高考物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 核心突破 專題1 力與運(yùn)動 第1講 力和物體的平衡演練

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第1講 力和物體的平衡 1．(2014廣東卷)如圖所示，水平地面上堆放著原木，關(guān)于原木P在支撐點(diǎn)M、N處受力的方向，下列說法正確的是(　A　) A．M處受到的支持力豎直向上 B．N處受到的支持力豎直向上 C．M處受到的摩擦力沿MN方向 D．N處受到的摩擦力沿水平方向 解析：彈力的方向總是垂直于接觸面，指向被壓或被支持的物體，所以M處所受的支持力垂直于水平面豎直向上，N處的支持力垂直于MN向上；靜摩擦力與接觸面相切，與相對運(yùn)動趨勢的方向相反，所以M處的靜摩擦力沿水平面方向，N處的靜摩擦力沿MN方向．故選項(xiàng)A正確． 2．如圖，質(zhì)量mA＞mB的兩物體A、B疊放在一起，靠著豎直墻面．讓它們由靜止釋放，在沿粗糙墻面下落過程中，物體B的受力示意圖是(　A　) 解析：A、B在豎直下落過程中與墻面沒有彈力，所以也沒有摩擦力，A、B均做自由落體運(yùn)動，處于完全失重狀態(tài)，均只受重力，故A正確． 3．(2016上海八校聯(lián)合調(diào)研)如圖，三根長度均為l的輕繩AC、CD、BD連接于C、D兩點(diǎn)，A、B兩端被固定在水平天花板上相距為2l的兩處，現(xiàn)在C點(diǎn)懸掛一個(gè)50 N的重物，為使CD繩保持水平，在D點(diǎn)可施加力的最小值為(　A　) A．25 N　 B．28.85 N C．37.5 N　 D．50 N 解析：先研究結(jié)點(diǎn)C，在繩AC、CD及重物的重力三個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)，可得繩CD上的拉力FTCD＝Gtan 30 .再研究結(jié)點(diǎn)D，受三個(gè)力平衡，由圖解法(如圖所示)，知在D點(diǎn)施加的力F的方向與繩BD拉力方向垂直時(shí)，F(xiàn)最小，此時(shí)Fmin＝FTCDsin 60，聯(lián)立以上兩式，解得Fmin＝25 N，A正確． 4．(多選)(2017東北三省四市聯(lián)考二)如圖所示，兩根輕繩一端系于結(jié)點(diǎn)O，另一端分別系于固定圓環(huán)上的A、B兩點(diǎn)，O點(diǎn)下面懸掛一物體M，繩OA水平，拉力大小為F1，繩OB與OA夾角α＝120，拉力大小為F2.將兩繩同時(shí)緩慢順時(shí)針轉(zhuǎn)過75，并保持兩繩之間的夾角α始終不變，且物體始終保持靜止?fàn)顟B(tài)．則在旋轉(zhuǎn)過程中，下列說法中正確的是(　BC　) A．F1逐漸增大　 B．F1先增大后減小 C．F2逐漸減小　 D．F2先減小后增大 解析：設(shè)兩繩轉(zhuǎn)動過程中，繩OA與水平方向的夾角為θ，以O(shè)點(diǎn)為研究對象，受力分析如圖所示，因?yàn)閮衫K是緩慢移動的，所以O(shè)點(diǎn)始終處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得F1cos θ＝F2cos(60－θ) ，F(xiàn)1sin θ＋F2sin(60－θ)＝Mg，由以上兩式解得F1＝，F(xiàn)2＝.當(dāng)θ＜60時(shí)，θ增大，F(xiàn)1增大，F(xiàn)2減?。划?dāng)60＜θ＜75時(shí)，θ增大，F(xiàn)1減小，F(xiàn)2減?。虼?，在兩繩旋轉(zhuǎn)的過程中，F(xiàn)1先增大后減小，F(xiàn)2逐漸減小，選項(xiàng)BC正確． 5．(2015南昌市期末測試)如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)的最高點(diǎn)有一個(gè)光滑的小孔．質(zhì)量為m的小球套在圓環(huán)上．一根細(xì)線的下端系著小球，上端穿過小孔用手拉?。F(xiàn)拉動細(xì)線，使小球沿圓環(huán)緩慢上移．在移動過程中手對線的拉力F和環(huán)對小球的彈力FN的大小變化情況是(　A　) A．F減小，F(xiàn)N不變　 B．F不變，F(xiàn)N減小 C．