高考物理二轮总复习课后习题专题分层突破练1 力与物体的平衡 (3)

专题分层突破练1 力与物体的平衡
A组
1.如图所示,一玩偶与塑料吸盘通过细绳AB连接,吸盘吸附在墙壁上,玩偶静止悬挂,忽略玩偶与墙壁之间的静摩擦力,则( )
A.细绳AB越短,玩偶对墙壁的压力越大
B.细绳AB越长,吸盘受到墙壁的摩擦力越小
C.吸盘重力大小大于墙壁和细绳对吸盘作用力合力的大小
D.吸盘与墙壁之间的挤压力越大,吸盘受到墙壁的摩擦力越大
2.(广东佛山二模)如图所示,某同学将一橡皮擦轻放在塑料尺的一端,并将该端伸出桌面边缘,塑料尺缓慢向外移动,弯曲程度变大,橡皮擦相对塑料尺始终保持静止,则在此过程中橡皮擦对尺子的( )
A.压力增大
B.压力减小
C.摩擦力不变
D.摩擦力减小
3.(广东茂名二模)右图为户外野炊时的一种便携式三脚架,三根等长的轻杆通过轻质铰链组合在一起。

现将三脚架放在水平地面上,吊锅通过细铁链悬挂在三脚架正中间,已知吊锅和细铁链的总重力为G,轻杆与竖直方向夹角均为30°,忽略支架与铰链间的摩擦,则每根轻杆上承受的压力为( )
A.1
3G
B.2
3
G
C.
2√3
3
G D.
2√39
G
4.(广东清远期末)用厢式货车运送三根均匀圆木的截面示意图如图所示,已知三根圆木的质量均为m,直径都相等,且直径等于车厢宽度的一半。

已知货车在水平路面上匀速运动,重力加速度大小为g,不计一切摩擦,下列说法正确的是( )
A.车厢底对B 的支持力大小为3mg
B.B 对A 的支持力大小为√33
mg
C.车厢壁对B的弹力大小为√3
mg
3
D.B对A的支持力大小为mg
5.倾角为30°的斜面固定在水平面上,一物块在与斜面成30°角的拉力F 作用下恰好在斜面上不上滑。

已知物块的质量m=1 kg,物块与斜面间的动,g取10 m/s2。

设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则F的大
摩擦因数μ=√3
3
小为( )
A.√3 N
B.3√3 N
C.5√3 N
D.7√3 N
6.如图所示,一根长为l的金属细杆通有电流时,在竖直绝缘挡板作用下静止在倾角为θ的光滑绝缘固定斜面上。

斜面处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。

若电流的方向和磁场的方向均保持不变,金属细杆的电流大小由I变为0.5I,磁感应强度大小由B变为4B,金属细杆仍然保持静止,则( )
A.金属细杆中电流方向一定垂直于纸面向外
B.金属细杆受到的安培力增大了2BIlsin θ
C.金属细杆对斜面的压力可能增大了BIl
D.金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了BIl
B组
7.(多选)筷子是中华饮食文化的标志之一。

如图所示,用筷子夹住质量为m的小球,两根筷子均在竖直平面内,且筷子和竖直方向的夹角均为θ。

已知小球与筷子之间的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,小球静止。

下列说法正确的是( )
A.筷子对小球的最小压力是mg
2(μcosθ+sinθ)
B.当θ增大时,筷子对小球的最小压力一定增大
C.当θ减小时,筷子对小球的最小压力一定增大
D.要想用筷子夹住小球,必须满足μ>tan θ
8.如图所示,某楼顶为玻璃材料的正四面体。

一擦子由智能擦玻璃机器人牵引,在外侧面由A点匀速运动到BO的中点D。

已知擦子与玻璃间的动摩
擦因数为√2
2
,机器人给擦子的只有平行于平面的牵引力,则运动过程中擦子受的牵引力与其重力的比值为( )
A.√7
6B.√13
18
C.1
3D.√2
6
9.(多选)如图所示,在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体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。

