高考物理大二轮复习第1讲力与物体的平衡专题复习指导练案整理.docx
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高考物理大二轮复习第1讲力与物体的平衡专题复习指导练案整理
2018届高考物理大二轮复习第1讲力与物体的平衡专题复习指导练案
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第1讲力与物体的平衡
限时:
40分钟
一、选择题(本题共12小题,其中1~9题为单选,10~12题为多选)
1.(2017·吉林省实验中学二模)如图所示,物体A、B、C叠放在水平桌面上,水平力F作用于C物体,使A、B、C以共同速度向右匀速运动,那么关于物体受几个力的说法正确的是
(C)
A.A受5个,B受2个,C受4个
B.A受5个,B受3个,C受3个
C.A受6个,B受2个,C受4个
D.A受6个,B受3个,C受4个
[解析] 以C为研究对象,分析受力:
重力、A对C向上的支持力和向左的静摩擦力,以及水平方向的拉力,共四个力。
以B为研究对象,分析受力:
重力和A的支持力,共两个力。
以A为研究对象,则受到重力、地面的支持力、B对A的压力、C对A的压力,地面对A的摩擦力和C对A的摩擦力,所以A受到6个力的作用。
故选C。
2.(2017·山东省泰安市一模)如图,斜面光滑的斜劈静止在水平地面上,放在斜劈上的物体受到平行于斜面向下的力F作用,沿斜面向下运动,斜劈保持静止。
下列说法正确的是
(B)
A.地面对斜劈没有摩擦力作用
B.地面对斜劈的摩擦力方向水平向右
C.若F增大,地面对斜劈的摩擦力也增大
D.若F反向,地面对斜劈的摩擦力也反向
[解析] 对物体和斜面受力分析如图所示,
易知物体受重力、支持力以及拉力的作用向下运动,由于接触面光滑,故物体对斜面只有压力,因此对斜面分析可知,斜面有向左的运动趋势,故地面对斜面有向右的摩擦力,故A错误,B正确;增大向下的拉力时,物体对斜面的压力不变,则地面对斜劈的摩擦力大小与方向均不变,故C错误;无论滑块下滑还是上滑,滑块对斜面体的压力不变,即垂直于斜面向下,故F反向不会影响压力大小,因此斜面受地面水平向右的静摩擦力的作用,故D错误.所以B正确,ACD错误。
3.(2017·河南省济源市二模)如图所示,物体甲和物体乙通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,斜面体固定,甲、乙处于静止状态,下列说法正确的是
(C)
A.甲一定受到沿斜面向上的摩擦力
B.甲一定受到沿斜面向下的摩擦力
C.甲的质量可能等于乙的质量
D.甲的质量一定大于乙的质量
[解析] 乙受到重力和绳子的拉力处于平衡状态,可知绳子的拉力等于乙的重力。
甲受到重力、斜面的支持力和绳子的拉力,若甲的重力沿斜面向下的分力大小与绳子的拉力相等,则甲不受摩擦力;若甲的重力沿斜面向下的分力大小大于绳子的拉力,则甲受摩擦力方向向上;若甲的重力沿斜面向下的分力大小小于绳子的拉力,则甲受摩擦力方向向下.故A错误,B错误;结合A的分析可知,摩擦力的方向未知,所以不能判断出甲与乙的质量之间的关系,也可能等于乙的质量,也可能大于乙的质量,也可能小于乙的质量。
故C正确,D错误。
4.(2017·江苏省泰州市一模)如图所示,一物块受到一个水平力F作用静止于斜面上,此力F的方向与斜面平行,如果将力F撤去,下列对物块的描述正确的是
(D)
A.物块将沿斜面下滑
B.物块受到的摩擦力变大
C.物块立即获得加速度
D.物块所受的摩擦力方向改变
[解析] 物体受重力、支持力、拉力及摩擦力而处于平衡,重力可分解为垂直于斜面及沿斜面的两个力;垂直斜面方向受力平衡,而沿斜面方向上有拉力、重力的分力及摩擦力而处于平衡;故摩擦力应与拉力与重力分力的合力平衡;如图所示:
