高考物理 物体的平衡练习.doc

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1、2011年高考物理 物体的平衡练习一、选择题(共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得6分，漏选的得3分，错选的得0分)1(2009高考江苏卷)用一根长1m的轻质细绳将一幅质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上已知绳能承受的最大张力为10N.为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g取10m/s2)()A.mB.mC.mD.m【解析】本题主要考查受力分析、物体的平衡知识，意在考查考生运用物理知识处理实际问题的能力画框处于平衡状态、所受合力为零，绳子所能承受的最大拉力等于画框的重力，根据力的平行四边形定则可知，两绳间的夹角为120，则两个挂钉间的最

2、大距离为m，A正确【答案】A2(2008全国)如图，一固定斜面上两个质量相同的小物块A和B紧挨着匀速下滑，A与B的接触面光滑已知A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间的动摩擦因数的2倍，斜面倾角为.B与斜面之间的动摩擦因数是()A.tan B.cotCtan Dcot【解析】A、B两小物块受到斜面的支持力均为mgcos，所受滑动摩擦力分别为：fAAmgcos，fBBmgcos，对整体受力分析结合平衡条件可得：2mgsinAmgcosBmgcos，且A2B，解之得：Btan，A正确【答案】A3(2009黄冈质检)如图所示，在倾角为的斜面上，小木块受到一个水平力F(F0)的作用处于静止状态，则小木

3、块受到斜面的支持力和摩擦力的合力的方向可能是()A竖直向上 B斜向右上C斜向右下 D斜向左上【解析】考查力的合成与分解小木块受到四个力作用，竖直向下的重力G、水平向右的推力F、斜面的支持力与摩擦力，由于支持力与摩擦力的大小无法确定，但根据共点力的平衡规律可知支持力和摩擦力的合力与重力G与推力F的合力等大反向，G与F的合力斜向右下，故所求合力方向斜向左上，D正确【答案】D4(2009安徽皖南八校联考)如图所示，A、B是两个位于固定斜面上的正方体物块，它们的质量相等，F是沿水平方向作用于A上的外力，已知A、B的接触面，A、B与斜面的接触面均光滑，下列说法正确的是()AA对B的作用力大于B对A的作用

4、力BA、B可能沿斜面向下运动CA、B对斜面的压力相等DA、B所受合外力沿水平方向的分力相等【解析】A、B间的作用力大小相等、方向相反，故A错误；A、B有可能静止在斜面上，还有可能沿斜面向上或向下运动，故B正确；由力的合成知识可知A对斜面的压力大于B对斜面的压力，故C错误；不管A、B做何种性质的运动，它们的运动情况相同，它们沿水平方向的分运动的加速度相同，由F合ma可知它们受到的合外力沿水平方向的分力相等，故D正确【答案】BD5(2010洛阳二高月考)如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线所悬挂，B放在粗糙的水平桌面上滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点，O是三根细线的结点，细线bO水

5、平拉着物体B，cO沿竖直方向拉着弹簧弹簧、细线、小滑轮的重力不计，细线与滑轮之间的摩擦力可忽略，整个装置处于静止状态若悬挂小滑轮的斜线中的拉力是F20N，cOa120，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是()A弹簧的弹力为20NB重物A的质量为2kgC桌面对物体B的摩擦力为10ND细线OP与竖直方向的夹角为60【解析】选取滑轮作为研究对象，滑轮两侧细线的夹角为60，设滑轮两侧细线中拉力为Fa，则有FamAg，F2Facos30，联立解得重物A的质量为mA2kg，Fa20N，选项B正确；将Oa中的拉力Fa沿水平方向和竖直方向分解，由平衡条件得Facos30Fb，Fasin30Fc，解得

6、弹簧的弹力为Fc10N，选项A错误；细线Ob中拉力Fb10N，对物体B由平衡条件得桌面对物体B的摩擦力为10N，选项C正确；细线OP的方向在滑轮两侧细线夹角的平分线上，与竖直方向的夹角为30，选项D错误【答案】BC6如图所示是用来粉刷墙壁的涂料滚的示意图使用时，用撑竿推着涂料滚沿墙壁上下滚动，把涂料均匀地粉刷到墙壁上撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长撑竿与墙壁间的夹角越来越小设该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1，涂料滚对墙壁的压力为F2，则下列说法正确的是()AF1增大，F2减小BF1减小，F2增大CF1、F2均增大DF1、F2均减小【解析】以涂料滚为研究对象，受重力、撑竿对涂料滚的推

