【三維設(shè)計(jì)】2014屆高三物理一輪 課時(shí)跟蹤檢測07 受力分析 共點(diǎn)力的平衡（一）

課時(shí)跟蹤檢測(七)受力分析共點(diǎn)力的平衡(一)高考常考題型：選擇題計(jì)算題1(2013·泉州質(zhì)檢)滑滑梯是小孩子很喜歡的娛樂活動(dòng)。如圖1所示，一個(gè)小孩正在滑梯上勻速下滑，則()A小孩所受的重力與小孩所受的彈力大小相等B小孩所受的重力與小孩所受的摩擦力大小相等 圖1C小孩所受的彈力和摩擦力的合力與小孩所受的重力大小相等D小孩所受的重力和彈力的合力與小孩所受的摩擦力大小相等2(2012·湖北調(diào)考)如圖2所示，100個(gè)大小相同、質(zhì)量均為m且光滑的小球，靜止放置于L形光滑木板上。木板斜面AB與水平面的夾角為30°。則第2個(gè)小球?qū)Φ?個(gè)小球的作用力大小為() A.B48mg 圖2C49mg D98mg3(2012·哈爾濱六中二模)將四塊相同的堅(jiān)固石塊壘成圓弧形的石拱，其中第3、4塊固定在地基上，第1、2塊間的接觸面是豎直的，每塊石塊的兩個(gè)側(cè)面間所夾的圓心角均為30°。假定石塊間的摩擦力可以忽略不計(jì)，則第1、2塊石塊間的作用力F1和第1、3塊石塊間的作用力F2的大小之比為()圖3A12 B.2C.3 D.14(2012·鹽城模擬)如圖4所示，A、B兩物體靜止在粗糙水平面上，其間用一根輕彈簧相連，彈簧的長度大于原長。若再用一個(gè)從零開始緩慢增大的水平力F向右拉物體B，直到A即將移動(dòng)，此過程中，地面對B的摩擦力F1和對A的摩擦力F2的變化情況是() 圖4AF1先變小后變大再不變BF1先不變后變大再變小CF2先變大后不變DF2先不變后變大5.放置在水平地面上的斜面體M始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體m在沿斜面向上的拉力作用下，從斜面底端O沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，拉力F的大小發(fā)生變化，直到物體運(yùn)動(dòng)到斜面的頂端B點(diǎn)。設(shè)物體在OA段時(shí)，斜面體對地面的摩擦力為Ff1，對地面的壓力為FN1；物體在AB段時(shí)，斜面體對地面的摩擦力為Ff2，對地面的壓力為FN2。則下列說法正確的是() 圖5A可能Ff1>Ff2，F(xiàn)N1>FN2B可能Ff1<Ff2，F(xiàn)N1<FN2C可能Ff1>Ff2，F(xiàn)N1<FN2D無論拉力F變大還是變小，一定有Ff1Ff2，F(xiàn)N1FN26如圖6所示，一個(gè)半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O點(diǎn)為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的。一根細(xì)線跨在碗口上，線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球。當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí)，質(zhì)量為m1的小球與O點(diǎn)的連線與水平線的夾角為90°，質(zhì)量為m2的小球位于水平地面上，設(shè)此時(shí)質(zhì)量為m2的小球?qū)Φ孛鎵毫Υ笮镕N，細(xì)線的拉力大小為FT，則() 圖6AFN(m2m1)g BFNm2gCFTm1g DFT(m2m1)g7(2012·合肥模擬)如圖7所示，一物塊A放在固定于水平地面上的斜面體B上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)用力F沿不同方向作用在A上，物塊A始終保持靜止。則物塊A受到的摩擦力一定增大且數(shù)值最小的是()圖78(2012·山西四校模擬)如圖8所示，在一絕緣斜面C上有一帶正電的小物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將一帶正電的小球B沿以A為圓心的圓弧緩慢地從P點(diǎn)轉(zhuǎn)至A正上方的Q點(diǎn)處，已知P、A在同一水平線上，且在此過程中物體A和C始終保持靜止不動(dòng)，A、B可視為質(zhì)點(diǎn)。