2020高考物理一轮复习 专题2-5 平衡状态的连接体问题千题精练
2020届高考物理人教版第一轮专题复习强化练：动力学之“连接体和叠加体”(含解析)
2020届高考物理人教版第一轮专题复习强化练动力学之“连接体与叠加体”一、选择题1、如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”。
两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢。
若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是( )A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C.若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D.若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利【答案】C【解析】甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力，故选项A 错误；甲对绳的拉力与乙对绳的拉力作用在同一物体上，不是作用力与反作用力，故选项B 错误；设绳子的张力为F ，则甲、乙两人受到绳子的拉力大小相等，均为F ，若m 甲>m 乙，则由a ＝F m得，a 甲<a 乙，由x ＝12at 2得在相等时间内甲的位移小，因开始时甲、乙距分界线的距离相等，则乙会先过分界线，所以甲能赢得“拔河”比赛的胜利，故选项C 正确；收绳速度与“拔河”比赛胜负无关，故选项D 错误。
2、如图，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块．假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块施加一随时间t 增大的水平力F=kt （k 是常数），木板和木块加速度的大小分别为a1和a2，下列反映a1和a2变化的图线中正确的是（ ）A B C D【答案】A【解析】题意可知：当外力F 较小时，两物体保持无相对运动；此时研究对象选择整体；当外力F 超过某一临界值时两物体开始发生相对运动；要分别对两物体隔离；a m m kt =+21阶段一、对整体： g m F a a m m g m F μμ-==-222222..;.........阶段二、对物块： 121112...........m m a a m g m gμμ==阶段二、对木板：故本题的正确选项为A ；3、下面说法中正确的是（ ）A．力是物体产生加速度的原因B．物体运动状态发生变化，一定有力作用在该物体上C．物体运动速度的方向与它受到的合外力的方向总是一致的D．物体受外力恒定，它的速度也恒定【答案】AB【解析】力是改变物体运动状态的原因，是物体产生加速度的原因。
高考物理一轮复习第三章专题连接体问题备考精炼
23 连接体问题[方法点拨] 整体法、隔离法交替运用的原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力．即“先整体求加速度，后隔离求内力”．1．(多选)(2020·海安中学检测)如图1所示，物块A、B质量相等，在水平恒力F作用下，在水平面上做匀加速直线运动，若水平面光滑，物块A的加速度大小为a1，物块A、B间的相互作用力大小为F N1；若水平面粗糙，且物块A、B与水平面间的动摩擦因数相同，物块B的加速度大小为a2，物块A、B间的相互作用力大小为F N2，则以下判断正确的是( )图1A．a1＝a2B．a1>a2C．F N1＝F N2D．F N1<F2．(多选)(2020·南京市多校第一次段考)一物块置于水平桌面上，一端系于物块的轻绳平行于桌面绕过光滑的轻质定滑轮，轻绳的另一端系一质量为M的杆，杆自然下垂，杆上穿有质量为m(m<M)的小环，如图2所示．重力加速度大小为g.当小环以加速度a沿杆加速下滑时，物块仍保持静止，则物块受到桌面的摩擦力可能为( )图2A．Mg B．(M＋m)gC．(M＋m)g－Ma D．(M＋m)g－ma3．如图3所示，固定斜面CD段光滑，DE段粗糙，A、B两物体叠放在一起从C点由静止下滑，下滑过程中A、B保持相对静止，则( )图3A．在CD段时，A受三个力作用B．在DE段时，A可能受二个力作用C．在DE段时，A受到的摩擦力方向一定沿斜面向上D．整个下滑过程中，A、B均处于失重状态4．