F不變，F(xiàn)N增大　 D．F增大，F(xiàn)N減小 解析：對小球受力分析，其所受的三個(gè)力組成一個(gè)閉合三角形，如圖所示，力三角形與圓內(nèi)的三角形相似，由幾何關(guān)系可知＝＝，小球上移時(shí)mg不變，R不變，L減小，F(xiàn)減小，F(xiàn)N不變，A正確． 6．(2016南京二模)如圖甲所示，兩段等長細(xì)線串接著兩個(gè)質(zhì)量相等的小球a 、b，懸掛于O點(diǎn)．現(xiàn)在兩個(gè)小球上分別加上水平方向的外力，其中作用在b球上的力大小為F、作用在a球上的力大小為2F，則此裝置平衡時(shí)的位置可能如圖乙中的哪幅圖(　C　) 解析：設(shè)Oa段繩子與豎直方向夾角為α，ab段繩子與豎直方向夾角為β，以整個(gè)系統(tǒng)為研究對象，受到重力2mg、向右的水平拉力為F和Oa繩的拉力作用，根據(jù)物體的平衡條件可得tan α＝且α≠0.再以小球b為研究對象，受到重力mg、向左的水平拉力為F和ab繩的拉力作用，得tan β＝，由此可見α＜β，選項(xiàng)C正確． 7．(多選)(2015浙江卷)如圖所示，用兩根長度相同的絕緣細(xì)線把一個(gè)質(zhì)量為0.1 kg的小球A懸掛到水平板的M、N兩點(diǎn)，A上帶有Q＝3.010－6C的正電荷．兩線夾角為120，兩線上的拉力大小分別為F1和F2.A的正下方0.3 m處放有一帶等量異種電荷的小球B，B與絕緣支架的總質(zhì)量為0.2 kg(重力加速度取g＝10 m/s2；靜電力常量k＝9.0109 Nm2/C2，A、B球可視為點(diǎn)電荷)則(　BC　) A．支架對地面的壓力大小為2.0 N B．兩線上的拉力大小F1＝F2＝1.9 N C．將B水平右移，使M、A、B在同一直線上，此時(shí)兩線上的拉力大小F1＝1.225 N，F(xiàn)2＝1.0 N D．將B移到無窮遠(yuǎn)處，兩線上的拉力大小F1＝F2＝0.866 N 解析：小球A、B間的庫侖力為F庫＝k＝9.0109 N＝0.9 N，以B和絕緣支架整體為研究對象受力分析圖如圖甲所示，地面對支架支持力為FN＝mg－F庫＝1.1 N，A錯(cuò)誤；以A球?yàn)檠芯繉ο螅芰Ψ治鰣D如圖乙所示，F(xiàn)1＝F2＝mAg＋F庫＝1.9 N，B正確；B水平向右移，當(dāng)M、A、B在同一直線上時(shí)，A、B間距為r′＝0.6 m，F(xiàn)庫′＝k＝0.225 N，以A球?yàn)檠芯繉ο笫芰Ψ治鰣D如圖丙所示，可知F′2＝1.0 N，F(xiàn)′1－F′庫＝1.0 N，F(xiàn)′1＝1.225 N，所以C正確；將B移到無窮遠(yuǎn)，則F″庫＝0，可求得F″1＝F″2＝1 N，D錯(cuò)誤． 8. (2016杭州市第一次教學(xué)質(zhì)量檢測)如圖所示，在兩行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣斜面上，導(dǎo)軌間距為L，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧上端固定，下端與水平直導(dǎo)體棒ab相連，彈簧與導(dǎo)軌平面平行并與ab垂直，直導(dǎo)體棒垂直跨接在兩導(dǎo)軌上，空間存在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場，閉合開關(guān)K后導(dǎo)體棒中的電流為I，導(dǎo)體棒平衡時(shí)，彈簧伸長量為x1；調(diào)轉(zhuǎn)圖中電源極性，使導(dǎo)體棒中電流反向，導(dǎo)體棒中電流仍為I，導(dǎo)體棒平衡時(shí)彈簧伸長量為x2，忽略回路中電流產(chǎn)生的磁場，則勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為(　D　) A．(x1＋x2)　 B．(x2－x1) C．(x2＋x1) D．(x2－x1) 解析：調(diào)轉(zhuǎn)電源極性時(shí)導(dǎo)體棒受到的安培力方向與調(diào)轉(zhuǎn)前相反．由平衡條件可得mgsin α＝kx1＋BIL；調(diào)轉(zhuǎn)電源極性使導(dǎo)體棒中電流反向，由平衡條件可得mgsin α＋BIL＝kx2，聯(lián)立解得B＝(x2－x1)，選項(xiàng)D正確．