7、力F1、墙壁对涂料滚的压力F2，由平衡条件可得，F1与F2的合力与重力构成平衡力由平行四边形定则和图解法(如图)可知F1mg/cos，F2mgtan，当变小时F1、F2均减小，故选D项【答案】D7一轻杆BO，其O端用光滑铰链铰于固定竖直杆AO上，B端挂一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如右图所示现将细绳缓慢往左拉，使杆BO与杆AO间的夹角逐渐减小，则在此过程中，拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况是()AFN先减小，后增大BFN始终不变CF先减小，后增大DF始终不变【解析】取BO杆的B端为研究对象，受到绳子拉力(大小为F)、BO杆的支持力FN和悬挂重物的绳子的拉

8、力(大小为G)的作用，将FN与G合成，其合力与F等值反向，如图所示，得到一个力三角形(如图中画斜线部分)，此力三角形与几何三角形OBA相似，可利用相似三角形对应边成比例来解如图所示，力三角形与几何三角形OBA相似，设AO高为H，BO长为L，绳长AB为l，则由对应边成比例可得：，式中G、H、L均不变，l逐渐变小，所以可知FN不变，F逐渐变小【答案】B8我国国家大剧院外部呈椭球型，假设国家大剧院的顶部为半球形，一警卫人员为执行特殊任务，必须冒险在大剧院顶部向上缓慢爬行(如图所示)，他在向上爬行的过程中()A大剧院顶部对他的支持力变大B大剧院顶部对他的支持力变小C大剧院顶部对他的摩擦力变大D大剧院顶

9、部对他的摩擦力变小【解析】警卫人员在大剧院顶部的受力为：竖直向下的重力、沿半径方向的支持力和沿切线方向的摩擦力且始终满足G2FF，警卫人员在大剧院顶部向上缓慢爬行时，顶部对他的支持力变大(可用极限法判断)，顶部对他的摩擦力变小，故A、D正确【答案】AD9如图所示，吸附在竖直墙壁上的挂衣服的钩子，对它的受力分析正确的是()A钩子受到的摩擦力是垂直墙壁向里的B钩子不受摩擦力的作用C钩子受到的摩擦力与它的重力相平衡D钩子不下落是因为它受到的重力和它受到的吸附力相平衡【解析】根据物体平衡的条件可知：钩子在竖直方向必受到一个摩擦力与重力平衡，重力方向竖直向下，所以摩擦力方向必竖直向上，AB项错误，C项正

10、确；重力是由摩擦力平衡的，D项错误故选C项【答案】C10在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3.若F缓慢增大，整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中F1、F2、F3各如何变化？【解析】如图所示，分别作出A和B的受力图，以B为研究对象，若F缓慢增大，则F1和F2均缓慢增大再以A为研究对象，由于F2(与F2大小相等)缓慢增大，故FN、Ff缓慢增大，FN、Ff的合力F3也就缓慢增大【答案】均缓慢增大二、论述、计算题

11、(本题共3小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)11如右图所示，固定的竖直大圆环半径为R，劲度系数为k的弹簧原长为L(L2R)，其上端悬挂于大圆环最高点A，下端连接一重为G的光滑小滑环P，小滑环套在大圆环上，当小滑环P静止时，弹簧与竖直方向的夹角为多少？【解析】对小滑环受力分析如图所示，力G与FN的合力F与弹簧弹力F等值反向作出力的合成矢量图后，由三角函数关系或三角形相似均可求出角FFk(2RcosL)因FNG，所以有Gcos解得arccos【答案】arccos122008年春节前后南方发生罕见的雪

12、灾，冰雪天气使19个省区遭到了半个世纪以来最大的自然灾害，其中电力系统受损尤为严重，高压供电线路覆冰过重，致使电线被拉断，电线杆被压倒假设电线及其覆冰质量分布均匀，两电线杆正中部O处的张力为F，电线与电线杆结点A处的切线与竖直方向的夹角为，如图所示，求：(1)电线作用于结点A处的拉力FT的大小；(2)两电线杆间的电线及其覆冰的质量m.【解析】对OA电线受力分析如图所示(1)水平方向上受力平衡FFTsin得FT(2)在竖直方向上受力平衡GFTcos即mg，得m【答案】(1)(2)13(2009杭州模拟)如图所示，质量为mB14kg的木板B放在水平地面上，质量为mA10kg的木箱A放在木板B上一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在地面的木桩上，绳绷紧时与水平面的夹角为37.已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数10.5，木板B与地面之间的动摩擦因数2F将木板B从木箱A下面匀速抽出，试求：(sin370.6，cos370.8，重力加速度g取10m/s2)(1)绳上张力FT的大小；(2)拉力F的大小【解析】木箱A受力分析如图甲所示，A静止时有：FTcosFf1 mAgFTsinFN1 Ff11FN1 解式可得：FT100N，FN1160N木板B受力如图乙所示，B匀速时有：FFf1Ff2 Ff2FN2 FN2mBgFN1 解式可得：F200N.【答案】(1)100N(2)200N