關(guān)于此過程，下列說法正確的是() 圖8A物體A受到斜面的支持力先增大后減小B物體A受到斜面的支持力一直增大C地面對斜面C的摩擦力先增大后減小D地面對斜面C的摩擦力先減小后增大9如圖9所示，在內(nèi)壁光滑截面為矩形的鋼槽中，對齊疊放著兩根長度和質(zhì)量都相同，且所受重力均為G，但粗細(xì)不同的金屬管A和B，金屬管外壁也光滑，外半徑分別為1.5r和r，槽的寬度是4r，下述分析正確的是() A細(xì)管B對底面的壓力等于2G 圖9B兩管對側(cè)壁的壓力均小于GC兩管之間的壓力小于GD兩管間的壓力和對側(cè)壁的壓力均大于G10. (2013·銀川模擬)如圖10所示，頂端裝有定滑輪的斜面體放在粗糙水平地面上，A、B兩物體通過細(xì)繩連接，并處于靜止?fàn)顟B(tài)(不計(jì)繩的質(zhì)量和繩與滑輪間的摩擦)。現(xiàn)用水平向右的力F作用于物體B上，將物體B緩慢拉高一定的距離，此過程中斜面體與物體A仍然保持靜止。在此過程中() 圖10A水平力F一定變小B斜面體所受地面的支持力一定變大C地面對斜面體的摩擦力一定變大D物體A所受斜面體的摩擦力一定變大11(2012·江西三校聯(lián)考)如圖11所示，質(zhì)量M2 kg的木塊A套在水平桿上，并用輕繩將木塊A與質(zhì)量m kg的小球B相連。今用跟水平方向成30°角的力F10 N，拉著球帶動(dòng)木塊一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中M、m相對位置保持不變，取g10 m/s2。求： 圖11(1)運(yùn)動(dòng)過程中輕繩與水平方向夾角；(2)木塊與水平桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)。12(2012·新課標(biāo)全國卷)拖把是由拖桿和拖把頭構(gòu)成的擦地工具(如圖12)。設(shè)拖把頭的質(zhì)量為m，拖桿質(zhì)量可忽略；拖把頭與地板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為常數(shù)，重力加速度為g。某同學(xué)用該拖把在水平地板上拖地時(shí)，沿拖桿方向推拖把，拖桿與豎直方向的夾角為。(1)若拖把頭在地板上勻速移動(dòng)，求推拖把的力的大??； 圖12(2)設(shè)能使該拖把在地板上從靜止剛好開始運(yùn)動(dòng)的水平推力與此時(shí)地板對拖把的正壓力的比值為。已知存在一臨界角0，若0，則不管沿拖桿方向的推力多大，都不可能使拖把從靜止開始運(yùn)動(dòng)。求這一臨界角的正切tan 0。答 案課時(shí)跟蹤檢測(七) 受力分析共點(diǎn)力的平衡(一)1選CD小孩在滑梯上受力如圖所示，設(shè)滑梯斜面傾角為，則FNmgcos ，F(xiàn)fmgsin ，所以A、B錯(cuò)誤；小孩在重力、彈力和摩擦力三個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)，其中任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力大小相等，方向相反，故C、D正確。2選C以第3個(gè)到第100個(gè)這98個(gè)小球整體為研究對象，受到三個(gè)力的作用，即重力、斜面AB的支持力和第2個(gè)小球?qū)Φ?個(gè)小球的作用力，由于整體處于平衡狀態(tài)，沿斜面AB方向的受力應(yīng)平衡，所以有F2398mgsin 30°49mg，所以選項(xiàng)C正確。3選B以第1塊石塊為研究對象，受力分析如圖所示，石塊靜止，則F1F2cos 30°，cos 30°，故B正確。4選AD因在施加拉力F前，彈簧處于伸長狀態(tài)，此時(shí)地面對A的摩擦力水平向左，地面對B的摩擦力水平向右，對B施加水平向右的拉力后，隨著F的增大，物體B受的摩擦力先水平向右逐漸減小，再水平向左逐漸增大，當(dāng)B相對地面向右運(yùn)動(dòng)后，物體B受地面的摩擦力不再變化，而在物體B運(yùn)動(dòng)之前，物體A受地面的摩擦力水平向左，大小不變，當(dāng)B向右運(yùn)動(dòng)后，隨彈簧彈力的增大，物體A受到的摩擦力逐漸增大，綜上所述，選項(xiàng)A、D正確，B、C錯(cuò)誤。