【配套K12】高考物理专题一 相互作用与物体的平衡(能力提升训练)
高考物理-力与物理的平衡(含答案)-专题练习一
高考物理-力与物理的平衡（含答案）-专题练习一一、选择题1、用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，如图所示．P、Q均处于静止状态，则下列相关说法正确的是（）A．P物体受到3个力作用B．Q物体受到3个力作用C．若绳变短，Q受到的摩擦力将增大D．若绳子变长，绳子的拉力将减小2、如图所示，AB为一轻质杠杆，O为支点，在O点两侧分别悬挂体积相等的实心铜球和实心铁球，杠杆在水平位置平衡。
若将两球分别远离O点向外移动相同的距离（未脱离杠杆），则A．铜球一端下降B．铁球一端下降C．杠杆仍能保持平衡D．移动的距离未知，故无法判断哪端下降3、如图所示，一质量为m的物体恰能在一个质量为M的斜面体上沿斜面匀速下滑。
现用一与斜面成α角的推力推此物体（如图所示），使物体沿斜面加速下滑，则斜面受地面的摩擦力f和支持力NA．摩擦力为零 B．摩擦力方向水平向左C．支持力N=(M+m) D．支持力N>(M+m)g4、如图所示，截面为三角形的木块a上放置一铁块 b，三角形木块竖直边靠在竖直且粗糙的竖直面上，现用竖直向上的作用力F ，推动木块与铁块一起向上匀速运动，运动过程中铁块与木块始终保持相对静止，则下面说法正确的是（）Array A．木块a 与铁块b间一定存在摩擦力B．木块与竖直墙面间一定存在水平弹力C．木块与竖直墙面间一定存在摩擦力D．竖直向上的作用力F大小一定大于铁块与木块的重力之和5、如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度A．大小和方向均不变B．大小不变，方向改变C．大小改变，方向不变D．大小和方向均改变6、如图所示，是用粉刷墙壁的涂料滚的示意图。
使用时，用撑杆推着涂料滚沿墙壁上下滚动，把涂料均匀地粉刷墙壁上。
粉刷工人站在离墙壁某一距离缓缓上推涂料滚，使撑杆与墙壁间的夹角越来越小。
该过程中撑杆对涂料滚的推力为F1，涂料滚对墙壁的压力为F2，下列说法正确的是（）A．F1、F2均减小 B．F1、F2均增大C．F1减小，F2增大 D．F1增大，F2减小7、如图所示，一物块置于水平地面上.当用与水平方向成角的力拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成角的力推物块时，物块仍做匀速直线运动.若和的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为 ( )A、 B、 C、 D、1-8、用与竖直方向成θ角（θ<45°）的倾斜经绳a和水平轻绳b共同固定一个小球，这时绳b 的拉力大小为F1。
高考物理新力学知识点之相互作用专项训练及答案
高考物理新力学知识点之相互作用专项训练及答案一、选择题1．在下列各图中，a 、b 均处于静止状态，且接触面均光滑，a 、b 间一定有弹力的是( ) A ． B ． C ． D ．2．已知力F 的一个分力F 1跟F 成30°角，F 1大小未知，如图所示，则另一个分力F 2的最小值为：（ ）A ． 2FB ． 3FC ．FD ．无法判断3．两个物体相互接触，关于接触处的弹力和摩擦力，以下说法正确的是 （ ） A ．一定有弹力，但不一定有摩擦力B ．如果有弹力，则一定有摩擦力C ．如果有摩擦力，则一定有弹力D ．如果有摩擦力，则其大小一定与弹力成正比4．杂技演员有高超的技术，能轻松地顶接从高处落下的坛子，关于他顶坛时头顶受到的压力，产生的直接原因是（ ）A ．坛的形变B ．头的形变C ．物体受到的重力D ．人受到的重力5．一轻质弹簧原长为8 cm ，在4 N 的拉力作用下伸长了2 cm ，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为( )A ．40 m/NB ．40 N/mC ．200 m/ND ．200 N/m6．如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O 点，现用水平F 缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力F N ，以及绳对小球的拉力F T 的变化情况是（ ）A．F N保持不变，F T不断增大B．F N不断增大，F T不断减小C．F N保持不变，F T先增大后减小D．F N不断增大，F T先减小后增大7．磁力棒是可拆卸类拼搭玩具。
如图所示为一磁力棒吸着一颗钢球，下列说法正确的是（）A．磁力棒对刚球弹力是由于钢球发生形变产生的B．钢球受到磁力棒的磁力等于钢球的重力C．钢球受到磁力棒的作用力方向竖直向上D．钢球和磁力棒整体一起白由下落，则磁力棒对钢球弹力等于零8．木块沿粗糙斜面(斜面相对地面静止)运动，下列对木块的受力分析正确的是（G是重力，N是支持力，f是摩擦力）A． B． C． D．9．叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m，相互接触，球与地面间的动摩擦因数均为μ，则：A．上方球与下方3个球间均没有弹力B．下方三个球与水平地面间均没有摩擦力C．水平地面对下方三个球的支持力均为43 mgD ．水平地面对下方三个球的摩擦力均为43mg μ 10．如图所示，质量为1kg 的物体与地面间的动摩擦因数0.2μ=，从0t =开始以初速度0v 沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力1N F =的作用，取向右为正方向，该物体受到的摩擦力f F 随时间变化的图像是下列图中的（ ）A ．B ．C ．D ．11．如图，水平地面上有一固定斜劈，斜劈上一物块正沿斜面以速度v 0匀速下滑，下列说法正确的是（ ）A ．物块受到沿斜面向下的下滑力，大小等于摩擦力B ．匀速下滑的v 越大，物块受到的摩擦力越大C ．换一个质量更大的同种材料制成的物块，不可能在斜劈上匀速滑动D ．物块一共受到重力、弹力和摩擦力三个力12．2018年3月2日上映的《厉害了我的国》的票房和评分都极高。
高中物理专题练习：相互作用、物体的平衡(含答案)
高中物理专题练习：相互作用、物体的平衡（含答案）一、选择题1.细绳拴一个质量为m的小球,小球用固定在墙上的水平弹簧支撑,小球与弹簧不粘连.平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°,如图所示,以下说法正确的是(已知sin53°=0.8,cos53°=0.6)()A.小球静止时弹簧的弹力大小为3mg/5B.小球静止时细绳的拉力大小为3mg/5C.细线烧断瞬间小球的加速度为5g/3D.细线烧断后小球做平抛运动2.如图所示,两竖直木桩ab、cd固定,一不可伸长的轻绳两端固定在a、c绳长为L,一质量为m 的物体A通过轻质光滑挂L挂在轻绳中间,静止时轻绳两端夹角为120°．若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋,物体A后仍处于静止状态,橡皮筋处于弹性限度内,若重力加速度大小为g,上述两种情况,下列说法正确的是（）A．轻绳的弹力大于mg B．轻绳的弹力小于mgC．橡皮筋的弹力大于mg D．橡皮筋的弹力小于mg3.如图所示,斜面A和物块B静置在水平地面上,某时刻起,对B施加一个沿斜面向上的拉力F,力F从零开始随时间均匀增大,在这一过程中,A、B始终保持静止。
则地面对A的()A．支持力不变B．支持力减小C．摩擦力增大D．摩擦力减小4.如图所示,三根轻细绳悬挂两个质量相同的小球保持静止,A、D间细绳是水平的,现对B球施加一个水平向右的力F,将B缓缓拉到图中虚线位置,这时三根细绳张力T AC、T AD、T AB的变化情况是（）A. T AC、T AD、T AB都变大B.T AD和T AB变大,T AC不变C.T AC 和T AB变大,T AD不变D.T AC和T AD变大,T AB不变5.如图所示,木板B放在粗糙水平面上,木块A放在B的上面,A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在竖直墙上,用水平恒力F向左拉动B,使其以速度v做匀速运动,此时绳水平且拉力大小为T,下面说法正确的是（）A. 绳上拉力T与水平恒力F大小相等B. 木块A受到的是静摩擦力,大小等于TC. 木板B受到一个静摩擦力,一个滑动摩擦力,合力大小等于FD. 若木板B以2v匀速运动,则拉力仍为F6.三个相同的物体叠放在水平面上,B物体受到水平拉力作用,但三个物体都处于静止状态,如图所示,下列判断正确的是（）A．各个接触面都是粗糙的B．A与B的接触面可能是光滑的C．C与水平面的接触面可能是光滑的D．B与C、C与水平面的接触面一定是粗糙的7.质量分别为m1和m2的两个物体用一个未发生形变的弹簧连接,如图所示,让它们从高处同时自由下落,则下落过程中弹簧发生的形变是(不计空气阻力)( )A．若m1＞m2,则弹簧将被压缩αBA B ．若m 1＜m 2,则弹簧将被拉长 C ．只有m 1＝m 2,弹簧才会保持原长 D ．无论m 1和m 2为何值,弹簧长度均不变8.如图所示,一个质量为m 的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P 点,另一端系在滑块上,弹簧与竖直方向的夹角为30°．则（ ） A ．滑块可能受到三个力作用 B ．弹簧一定处于压缩状态C ．斜面对滑块的支持力大小可能为零D ．斜面对滑块的摩擦力大小一定等于1/2mg9.如图所示,物块A 、B 通过一根不可伸长的细线连接,A 静止在斜面上,细线绕过光滑的滑轮拉住B,A 与滑轮之间的细线与斜面平行,则物块A 受力的个数可能是（ ）A.3个B.4个C.5个D.2个10.如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔。
高考物理微专题01 力与物体平衡(含答案)
·物理(一)微专题01力与物体平衡1.(2018·安徽质检)如图所示,一根非弹性绳的两端分别固定在两座山的A、B处,A、B两点的水平距离BD=16 m,竖直距离AD=2 m,A、B间绳长为20 m。
重为120 N的猴子抓住套在绳子上的滑环在A、B间滑动,某时刻猴子在最低点C处静止,则此时绳的张力大小为()。
(绳处于拉直状态)A.75 NB.100 NC.150 ND.200 N2.如图所示,弧面光滑、底面粗糙的半径为R的光滑四分之一圆弧轨道置于粗糙的水平面上,今在轨道底部O'处固定一轻弹簧,弹簧另一端与质量为m的小球相连,小球静止于P点,OP与水平方向的夹角θ=30°。
