高考物理专题一 相互作用与物体的平衡能力提升训练.doc

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1、第一篇 核心知能突破专题一 相互作用与物体的平衡第1讲相互作用与物体的平衡1.如图1110所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动，图1110则下列说法正确的是 ()A物体可能只受两个力作用B物体可能受三个力作用C物体可能不受摩擦力作用D物体一定受四个力解析：本题考查根据物体的运动状态分析物体的受力，摩擦力产生的条件等知识点物体做匀速直线运动，则受力平衡，将拉力F在水平方向和竖直方向上分解，则物体一定要受到滑动摩擦力的作用再根据摩擦力产生的条件知，一定会产生弹力因此物体一定会受到四个力的作用答案：D2(2010北京西城区抽样)F1、F2是力F的两个分力若F10 N，

2、则下列不可能是F的两个分力的是 ()AF110 NF210 N BF120 NF220 NCF12 NF26 N DF120 NF230 N解析：本题考查合力和分力之间的关系合力F和两个分力F1、F2之间的关系为|F1F2|F|F1F2|，则应选C.答案：C3(2010广东理综，13)图1111图1111为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA、FB，灯笼受到的重力为G.下列表述正确的是 ()AFA一定小于GBFA与FB大小相等CFA与FB是一对平衡力DFA与FB大小之和等于G解析：由题意知，A、B两点等高，且两绳等长，故FA与FB大小相等，B

3、项正确若两绳夹角大于120.则FAFBG；若夹角小于120，则FAFBG；若夹角等于120，则FAFBG，故选项A、D错夹角为180时，FA与FB才能成为一对平衡力，但这一情况不可能实现，故C项错答案：B42009年9月22日消息，据美国太空网报道，美国“发现”号航天飞机当地时间9月21日返回位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心，结束了为期两天的“回家之旅”“发现”号航天飞机是被一架改装的波音747客机“背”回肯尼迪航天中心的，如图1112所示的三幅图分别是波音747客机“背”着航天飞机在跑道上静止、在跑道上匀速行驶和在天空中匀速飞行以下说法正确的是()图1112A波音747客机“背”着航天飞机在跑

4、道上静止时，客机对航天飞机的支持力最大B波音747客机“背”着航天飞机在跑道上匀速行驶时，客机对航天飞机的支持力最大C波音747客机“背”着航天飞机在天空中匀速飞行时，客机对航天飞机的支持力最大D三种情况客机对航天飞机的支持力一样大解析：三种情况下，航天飞机都处于平衡状态，客机给航天飞机的支持力都等于航天飞机的重力，所以三种情况客机对航天飞机的支持力一样大答案：D图11135如图1113所示，物体B靠在竖直墙面上，在竖直轻弹簧的作用下，A、B保持静止，则物体A、B受力的个数分别为 ()A3,3 B4,3 C4,4 D4,5解析：本题考查用整体法、隔离法分析物体受力情况首先对A、B利用整体法分析

5、受力，可知墙面对B无弹力；以A为研究对象，它受四个力作用，重力竖直向下、弹簧的弹力竖直向上、B对A的压力垂直斜面斜向下、B对A沿斜面向下的摩擦力；以B为研究对象，它受三个力作用，本身受到的重力、A对B的支持力和A对B沿斜面向上的摩擦力，B正确答案：B6.图1114如图1114所示，两个带同种电荷的带电球(均可视为带电质点)，A球固定，B球穿在倾斜直杆上处于静止状态(B球上的孔径略大于杆的直径)，已知AB两球在同一水平面上，则B球受力个数可能为 ()A3 B4 C5 D6解析：根据题意，由图可知B球必定要受到的力有三个，分别是重力、杆的弹力、A给B的库仑力，这三个力的合力可以为零，所以A正确；在