5選D由于物體對斜面體的壓力FNmgcos ，為斜面傾角，滑動(dòng)摩擦力Ffmgcos ，二者的大小和方向不隨拉力F的變化而變化，即斜面體所受外力不變化，所以正確選項(xiàng)為D。6選B分析小球m1的受力情況，由物體的平衡條件可得，繩的拉力FT0，故C、D均錯(cuò)誤；分析m2受力，由平衡條件可得：FNm2g，故A錯(cuò)誤，B正確。7選D設(shè)斜面傾角為，對A項(xiàng)，開始時(shí)靜摩擦力方向向上，有靜摩擦力Ffmgsin ，施加F后，若靜摩擦力方向仍向上，則FFfmgsin ，得Ffmgsin F，可知物塊A受到的靜摩擦力減?。粚項(xiàng)，施加力F后，若靜摩擦力方向向上，則靜摩擦力Ffmgsin Fcos ，物塊A受到的靜摩擦力減?。粚項(xiàng)，施加力F后，靜摩擦力Ff1mgsin F，物塊A受到的靜摩擦力增大；對D項(xiàng)，施加力F后，靜摩擦力Ff2(mgF)sin ，物塊A受到的靜摩擦力增大，經(jīng)過比較可知Ff2<Ff1，D項(xiàng)符合題意。8選A以斜面C和A為研究對象，受到重力(Mm)g、小球B對A的庫侖力F、地面對C的支持力FN和地面對C的摩擦力Ff作用，如圖甲所示，根據(jù)平衡條件可得：FfF·cos ，F(xiàn)N(Mm)gFsin ，當(dāng)由0°增大到90°時(shí)，F(xiàn)f減小，F(xiàn)N增大，所以C、D錯(cuò)；以A為研究對象，受到重力mg、小球B對A的庫侖力F、物體A受到斜面的支持力FNA和物體A受到斜面的摩擦力FfA，如圖乙所示，根據(jù)平衡條件得：FNAmgcos F·sin()，當(dāng)由0°增大到90°時(shí)，F(xiàn)NA先增大后減小，所以A正確，B錯(cuò)誤。9選AB先將A、B看做整體分析，則底面對B的支持力等于兩者的總重力2G，故A項(xiàng)正確；根據(jù)幾何關(guān)系易知A、B的連線與水平方向的夾角為53°，再隔離A分析，根據(jù)力的平行四邊形定則，可得A管對右側(cè)壁的壓力FNG<G，同時(shí)根據(jù)整體分析得知B管對左側(cè)壁的壓力也等于G，故B項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)；兩管之間的彈力FG>G，故C項(xiàng)錯(cuò)。10選C取物體B為研究對象，分析其受力情況如圖所示，則有Fmgtan ，F(xiàn)Tmg/cos ，在物體B緩慢拉高的過程中，增大，則水平力F隨之變大，對A、B兩物體與斜面體這個(gè)整體而言，由于斜面體與物體A仍然保持靜止，則地面對斜面體的摩擦力一定變大，但是因?yàn)檎w豎直方向并沒有其他力，故斜面體所受地面的支持力沒有變；在這個(gè)過程中盡管繩子張力變大，但是由于物體A所受斜面體的摩擦力情況未知，故物體A所受斜面體的摩擦力的變化情況無法確定，故只有C正確。11解析：(1)設(shè)細(xì)繩對B的拉力為FT，由平衡條件可得：Fcos 30°FTcos ，F(xiàn)sin 30°FTsin mg，解得FT10 N，tan /3，即30°。(2)設(shè)細(xì)繩對A的拉力為FT，由牛頓第三定律，F(xiàn)TFT。對A，由平衡條件可得：FTsin MgFNFTcos FN解得/5。答案：(1) 30° (2)/512解：(1)設(shè)該同學(xué)沿拖桿方向用大小為F的力推拖把，將推拖把的力沿豎直和水平方向分解，按平衡條件有Fcos mgFNFsin Ff式中FN和Ff分別為地板對拖把的正壓力和摩擦力。所以有FfFN聯(lián)立式得Fmg(2)若不管沿拖桿方向用多大的力都不能使拖把從靜止開始運(yùn)動(dòng)，應(yīng)有Fsin FN這時(shí)，式仍成立。聯(lián)立式得sin cos 現(xiàn)求解使上式成立的角的取值范圍。注意到上式右邊總是大于零，且當(dāng)F無限大時(shí)極限為零，有sin cos 0使上式成立的角滿足0，這里0是題中所定義的臨界角，即當(dāng)0時(shí)，不管沿拖桿方向用多大的力都推不動(dòng)拖把。臨界角的正切為tan 0。答案：(1)mg(2)6