现用一水平恒力F作用在圆弧轨道上,整个系统一直处于静止状态,已知弹簧的原长为L,重力加速度为g,则下列说法中正确的是()。
mgA.弹簧对小球的作用力大小为12mgB.小球对圆弧轨道的压力大小为√32C.弹簧的劲度系数k=mgL-RD.地面受到圆弧轨道摩擦力的方向水平向右3.(2018·山东模拟)如图所示,一斜面固定在地面上,木块m和M叠放在一起沿斜面向下运动,它们始终相对静止,m、M间的动摩擦因数为μ1,M与斜面间的动摩擦因数为μ2,则()。
A.若m、M一起匀加速运动,可能有μ1=0,μ2=0B.若m、M一起匀速运动,一定有μ1=0,μ2≠0C.若m、M一起匀加速运动,一定有μ1≠0,μ2=0D.若m、M一起匀速运动,可能有μ1≠0,μ2≠04.(2018·东北模拟)如图所示,在粗糙的水平面上,固定一个半径为R的半圆柱体M,挡板PQ固定在半圆柱体M上,挡板PQ的延长线过半圆柱截面圆心O,且与水平面成30°角。
在M和PQ 之间有一个质量为m的光滑均匀球体N,其半径也为R。
整个装置处于静止状态,则下列说法正确的是()。
A.N对PQ的压力大小为mgmgB.N对PQ的压力大小为12C.N对M的压力大小为mgmgD.N对M的压力大小为√335.如图甲所示,水平挡板A和竖直挡板B固定在斜面体C上,一质量为m的光滑小球恰能与两挡板和斜面体同时接触。
高考物理二轮复习 专题强化练(一)力与物体的平衡(含解析)
专题强化练(一)考点1 物体的受力分析1．(2019·浙江卷)如图所示，小明撑杆使船离岸，则下列说法正确的是( )A．小明与船之间存在摩擦力B．杆的弯曲是由于受到杆对小明的力C．杆对岸的力大于岸对杆的力D．小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力解析：小明与船之间存在静摩擦力，A正确；杆的弯曲是由于受到小明对杆的作用力，B 错误；杆对岸的力与岸对杆的力是作用力与反作用力，大小相等，C错误；小明对杆的力和岸对杆的力受力物体都是杆，两者不是作用力与反作用力，故D错误．答案：A2．(2018·商丘一模)如图所示，物体B与竖直墙面接触，在竖直向上的力F的作用下，A、B均保持静止，则物体B的受力个数为( )A．2个B．3个C．4个D．5个解析：物体A处于静止状态，其受到的合外力为零，受力分析如甲图所示；对物体A、B 整体受力分析如图乙所示，竖直墙面对物体B没有弹力作用，则墙面也不会提供静摩擦力；对物体B受力分析，如图丙所示，则物体B受到4个力的作用，选项C正确．答案：C3．(2019·柳州模拟)两个质量相同的直角楔形物体a和b，分别在垂直于斜边的恒力F1和F2作用下静止在竖直墙面上，如图所示，下列说法正确的是( )A．a、b一定都受四个力的作用B．a、b所受摩擦力的方向都是竖直向上C．F2一定小于F1D．F1、F2大小可能相等解析：对a受力分析如图甲：除摩擦力外的三个力不可能平衡，故一定有摩擦力，摩擦力方向竖直向上，故a受四个力；除摩擦力外对b受力分析如图乙：除摩擦力外，F N、F2、mg三力有可能平衡，沿竖直方向和水平方向分解F2，设F2与竖直方向夹角为α则有：F2cos α＝mg，F2sin α＝F N，解得F2＝mgcos α；(1)若F2＝mgcos α没有摩擦力，此时b受3个力；(2)若F2＞mgcos α，摩擦力向下，b受四个力；(3)若F2＜mgcos α，摩擦力向上，b受四个力；F1和F2没有必然的联系，有可能相等，但也有可能不等，故D正确，A、B、C错误．答案：D考点2 共点力的平衡4．(2019·江苏卷)如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右．细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为T，则风对气球作用力的大小为( )A.F Tsin αB.F Tcos αC ．F T sin αD ．F T cos α解析：以气球为研究对象，受力分析如图所示，则由力的平衡条件可知，气球在水平方向的合力为零，即风对气球作用力的大小为F ＝F T sin α，C 正确，A 、B 、D 错误．答案：C5．(多选)(2019·烟台调研)如图所示，将一劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O ′处(O 为球心)，弹簧另一端与质量为m 的小球相连，小球静止于P 点．已知容器半径为R 、与水平地面之间的动摩擦因数为μ，OP 与水平方向的夹角为θ＝30°.下列说法正确的是( )A ．轻弹簧对小球的作用力大小为32mg B ．容器相对于水平地面有向左的运动趋势 C ．容器和弹簧对小球的作用力的合力竖直向上 D ．弹簧原长为R ＋mg k解析：对小球受力分析，如图所示，因为θ＝30°，所以三角形OO ′P 为等边三角形，由相似三角形法得F N ＝F ＝mg ，所以A 项错误；由整体法得，容器与地面间没有相对运动趋势，B 项错误；小球处于平衡状态，容器和弹簧对小球的作用力的合力与重力平衡，故C 项正确；由胡克定律有F ＝mg ＝k (L 0－R )，解得弹簧原长L 0＝R ＋mgk，D 项正确．答案：CD考点3 动态平衡6．(多选)(2019·新乡模拟)如图所示，木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O 点，物体A、B叠放在木板上且处于静止状态，此时物体B的上表面水平．现使木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，物体A、B仍保持静止，与原位置的情况相比( )A．B对A的支持力不变B．B对A的支持力减小C．木板对B的支持力增大D．木板对B的摩擦力增大解析：开始时，A只受到重力和支持力作用而处于平衡状态，所以B对A的支持力与A 的重力大小相等、方向相反，A不受B的摩擦力作用，P转动后，A受到重力、B对A的支持力和摩擦力作用而平衡，此时B对A的支持力和摩擦力的合力与A的重力大小相等，所以B 对A的支持力一定减小了，B正确，A错误；以整体为研究对象，受到总重力G、板的支持力F N和摩擦力F f作用，设板的倾角为θ，由平衡条件有F N＝G cos θ，F f＝G sin θ，θ减小，F N增大，F f减小，C正确，D错误．答案：BC7．(多选)(2019·潍坊调研)如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行．在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则( )A．b对c的摩擦力一定减小B．b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上C．地面对c的摩擦力方向一定向右D．地面对c的摩擦力一定减小解析：若m a g＞m b g sin θ，则b对c的摩擦力平行于斜面向上，且随a中的沙子缓慢流出，b对c的摩擦力减小；若m a g＜m b g sin θ，则b对c的摩擦力平行于斜面向下，且随a中的沙子缓慢流出，b对c的摩擦力增大，A错误，B正确；以b、c为整体受力分析，应用平衡条件可得，地面对c的摩擦力方向一定水平向左，且F f＝m a g cos θ，随m a的减小而减小，C 错误，D正确．答案：BD8．(多选)(2019·西安模拟)如图所示，一根绳子一端固定于竖直墙上的A 点，另一端绕过动滑轮P 悬挂一重物B ，其中绳子的PA 段处于水平状态，另一根绳子一端与动滑轮P 的轴相连，在绕过光滑的定滑轮Q 后在其端点O 施加一水平向左的外力F ，使整个系统处于平衡状态，滑轮均光滑、轻质，且均可看作质点，现拉动绳子的端点O 使其向左缓慢移动一小段距离后达到新的平衡状态，则该平衡状态与原平衡状态相比较( )A ．拉力F 增大B ．拉力F 减小C ．角θ不变D ．角θ减小解析：以动滑轮P 为研究对象，AP 、BP 段绳子受的力始终等于B 的重力，两绳子拉力的合力在∠APB 的角平分线上，拉动绳子后，滑轮向上运动，两绳子夹角减小，两拉力的合力增大，故F 增大，A 项正确，B 项错误；PQ 与竖直方向夹角等于∠APB 的一半，故拉动绳子后角θ减小，C 项错误，D 项正确．答案：AD9．(2019·商丘模拟)如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔．质量为m 的小球套在圆环上．一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住．现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移．在移动过程中手对线的拉力F 和轨道对小球的弹力F N 的大小变化情况是( )A ．F 不变，F N 增大B ．F 不变，F N 减小C ．F 减小，F N 不变D ．F 增大，F N 减小解析：小球沿圆环缓慢上移过程中，受重力G 、拉力F 、弹力F N 三个力处于平衡状态．小球受力如图所示，由图可知△OAB ∽△F N AF ，即：G R ＝F AB ＝F NR，当A 点上移时，半径R 不变，AB 长度减小，故F 减小，F N 不变，故选项C 正确．答案：C10．(多选)(2019·威海一中摸底)如图所示，质量均为m 的小球A 、B 用劲度系数为k 1的轻弹簧相连，B 球用长为L 的细绳悬于O 点，A 球固定在O 点正下方，当小球B 平衡时，所受绳子的拉力为F T 1，弹簧的弹力为F 1；现把A 、B 间的弹簧换成原长相同但劲度系数为k 2(k 2＞k 1)的另一轻弹簧，在其他条件不变的情况下仍使系统平衡，此时小球B 所受绳子的拉力为F T 2，弹簧的弹力为F 2.则下列关于F T 1与F T 2、F 1与F 2大小之间的关系，正确的是( )A ．F T 1＞F T 2B ．F T 1＝F T 2C ．F 1＜F 2D ．F 1＝F 2解析：以小球B 为研究对象，分析受力情况，如图所示．由平衡条件可知，弹簧的弹力F 和绳子的拉力T 的合力F 合与重力mg 大小相等，方向相反，即F 合＝mg ，作出力的合成图如图，由力三角形与几何三角形相似得：mg AO ＝F AB ＝F TOB.当弹簧劲度系数变大时，弹簧的压缩量减小，故AB 长度增加，而OB 、OA 的长度不变，故F T 1＝F T 2，F 2＞F 1，A 、D 错误，B 、C 正确．答案：BC考点4 电学中的平衡问题11．