉力作用,如图所示,根据对称性,两端拉力F大小相等,根据平衡条件,两个拉力F的合力竖直向上,大小等于重力,设拉力与竖直方向夹角为θ,则有2Fcosθ=mg,拉力F=
夏天电线拉长,θ小,拉力F小,根据相互作用,夏天,电线对电线杆的拉力较小,冬季拉力较大,选项A对,B、C错;
把电线和电线杆看作一个整体,无论冬夏,它们的重力不变,所以地面支持力不变,杆对地面压力不变,选项D错。
【加固训练】如图所示,将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O′处(O为球心),弹簧另一端与质量为m的小球相连,小球静止于P点。
已知容器半径为R,与水平面间的动摩擦因数为μ,OP与水平方向的夹角θ=30°
。
下列说法正确的是 ( )
A.容器相对于水平面有向左运动的趋势
B.容器对小球的作用力竖直向上
C.轻弹簧对小球的作用力大小为
mg
D.弹簧原长为R+
容器和小球组成的系统处于平衡状态,受力如图甲所示,容器相对于水平面没有向左运动的趋势,A错;
小球受力如图乙所示,容器对小球的作用力是支持力,指向球心O,B错;
由θ=30°
得,小球受到容器的支持力和弹簧对小球的弹力大小均为mg,C错;
题图中弹簧长度为R,压缩量为
故原长为R+
D正确。
6.(2014·
日照模拟)斜面ABC固定在水平面上,AB面光滑,BC面粗糙,AB长度是BC长度的两倍。
三个相同木块a、b、c通过轻质光滑定滑轮用细线相连,细线平行于斜面,如图所示。
用手按住c,使其静止在BC上,现撤去c所受手的作用力,下列关于木块c的判断,正确的是 ( )
A.沿BC面下滑
B.沿BC面上滑
C.仍静止,所受摩擦力为零
D.仍静止,所受摩擦力不为零
假设撤去c所受手的作用力后木块a、b、c仍静止,则对木块a、b组成的系统受力分析得绳的拉力FT=2mgsinα。
对木块c受力分析,受力情况如图所示,木块c所受重力沿斜面向下的分力等于mgsinβ,据题意知AB长度是BC长度的两倍,由三角形正弦定理得,
=
所以sinβ=2sinα,木块c沿斜面方向的合力为0。
所以木块c仍静止,所受摩擦力为零,选项C正确。
7.(2014·
厦门一模)如图,A、B两物体叠放在水平地面上,A物体m=20kg,B物体质量M=30kg。
处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁,另一端与A物体相连,弹簧处于自然状态,其劲度系数为250N/m,A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.5。
现有一水平推力F作用于物体B上使B缓慢地向墙壁移动,当移动0.2m时,水平推力F的大小为(g取10m/s2) ( )
A.350NB.300N
C.250ND.200N
【解析】选B。
缓慢地向墙壁移动,所以物体B的合力始终为零,假设A相对B静止,当移动0.2m时,弹簧的弹力大小为F弹=(250×
0.2)N=50N,此时AB间的最大摩擦力大小为f=(200×
0.5)N=100N,因为F弹<
f,所以AB间的摩擦力为静摩擦力f′=50N,由物体B的平衡得出F=μ(M+m)g+f′=(0.5×
500+50)N=300N,B正确。
8.(2014·
漳州二模)某小孩在广场游玩时,将一氢气球系在了水平地面上的砖块上,在水平风力的作用下,处于如图所示的静止状态。
若水平风速缓慢增大,不考虑气球体积及空气密度的变化,则下列说法中正确的是 ( )
A.砖块对地面的压力保持不变
B.砖块受到的摩擦力可能为零
C.砖块可能被绳子拉离地面
D.细绳受到的拉力逐渐减小
以整体为研究对象,水平风力变大,砖块受到的静摩擦力变大,B错误;
竖直方向支持力不变,则砖块对地面的压力保持不变,A正确,C错误;
以气球为研究对象,水平风力变大,细绳受到的拉力逐渐变大,D错误。
【加固训练】
(2014·
三明一模)如图所示,一斜面体静止在粗糙的水平地面上,一物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑,可以证明此时斜面不受地面的摩擦力作用。
若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物体,使物体加速下滑,斜面体依然和地面保持相对静止,则斜面体受地面的摩擦力 ( )
A.大小为零 B.方向水平向右
C.方向水平向左D.大小和方向无法判断
物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑时,物体对斜面的压力与滑动摩擦力的合力竖直向下,斜面体受地面的摩擦力为零,若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物体,使物体加速下滑,物体对斜面的压力与滑动摩擦力的合力不变,故选A。
二、计算题(本大题共2小题,共36分。
需写出规范的解题步骤)
9.(18分)同学们都擦过黑板,手拿黑板擦在竖直的黑板面上,或上下或左右使黑板擦与黑板之间进行滑动摩擦,将黑板上的粉笔字擦干净。
已知黑板的规格为4.5×
1.5m2,黑板的下边沿离地的高度为0.8m,若黑板擦(可视为质点)的质量为0.1kg,现假定某同学用力将黑板擦在黑板表面缓慢竖直向上擦黑板,当手臂对黑板擦的作用力F与黑板面所成角度为θ=53°
时,F=5N。
(取g=10m/s2,sin53°
=0.8)
(1)求黑板擦与黑板间的动摩擦因数μ。
(2)当他擦到离地最大高度为2.05m时,黑板擦意外脱手沿黑板面竖直向下滑落,求黑板擦砸到黑板下边沿时的速度v的大小。
【解题指南】解答本题应注意以下两点:
(1)黑板擦在黑板表面缓慢移动说明黑板擦处于平衡状态。
(2)黑板擦沿黑板面竖直向下滑落时,黑板擦只受重力作用,黑板擦做自由落体运动。
【解析】
(1)黑板擦竖直向上缓慢运动,受力如图所示,由平衡条件得:
水平方向:
Fsinθ-FN=0 (3分)
竖直方向:
Fcosθ-mg-Ff=0 (3分)
又有:
Ff=μFN(3分)
解得:
μ=0.5 (2分)
(2)黑板擦竖直下落时与黑板之间无摩擦,做自由落体运动,
则:
v2=2gh (3分)
下落高度:
h=2.05m-0.8m=1.25m(2分)
v=5m/s(2分)
答案:
(1)0.5
(2)5m/s
【总结提升】共点力平衡问题的一般解题步骤
(1)选取研究对象:
根据题目要求,选取一个平衡体(单个物体或系统,也可以是结点)作为研究对象。
(2)画受力示意图:
对研究对象进行受力分析,画出受力示意图。
(3)正交分解:
选取合适的方向建立直角坐标系,将所受各力正交分解。
(4)列方程求解:
根据平衡条件列出平衡方程,解平衡方程,对结果进行讨论。
10.
(18分)(2014·
莆田一模)“嫦娥三号”探测器在落月过程中,悬停在月面某一高度,利用敏感器对着陆区进行观测,以避开障碍物,选择着陆点,这时它的质量为1.20×
103kg,反推发动机提供的推力为1.92×
103N。
为了防止扬起月尘,探测器在以自由落体方式走完最后4m之后,平稳“站”上月球表面。
求:
(1)月球表面的重力加速度g月;
(2)探测器自由落体阶段所用的时间。
(1)根据二力平衡有
F=mg月 (5分)
g月=
=1.60m/s2 (4分)
(2)根据位移公式有
H=
g月t2 (5分)
t=
s(4分)
(1)1.60m/s2
(2)
s
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