6、三力平衡的基础上，如果库仑力增大，为保持平衡状态，杆要给B球沿杆向下的摩擦力，反之如果库仑力减小，为保持平衡状态，杆要给B球沿杆向上的摩擦力，从而实现四力平衡，B正确答案：AB图11157(2010福建泉州质检)滑梯是小孩子很喜欢的娱乐活动如图1115所示，一个小孩正在滑梯上匀速下滑，则()A小孩所受的重力与小孩所受的弹力大小相等B小孩所受的重力与小孩所受的摩擦力大小相等C小孩所受的弹力和摩擦力的合力与小孩所受的重力大小相等D小孩所受的重力和弹力的合力与小孩所受的摩擦力大小相等解析：小孩在滑梯上受力如图所示，设滑梯斜面倾角为，则FN=mgcos ，Ff=mgsin ，所以A、B错误；小孩在重力

7、、弹力和摩擦力三个力作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，故C、D正确答案：CD图11168一个斜面体上搁置一根只能沿竖直方向运动的直杆，杆与斜面接触面粗糙斜面体水平向右运动过程中，发现杆匀加速上升，如图1116所示，关于斜面对杆的作用力，下列判断正确的是 ()A斜面对杆的滑动摩擦力沿斜面向下B斜面对杆的滑动摩擦力沿斜面向上C斜面体对杆的作用力竖直向上D斜面体对杆的作用力竖直向下解析：杆匀加速上升，斜面体水平向右运动，杆相对于斜面体向上滑动，因此杆受的摩擦力沿斜面向下，A对，B错；杆受的支持力垂直于斜面向上，杆受斜面体的作用力斜向右上方，C、D项错误答案：A9.图11

8、17如图1117所示，金属棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上，棒与框架接触良好，匀强磁场垂直于ab棒斜向下，从某时刻开始磁感应强度均匀减小，同时施加一个水平外力F使金属棒ab保持静止，则F ()A方向向右，且为恒力 B方向向右，且为变力C方向向左，且为变力 D方向向左，且为恒力解析：根据楞次定律，B减小时，磁通量减小，为阻碍减小，ab产生向右运动的趋势故外力方向向左再根据电磁感应定律，E，B均匀减小故不变，E不变，I不变F安BIL均匀减小，故F为变力答案：C10如图所示，a、b两个质量相同的球用线连接，a球用线挂在天花板上，b球放在光滑斜面上，系统保持静止，以下图示哪个是正确的()解析：本

9、题考查物体的平衡A、D选项中a球所受三个力不能维持a球平衡，A、D项错误；C图中a球受到的重力竖直向下，连接天花板的绳对a球的拉力竖直向上，连接b球的绳子的拉力偏向左下，因此三力的合力不为零，C项错误；分析B项中两个球的受力，合力都可以为零，B项正确答案：B图111811如图1118所示，将两个摆长均为l的单摆悬于O点，摆球质量均为m，带电量均为q(q0)将另一个带电量也为q(q0)的小球从O点正下方较远处缓慢移向O点，当三个带电小球分别处在等边三角形abc的三个顶点上时，摆线的夹角恰好为120，则此时摆线上的拉力大小等于()A2mg B2mg C. D.解析：本题考查物体的平衡，中档题当夹角

10、为120时，对a或b进行受力分析，小球受拉力、重力和另外两个小球对它的斥力，两个库仑力大小相等合力方向与水平方向成30，所以绳子拉力与库仑力的合力成120，根据力的合成的知识可得绳子拉力大小等于重力为mg或等于库仑力的合力为，D对答案：D12.图1119如图1119所示为插入地面的排球网架直杆为了使直杆垂直于地面，还要用两根绳子把杆拉住假定绳子OA、OB、OC处在同一平面内，不计绳子的质量，且OA与OB两根绳子的拉力相同，夹角为60.绳能够承受的拉力跟绳子的横截面成正比，那么OC绳的直径至少应是OA绳的倍数是 ()A. B. C./2 D.解析：设OA绳子中拉力为FA，由OA与OB两根绳子的拉