当F撤去后,垂直斜面方向上受力不变,而沿斜面方向上只有重力的分力存在,很明显重力的分力小于刚才的合力,故物体不会发生滑动;此时的摩擦力仍为静摩擦力,方向沿斜面向上;故A、B、C错误,D正确。
5.(2017·四川省达州市一模)如图所示,一箱子放在水平地面上,现对箱子施加一斜向上的拉力F,保持拉力的方向不变,在拉力F的大小由零逐渐增大的过程中(箱子未离开地面)。
关于摩擦力f的大小随拉力F的变化关系,下列四副图可能正确的是
(B)
[解析] 设F与水平方向的夹角为α,木箱处于静止状态时,根据平衡条件得:
木箱所受的静摩擦力为f=Fcosα,F增大,f增大;当拉力达到一定值,箱子运动瞬间,静摩擦力变为滑动摩擦力,由于最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,故摩擦力有个突然减小的过程;木箱运动时,所受的支持力N=G-Fsinα,F增大,N减小,此时木箱受到的是滑动摩擦力,大小为f=μN,N减小,则f减小;故ACD错误,B正确。
6.(2017·广东省肇庆市二模)设雨点下落过程中受到的空气阻力与雨点(可看成球形)的横截面积S成正比,与下落速度v的平方成正比,即f=kSv2,其中k为比例常数,且雨点最终都做匀速运动.已知球体积公式:
V=
πr3(r为半径),若两个雨点的半径之比为1:
2,则这两个雨点的落地速度之比为
(A)
A.1
B.12
C.14D.18
[解析] 因为f阻=G=mg=ρVg=ksv2,还知道V=
πr3,s=πr2,整理可得ρg
πr3=kπr2v2,所以v2=
,
则这两个雨点的落地速度平方之比为:
=
=
=
.
所以
=
。
故选:
A。
7.(2017·河北省衡水中学二模)如图所示,圆柱体的A点放有一质量为M的小物体P,使圆柱体缓慢匀速转动,带动P从A点转到A′点,在这过程中P始终与圆柱体保持相对静止,那么P所受的静摩擦力的大小随时间的变化规律,可由下面哪个图表示
(A)
[解析] 物体P一共受到三个力的作用,竖直方向的重力G,沿半径方向向外的支持力FN,沿切线方向的静摩擦力Ff,圆柱体缓慢移动,所以物块P在任意位置所受合外力为零,对三个力进行分解,得到Ff=mgsinθ,从A转动到A′的过程中θ先变小后增大,所以Ff按照正弦变化规律先减小后增大,故A正确。
8.如图所示,一半球状的物体放在地面上静止不动,一光滑的小球系在轻绳的一端,轻绳绕过定滑轮另一端在力F的作用下,拉动小球由图示位置沿球体表面缓慢向上移动。
(定滑轮位于半球球心的正上方,不计滑轮的摩擦)则
(D)
A.拉力F的大小在增大
B.小球受到球状体的支持力减小
C.地面对半球体的支持力减小
D.地面对半球体的摩擦力在减小
[解析] 将球的重力分解为沿绳子方向和沿半径方向,如图:
根据三角形相似有:
=
=
将小球从A点拉到B点,在此过程中,l变小,h不变,由上面等式可得:
FT变小,FN不变,故AB错误;对半球体,因为小球对球面的压力FN不变,故随着小球的上升,FN的竖直分量变大,水平分量减小,故地面对半球体的支持力增大,地面对半球体的摩擦力在减小,选项C错误,D正确;故选D。
9.(2017·山东省济宁市二模)如图所示,在楼道内倾斜天花板上需要安装灯泡照明,两根轻质细线的一端拴在O点、另一端分别固定在天花板上a点和b点,一灯泡通过轻质细线悬挂于O点,系统静止,Oa水平、Ob与竖直方向成一定夹角.现在对灯泡施加一个水平向右的拉力,使灯泡缓缓向右移动一小段距离的过程中
(B)
A.Oa上的拉力F1可能不变
B.Oa上的拉力F1不断增大
C.Ob上的拉力F2不断减小
D.Ob上的拉力F2可能增大
[解析] 设灯泡为C。
