2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 2.3受力分析 共點(diǎn)力的平衡課時(shí)提升作業(yè) 滬科版必修1.doc

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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 2.3受力分析 共點(diǎn)力的平衡課時(shí)提升作業(yè) 滬科版必修1 一、選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分。多選題已在題號(hào)后標(biāo)出) 1.(多選)(xx南開區(qū)模擬)下面四個(gè)圖像依次分別表示A、B、C、D四個(gè)物體的加速度、速度、位移和摩擦力隨時(shí)間變化的規(guī)律。其中可能處于受力平衡狀態(tài)的物體是(　　) 2.(xx濟(jì)南模擬)如圖所示,傾斜天花板平面與豎直方向夾角為θ,推力F垂直天花板平面作用在木塊上,使其處于靜止?fàn)顟B(tài),則(　　) A.木塊可能受三個(gè)力作用 B.天花板對(duì)木塊的作用力豎直向上 C.木塊受的靜摩擦力等于mgcosθ D.木塊受的靜摩擦力等于 3.(xx武漢模擬)如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量為m1的小球套在豎直放置的光滑支架上,支架的夾角為120,用輕繩將兩球與質(zhì)量為m2的小球連接,繩與桿構(gòu)成一個(gè)菱形,則m1∶m2為(　　) A.1∶1　　　B.1∶2　　　C.1∶　　　D.∶2 4.疊羅漢是一種二人以上層層疊成各種造型的游戲形式,也是一種高難度的雜技。圖示為六人疊成的三層靜態(tài)造型,假設(shè)每個(gè)人的重量均為G,下面五人的背部均呈水平狀態(tài),則最底層正中間的人的一只腳對(duì)水平地面的壓力約為(　　) A.G B.G C.G D.G 5.(xx北京高考)傾角為α、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上,質(zhì)量為m的木塊靜止在斜面體上。下列結(jié)論正確的是(　　) A.木塊受到的摩擦力大小是mgcosα B.木塊對(duì)斜面體的壓力大小是mgsinα C.桌面對(duì)斜面體的摩擦力大小是mgsinαcosα D.桌面對(duì)斜面體的支持力大小是(M+m)g 二、計(jì)算題(本題15分。需寫出規(guī)范的解題步驟) 6.(xx安慶模擬)如圖所示,三個(gè)物塊重均為100N,疊放于水平桌面上;小球P重20N,掛在c繩下端,a繩一端系在物塊3上,b繩一端系在水平天花板上,現(xiàn)用水平向左的拉力F=20N作用在物塊2上,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),a繩水平,b繩與水平方向成45角。求： (1)a、b繩中的拉力大小; (2)1與2間,2與3間,3與桌面間的摩擦力大小。 強(qiáng)化專練(建議：25分鐘) 強(qiáng)化點(diǎn)1：受力分析 1.(xx啟東中學(xué)模擬)如圖所示,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)?，F(xiàn)用力F沿不同方向作用在物塊A上,物塊A始終保持靜止。則物塊A對(duì)斜面的壓力一定減小的是(　　) 強(qiáng)化點(diǎn)2：平衡條件的應(yīng)用 2.(xx銀川模擬)如圖所示,一條細(xì)繩跨過定滑輪連接物體A、B,A懸掛起來,B穿在一根豎直桿上,兩物體均保持靜止,不計(jì)繩與滑輪、B與豎直桿間的摩擦,已知繩與豎直桿間的夾角為θ,則物體A、B的質(zhì)量之比mA∶mB等于(　　) A.cosθ∶1　　B.1∶cosθ　　C.tanθ∶1　　D.1∶sinθ 3.(多選)(xx廣東高考)如圖,物體P靜止于固定的斜面上,P的上表面水平?，F(xiàn)把物體Q輕輕地疊放在P上,則(　　) A.P向下滑動(dòng) B.P靜止不動(dòng) C.P所受的合外力增大 D.P與斜面間的靜摩擦力增大 4.(xx南昌模擬)如圖所示,用三根輕繩將A、B兩小球以及水平天花板上的固定點(diǎn)O之間兩兩連接。然后用一水平方向的力F作用于A球上,此時(shí)三根輕繩均處于直線狀態(tài),且OB繩恰好處于豎直方向,兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知三根輕繩的長(zhǎng)度之比為OA∶AB∶OB=3∶4∶5,兩球質(zhì)量關(guān)系為mA=2mB=2m,則下列說法正確的是(　　) A.OB繩的拉力大小為2mg B.OA繩的拉力大小為 C.F的大小為 D.AB繩的拉力大小為mg 強(qiáng)化點(diǎn)3：平衡中的臨界和極值問題 5.