(2018·重庆高三测试)如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L 、质量为m 的直导体棒，导体棒中电流为I .要使导体棒静止在斜面上，需要外加匀强磁场的磁感应强度B 的最小值为( )A.mg 2ILB.3mg 2ILC.mg ILD.3mg IL解析：平衡状态下导体棒受三个力，重力为恒力，支持力的方向不变，安培力的大小和方向不确定；由动态平衡知当安培力F 平行于斜面向上时安培力最小，则B 最小，即BIL ＝mg sin 30°，B ＝mg2IL，由左手定则知B 的方向垂直于斜面向下．答案：A12．(2019·青岛模拟)如图，绝缘光滑圆环竖直放置，a 、b 、c 为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c 位于圆环最高点，ac 连线与竖直方向成60°角，bc 连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态．下列说法正确的是( )A ．a 、b 、c 小球带同种电荷B ．a 、b 小球带异种电荷，b 、c 小球带同种电荷C ．a 、b 小球电量之比为36D ．a 、b 小球电量之比为39解析：对c 小球受力分析可得，a 、b 小球必须带同种电荷，c 小球才能平衡．对b 小球受力分析可得，b 、c 小球带异种电荷，b 小球才能平衡．故A 、B 项错误；对c 小球受力分析，将力正交分解后可得：kq a q c r 2ac sin60°＝k q b q cr 2bcsin 30°，又r ac ∶r bc ＝1∶3，解得q a ∶q b ＝3∶9.故C 项错误，D 项正确．答案：D。
高考物理专题一 相互作用与物体的平衡课件
二、物体是否处于平衡状态的判断方法 1．从运动角度判断
物体的速度为零时，不一定处于平衡状态，只有物体的加速 度为零，物体才处于平衡状态． 2．从受力角度判断 共点力作用下物体的平衡条件是合外力为零，即F合＝0.若用 正交分解法，则Fx＝0，Fy＝0(任意方向的合力都为零)．
三、受力分析的基本思路 1．先画重力：作用点画在物体的重心． 2．其次画接触力(弹力和摩擦力)：绕研究对象逆时针或顺时针观察一
周，看对象跟其他物体有几个接触点(面)，对每个接触点(面)若有挤 压，则画出弹力，若还有相对运动或相对运动趋势，则画出摩擦 力，分析完一个接触点(面)后再依次分析其他的接触点(面)． 3．再画其他场力：看是否有电、磁场力的作用，如有则画出场力． 4．画完受力图后做一遍检查．检查一下画出的每一个力能否找出它的 施力物体，若没有施力物体，则该力一定不存在． 5．检查一下分析的结果，能否使对象处于题目所给的运动状态(静止、 匀速或加速)．否则，必定发生了多力或漏力的现象．
()
C．屋顶对他的 摩擦力变大
D．屋顶对他的 摩擦力变小 审题提示：“向上 缓慢爬行”→隐含着警卫人员在屋顶 上任一位置都处于平衡状态，可以
应用共点力的平衡 条件来求解．
•1、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 •3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 •4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 •5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 •6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2022年1月2022/1/302022/1/302022/1/301/30/2022 •7、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。2022/1/302022/1/30January 30, 2022 •8、教育者，非为已往，非为现在，而专为将来。2022/1/302022/1/302022/1/302022/1/30
高考物理一轮总复习第2章相互作用共点力的平衡研专项素养提升课件
)
A.A可能相对B向下滑动
B.墙对A的弹力会慢慢变大
C.墙壁对A的摩擦力变小
D.B对A的作用力不断变大,方向始终为竖直向上
答案 D
解析 开始时整体受力平衡,竖直方向受到重力和弹簧的弹力,水平方向不
受力,所以A与墙之间没有弹力,也没有摩擦力。以A为研究对象,A受到重
来分析,本题如何将立体空间问题转化为平面问题来分析?
提示 (1)选O点为研究对象,该点受四个力,四个力并不在同一个平面内。
(2)OA、OB、OC三杆对O的力大小不相同,其中OB、OC两杆对O的力大
小相同。
(3)本题中OB、OC两杆对O的力大小相同,可将两个力合成等效为一个力
FBC,这样就将O受到的四个空间力转换为三个在同一个平面内的力,即OA
故 Ff=F'cos
3
30°= F,选项
2
C 正确,D 错误。
二、重要科学思维方法指导:整体法和隔离法在平衡问题中的应用
【方法概述】
1.整体法
(1)选取原则:只涉及系统外力不涉及系统内部物体之间的相互作用力。
(2)适用条件:系统内各个物体的运动状态必须相同。
(3)优、缺点:整体法解题一般比较简单,但不能求内力。
力、支持力和摩擦力,设B斜面的倾角为θ,则有mAgsin θ≤μmAgcos θ,若在A
的上方施加一竖直向下的作用力F,一定有(F+mAg)sin θ≤μ(F+mAg)cos θ,所
以A相对于B不会向下运动,故A错误;水平方向系统不受外力作用,墙壁对A
的弹力仍为零,所以摩擦力仍为零,保持不变,故B、C错误;若在A的上方施
(2)同理以水平方向为x轴,竖直方向为y轴建立坐标系。
2023版高考物理一轮总复习专题2相互作用热点强化2力与物体的平衡课后提能演练
热点强化2 力与物体的平衡1．(2021年汕头二模)某工厂把完全相同的光滑空油桶按下图所示方式存放在四个不同的箱子中，则油桶C 对A 的压力最大的是( )A BC D 【答案】D 【解析】设AC 圆心连线与竖直方向的夹角为θ，则对C 由平衡知识可2F N cos θ＝mg ，因为在图D 中θ最大，则F N 最大，故D 正确．2．(2021年佛山一模)如图所示，质量为M 的物块A 置于倾角为30°的固定粗糙斜面上，其上端通过一轻绳跨过光滑定滑轮与沙桶B 相连．初始时沙桶B 中没有沙子，质量为12M .现向沙桶B 中缓慢加入沙子，整个系统始终保持静止，则在加入沙子的过程中，以下说法正确的是( )A ．B 所受的合力增大B ．A 所受的摩擦力一直增大C ．A 所受的摩擦力先减小后增大D ．A 、B 间的轻绳拉力大小保持不变【答案】B 【解析】整个系统始终保持静止，故B 所受的合力为0，A 错误；对B 受力分析，B 只在竖直方向上受到绳的拉力和重力，故绳的拉力大小为B 的重力，初始时沙桶B 中没有沙子，质量为12M .现向沙桶B 中缓慢加入沙子，所以绳子的拉力T 从12Mg 逐渐增大，D 错误；对A 受力分析如图，沿斜面方向根据共点力平衡有f ＋Mg sin 30°＝T ，T ≥12Mg ，f 从0开始逐渐增大，并且方向沿斜面向下，B 正确，C 错误．3．(2021年常州一模)“歼20”战斗机安装了我国自主研制的矢量发动机，能够在不改变飞机飞行方向的情况下，通过转动尾喷口方向改变推力的方向，使战斗机获得很多优异的飞行性能．已知在“歼20”战斗机沿水平方向超音速匀速巡航时升阻比(垂直机身向上的升力和平行机身向后的阻力之比)为15.飞机的重力为G ，使飞机实现节油巡航模式的最小推力是( )A ．GB ．G 15C ．G 16D ．G4 【答案】D 【解析】飞机受到重力G 、发动机推力F 1、升力F 2和空气阻力f ，重力的方向竖直向下，升力F 2的方向竖直向上，空气阻力f 的方向与F 2垂直，如图，“歼20”战斗机沿水平方向超音速匀速巡航，则水平方向有F x ＝f ，竖直方向有F 2＋F y ＝G ，F 2＝15f ，解得F y ＝G －15f .F 21＝F 2x ＋F 2y ＝16f 2－215Gf ＋G 2，则观察F 21表达式为开口向上，对称轴为f ＝21532G 的抛物线，即当f ＝21532G 时取得最小值，将其代入F 21表达式，解得F 1min ＝G 4，D 正确． 4．(多选)如图所示，滑轮C 用硬杆固定在天花板上，另一滑轮O 通过细绳悬挂一物体P .把该细绳一端固定在天花板上的A 点，另一端绕过定滑轮C 后悬挂物体Q ，然后把悬挂物体P 的滑轮放于AC之间的细绳上，最终整个装置处于平衡，假设细绳足够长，不计一切摩擦．现把天花板上的绳端A 点沿天花板稍微向左平移一小段之后又固定，系统又重新达到平衡．则以下说法正确的是( )A ．绳子上的拉力大小变大B ．绳子上的拉力大小不变C ．绳子AO 与CO 间的夹角变大D ．绳子AO 与CO 间的夹角不变【答案】BD5．如图，倾角为α＝30°的斜面固定在水平地面上，斜面上有两个质量分别为m 和2m 的小球A 、B ，它们用劲度系数为k 的轻质弹簧连接，弹簧轴线与斜面平行．现对A 施加一水平向右、大小为F 的恒力，使A 、B 在斜面上都保持静止，如果斜面和两个小球间的摩擦均忽略不计，此时弹簧的长度为L ，则下列说法正确的是( )A ．弹簧的原长为L －mg2kB ．恒力F ＝233mg C ．小球A 对斜面的压力大小为3mgD ．撤去恒力F 后的瞬间小球B 的加速度为g【答案】C 【解析】对B 球受力分析，沿斜面建立直角坐标系，正交分解，在沿斜面方向，根据平衡条件2mg sin α＝kx ，解得弹簧伸长量为x ＝2mg sin αk ，则弹簧原长为L 0＝L －2mg sin αk ＝L －mg k，A 错误；以A 、B 整体为研究对象，沿斜面方向，根据平衡条件F cos 30°＝3mg sin 30°，解得F ＝3mg tan 30°＝3mg ，B 错误；对小球A ，在垂直斜面方向上，根据平衡条件N ＝mg cos α＋F sin α＝32mg ＋32mg ＝3mg ，根据牛顿第三定律可知A 对斜面的压力为3mg ，C 正确；撤去F 瞬间，弹簧弹力不变，B 球受力仍然平衡，加速度为0，D 错误．6．(多选)如图，两个质量都为m 的球A 、B 用轻绳连接，A 球套在水平细杆上(球孔比杆的直径略大)，对B 球施加水平风力作用，结果A 球与B 球一起向右做匀速运动，此时细绳与竖直方向的夹角为θ.已知重力加速度为g ，则( )A ．对B 球的水平风力大小等于mg sin θB ．