(多选)(2020·宿迁市上学期期末)如图4所示，有五个完全相同、质量均为m的滑块(可视为质点)用长均为L的轻杆依次相连接，最右侧的第1个滑块刚好位于水平面的O点处，O点左侧水平面光滑、O点右侧水平面由长3L的粗糙面和长L的光滑面交替排列，且足够长，已知在水平恒力F的作用下，第3个滑块刚好进入O点右侧后，第4个滑块进入O点右侧之前，滑块恰好做匀速直线运动，则可判断(重力加速度为g)( )图4A．滑块与粗糙段间的动摩擦因数μ＝F3mg B．第4个滑块进入O点后，滑块开始减速C．第5个滑块刚进入O点时的速度为2FL 5mD．轻杆对滑块始终有弹力作用5．(多选)(2020·镇江市最后一卷)如图5甲所示，一根粗绳AB，其质量均匀分布，绳右端B置于光滑水平桌面边沿，现拉动粗绳右端B，使绳沿桌面边沿做加速运动，当B端向下运动x时，如图乙所示，距B端x处的张力F T与x的关系满足F T＝5x－52x2，一切摩擦不计，下列说法中正确的是(g＝10 m/s2)( )图5A．可求得粗绳的总质量B．不可求得粗绳的总质量C．可求得粗绳的总长度D．可求得当x＝1 m时粗绳的加速度大小6．如图6所示，截面为直角三角形的斜面体固定在水平地面上，两斜面光滑，斜面倾角分别为60°和30°，一条不可伸长的轻绳跨过固定在斜面顶端的光滑轻定滑轮连接着两个小物体，物体B的质量为m，起始距地面的高度均为h，重力加速度为g.图6(1)若A的质量也为m，由静止同时释放两物体，求当A刚到地面时的速度大小；(2)若斜面体不固定，当斜面体在外力作用下以大小为a的加速度水平向右做匀变速直线运动时，要使A、B两物体相对斜面都不动，分析物体A的质量和加速度a的关系．答案精析1．BCD2．AD3．C [在CD 段，整体的加速度a ＝(m A ＋m B )gsin θm A ＋m B＝gsin θ，对A 受力分析，有：m A gsin θ＋F f ＝m A a ，解得F f ＝0，可知A 受重力和支持力两个力作用，故A 错误．设B 与斜面DE 段间的动摩擦因数为μ，在DE 段，整体的加速度a′＝(m A ＋m B )gsin θ－μ(m A ＋m B )gcos θm A ＋m B＝gsin θ－μgcos θ，对A 受力分析，有：m A gsin θ＋F f ′＝m A a′，解得F f ′＝－μm A gcos θ，负号表示方向沿斜面向上．若匀速运动，A 受到的静摩擦力也是沿斜面向上，所以A 一定受三个力作用，故B 错误，C 正确．整体下滑的过程中，CD 段加速度沿斜面向下，A 、B 均处于失重状态．在DE 段，A 、B 可能做匀速直线运动，不处于失重状态，故D 错误．]4．AC [第3个滑块刚好进入O 点右侧后，第4个滑块进入O 点右侧之前，滑块恰好做匀速直线运动，则F －3μmg＝0，解得μ＝F 3mg，故A 正确；第4个滑块进入O 点后，第1个滑块滑出粗糙面，此时整体受到的摩擦力还是F f ＝3μmg＝F ，还是做匀速运动，故B 错误；第5个滑块刚进入O 点时，根据动能定理可知F·4L－μmg·3L－μmg·3L－μmg·2L－μmg·L＝12·5mv 2 ，解得v ＝ 2FL 5m，故C 正确；在匀速阶段，轻杆对第5个滑块无弹力作用，故D 错误．]5．ACD6．见解析解析 (1)设A 刚到地面时的速度为v ，由A 和B 整体运动过程中机械能守恒得，mgh ＝mgsin 30°·h sin 60°＋12×2mv 2 v ＝ (1－33)gh. (2)对两个物体分别进行受力分析，沿垂直斜面和平行斜面方向建立坐标系进行正交分解 .当斜面体向右做匀加速直线运动时，加速度方向水平向右：对A 物体， F T －m A gsin 60°＝m A acos 60°对B 物体， mgsin 30°－F T ＝macos 30°解得m A ＝mg －3ma 3g ＋a可知加速度的大小应满足0＜a ＜33g 加速度a 越大，A 物体的质量越小，A 物体质量应满足0＜m A ＜33m. 当斜面体向右做匀减速直线运动时，加速度方向水平向左：对A物体， m A gsin 60°－F T＝m A acos 60°对B物体，F T－mgsin 30°＝macos 30°解得m A＝mg＋3ma3g－a可知加速度的大小满足0＜a＜3g加速度a越大，A物体的质量越大，A物体质量应满足m A＞33 m.2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，结果受到激发后的氢原子能辐射出六种不同频率的光子。
[整理]届高考物理一轮复习难点突破-----连接体问题.