先选择灯泡为研究对象,开始时灯泡受到重力和绳子的拉力,所以绳子的拉力等于灯泡的重力;设对灯泡施加一个水平向右的拉力后,设OC与竖直方向之间的夹角为θ,如图,则FC=
选择节点O为研究对象,则O受到三个力的作用处于平衡状态,受力如图,
由图可知,在竖直方向:
F2沿竖直方向的分力始终等于FCcosθ=mg,而且F2的方向始终不变,所以F2始终不变;沿水平方向:
F1的大小等于F2沿水平方向的分力与FC沿水平方向分力的和,由于FC沿水平方向分力随θ的增大而增大,所以F1逐渐增大。
可知四个选项中只有B正确。
10.(2017·吉林省实验中学二模)如图所示,重80N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上,有一根原长为10cm、劲度系数为1000N/m的弹簧,其一端固定在斜面底端,另一端放置物体A后,弹簧长度缩短为8cm,现用一测力计沿斜面向上拉物体,若物体与斜面间最大静摩擦力为25N,当弹簧的长度仍为8cm时,测力计读数可能为
(ABC)
A.10NB.20N
C.40ND.60N
[解析] 施加拉力前,物体受到四个力的作用而平衡:
重力G、垂直斜面向上的支持力N、沿斜面向上的摩擦力f和弹簧对物体施加沿斜面向上的弹力T,受力如图,
其中T=kx=1000×0。
02=20N,
根据平衡条件可求出,f=Gsin30°-T=20N,方向沿斜面向上;施加拉力F后,弹簧长度不变,说明物体仍然静止,并且弹簧对物体施加的弹力大小和方向不变,若摩擦力沿斜面向上,则F+f+T=Gsin30°,即F+f=20N,摩擦力f随着F增大而减小,当F=20N时,f=0,若F>20N,摩擦力沿斜面向下,因为物体没有滑动,所以F+T<Gsin30°+fm,代入数据可得,F<45N,所以测力计读数在0~45N之间.故ABC正确,D错误。
11.(2017·江西省赣中南五校模拟)如图所示,小球C置于光滑的半球形凹槽B内,B放在长木板A上,整个装置处于静止状态。
现缓慢减小木板的倾角θ过程中,下列说法不正确的是
(BCD)
A.A受到的压力逐渐变大
B.A受到的摩擦力逐渐变大
C.C对B的压力逐渐变大
D.C受到三个力的作用
[解析] 对BC整体:
分析受力情况;重力mg、斜面A的支持力N和摩擦力f,由平衡条件得知:
N=mgcosθ,f=mgsinθ,减小θ,N增大,f减小,由牛顿第三定律知:
B对A的压力也增大,故A正确,B错误;由于半球形凹槽光滑,小球只受两个力:
重力和支持力,由平衡条件得到,支持力与重力大小相等,保持不变,则C对B的压力也保持不变,故CD错误。
故选BCD。
12.如图,粗糙水平面上a、b、c、d四个相同小物块用四根完全相同的轻弹簧连接,正好组成一个等腰梯形,系统静止。
ab之间、ac之间以及bd之间的弹簧长度相同且等于cd之间弹簧长度的一半,ab之间弹簧弹力大小为cd之间弹簧弹力大小的一半.若a受到的摩擦力大小为f,则下列说法正确的是
(ABD)
A.ab之间的弹簧一定是压缩的
B.b受到的摩擦力大小为f
C.d受到的摩擦力大小为2f
D.c受到的摩擦力大小为
f
[解析] 设每根弹簧的原长为L0,ab的形变量为△x1,cd的形变量为△x2,则有k△x2=2k△x1,若ab弹簧也是被拉长,则有:
L0+△x2=2(L0+△x1),解得L0=0,不符合题意,所以ab被压缩,A正确;由于a受到的摩擦力大小为f,根据对称性可得,b受到的摩擦力大小也为f,B正确;以a和c为研究对象进行力的分析如图所示,图中的θ为ac与cd之间的夹角,
则cosθ=
=
,所以θ=60°,则∠cab=120°,a受到的摩擦力大小f=T;
对c根据力的合成可得fc=
f,所以D正
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