轻绳的拉力等于mg cos θC ．杆对A 球的支持力等于2mgD ．杆与A 球间的动摩擦因数等于12tan θ 【答案】CD 【解析】对球B 受力分析，受重力m B g 、水平恒力F 和拉力T ，如图甲，根据平衡条件得，水平恒力F ＝m B g tan θ，绳对B 球的拉力T ＝m B g cos θ，A 、B 错误；把环和球当作一个整体，对其受力分析，受重力(m A ＋m B )g 、支持力N 、恒力F 和向左的摩擦力f ，如图乙，根据共点力平衡条件可得，杆对A 环的支持力大小N ＝(m A ＋m B )g ＝2mg ，C 正确；因为A 球与B 球一起向右做匀速运动，所以f ＝F ，则A 环与水平细杆间的动摩擦因数为μ＝f N ＝mg tan θ2mg ＝tan θ2，D 正确．甲 乙7．(多选)某玩具为了模仿小动物行走的姿势，设计了非圆形的“轮子”．现研究轮子受力情况，模型简化如图所示，四分之一圆框架OAB 的OA 、OB 边初始位置分别处于水平和竖直方向上，光滑球形重物此时嵌在框架中与OA 、OB 、弧AB 三边恰好接触但接触处并没有全部都产生弹力．现以O 点为轴缓慢将框架在同一竖直平面内顺时针转动θ角，下列说法正确的是( )A ．转动θ为0至π2的过程，弧AB 受到重物的压力逐渐变大 B ．θ为5π4时，弧AB 受到重物的压力最大 C ．转动一周的过程中，存在某一特定的角，此时弧AB 与OA 板受到重物的压力一样大D ．转动一周的过程中，OA 、OB 、弧AB 受到重物压力的最大值一样大【答案】CD 【解析】以O 点为轴缓慢将框架在同一竖直平面内顺时针转动过程中，相当于重力沿逆时针方向转动，转动θ为0至π2的过程，弧AB 始终不受力作用，A 错误；由力的合成知识可知当θ＝π时，弧AB 受到重物的压力大小为2G ，当θ＝5π4时，弧AB 受到重物的压力为G ，则此时压力不是最大，B 错误；重力的方向在弧AB 弹力方向与OA 板弹力方向夹角的平分线上时，弧AB 与OA 板受到重物的压力一样大，C 正确；在两个不同的位置，OA 板和OB 板的弹力都会取得最大值，大小为2G ，则转动一周的过程中，OA 、OB 、弧AB 受到重物压力的最大值一样大，D 正确．。
高一物理 相互作用及物体的平衡测试题
图10图 1F 300 高一物理相互作用与物体的平衡测试题一、选择题1．在倾角为30°的斜面上有一重10 N 的物块，被平行于斜面大小为8 N 的恒力F 推着沿斜面匀速上行，如图1所示.在 推力F 突然取消的瞬间，物块受到的合力大小为〔 〕 A ．8 NB ．5 N C ．3 ND ．2 N2．如图2所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O 点为其球心，碗的内外表与碗 口是光滑的.一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量 为m 1和m 2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m 1的 小球与O 点的连线与水平线的夹角为 =60°.两小球的质 量比12m m 为〔 〕A ．33B ．32C ．23D ．233、图3中a 、b 、c 为三物块，M 、N 为两个轻质弹簧，R 为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图并处于平衡状态〔 〕 ①有可能N 处于拉伸状态而M 处于压缩状态 ②有可能N 处于压缩状态而M 处于拉伸状态 ③有可能N 处于自然状态而M 处于拉伸状态 ④有可能N 处于拉伸状态而M 处于自然状态 A ．①③ B ．②③C ．①④D ．②④4、在做《互成角度的两个力的合力》实验时，F 1和F 2表示两个互成角度的力，F 表示由平行四边形定如此作出的F 1与F 2的合力；F ′表示用一个弹簧秤拉橡皮筋时的力，如此图4中各图中符合实验事实的是〔 〕图35、如图5所示，质量为m 的质点，与三根一样的螺旋形轻弹簧相连。
静止时，相邻两弹簧间的夹角均为1200．弹簧a 、b 对质点的作用力均为F ，如此弹簧c 对质点的作用力大小可能为： ( )A ．FB ．F + mgC ．F —mgD ．mg —F6．如图6所示，物体 A 置于物体 B 上，一轻质弹簧一端固定，另一端与 B 相连，在弹性限度范围内，A 和 B 一起在光滑水平面上作往复运动〔不计空气阻力〕，交保持相对静止。
如此如下说法正确的答案是A ．A 和B 均作简谐运动B ．作用在 A 上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比C ．B 对 A 的静摩擦力对 A 做功，而 A 对 B 的静摩擦力对 B 不做功D ．B 对 A 的静摩擦力始终对 A 做正功，而 A 对 B 的静摩擦力始终对 B 做负功二、非选择题7、水平横梁的一端插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B ， 轻绳的一端C 固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一 质量为m=10kg 的重物D ，∠CBA=300，如图7所示，如此滑轮受到绳子的作用力为__________________N 〔g=10m/s 2〕8．如图8所示，正方体物A 、B 紧靠着放在水平面上。
高考物理一轮专题模拟训练：专题02 相互作用和物体平衡.pdf
【参照答案】B
、（遵义市省级示范高中2014届）如图所示，质量为M的四分之一圆柱体放在粗糙水平地面上，质量为m的正方体放
在圆柱体和光滑墙壁之间，且不计圆柱体与正方体之间的摩擦，正方体与圆柱体的接触点的切线与右侧墙壁成θ角，圆
柱体处于静止状态。则
A.地面对圆柱体的支持力为Mg
B.地面对圆柱体的摩擦力为mgtan
1.如图所示，A、B为竖直墙面上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆，转轴C在AB中点D的正
下方，AOB在同一水平面内，∠AOB=120°，∠COD=60°，若在O点处悬挂一个质量为m的物体，则平衡后绳AO所受的拉力
和杆OC所受的压力分别为
A．B．mg，2mg，
C．D．
个小滑块从A点由静止开始下滑至C点的过程中，传感器记录到的力F随时间t的关系图中可能正确的是
4（2014年4月安徽省上饶市重点高中联考）如图所示，一根轻质细绳跨过定滑轮连接两个小球A、B，它们都穿在一
根光滑的竖直杆上，不计细绳与滑轮之间的摩擦，当两球平衡时OA绳与水平方向的夹角为2θ，OB绳与水平方向的的夹
B．连接质量为m小球的轻弹簧的弹力为mg/3
C．连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量为mg D．套在一水平光滑横杆上轻弹簧的形变量为mg 对称性分析解决实际问题的能力。8（10分）如图所示，左端是倾角为60°的斜面、右侧是1/4圆弧面的物体固定在 水平地面上，圆弧面底端切线水平，一根两端分别用轻绳系有质量为m1、m2的小球跨过其顶点上的小滑轮。当它们处于 平衡状态时，连结m2小球的轻绳与水平线的夹角为60°，不计一切摩擦，不计小滑轮的重力，两小球可视为质点。若已 知小球m1的质量为m，求： （1）小滑轮对物体M的压力。 （2）小球m2的质量。 【参照答案】．（1）3mg/2（）1.5m。 【名师解析】： （1）隔离小球m1受力分析，由平衡条件可得，轻绳中拉力F=mgsin60°=mg/2。 （1分）（g取10m/s2，sin37o＝0.6cos37o＝0.8）） 10．（2013浙江省杭州市二模）风洞实验室在航空航天飞行器的研究中发挥着重要的作用，用它可以分析、研究影 响飞行器飞行速度的各种因素。风洞实验室中可以产生方向水平、速度大小可调节的风，用来研究处在流动气体中物体 的受力情况。 现将一套有木球的细折杆ABC固定在风洞实验中，球的质量为m，重力加速度为g，球在杆上运动时，球与杆之间的 滑动摩擦力跟它们之间的弹力成正比，比例系数为k，设AB、BC的交接处B点用一段小圆弧平滑连接（即认为小球过B点 的瞬间速度大小会突然变化），如图所示。实验时，先在无风的情况下让小球从斜杆上h高处由静止释放，小球最后滑 到水平面上的C点停下，测得AC两点间水平距离为L1；接着调节合适的风速大小，再将小球从杆的上端同一位置由静止 释放，小球最后停在水平面上的D点，测得AD两点间水平距离为L/2，如果小球在运动过程中始终受到恒定的水平风力的 作用，试求： （1）比例系数k值的大小； （2）水平风力F多大？ （3）若斜面的倾角θ为已知，要使小球在杆上保持静止状态，水平风力F必须满足什么条件？（设最大静摩擦力与 滑动摩擦力相等） （3）小球沿斜面有上滑趋势时： 11、一根弹性细绳劲度系数为k，将其一端固定，另一端穿过一光滑小孔O系住一质量为m的小滑块，滑块放在水平 地面上。当细绳竖直时，小孔O到悬点的距离恰为弹性细绳原长，小孔O到正下方水平地面上 P点的距离为h（h<）滑块 与水平地面间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹性细绳始终在其弹性限度内。求：当滑块置于水 平面能保持静止时，滑块到P点的最远距离。 12．【2013?湖北省孝感市模拟】（16分）如图所示，传送带上有质量均为m的三个木块1、2、3，中间均用原长为 L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数均为，其中木块1被与传送带平行的细线拉住，传送 带按图示方向匀速运动，三个木块处于平衡状态．1、3两木块之间的距离是 故1、3之间的距离为： 。 13.如图所示，水平面上有一个倾角为θ=30°的斜劈，质量为m．一个光滑小球，质量也为m，用绳子悬挂起来，绳 子与斜面的夹角为α=30°，整个系统处于静止状态．（1）求出绳子的拉力T；（2）若地面对斜劈的最大静摩擦力fm等 于地面对斜劈的支持力的k倍，为了使整个系统始终保持静止，k值必须满足什么条件？ 【参照答案】（1）mg【考点定位】考查及其相关知识。 如右图所示，两个完全相同的物块，重力大小为G，两球与水平面的动摩擦因数都为μ，一根轻绳两端固定在两小 球上，在绳的中点施加一个竖直向上的拉力，当绳子被拉直后，两段绳的夹角为α，问当F至少为多大，两物块将会发 生滑动？（设物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力） ．重力加速度gm/s2。 （1）求滑块运动到A点时的速度大小； （2）若轨道长为1.024m，请通过计算确定滑块是否能水平飞离轨道； （3）用同样的直木板，做成不同长度的直轨道，保持B点到轨道左端A的距离为0.8m，仍将滑块从P点由静止释放 ，为确保滑块在轨道上滑行时支架不翻倒，求轨道长度的范围。 图乙 图甲