若把A 向右移动少许后,它们仍处于静止状态,则( )
A.B对墙的压力减小
B.B对A的压力增大
C.地面对A的摩擦力减小
D.A对地面的压力增大
10.(山东齐鲁名校联考)如图所示,某工厂生产的卷纸缠绕在中心轴上,卷纸的直径为d,轴及卷纸的总质量为m。

用细绳分别系在轴上的P、Q点,
将卷纸通过细绳挂在光滑竖直墙壁上的O点,已知OP=OQ=PQ=l,重力加速度的大小为g。

则下列说法正确的是( )
A.每根绳的拉力大小为√3mgl
2√3l2-d2
B.每根绳的拉力大小为
√3l2-d2
C.卷纸对墙的压力大小为
√4l2-d2
D.卷纸对墙的压力大小为
√4l2+d2
11.(江西南宁一模)如图所示,直角三角形框ABC竖直放置在水平面上,BC 边位于水平方向,∠A=30°,∠B=90°。

ABC内部有一光滑球体,球体半径略小于三角形框内接圆半径,球体所受重力为G。

将ABC以C为轴在竖直面内沿顺时针缓慢转动,直到AC边水平,在转动过程中,下列说法正确的是( )
A.球对BC边压力最大值为√3G
B.球对AC边压力先增大后减小
C.球对BC边压力先减小后增大
D.球对AC边压力不可能大于球的重力
答案：
1.A
2.B 解析设尺子的弯曲角度为θ,对尺子受力分析可得F压
=mgcosθ,F f=mgsinθ,随着角度逐渐增大,压力逐渐减小,摩擦力逐渐增大,故B正确,A、C、D错误。

3.D 解析对三脚架顶点受力分析,竖直方向,可得3Fcos30°=G,解得
F=2√3
G,故D正确,A、B、C错误。

9
4.B 解析对A、B、C整体进行受力分析,设车厢底对B的支持力大小为
mg,故A错误。

对A进行受力分析, F N1,根据平衡条件得2F N1=3mg,解得F N1=3
2
设B对A的支持力大小为F N2,根据平衡条件得2F N2cos30°=mg,解得
F N2=√3
mg,故B正确,D错误。

对B进行受力分析,设车厢壁对B的弹力大小3
mg,故C错误。

为F N3,根据平衡条件得F N3=F N2sin30°,解得F N3=√3
6
5.C 解析对物块受力分析如图所示,沿斜面方向和垂直斜面方向建立平面直角坐标系,正交分解拉力F、重力mg,则由平衡条件有
Fcos30°-mgsin30°-F f=0、Fsin30°+F N-mgcos30°=0,又F f=μF N,代入数值解得F=5√3N,故选C。

6.D 解析安培力一定沿水平方向,根据力的平衡条件可知,安培力水平向左或向右均可,故不能确定电流方向,选项A 错误。

开始安培力为F 1=BIl,后来的安培力为F 2=4B·1
2Il=2BIl,则安培力增大ΔF=BIl,选项B 错误。

安培力沿水平方向不影响竖直方向受力,斜面对金属细杆支持力的竖直分力始终等于重力,故斜面对金属细杆的支持力不变,金属细杆对斜面的压力也不变,选项C 错误。

由于金属细杆受到斜面的支持力不变,故安培力的大小变化量ΔF=BIl 与挡板的支持力的大小变化量相等,安培力方向水平向右时,金属细杆对竖直挡板的压力增大了BIl,选项D 正确。

7.BD 解析左右两边的筷子对球有沿筷子向上的摩擦力F f 和垂直筷子指向球心的压力,则对球受力分析有2F f cosθ=mg+2F N sinθ,F f =μF N ,当压力F N 最小时,解得最小压力为F Nmin =
mg 2(μcosθ-sinθ)
,A 错误。