![[整理]届高考物理一轮复习难点突破-----连接体问题.](https://img.taocdn.com/s3/m/1e84bf0267ec102de3bd8915.png)
难点2 连接体问题分析策略·整体法与隔离法两个或两个以上物体相互连接参与运动的系统称为连接体.以平衡态或非平衡态下连接体问题拟题屡次呈现于高考卷面中，是考生备考临考的难点之一.●难点展台1.（★★★★）如图2-1，质量为2 m 的物块A 与水平地面的摩擦可忽略不计，质量为m 的物块B 与地面的动摩擦因数为μ，在已知水平推力F 的作用下，A 、B 做加速运动，A 对B 的作用力为____________.2.（★★★★）A 的质量m 1=4 m ,B 的质量m 2=m ,斜面固定在水平地面上.开始时将B 按在地面上不动，然后放手，让A 沿斜面下滑而B 上升.A 与斜面无摩擦，如图2-2，设当A 沿斜面下滑s 距离后，细线突然断了.求B 上升的最大高度H .●案例探究［例1］（★★★★）如图2-3所示，质量为M 的木箱放在水平面上，木箱中的立杆上套着一个质量为m 的小球，开始时小球在杆的顶端，由静止释放后，小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的21，即a =21g ,则小球在下滑的过程中，木箱对地面的压力为多少？ 命题意图：考查对牛顿第二定律的理解运用能力及灵活选取研究对象的能力.B 级要求.错解分析：（1）部分考生习惯于具有相同加速度连接体问题演练，对于“一动一静”连续体问题难以对其隔离，列出正确方程.（2）思维缺乏创新，对整体法列出的方程感到疑惑.解题方法与技巧： 解法一：（隔离法）木箱与小球没有共同加速度，所以须用隔离法.取小球m 为研究对象，受重力mg 、摩擦力F f ,如图2-4，据牛顿第二定律得： mg -Ff =ma①取木箱M 为研究对象，受重力Mg 、地面支持力F N 及小球给予的摩擦力F f ′如图2-5. 据物体平衡条件得： F N -F f ′-Mg =0②图2—4图2-312-图22-图且F f =F f ′③由①②③式得F N =22mM +g 由牛顿第三定律知，木箱对地面的压力大小为 F N ′=F N =22mM +g . 解法二：（整体法）对于“一动一静”连接体，也可选取整体为研究对象，依牛顿第二定律列式： （mg +Mg ）-F N =ma +M ×0故木箱所受支持力：F N =22mM +g ,由牛顿第三定律知： 木箱对地面压力F N ′=F N =22mM +g .［例2］（★★★★）一个质量为0.2 kg 的小球用细线吊在倾角θ=53°的斜面顶端，如图2-6，斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，不计摩擦，当斜面以10 m/s 2的加速度向右做加速运动时，求绳的拉力及斜面对小球的弹力.命题意图：考查对牛顿第二定律的理解应用能力、分析推理能力及临界条件的挖掘能力.B 级要求.错解分析：对物理过程缺乏清醒认识，无法用极限分析法挖掘题目隐含的临界状态及条件，使问题难以切入.解题方法与技巧：当加速度a 较小时，小球与斜面体一起运动，此时小球受重力、绳拉力和斜面的支持力作用，绳平行于斜面，当加速度a 足够大时，小球将“飞离”斜面，此时小球受重力和绳的拉力作用，绳与水平方向的夹角未知，题目中要求a =10 m/s 2时绳的拉力及斜面的支持力，必须先求出小球离开斜面的临界加速度a 0.（此时，小球所受斜面支持力恰好为零）由mg cot θ=ma 0 所以a 0=g cot θ=7.5 m/s 2 因为a =10 m/s 2＞a 0所以小球离开斜面N =0，小球受力情况如图2-7，则Tc os α=ma , T sin α=mg图2-6所以T =22)()(mg ma =2.83 N,N =0. ●锦囊妙计 一、高考走势连接体的拟题在高考命题中由来已久，考查考生综合分析能力，起初是多以平衡态下的连接体的题呈现在卷面上，随着高考对能力要求的不断提高，近几年加强了对非平衡态下连接体的考查力度.二、处理连接体问题的基本方法在分析和求解物理连接体命题时，首先遇到的关键之一，就是研究对象的选取问题.其方法有两种：一是隔离法，二是整体法.1.隔离（体）法（1）含义：所谓隔离（体）法就是将所研究的对象--包括物体、状态和某些过程，从系统或全过程中隔离出来进行研究的方法.