配套K12物理新学案同步必修一讲义：第三章 相互作用1
1重力基本相互作用一、力和力的图示1.力的作用效果：(1)使物体的运动状态发生变化；(2)使物体发生形变.2.力(1)定义：物体与物体之间的相互作用.(2)单位：牛顿，简称牛，符号：N.(3)矢量性：力既有大小，又有方向.(4)测量：力的大小可以用弹簧测力计测量.3.力的表示方法(1)力的图示：用一条带箭头的线段(有向线段)来表示力的三要素.①线段的长短(严格按标度画)表示力的大小；②箭头指向表示力的方向；③箭尾(或箭头)表示力的作用点，线段所在的直线叫做力的作用线.(2)力的示意图：只用一条带箭头的线段来表示力的方向和作用点.二、重力1.定义：由于地球的吸引而使物体受到的力.2.大小：G＝mg，g就是自由落体加速度.3.方向：竖直向下.4.作用点——重心(1)重心：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心.(2)决定因素：①物体的形状；②物体的质量分布.(3)确定方法：对形状不规则的薄板状物体，可以采用悬挂法来确定重心的位置.三、四种基本相互作用1.万有引力：相互吸引的作用存在于一切物体之间，直到宇宙的深处，只是相互作用的强度随距离增大而减弱(填“增强”或“减弱”).2.电磁相互作用：电荷间的相互作用，磁体间的相互作用.3.强相互作用：使原子核紧密地保持在一起的相互作用.它的作用范围只有约10－15 m.4.弱相互作用：在放射现象中起作用的一种基本相互作用.作用范围约为10－15m.强度只有强相互作用的10－6倍.1.判断下列说法的正误.(1)每个力都必有施力物体和受力物体.(√)(2)只有相互接触的两物体之间才有力的作用.(×)(3)两个力的大小都是5 N，则这两个力一定相同.(×)(4)重力的方向也可以表述为指向地心.(×)(5)只有物体的重心才受到重力的作用.(×)(6)重心是物体重力的作用点，重心一定在物体上.(×)2.小明用20 N的水平力推桌子(如图1所示)，作出此力的图示和力的示意图.图1答案一、力和力的图示如图所示是足球撞击球网的瞬间.(1)足球撞击球网时对球网产生了巨大的冲击力，球网对足球有没有作用力？若有，该力对足球产生了什么样的作用效果？(2)若足球对球网的作用点为图中的A点，且作用力方向水平向右，大小为50 N，请在图中画出该力的图示.答案(1)有.改变足球的运动状态.(2)如图所示.1.力的三性(1)物质性：力是物体与物体的相互作用，没有脱离物体而独立存在的力.一个力同时具有受力物体和施力物体.(2)相互性：物体之间力的作用是相互的.力总是成对出现，施力物体同时又是受力物体，受力物体同时又是施力物体.(3)矢量性：力不仅有大小，而且有方向，是矢量.2.力的作用效果(1)力的作用效果(2)影响作用效果的要素：力的大小、方向和作用点.3.力的图示和力的示意图的区别力的图示可以表示力的三个要素，即大小、方向和作用点.力的示意图只能表示力的两个要素，即方向和作用点.例1下列说法中正确的是()A.射出枪口的子弹，能打到很远的地方，是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用B.不接触的物体之间不可能有力的作用C.只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只会受到力，不会施力D.任何一个物体，一定既是受力物体，又是施力物体答案 D解析子弹在枪管内受到火药爆炸所产生的强大推力，使子弹离开枪口时具有很大的速度，但子弹离开枪口以后，只受重力和空气阻力作用，并没有一个所谓的推力，因为不可能找到这个“推力”的施力物体，故不存在，所以A错；不接触的物体之间也可能有力的作用，如两个磁铁，故B错；不论物体是否有生命或是否有动力，它们受到别的物体作用时，都会施力，如马拉车时，车也拉马；书向下压桌子，桌子也向上推书，故C错；由于自然界中的物体都是相互联系的，找不到一个孤立的、不受其他物体作用的物体，所以每一个物体既是受力物体，又是施力物体，故D正确.1.相互作用的物体，可以直接接触，也可以不接触，但作用力必然是成对出现的.2.并非有生命的物体才是施力物体，也并非先有施力物体后有受力物体.3.任何一个力都独立地产生作用效果，使物体发生形变或使物体运动状态发生变化.例2在图2甲中木箱P点，用与水平方向成30°角斜向右上方的150 N的力拉木箱；在图乙中木块的Q点，用与竖直方向成60°角斜向左上方的20 N的力把木块抵在墙壁上，试作出甲、乙两图中所给力的图示，并作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图.图2答案 如图所示力的图示与力的示意图的画法针对训练 如图3所示，物体A 对物体B 的压力是10 N ，试画出这个力的图示和示意图.图3答案二、重力(1)秋天到了，金黄的树叶离开枝头总是落向地面；高山流水，水总是由高处流向低处；无论你以多大的速度跳起，最终总会落到地面上……试解释产生上述现象的原因.(2)重心是物体上最重的一点吗？重心位置与什么有关？物体的重心一定在物体上吗？请举例说明.答案(1)地面附近的一切物体都受到地球的吸引作用.正是由于地球的吸引才会使物体落向地面，使水往低处流.(2)不是.重心是物体各部分所受重力的等效作用点.重心位置与物体的质量分布及形状有关.重心可以不在物体上，如木匠用的拐尺、圆环的重心都不在物体上.1.重力的大小(1)重力的大小G＝mg，只与质量和重力加速度g有关，与物体的运动状态无关.(2)重力加速度g与物体所处的纬度和高度有关，在赤道处，g最小，在两极处，g最大(同一高度)；海拔越高，g越小，离地面越近，g越大.2.重力的方向：总是竖直向下，竖直向下是指与水平面垂直向下，但是并不等同于垂直于支持面向下，也不等同于指向地心.3.重力的作用点——重心(1)重心是物体各部分所受重力的等效作用点，并不是只有物体的重心才受到重力作用.重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体的质量分布有关.质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心.重心的位置可以在物体上，也可以在物体外.(2)重心位置的确定方法：薄板状物体的重心可以用悬挂法确定.例3关于重心及重力，下列说法中正确的是()A.一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力B.据G＝mg可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力不一定较大C.物体放于水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直于斜面向下D.物体的形状改变后，其重心位置不会改变答案 B解析由于物体放于水中时，受到向上的浮力从而减小了弹簧的拉伸形变，弹簧测力计的拉力减小了，但物体的重力并不改变，选项A错误.当两物体所处的地理位置相同时，g值相同，质量大的物体的重力必定大，但当两物体所处的地理位置不同时，如质量较小的物体放在地球上，质量较大的物体放在月球上，由于月球上g值较小，故质量较大的物体的重力不一定较大，选项B正确.重力的方向总是竖直向下的，选项C错误.物体的重心位置由物体的形状和质量分布情况共同决定，当物体的形状改变时，其重心可能发生改变，故选项D错误.例4关于重心，下列说法中正确的是()A.重心就是物体上最重的一点B.重心就是物体的几何中心C.直铁丝弯曲后，重心便不在中点，但一定还在铁丝上D.可以用悬挂法确定形状不规则薄板的重心答案 D解析重心是重力的等效作用点，并不是物体上最重的一点，故选项A错误.质量均匀分布的、有规则形状的物体的重心才在其几何中心，故选项B错误.物体的重心不一定在物体上，如粗细均匀的铁丝被弯曲成圆圈时，其重心在圆心处，而不在铁丝上，故选项C错误；根据二力平衡，重力与绳的拉力方向总是在同一直线上且方向相反，所以可以用悬挂法确定形状不规则薄板的重心，D正确.对物体的重心注意以下三点1.重心不是重力的真实作用点，重力作用于整个物体，重心是重力的等效作用点.2.重心不是物体上最重的一点，也不一定是物体的几何中心.3.重心在物体上的相对位置与物体的位置、放置状态及运动状态无关.重心的位置可以不在物体上.1.(对力的概念的理解)关于力，下列说法中正确的是()A.没有相互接触的物体间也可能有力的作用B.根据有一定距离的磁铁间的相互作用可知：力可以离开物体而独立存在C.两个力大小都是10 N，方向相同，那么这两个力一定相同D.施力物体施力在前，受力物体受力在后答案 A解析力是物体对物体的相互作用，没有相互接触的物体间也可能有力的作用，比如磁场力、重力，故选项A正确.相隔一定距离的两个磁铁间有相互作用，若拿走其中一个磁铁，这种相互作用将不存在，所以力是不能离开物体而独立存在的，故选项B错误.只有当两个力的大小、方向、作用点都相同时，我们才能说这两个力相同，故选项C错误.力的作用是相互的，施力物体和受力物体受到的力是同时产生的，没有前后之分，故选项D错误.2.(力的图示和力的示意图)图4表示的是小车所受外力F的图示，所选标度都相同，则对于小车的运动，作用效果相同的是()图4A.F1和F2B.F1和F4C.F1和F3、F4D.都不相同答案 B解析判断作用效果是否相同，应从力的三要素，即大小、方向和作用点去考虑，三要素相同则作用效果相同，而力沿其作用线平移时作用效果不变，选项B正确.3.(对重力大小和方向的理解)下列说法正确的是()A.在接近地面附近，自由下落的石块速度越来越大，说明石块所受重力越来越大B.在空中飞行的物体不受重力作用C.一抛出的石块轨迹是曲线，说明石块所受的重力方向始终在改变D.将一石块竖直向上抛出，在先上升后下降的整个过程中，石块所受重力的大小和方向都不变答案 D解析在地球上接近地面的同一位置，同一物体的重力为一定值，故A错；只要在地球上，物体所受重力就不为零，故B错；重力的方向始终竖直向下，与物体的运动状态无关，故C 错，D对.4.(对重力和重心的理解)有一圆形的均匀薄板，若将其中央再挖掉一个小圆板成一个圆环，如图5所示，下面说法正确的是()A.重心向外侧偏移，重力减小B.