(多選)(xx南京模擬)如圖所示,將兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球a、b用細(xì)線相連懸掛于O點(diǎn),用力F拉小球a,使整個(gè)裝置處于平衡狀態(tài),且懸線Oa與豎直方向的夾角θ=30,則F的大小(　　) A.可能為mg B.可能為mg C.可能為mg D.可能為mg 6.(xx岳陽模擬)如圖所示,兩個(gè)完全相同的球A、B,重力大小均為G,兩球與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,一根輕繩兩端固定在兩球上,在繩的中點(diǎn)施加一個(gè)豎直向上的拉力F,當(dāng)繩被拉直后,兩段繩間的夾角為α。問：當(dāng)F至少為多大時(shí),兩球?qū)?huì)發(fā)生滑動(dòng)? 答案解析 素能全練 1.【解析】選C、D。物體處于平衡狀態(tài)時(shí)合外力為零,加速度為零,物體處于靜止或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。圖A中物體有加速度且不斷減小;圖B物體勻減速運(yùn)動(dòng),加速度恒定;圖C物體勻速運(yùn)動(dòng),因此處于平衡狀態(tài);圖D物體只能說明摩擦力的變化,其合力可能為零,因此可能處于平衡狀態(tài),故C、D正確。 2. 【解析】選C。木塊在重力作用下,有沿天花板下滑的趨勢(shì),一定受到靜摩擦力,則天花板對(duì)木塊一定有彈力,故木塊受推力F、重力、彈力和靜摩擦力四個(gè)力的作用,A錯(cuò)誤;木塊受力如圖所示,天花板對(duì)木塊的作用力是彈力和靜摩擦力的合力,方向不沿豎直方向,B錯(cuò)誤;木塊受的靜摩擦力f=mgcosθ,C正確,D錯(cuò)誤。 3.【解析】選A。設(shè)輕繩中拉力為F,隔離m1受力分析如圖甲所示,由平衡條件可得m1gcos60=Fcos60,解得F=m1g。隔離m2受力分析如圖乙所示,由平衡條件可得,2Fcos60=m2g,得F=m2g。所以m1∶m2=1∶1,選項(xiàng)A正確。 【加固訓(xùn)練】(多選)如圖所示,豎直放置的輕彈簧的一端固定在地面上,另一端與斜面體P連接,P與斜放的固定擋板MN接觸且處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧處于豎直方向,則斜面體P此刻受到外力的個(gè)數(shù)可能為(　　) A.2個(gè)　　　B.3個(gè)　　　C.4個(gè)　　　D.5個(gè) 【解析】選A、C。以斜面體P為研究對(duì)象,很顯然斜面體P受到重力和彈簧彈力F1的作用,二力共線。若F1=mg,二力使P處于平衡狀態(tài),即P僅受兩個(gè)力的作用,如圖甲。 若F1>mg,擋板MN必對(duì)斜面體施加垂直斜面的力F2,F2產(chǎn)生水平向左的分量,欲使斜面體P處于平衡狀態(tài),MN必對(duì)斜面體施加平行接觸面斜向下的摩擦力F3,如圖乙。A、C正確,B、D錯(cuò)誤。 4. 【解析】選C。由于下面五人背部呈水平狀態(tài),所以處在最高層的那個(gè)人共受到三個(gè)力的作用而處于平衡狀態(tài):豎直向下的重力、兩條腿受到的豎直向上的支持力,每個(gè)支持力大小為G;根據(jù)牛頓第三定律,處在中間層的那兩個(gè)人每人承受了豎直向下的壓力,大小為G,對(duì)中間層的那兩個(gè)人受力分析,同理可得,他們每條腿對(duì)最底層人員的壓力大小為G;分析最底層正中間那個(gè)人的受力情況,其共受到五個(gè)力的作用:豎直向下的重力G、兩個(gè)豎直向下的正壓力(大小均為G)和兩條腿受到的豎直向上的支持力(設(shè)大小均為N),根據(jù)平衡條件,可得 2N=G+G+G,所以N=G,根據(jù)牛頓第三定律,這個(gè)人的一只腳對(duì)水平地面的壓力約為G。本題正確選項(xiàng)為C。 5.【解題指南】解答本題可按以下思路進(jìn)行： (1)先對(duì)木塊進(jìn)行受力分析,列出平衡方程,求出木塊受到的支持力和摩擦力。 (2)再對(duì)斜面體和木塊進(jìn)行整體受力分析,求出桌面對(duì)斜面體的支持力和摩擦力。 【解析】選D。對(duì)木塊進(jìn)行受力分析如圖甲所示,由平衡方程得FN=mgcosα,Ff=mgsinα,所以A、B均錯(cuò)誤;對(duì)斜面體和木塊進(jìn)行整體受力分析如圖乙所示,可得桌面對(duì)斜面體的摩擦力大小是零,桌面對(duì)斜面體的支持力大小是(M+m)g,故C錯(cuò)誤,D正確。 6.【解析】(1)取三繩結(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析, 如圖所示。 