（2）运用隔离法解题的基本步骤：①明确研究对象或过程、状态，选择隔离对象.选择原则是：一要包含待求量，二是所选隔离对象和所列方程数尽可能少.②将研究对象从系统中隔离出来；或将研究的某状态、某过程从运动的全过程中隔离出来.③对隔离出的研究对象、过程、状态分析研究，画出某状态下的受力图或某阶段的运动过程示意图.④寻找未知量与已知量之间的关系，选择适当的物理规律列方程求解. 2.整体法（1）含义：所谓整体法就是将两个或两个以上物体组成的整个系统或整个过程作为研究对象进行分析研究的方法.（2）运用整体法解题的基本步骤： ①明确研究的系统或运动的全过程. ②画出系统的受力图和运动全过程的示意图.③寻找未知量与已知量之间的关系，选择适当的物理规律列方程求解.隔离法与整体法，不是相互对立的，一般问题的求解中，随着研究对象的转化，往往两种方法交叉运用，相辅相成.所以，两种方法的取舍，并无绝对的界限，必须具体分析，灵活运用.无论哪种方法均以尽可能避免或减少非待求量（即中间未知量的出现，如非待求的力，非待求的中间状态或过程等）的出现为原则.●歼灭难点训练1.（★★★）如图2-8所示，质量为M 的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定一个质量为m 的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起.当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小为A.gB.m mM - g C.0D. mm M +g2.（★★★）如图2-9所示，A 、B 两小球分别连在弹簧两端，B 端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间，A 、B 两球的加速度分别为A.都等于2g B. 2g和0 C.2gM M M B B A ⋅+和0D.0和2gM M M B B A ⋅+3.（★★★★）如图2-10，质量为m 的物体A 放置在质量为M 的物体B 上，B 与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐振动，振动过程中A 、B 之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k ，当物体离开平衡位置的位移为x 时，A 、B 间摩擦力的大小等于A.0B.k ｘC.（M m）k ｘD.（mM m+）k ｘ4.（★★★★）如图2-11所示，半径为R 的光滑圆柱体，由支架固定于地面上，用一条质量可以忽略的细绳，将质量为m 1和m 2的两个可看作质点的小球连接，放在圆柱体上，两球和图2-8图2-9图2-10图2—11圆心O 在同一水平面上，在此位置将两物体由静止开始释放，问在什么条件下m 2能通过圆柱体的最高点且对圆柱体有压力？5.（★★★★）如图2-12所示，一轻绳两端各系一小球（可视为质点），质量分别为M 和m （M ＞m ）,跨放在一个光滑的半圆柱体上.两球从水平直径AB 的两端由静止释放开始运动.当m 刚好达到圆柱体侧面最高点C 处时，恰脱离圆柱体.则两球质量之比M ∶m =?6.（★★★★★）如图2-13所示，金属杆a 在离地h 高处从静止开始沿弧形轨道下滑，导轨平行的水平部分有竖直向上的匀强磁场B ，水平部分导轨上原来放有一金属杆b ,已知a 杆的质量与b 杆的质量为m a ∶m b =3∶4,水平导轨足够长，不计摩擦，求：（1）a 和b 的最终速度分别是多大？ （2）整个过程中回路释放的电能是多少？（3）若已知a 、b 杆的电阻之比R a ∶R b =3∶4,其余电阻不计，整个过程中a 、b 上产生的热量分别是多少？图2-12图2-13参考答案［难点展台］ 1.T =31（F +2μmg ） 2.H =1.2 s［歼灭难点训练］ 1.D 2.D 3.D4.选系统为研究对象，据机械能守恒定律得：m 1g 42Rπ=m 2gR +21（m 1+m 2）v 2①选m 2为研究对象，在最高点据牛顿第二定律得：m 2g -N =m 2Rv 2（N 为m 2所受支持力）② 欲使m 2通过圆柱体最高点，则：N ＞0③联列①②③得：132-πm ＞m 1,且应m 1＞m 2. 故条件为：132-πm ＞m 1＞m 2. 5.选系统为研究对象，由机械能守恒定律得： Mg ·42Rπ=mgR +21（M +m ）v 2①因m 到达最高点时恰离开圆柱体，据牛顿第二定律得：mg =m Rv 2②联立①②式得：13-=πm M 6.提示：本题实质亦属连接体问题，金属杆a 和b 的连结是靠它们间所受安培力的作用实现的.在解题过程中，由于各自所受安培力为变力，若用隔离法不便列式求解，而采用整体法对系统列方程便非常易解.（1）v a =v b =73gh 2 （2）E =74m a gh（3）Q a /Q b =R a /R b =73; Q a =73E =4912m a gh Q b =gh m E a 491674=。