重力和重心都没有变C.重力减小，重心位置没有变D.重力减小，重心位置不存在答案 C解析圆板和圆环均属于质量分布均匀、有规则形状的物体，其重心均在几何中心，故重心的位置不变，C正确.一、选择题1.下列关于力的作用效果的叙述不正确的是()A.物体的运动状态发生改变必定是物体受到力的作用B.物体的运动状态没有发生改变，物体也可能受到力的作用C.力的作用效果不仅取决于力的大小和方向，还与力的作用点有关D.力作用在物体上，必定同时出现形变和运动状态的改变答案 D解析因为力是改变物体运动状态的原因，所以A正确.力的作用效果是使物体运动状态改变或者使物体发生形变，所以B正确，D不正确.力的三要素：大小、方向、作用点都影响力的作用效果，故C正确.2.在世界壮汉大赛上有拉汽车前进的一项比赛，如图1是某壮汉正通过绳索拉着汽车运动.则汽车所受拉力的施力物体和受力物体分别是()A.壮汉、汽车B.壮汉、绳索C.绳索、汽车D.汽车、绳索答案 C解析要研究的是汽车，直接对汽车产生拉力的是绳索而不是壮汉，汽车所受拉力是绳索和汽车之间的相互作用力，故其施力物体是绳索，受力物体是汽车.3.(多选)一个重20 N的物体沿斜面下滑，关于该物体重力的图示，以下四个图中正确的是()答案AD解析物体的重力为20 N，标度分别设为5 N和2.5 N，方向竖直向下，作用点在重心，选项A、D正确.4.如图2所示是姚明在比赛中的一张照片，记者给出的标题是“姚明对球施魔力”，下面是几位同学关于照片中篮球的说法，其中正确的是(空气阻力忽略不计)()图2A.球只受到重力的作用B.球只受到一个沿运动方向的力的作用C.球此时此刻不受到任何外力作用D.球受到姚明的一个力和重力的共同作用答案 A5.把一个月牙状的薄板悬挂起来，静止时如图3所示.则薄板的重心可能是()图3A.A点B.B点C.C点D.D点答案 D解析根据悬挂法确定重心位置的原理，结合二力平衡条件分析可得，重心位置可能是D点，选项D正确.6.拥有我国自主知识产权的大飞机是几代航天人的梦想，这一梦想已经变成了现实，如图4所示，具有完全自主知识产权的C919国产客机2014年试航，2016年陆续交付使用.下列关于C919客机的说法正确的是()图4A.C919客机受到的重力指向地心B.C919客机受重力的同时，它也对地球产生引力C.C919客机受到的重力总是指向地心D.C919客机匀速飞行，它不受重力作用答案 B解析重力的方向总是竖直向下(也可以说成垂直水平面向下)，而不一定指向地心，故A、C错.由于地球对客机的引力而产生重力，同时客机对地球也产生引力，B对.地球附近的任何物体都受重力作用，D错.7.如图5所示，一个空心均匀球壳里面注满水，球的正下方有一个小孔，在水由小孔慢慢流出的过程中，空心球壳和水的共同重心将会()图5A.一直下降B.一直上升C.先升高后降低D.先降低后升高答案 D解析当注满水时，球壳和水的重心均在球心，故它们共同的重心在球心.随着水的流出，球壳的重心虽然仍在球心，但水的重心逐渐下降，开始一段时间内，球壳内剩余的水较多，随着水的重心下降，球壳和水共同的重心也下降；后来一段时间内，球壳内剩余的水较少，随着水的重心的下降，球壳和水共同的重心却升高；最后，水流完时，重心又回到球心.故球壳和水的共同重心先降低后升高，选项D正确.8.(多选)2016年《挑战不可能》第二季中，韩遂宁因成功地在悬吊画框中平衡摩托车而被称为平衡大师，如图6所示.下列说法正确的是()图6A.支撑摩托车的单脚对摩托车的作用力方向一定是竖直的B.钢丝绳的方向一定通过摩托车和画框的重心C.当摩托车随画框旋转时，摩托车的重心也相对摩托车在移动D.在挑战过程中，韩遂宁通过改变摩托车的倾斜程度从而改变摩托车重心的位置答案ABD解析摩托车处于静止状态，其重力方向是竖直向下的，根据二力平衡可知，单脚支架对它的作用力方向竖直向上，A正确；对于摩托车和画框组成的整体，根据分析可知钢丝绳的方向一定通过摩托车和画框的重心，B正确；当摩托车随画框旋转时，摩托车的重心相对摩托车不移动，C错误；在挑战过程中，韩遂宁通过改变摩托车的倾斜程度从而改变摩托车重心的位置，D正确.二、非选择题9．(1)用图示法画出力，并指出施力物体和受力物体．①空气对气球的20 N浮力；②小孩用与水平方向成30°角斜向右上方的200 N的拉力拉小车．(2)在图7中，物体A的质量分布均匀，试画出物体A所受重力的示意图．图7答案(1)见解析(2)如图所示解析(1)①空气对气球的浮力为20 N，施力物体是空气，受力物体是气球．力的图示如图甲所示．②小孩用与水平方向成30°角斜向右上方的200 N的拉力拉小车，施力物体是小孩，受力物体是小车．力的图示如图乙所示．。
高考物理专题一 相互作用与物体的平衡(能力提升训练)
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1－1－10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， 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)F 1、F 2是力F 的两个分力．若F ＝10 N ，则下列不可能是F 的两个分力的是( ) A ．F 1＝10 N F 2＝10 N B ．F 1＝20 N F 2＝20 NC ．F 1＝2 N F 2＝6 ND ．F 1＝20 N F 2＝30 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F 1、F 2之间的关系为|F 1－F 2|≤F ≤|F 1＋F 2|，则应选C.答案：C3．(2010·广东理综，13)图1－1－11图1－1－11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F A 、F B ，灯笼受到的重力为G .下列表述正确的是 ()图1－1－10A．F A一定小于GB．F A与F B大小相等C．F A与F B是一对平衡力D．F A与F B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F A与F B大小相等，B项正确．若两绳夹角大于120°.则F A＝F B>G；若夹角小于120°，则F A＝F B<G；若夹角等于120°，则F A＝F B＝G，故选项A、D错．夹角为180°时，F A与F B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：B4．2009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1－1－12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1－1－12A．波音747客机“背”着航天飞机在跑道上静止时，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1－1－135．如图1－1－13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 ( ) A．3,3 B．4,3 C．4,4 D．4,5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1－1－14如图1－1－14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( )A．3 B．4 C．5 D．6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1－1－157．(2010·福建泉州质检)滑梯是小孩子很喜欢的娱乐活动．如图1－1－15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θ，则F N=mg cos θ，F f=mg sin θ，所以A、B错误；小孩在重力、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1－1－168．一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1－1－16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：A 9.图1－1－17如图1－1－17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Φ减小，为阻碍Φ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 ＝ΔΦΔt ＝ΔBS Δt ，B 均匀减小．故ΔB Δt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1－1－1811．如图1－1－18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(q＞0)．将另一个带电量也为q(q＞0)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( )A．23mg B．2mg C.3kq2l2D.33·kq2l2解析：本题考查物体的平衡，中档题．当夹角为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33·kq2l2，D对．答案：D12.图1－1－19如图1－1－19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. 2B. 3C.3/2D.43解析：设OA绳子中拉力为F A，由OA与OB两根绳子的拉力相同，夹角为60°可知OC中拉力F C＝2F A cos 30°＝3F A.设OA绳子直径为d，OA绳子的横截面积S A＝πd2/4，OC绳子直径为D，OC绳子的横截面积S C＝πD2/4，由绳a能够承受的拉力跟绳子的横截面成正比可得F C/F A＝S C/S A＝D2/d2，解得D/d＝F CF A＝43.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1－1－20一、“动杆”和“定杆”问题【例1】如图1－1－20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F T大小和轻杆OB受力F N大小．