由平衡條件知,Fc=G=20N (1分) Fbsin45=Fc　 (2分) Fa=Fbcos45 (2分) 代入數(shù)據(jù)解得： Fb=20N (1分) Fa=20N (1分) (2)整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),1、2間無摩擦力作用,即F12=0; 　 (3分) 隔離物塊2,水平方向受兩個(gè)力,F和3對(duì)2的摩擦力F32,故F32=F=20N;　 (2分) 對(duì)物塊3受力分析,受a繩向右的拉力20N,2對(duì)3向左的摩擦力20N,所以物塊3與桌面間無摩擦力作用?！? (3分) 答案：(1)20N　20N　(2)0　20N　0 【總結(jié)提升】處理多物、多力平衡問題的一般思路 (1)確定平衡狀態(tài),看物體的加速度是否為零; (2)選取研究對(duì)象,運(yùn)用整體法和隔離法分析物體的受力; (3)根據(jù)已知條件選擇恰當(dāng)?shù)奈锢矸椒ㄇ蠼? (4)得出合理的結(jié)果。 強(qiáng)化專練 1.【解析】選C。設(shè)斜面的傾角為α,對(duì)選項(xiàng)A、B,施加力F前后物塊A對(duì)斜面的壓力均為N=mgcosα,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;對(duì)選項(xiàng)C,施加力F前,物塊A對(duì)斜面的壓力為N=mgcosα,施加力F后,N1=mgcosα-Fsinα,壓力減小,選項(xiàng)C正確;對(duì)選項(xiàng)D,施加力F前,物塊A對(duì)斜面的壓力為N=mgcosα,施加力F后,N2= (mg+F)cosα,壓力增大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 2.【解析】選B。對(duì)A、B受力分析可知mAgcosθ=mBg,則有mA∶mB=1∶cosθ,B項(xiàng)正確。 【加固訓(xùn)練】 我國(guó)“蛟龍”號(hào)載人潛水器下潛記錄再創(chuàng)新高,成功實(shí)現(xiàn)下潛7km深度。設(shè)潛水器在下潛或上升過程中只受重力、海水浮力和海水阻力作用,其中,海水浮力F始終不變,所受海水阻力僅與潛水器速率有關(guān)。已知當(dāng)潛水器的總質(zhì)量為M時(shí)恰好勻速下降,若使?jié)撍饕酝瑯铀俾蕜蛩偕仙?則需要從潛水器儲(chǔ)水箱向外排出水的質(zhì)量為(重力加速度為g)(　　) A.2(M-) B.M- C.2M- D.2M- 【解析】選A。由于以同樣速率勻速上升,則所受的阻力相等。設(shè)減少的質(zhì)量為m,運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力為Ff。在勻速下降過程中：F+Ff=Mg;在上升過程中：F=(M-m)g+Ff。聯(lián)立兩式解得m=2(M-),A選項(xiàng)正確。 3.【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)從以下兩點(diǎn)進(jìn)行分析： (1)知道P靜止在斜面上的條件。 (2)Q輕放于P上,相當(dāng)于P的質(zhì)量變大,各力均變化,分析合力是否變化。 【解析】選B、D。設(shè)P的質(zhì)量為m,P靜止于斜面上,則有mgsinθ=Ff≤ μmgcosθ,當(dāng)把Q輕放于P之上,相當(dāng)于P的質(zhì)量變大,設(shè)P、Q的總質(zhì)量為M,則有Mgsinθ≤μMgcosθ,故P仍靜止不動(dòng),A錯(cuò)誤、B正確;P靜止不動(dòng),合力為零,C錯(cuò)誤;對(duì)P、Q整體：F′f=Mgsinθ,由于M>m,故F′f變大,D正確。 4.【解析】選B。由于OB繩恰好處于豎直方向,所以AB繩中拉力為零,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;對(duì)B球受力分析,可得OB繩的拉力大小為mBg=mg,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;對(duì)A球受力分析,畫出受力圖,由題意知∠OAB=90,tanθ==,θ=53,由平衡條件得:TOA=,F=mAgtanθ,解得:F=,TOA=,選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤。 5.【解析】選C、D。對(duì)小球a受力分析,根據(jù)平衡條件可知,當(dāng)F豎直向上時(shí),F最大,其值Fmax=2mg,如圖甲所示。 當(dāng)F垂直T時(shí),F最小,其值Fmin=F′sinθ=2mgsin30=mg,如圖乙所示。故有C、D正確,A、B錯(cuò)誤。 6.【解析】首先選用整體法,由平衡條件得： F+2N=2G　 ① 再隔離任一球,由平衡條件得Tsin=μN(yùn)　 ② 2Tcos=F　 ③ 聯(lián)立①②③解得：F= 答案：