高中物理二轮总复习课后习题专题能力训练1 力与物体的平衡

专题能力训练1 力与物体的平衡
(时间:45分钟满分:100分)
一、选择题(本题共6小题,每小题9分,共54分。

在每小题给出的四个选项中,1~4题只有一个选项符合题目要求,5~6题有多个选项符合题目要求。

全部选对的得9分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)
1.如图所示,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。

若保持F的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线
运动。

物块与桌面间的动摩擦因数为( )
A.2-√3
B.√3
6C.√3
3
D.√3
2
2.如图所示,质量分别为m1、m2的两物体甲、乙位于相邻的两水平台阶上,中间用轻弹簧相连,弹簧与竖直方向夹角为θ。

在乙右端施加水平拉力F,使甲、乙均处于静止状态。

已知重力加速度为g,乙表面光滑,则下列说法正确的是( )
A.弹簧弹力的大小为m1g
cosθ
B.地面对甲的摩擦力大小为F
C.甲的表面可能光滑
D.m1与m2一定相等
3.(广东卷)右图是可用来制作豆腐的石磨示意图。

木柄AB静止时,连接AB的轻绳处于绷紧状态。

O点是三根轻绳的结点,F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小,F1=F2且∠AOB=60°。

下列关系式正确的是( )
A.F=F1
B.F=2F1
C.F=3F1
D.F=√3F1
4.如图所示,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑。

已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

A与B的质量之比为( )
A.1
μ1μ2B.1-μ1μ2
μ1μ2
C.1+μ1μ2
μ1μ2D.2+μ1μ2
μ1μ2
5.如图所示,一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环,系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态,现将两环距离变小后书本仍处于静止状态,则( )
A.杆对A环的支持力变大
B.B环对杆的摩擦力变小
C.杆对A环的力不变
D.与B环相连的细绳对书本的拉力变小
6.如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。

如果只人为改变一个条件,仍保持衣架静止,下列说法正确的是( )
A.绳的右端上移到b',绳子拉力不变
B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大
C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小
D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移
二、非选择题(本题共2小题,共46分)
7.(22分)如图所示,光滑金属球的重力G=40 N,它的左侧紧靠竖直的墙壁,右侧置于倾角θ=37°的斜面体上。

已知斜面体置于水平地面上保持静止状态,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。

求:
(1)墙壁对金属球的弹力大小;
(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向。

8.(24分)如图所示,倾角为30°的粗糙绝缘斜面固定在水平地面上,整个装置处在垂直斜面向上的匀强电场之中,一质量为m、电荷量为-q的小滑
,求匀强块恰能沿斜面匀速下滑,已知滑块与斜面之间的动摩擦因数为√3
4
电场电场强度E的大小。

答案：
一、选择题
1.C 解析:假设物块质量为m,物块与桌面间的动摩擦因数为μ,当物块在水平力F作用下做匀速直线运动时满足F=μmg;当物块在与水平方向成60°角的力F作用下做匀速直线运动时满足Fcos60°=μ(mg-Fsin60°);联立方程解得,物块与桌面间的动摩擦因数μ=√3
,故选项C正确。

3
2.B 解析:对两物体及弹簧整体受力分析可知,整体受重力、支持力、拉力及摩擦力;要使整体处于平衡,则水平方向一定有向左的摩擦力作用在甲上,且大小与F相同,故B正确。

因甲与地面间有摩擦力,故C错误。

再对甲受力分析可知,弹力水平方向的分力应等于摩擦力,即等于F,故弹力;因竖直方向上地面对甲、乙的支持力大小不明确,无法确定两物
F弹=F
sinθ
体的质量关系,也无法求出弹簧弹力与重力的关系,故A、D错误。

3.D 解析:对O点受力分析,如图所示,由几何关系可知θ=30°。

根据平衡条件得F1cos30°+F2cos30°=F,又F1=F2,解得F=√3F1,选项D正确,A、B、C错误。

4.B 解析:对滑块A,F=μ2(m A+m B)g;对滑块B,m B g=μ1F,以上两式联立得
m A m B =1-μ1μ2
μ1μ2
,故B项正确。

5.BD 解析:以两个轻环和书本组成的系统为研究对象,设系统总质量为m总,竖直方向受到重力和水平横杆对轻环的支持力2F N,受力分析图如图甲所示。

甲
乙
根据平衡条件得2F N=m总g,得到F N=1
2
m总g,可见,水平横杆对每个轻环的支持力F N不变,A错误。

以A环为研究对象,受力分析图如图乙所示。

竖直方向:F N=Fsinα①
水平方向:Fcosα=F fA②
由①②得F fA=F N cotα,α增大时,F fA变小,F fB=F fA,由牛顿第三定律可知B环对杆的摩擦力变小,B正确。

F N和F fA的合力即为杆对环的作用力,合力变小,C错误。

对书本受力分析,受重力和两个拉力,如图丙所示。

丙
根据共点力平衡条件,两根轻绳对书本的拉力的合力始终等于书本的重力,即保持不变。

由几何关系有F A=F B=mg
2cosθ
2
当两轻环间距离缩短一些时,拉力F A、F B均变小,D正确。

6.AB 解析:如图所示,由几何关系可知∠1=∠5=∠2=∠4,若绳子的端点
b向上移至b',绳的夹角大小不变,故晾衣绳拉力不变,故A正确。

杆N右移,绳长不变,两段绳的夹角变大,但合力大小、方向均不变,故绳的拉力变大,故B正确。

只要杆M、N间距不变,如图所示,无论移动哪个端点,绳的
拉力始终保持不变,故C错误。

若要换挂质量更大的衣服,只是衣服的重力增大,绳与竖直方向的夹角θ不变,则衣架悬挂点不变,故D错误。

二、非选择题
7.答案:(1)30 N (2)30 N,水平向左
解析:(1)金属球静止,则它受力平衡,如图所示。

由平衡条件可得墙壁对金属球的弹力为
F N1=Gtanθ=40tan37°N=30N。

(2)斜面体对金属球的弹力为
=50N
F N2=G
cosθ
由斜面体受力平衡可知地面对斜面体的摩擦力大小为
F f=F N2sinθ=30N
摩擦力的方向水平向左。

8.答案:√3mg
6q
解析:受力分析如图所示,
由题意得
mgsinθ-F f=0
F N-mgcosθ-F=0
F=qE
F f=μF N
联立解得
mgsinθ-μ(mgcosθ+qE)=0
E=mgsinθ-μmgcosθ
μq
代入数据得E=√3mg。

6q。