解析：由于轻杆OB可绕B点转动(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 θ，FN=mg cot θ.又因为FT与FT′大小相等方向相反，所以FT=FT′=mg/sin θ.答案：mg/sin θmg cot θ图1－1－21【例2】如图1－1－21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m＝10 kg的重物，∠CBA＝30°，(g取10 N/kg)则滑轮受到绳子作用力为( )A．50 N B．50 3 NC．100 N D．100 3 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：F N＝F T＝mg＝100 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1－1－22【例3】如图1－1－22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，平衡时绳中的张力F T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=α，则sin α=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：2FT cos α=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 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1－1－23【例4】用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中，如图1－1－23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.32mg，12mg B.12mg，32mgC.34mg，12mg D.12mg，34mg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=mg cos 30°=mg，FTbc=mg cos 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。
高考物理新力学知识点之相互作用专项训练及解析答案(5)
高考物理新力学知识点之相互作用专项训练及解析答案(5)一、选择题1．如图所示，一物块置于水平地面上．当用与水平方向成060角的力1F 拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成030角的力2F 推物块时，物块仍做匀速直线运动．若1F 和2F 的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为A ．31-B ．23-C ．312-D ．1-3 2．某小孩在广场游玩时，将一氢气球系在了水平地面上的砖块上，在水平 风力的作用下，处于如图所示的静止状态．若水平风速缓慢增大，不考虑气球体积及空气密度的变化，则下列说法中正确的是A ．细绳受到拉力逐渐减小B ．砖块受到的摩擦力可能为零C ．砖块一定不可能被绳子拉离地面D ．砖块受到的摩擦力一直不变3．杂技演员有高超的技术，能轻松地顶接从高处落下的坛子，关于他顶坛时头顶受到的压力，产生的直接原因是（ ）A ．坛的形变B ．头的形变C ．物体受到的重力D ．人受到的重力4．重为10N 的物体放在水平地面上，今用8N 的力竖直向上提物体，则物体所受到的合力为（ ）A ．2N 向下B ．2N 向上C ．18N 向上D ．05．如图，两个轻环a 和b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m 的小球。
在a 和b 之间的细线上悬挂一小物块。
平衡时，a 、b 间的距离恰好等于圆弧的半径。
不计所有摩擦。
小物块的质量为A ．2mB ．32mC ．mD ．2m6．如图所示，细绳MO 与NO 所能承受的最大拉力相同，长度MO ＞NO ，则在不断增加重物G 的重力过程中（绳OC 不会断）（ ）A ．绳ON 先被拉断B ．绳OM 先被拉断C ．绳ON 和绳OM 同时被拉断D ．条件不足，无法判断7．如图所示，质量为m 的小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角θ＝37°的木板托住，小球处于静止状态，弹簧处于压缩状态，则( )A ．小球受木板的摩擦力一定沿斜面向上B ．弹簧弹力不可能为34mg C ．小球可能受三个力作用 D ．木板对小球的作用力有可能小于小球的重力mg8．如图所示，一个重为5N 的大砝码，用细线悬 挂在O 点，现在用力F 拉砝码，使悬线偏离竖直方向30°时处于静止状态，此时所用拉力F 的最小值为 （ ）A ．8.65NB ．5.0NC ．4.3ND ．2.5N9．如图所示，轻绳一端系在小球A 上，另一端系在圆环B 上，B 套在固定粗糙水平杆PQ上．现用水平力F作用在A上，使A从图中实线位置（轻绳竖直）级慢上升到虚线位置，但B仍保持在原来位置不动．则在这一过程中，杆对B的摩擦力F1、杆对B的支持力F2、绳对B的拉力F3的变化情况分别是（）A．F1逐渐增大，F2逐渐增大，F3逐渐增大B．F1保持不变，F2逐渐增大，F逐渐减小C．F1逐渐增大，F2保持不变，F3逐渐增大D．F1逐渐减小，F2逐渐减小，F3保持不变10．如图所示，一质量为M的圆环套在一根粗糙的水平横杆上，圆环通过轻绳和质量为m 的物块相连，物块在水平向右的风力作用下偏离竖直方向一定的角度（如图中虚线位置所示）。
高考物理相互作用提高训练及解析
高考物理相互作用提高训练及解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，B 、C 两小球的重力均为G ，用细线悬挂于A 、D 两点，系统处于静止状态．求：（1）AB 和CD 两根细线的拉力各为多大？ （2）细线BC 与竖直方向的夹角是多大？ 【答案】（1）13F G =、2F G =（2）060θ= 【解析】 【分析】 【详解】（1）对B 、C 整体研究，如图所示：由图可得AB 线的拉力为：，CD 线的拉力为：（2）对C 球研究，如图所示：，可得：，．【考点定位】考查了共点力平衡条件的应用 【点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解，2．如图所示，质量为m 的物体放在一固定斜面上，当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑．对物体施加一大小为F 、方向水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时，不论水平恒力F 多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，试求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数； (2)这一临界角θ0的大小． 【答案】（132）60° 【解析】试题分析：（1）斜面倾角为30°时，物体恰能匀速下滑，满足sin 30cos30mg mg μ︒=︒ 解得3μ=（2）设斜面倾角为α，由匀速直线运动的条件：cos sin f F mg F αα=+cos sin N F mg F αα=+，f N F F μ=解得：sin cos cos sin mg mg F αμααμα+=-当cos sin 0αμα-=，即cot αμ=时，F→∞，即“不论水平恒力F 多大”，都不能使物体沿斜面向上滑行此时，临界角060θα==︒ 考点：考查了共点力平衡条件的应用【名师点睛】本题是力平衡问题，关键是分析物体的受力情况，根据平衡条件并结合正交分解法列方程求解．利用正交分解方法解体的一般步骤：①明确研究对象；②进行受力分析；③建立直角坐标系，建立坐标系的原则是让尽可能多的力落在坐标轴上，将不在坐标轴上的力正交分解；④x 方向，y 方向分别列平衡方程求解．3．如图所示，宽度m L 1=的足够长的U 形金属框架水平放置，框架中连接电阻Ω=8.0R ，框架处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度T B 1=，框架导轨上放一根质量为kg m 2.0=、电阻Ω=2.0r ，的金属棒ab ，棒ab 与导轨间的动摩擦因数5.0=μ，现用功率恒定W P 6=的牵引力F 使棒从静止开始沿导轨运动（ab 棒始终与导轨接触良好且垂直），当整个回路产生热量J Q 8.5=时刚好获得稳定速度，此过程中，通过棒的电量C q 8.2=（框架电阻不计，g 取2/10s m ）求：（1）当导体棒的速度达到s m V /11=时，导体棒上ab 两点电势的高低？导体棒ab 两端的电压？导体棒的加速度？ （2）导体棒稳定的速度2V ？（3）导体棒从静止到刚好获得稳定速度所用的时间？ 【答案】（1）b 点的电势高，0.8V ，220/m s （2）s m V /22=；（3）s t 5.1= 【解析】试题分析：（1）当11/V V m s ==时，根据法拉第电磁感应定律：BLV E = 则rR EI +=根据欧姆定律：V IR U 8.0==，则：BIL F =安 FV p =。
【物理】物理相互作用提高训练含解析
