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【突破高考】福建省2022年高考物理 能力专项突破课时提能演练 2.3受力分析 共点力的平衡(含解析)

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【突破高考】福建省2022年高考物理能力专项突破课时提能演练2.3受力分析共点力的平衡(含解析)(40分钟100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题9分,共72分.每小题只有一个选项正确)1.(2022·海南高考)如图,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑,斜劈保持静止,则地面对斜劈的摩擦力()A.等于零B.不为零,方向向右C.不为零,方向向左D.不为零,v0较大时方向向左,v0较小时方向向右2.(易错题)如图所示,重50N的物体A放在倾角为37°的粗糙斜面上,有一根原长为10cm,劲度系数为800N/m的弹簧,其一端固定在斜面顶端,另一端连接物体A后,弹簧长度为14cm,现用一测力计沿斜面向下拉物体,若物体与斜面间的最大静摩擦力为20N,当弹簧的长度仍为14cm时,测力计的读数不可能为()A.10NB.20NC.40ND.0N3.(2022·泉州模拟)如图所示,质量分别为m′、m的两个物体系在一根通过轻滑轮的轻绳两端,m′放在水平地板上,m被悬挂在空中,若将m′沿水平地板向右缓慢移动少许后m′仍静止,则()A.绳中张力变大B.滑轮轴所受的压力变大C.m′对地面的压力变大D.m′所受的静摩擦力变大4.(2022·广州模拟)如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心,一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止于P点.设滑块所受支持力为N,OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是()-7-\nA.F=B.F=mgtanθC.N=D.N=mgtanθ5.(2022·郑州模拟)如图所示,重20N的物体放在粗糙水平面上,用F=8N的力斜向下推物体,F与水平面成30°角,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,物体与水平面间的最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力,则()A.地面对物体的支持力为20NB.物体所受的摩擦力为12NC.物体所受的合力为5ND.物体所受的合力为零6.(2022·宁德模拟)如图所示质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上,用轻绳拴住质量为m的小球B置于斜面上,整个系统处于静止状态,已知斜面倾角及轻绳与竖直方向的夹角均为θ=30°.不计小球与斜面间的摩擦,则()A.轻绳对小球的作用力大小为mgB.斜面体对小球的作用力大小为mgC.斜面体对水平面的压力大小为(M+m)gD.斜面体对水平面的摩擦力大小为mg7.(2022·江苏高考)如图所示,石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块,侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g,若接触面间的摩擦力忽略不计,则石块侧面所受弹力的大小为()A.B.C.D.-7-\n8.(预测题)如图所示,用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上的球,当细绳由水平方向缓慢向上偏移至竖直方向的过程中,细绳上的拉力将()A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大二、非选择题(本大题共2小题,共28分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)9.(易错题)(14分)如图所示,两个质量均为m的小环套在一水平放置的粗糙长杆上,两根长度均为l的轻绳一端系在小环上,另一端系在质量为M的木块上,两个小环之间的距离也为l,小环保持静止.试求:(1)小环对杆的压力;(2)小环与杆之间的动摩擦因数μ至少为多大?10.(创新题)(14分)如图所示,在倾角为θ的粗糙斜面上,有一个质量为m的物体被水平力F推着静止于斜面上,已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ,且μ<tanθ,若物体恰好不下滑,则推力F为多少?若物体恰好不上滑,则推力F为多少?(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)答案解析-7-\n1.【解析】选A.以斜劈和物块整体为研究对象,整个系统处于平衡状态,合外力为零.所以地面对斜劈没有水平方向的摩擦力的作用,故A正确.