11、力相同，夹角为60可知OC中拉力FC2FAcos 30FA.设OA绳子直径为d，OA绳子的横截面积SAd2/4，OC绳子直径为D，OC绳子的横截面积SCD2/4，由绳a能够承受的拉力跟绳子的横截面成正比可得FC/FASC/SAD2/d2，解得D/d .答案：D力在分解中的“形同质异问题”在力的分解中有些题看似相同，但实质却大相径庭，弄清这些问题的本质差异将有利于提高同学们分析问题、解决问题的能力图1120一、“动杆”和“定杆”问题【例1】 如图1120所示，质量为m的物体用细绳OC悬挂在支架上O点，轻杆OB可绕B点转动，求细绳OA中张力FT大小和轻杆OB受力FN大小解析：由于轻杆OB可绕B点转

12、动(即是“动杆”)，所以细绳对轻杆OB的力一定沿着杆的方向，否则杆就不能平衡(即要发生转动)由于悬挂物体质量为m，所以绳OC拉力大小就等于mg，将这个拉力沿杆和AO方向分解，如图所示由图即可求得：FT=mg/sin ，FN=mgcot .又因为FT与FT大小相等方向相反，所以FT=FT=mg/sin .答案：mg/sin mgcot 图1121【例2】 如图1121所示，水平横梁一端A插在墙壁内，另一端装有小滑轮B，一轻绳一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m10 kg的重物，CBA30，(g取10 N/kg)则滑轮受到绳子作用力为() A50 N B50 NC100 N D100

13、 N解析：由于杆AB不可转动(即是“定杆”)，所以杆所受弹力的方向不沿杆AB方向由于B点处是滑轮，它只是改变绳中力的方向，并未改变力的大小，滑轮两侧绳上的拉力大小均是100 N，夹 角为120，故滑轮受绳子作用力即是两拉力的合力，如图所示由图可知，滑轮受到绳子作用力的大小为：FNFTmg100 N，所以选项C正确答案：C点评：由于轻杆AB不可转动，所以无论细绳对它的弹力方向如何，杆都能平衡二、“活节”和“死节”问题图1122【例3】 如图1122所示，长为5 m的细绳的两端分别系于竖立在地面上的相距为4 m的两杆的顶端A、B，绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个重为12 N的物体，平衡时绳中

14、的张力FT为多大？当A点向上移动少许，重新平衡后，绳与水平面夹角、绳中张力如何变化？解析：设重物平衡时悬点为O，延长AO交B杆于C点，从C点向A杆作垂线CD交A杆于D点，如图所示由于挂钩光滑，所以挂钩两侧绳AO段与BO段的拉力必然相等，与竖直线的夹角也相等，因而OB=OC，故AC=5 m，设A=，则sin =4/5.取O点为研究对象，将重物对O点的拉力沿AO、BO延长线分解为FTA、FTB，即有：FTA=FTB=FT.由图和平衡条件可得：2FTcos =mg，可解得：FT=10 N.同样分析可知：当A点向上移动少许重新平衡后，绳与水平面夹角及绳中张力均保持不变答案：10 N夹角不变，张力为10

15、 N也保持不变点评：因为绳上挂的是一个轻质光滑挂钩，它可以无摩擦地滑动(即是“活节”)，所以挂钩两侧的绳(其实是同一根绳)的形变相同，拉力也必然相等图1123【例4】 用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中，如图1123所示已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为30和60，则ac绳和bc绳中的拉力分别为 ()A.mg，mg B.mg，mgC.mg，mg D.mg，mg解析：以绳子的结点c为研究对象，其受三个拉力的作用而处于平衡状态将重物对c点的拉力分别沿ac绳和bc绳方向分解为FTac、FTbc，如图所示由平衡条件和图中几何关系可得：FTac=mgcos 30=mg，FTbc=mgcos 60=mg，所以选项A正确若将b点向上移动少许，重新平衡后，绳ac、bc的张力均要发生变化答案：A