【物理】物理相互作用提高训练含解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线悬挂，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．若重物A的质量为2kg，弹簧的伸长量为5cm，∠cO′a=120°，重力加速度g取10m/s2，求：（1）桌面对物体B的摩擦力为多少？（2）弹簧的劲度系数为多少？（3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F的大小和方向？【答案】（1）103N（2）200N/m（3）203N，方向在O′a与竖直方向夹角的角平分线上.【解析】【分析】（1）对结点O′受力分析，根据共点力平衡求出弹簧的弹力和bO′绳的拉力，通过B平衡求出桌面对B的摩擦力大小．（2）根据胡克定律求弹簧的劲度系数．（3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F与滑轮两侧绳子拉力的合力等大反向．【详解】（1）重物A的质量为2kg，则O′a绳上的拉力为 F O′a=G A=20N对结点O′受力分析，如图所示，根据平行四边形定则得：水平绳上的力为：F ob=F O′a sin60°=103N物体B静止，由平衡条件可得，桌面对物体B的摩擦力 f=F ob=103N（2）弹簧的拉力大小为 F弹=F O′a cos60°=10N．根据胡克定律得 F弹=kx得 k=Fx弹=100.05=200N/m（3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F 与滑轮两侧绳子拉力的合力等大反向，则悬挂小滑轮的斜线中的拉力F 的大小为：F=2F O′a cos30°=2×20×32N=203N 方向在O′a 与竖直方向夹角的角平分线上2．如图所示，轻杆BC 的C 点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B 点通过水平细绳AB 使杆与竖直墙壁保持30°的夹角．若在B 点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物．已知重物的质量m ＝30 kg ，人的质量M ＝50kg ，g 取10 m/s 2.试求：(1)此时地面对人的支持力的大小； (2)轻杆BC 所受力的大小．【答案】（1）200N （2）4003N 和2003N 【解析】试题分析：（1）对人而言：.（2）对结点B ：滑轮对B 点的拉力，由平衡条件知：考点：此题考查共点力的平衡问题及平行四边形法则．3．用质量为m 、总电阻为R 的导线做成边长为l 的正方形线框MNPQ ，并将其放在倾角为θ的平行绝缘导轨上，平行导轨的间距也为l ，如图所示，线框与导轨之间是光滑的，在导轨的下端有一宽度为l （即ab l =）、磁感应强度为B 的有界匀强磁场，磁场的边界'aa 、'bb 垂直于导轨，磁场的方向与线框平面垂直，线框从图示位置由静止释放，恰能匀速穿过磁场区域，重力加速度为g ，求：（1）线框通过磁场时的速度v ；（2）线框MN 边运动到'aa 的过程中通过线框导线横截面的电荷量q ； （3）通过磁场的过程中，线框中产生的热量Q 。
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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1－1－10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， 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)F 1、F 2是力F 的两个分力．若F ＝10 N ，则下列不可能是F 的两个分力的是( ) A ．F 1＝10 N F 2＝10 N B ．F 1＝20 N F 2＝20 NC ．F 1＝2 N F 2＝6 ND ．F 1＝20 N F 2＝30 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F 1、F 2之间的关系为|F 1－F 2|≤F ≤|F 1＋F 2|，则应选C.答案：C3．(2010·广东理综，13)图1－1－11图1－1－11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F A 、F B ，灯笼受到的重力为G .下列表述正确的是 ()图1－1－10A．F A一定小于GB．F A与F B大小相等C．F A与F B是一对平衡力D．F A与F B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F A与F B大小相等，B项正确．若两绳夹角大于120°.则F A＝F B>G；若夹角小于120°，则F A＝F B<G；若夹角等于120°，则F A＝F B＝G，故选项A、D错．夹角为180°时，F A与F B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：B4．2009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1－1－12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1－1－12A．波音747客机“背”着航天飞机在跑道上静止时，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1－1－135．如图1－1－13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 ( ) A．3,3 B．4,3 C．4,4 D．4,5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1－1－14如图1－1－14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( )A．3 B．4 C．5 D．6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1－1－157．(2010·福建泉州质检)滑梯是小孩子很喜欢的娱乐活动．如图1－1－15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θ，则F N=mg cos θ，F f=mg sin θ，所以A、B错误；小孩在重力、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1－1－168．一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1－1－16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：A 9.图1－1－17如图1－1－17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Φ减小，为阻碍Φ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 ＝ΔΦΔt ＝ΔBS Δt ，B 均匀减小．故ΔB Δt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1－1－1811．如图1－1－18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(q＞0)．将另一个带电量也为q(q＞0)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( )A．23mg B．2mg C.3kq2l2D.33·kq2l2解析：本题考查物体的平衡，中档题．当夹角为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33·kq2l2，D对．答案：D12.图1－1－19如图1－1－19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. 2B. 3C.3/2D.43解析：设OA绳子中拉力为F A，由OA与OB两根绳子的拉力相同，夹角为60°可知OC中拉力F C＝2F A cos 30°＝3F A.设OA绳子直径为d，OA绳子的横截面积S A＝πd2/4，OC绳子直径为D，OC绳子的横截面积S C＝πD2/4，由绳a能够承受的拉力跟绳子的横截面成正比可得F C/F A＝S C/S A＝D2/d2，解得D/d＝F CF A＝43.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1－1－20一、“动杆”和“定杆”问题【例1】如图1－1－20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F T大小和轻杆OB受力F N大小．解析：由于轻杆OB可绕B点转动(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 θ，FN=mg cot θ.又因为FT与FT′大小相等方向相反，所以FT=FT′=mg/sin θ.答案：mg/sin θmg cot θ图1－1－21【例2】如图1－1－21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m＝10 kg的重物，∠CBA＝30°，(g取10 N/kg)则滑轮受到绳子作用力为( )A．50 N B．50 3 NC．100 N D．100 3 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：F N＝F T＝mg＝100 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1－1－22【例3】如图1－1－22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，平衡时绳中的张力F T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=α，则sin α=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：2FT cos α=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 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1－1－23【例4】用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中，如图1－1－23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.32mg，12mg B.12mg，32mgC.34mg，12mg D.12mg，34mg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=mg cos 30°=mg，FTbc=mg cos 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。