根据F Nmin =
mg 2(μcosθ-sinθ)
可知,当θ增大时,筷子对小球的最小压力一定增大,B 正确,C 错误。

要想用筷子夹住小球,表达式F Nmin =mg 2(μcosθ-sinθ)
的分母大于零,即必须满足
μ>tanθ,D 正确。

8.A 解析设ABO 平面与水平面的夹角为θ,作AB 中点E,设l AB =2a,则l OE =√4a 2-a 2=√3a,设OO'垂直于ABC 所在平面,且O'在ABC 所在平面内,则可得l O'E =√33
a 、l OO'=
2√63
a,则sinθ=
2√23、cosθ=1
3
,将重力沿平行于平面和垂直于平面两个方向分解,在平面上受力分析如图,F f 在DA 方向,可知α=30°,有F f =μmgcosθ、F x =F f cosα=√6
12
mg 、F y =mgsinθ+F f sinα=
3√2
4
mg,解得F=√F x 2+F y 2
=√7
6mg,故选A 。

9.AC 解析球B 受重力、A 的支持力F 1和墙壁的压力F 2,对B 受力分析如图甲所示,将重力G 分解为G 1和G 2,则根据平衡可知F 1=G 1=
G cosθ
,F 2=G 2=Gtanθ。

当A 向右移动少许,根据题意可知,A 对球B 的支
持力F 1与竖直方向的夹角θ将减小,故cosθ增大,tanθ减小,即墙壁对球B 的作用力将减小,A 对球B 的支持力减小,根据牛顿第三定律可知,球B 对墙壁的压力减小,球B 对A 的压力减小,故A 正确,B 错误。

再对A 进行受力分析如图乙所示,则A 受地面摩擦力F f =F B sinθ,根据题意知,B 对A
的压力F B 减小且F B 与竖直方向的夹角θ减小,故A 所受地面的摩擦力F f 减小,故C 正确。

对整体分析可知,竖直方向上整体受重力和支持力的作用,由于整体的重力不变,因此整体受地面的支持力不变,由牛顿第三定律可知,A 对地面的压力不变,故D 错误。

甲
乙
10.B 解析对卷纸和轴整体受力分析,如图甲所示。

设两绳所在平面与竖直墙面间的夹角为α,两绳形成的合力为F T 合。

由几何关系得
cosα=√(lsin60°)2-(d 2)
2
lsin60°
=
√3l 2-d 2√3l
,由平衡条件得F T 合=
mg
cosα
,联立解得F T 合
=
√3mgl
√3l 2-d 2
,每根绳中拉力为F T ,如图乙所示。

由几何关系得F T 合=2F T cos30°,
解得F T =√3l 2-d 2
,故A 错误,B 正确。

根据平衡条件得
F N
mg
=tanα=
d 2√22
2
,解得
F N =
√3l 2-d
2
,由牛顿第三定律得,卷纸对墙的压力F 压=F N =
√3l
2-d 2
,故C 、D 错误。

甲
乙
11.B 解析三角形框运动过程中,对三角形内部的球体受力分析,球受到竖直向下的重力,AC对球的弹力F NAC,BC对球的弹力F NBC,如图所示。

由几何关系得,随着三角形框转动,BC与水平方向的夹角θ从0°开始逐渐增大到120°,F NAC与竖直方向的夹角α和F NBC与竖直方向的夹角θ之和保持
不变,且α+θ=120°,则β保持不变,且β=60°,由正弦定理得G
sinβ
=
F NAC sinθ=F NBC
sinα
,解得
F NAC=G
sinβsinθ=2√3
3
Gsinθ,F NBC=G
sinβ
sinα=2√3
3
Gsin(120°-θ),角θ从0°
逐渐增大到120°,sinθ和sin(120°-θ)都先增大后减小,则F NAC和F NBC 都先增大后减小,由牛顿第三定律得,球对AC边和BC边的压力先增大后减
小,当θ=30°时,F NBC最大,则球对BC边的压力最大,最大值为2√3
3
G,故A、
C错误,B正确。

当θ=90°时,F NAC最大,则球对AC边的压力最大,最大值为2√3
G>G,故D错误。

3。