【变式备选】如图所示,一倾角为α的斜面体置于固定在光滑水平地面上的物体A、B之间,斜面体恰好与物体A、B接触,一质量为m的物体C恰能沿斜面匀速下滑,此时斜面体与A、B均无作用力,若用平行于斜面的力F沿斜面向下推物体C,使其加速下滑,则下列关于斜面体与物体A、B间的作用力的说法正确的是()A.对物体A、B均无作用力B.对物体A有向左的压力,大小为FcosαC.对物体B有向右的压力,大小为mgcosαsinαD.对物体A有向左的压力,大小为mgcosαsinα【解析】选A.物体C恰能沿斜面匀速下滑,则C与斜面间的滑动摩擦力f=mgsinα,用力F推物体C使其加速运动,C与斜面间的滑动摩擦力不变;以斜面为研究对象,C对斜面的压力在水平方向向右的分力为F1=mgcosαsinα,C对斜面的摩擦力在水平方向向左的分力为F2=mgsinαcosα,则F1=F2,说明斜面与地面间无摩擦力,斜面相对地面没有运动趋势,斜面对物体A、B均无作用力,故A正确.2.【解题指南】解答本题时可按以下思路分析:(1)物体A所受的静摩擦力方向可能沿斜面向上或向下.(2)根据平衡条件列方程,求出拉力的范围.【解析】选C.A在斜面上处于静止状态时合外力为零,A在斜面上受五个力的作用,分别为重力、支持力、弹簧弹力、摩擦力、拉力F,当摩擦力的方向沿斜面向上时,F+mgsin37°≤fm+k(l-l0),F≤22N,当摩擦力沿斜面向下时,F最小值为零,即拉力的取值范围为0≤F≤22N,故选C.3.【解析】选B.m′静止,绳子的拉力等于mg不变,A错误;对m′,绳子与水平方向的夹角变大,故摩擦力变小,D错误;绳子拉力的竖直分力变大,则地面对m′的支持力变小,即m′对地面的压力变小,C错误;滑轮轴所受的压力等于两边绳子拉力的合力,拉力不变,绳的夹角变小,故合力增大,B正确.4.【解析】选C.小滑块受力如图所示,由平衡条件得,水平方向F-Ncosθ=0,竖直方向Nsinθ-mg=0,解得F=,N=,故C正确,A、B、D错误.5.【解析】选D.将F沿水平和竖直方向分解,则竖直方向N=Fsin30°+G=24N,A错误;物体受到的最大静摩擦力fm=μN=12N>Fcos30°=N,物体保持静止状态,物体所受的合力为零,C错误,D正确;由物体的平衡条件得摩擦力-7-\nf=Fcos30°=N,B错误.6.【解析】选A.对小球受力分析可知轻绳拉力与斜面体对小球的支持力大小相等,所以竖直方向上:mg=2Fcos30°,解得:F=mg,选项A正确、B错误;将A、B两物体视为整体,受力分析可知:竖直方向上:(M+m)g=N+Fcos30°,解得N=(M+)g,选项C错误;水平方向上f=Fsin30°=mg,选项D错误.7.【解析】选A.石块受力如图所示,由力的平衡条件可知2Fsinα=mg,所以有F=,A正确.8.【解析】选D.球的重力有两个效果,即拉细绳和压斜面,用图解法分析,作出力的分解图如图所示,由图可知,当细绳由水平方向逐渐向上偏移至竖直方向时,细绳上的拉力F2将先减小后增大,当F2和F1的方向垂直时,F2有极小值;而球对斜面的压力F1逐渐减小,故D正确.9.【解析】(1)对整体由平衡条件得:2N-(M+2m)g=0(3分)解得:N=Mg+mg(2分)由牛顿第三定律得,小环对杆的压力为:N′=Mg+mg(1分)(2)对M由平衡条件得:2Tcos30°-Mg=0(3分)小环刚好不滑动,此时小环受到的静摩擦力达到最大值,则:Tsin30°-μN′=0(3分)解得动摩擦因数μ至少为:-7-\nμ=(2分)答案:(1)Mg+mg(2)10.【解析】因为μ<tanθ,则F=0时,物体不能静止在斜面上,当物体恰好不下滑时,受力如图甲所示:由平衡条件得:mgsinθ-F1cosθ-f1=0(2分)N1-mgcosθ-F1sinθ=0(2分)又有:f1=μN1(2分)解得:F1=(2分)当物体恰好不上滑时,受力如图乙所示:由平衡条件得:mgsinθ+f2-F2cosθ=0(2分)N2-mgcosθ-F2sinθ=0(1分)又有:f2=μN2(1分)解得:F2=(2分)答案:【总结提升】平衡问题的分析技巧-7-\n对于平衡类问题,应当首先分清是静态平衡还是动态平衡问题.(1)对于静态平衡问题,应当先分析物体的受力情况,根据平衡条件列出平衡方程,解方程对结果进行讨论.(2)对于动态平衡问题,应先分析物体的受力情况,结合具体情况采用相应的方法.①如果物体所受的力较少,可以采用合成的方法.②如果物体受到三个力的作用而处于动态平衡,若其中的一个力大小、方向均不变,另外两个力的方向都发生变化,可以用力三角形与几何三角形相似的方法求解.③如果物体受到三个力的作用,其中一个力的大小、方向均不变,并且还有另一个力的方向不变,此时可用图解法分析,即可以通过画出多个平行四边形或三角形来分析力的变化,该法可以将动态问题静态化,抽象问题形象化,从而使问题易于分析求解.④如果物体受到多个力的作用,可以用正交分解的方法列方程求解.-7-

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发布时间:2022-08-26 00:17:10 页数:7
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文章作者:U-336598

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