高三物理高考一轮第三讲：连接体问题
3.如图，质量m＝5 kg的木块置于倾角＝37、质量M＝10 kg的粗糙斜面上，用一平行于斜面、大小为50 N的力F推 物体，使木块静止在斜面上，求地面对斜面的支持力和静 摩擦力。
m F
M
FN=(M+m)g-Fsin370=120N
Ff=Fcos370=40N
4.如图所示，倾角为θ的三角滑块及其斜面 上的物块静止在粗糙水平地面上．现用力F 垂直作用在物块上，物块及滑块均未被推动， C 则滑块受到地面的静摩擦力大小为 （ ）
3、变式训练：如图，在光滑的水平桌面上有一物体A,通过绳
子与物体B相连，假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力 都可以忽略不计,绳子不可伸长。如果mB=3mA，则物体A的加速度 大小等于（ ）
A
A、3g B、g C、3g/4 D、g/2
[解析]由牛顿第二定律，隔离A有：T=mA a 隔离B有：mBg-T=mBa
(2)以1、2块砖为对象得：f1=0
(3)以第四块砖为对象得：f4=mg 方向向上
例3.如图所示，放置在水平地面上的斜面M上有一质 量为m的物体，若m在 沿斜面F的作用下向上匀速运 动，M仍保持静止，已知M倾角为θ。求地面对M的 支持力和摩擦力。
解：整体受力分析 建立直角坐标系如图 由平衡条件可得：
Fcosθ-Ff=0 Fsinθ+FN-(M+m)g=0
∴
Ff=Fcos θ FN=(M+m)g-Fsinθ
同类题练习
１．求下列情况下粗糙水平面对Ｍ的支持力和摩擦力
m匀速下滑 FN=(M+m)g Ff=0
M、m均静止 FN=(M+m)g Ff=F
M、m均静止，弹簧被伸长 FN=(M+m)g Ff=F弹
2020届高三物理一轮复习 力与物体的平衡(高考真题+模拟新题)(有详解)
B单元力与物体的平衡受力分析物体的平衡图1－519．B4[2020·四川卷] 如图1－5是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则( )A．火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B．返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力C．返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D．返回舱在喷气过程中处于失重状态【解析】 A 没点燃缓冲火箭前，伞绳的拉力等于返回舱的重力，点燃火箭后，返回舱受到向上的推力，使伞绳的张力减小，A正确；返回舱在喷气过程中减速的主要原因是火箭推力的作用，B错误；返回舱在喷气过程所受合外力向上，与位移方向相反，合外力做负功，C错误；返回舱向下做减速运动，其加速度向上，应处于超重状态，D错误．图1－419．B4[2020·山东卷] 如图1－4所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁．开始时a 、b 均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a 所受摩擦力F fa ≠0，b 所受摩擦力F fb ＝0.现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间( )A ．F fa 大小不变B ．F fa 方向改变C ．F fb 仍然为零D ．F fb 方向向右【解析】 AD 将右侧绳子剪断的瞬间，弹簧的长度不发生变化，对a 来说，还处于平衡状态，摩擦力的大小和方向都不发生变化，A 项正确，B 项错误．对b 来说，这时有向左运动的趋势，所以摩擦力不为零，方向向右，C 项错误，D 项正确．分析，物块受重力、支持力、最大静摩擦力作用，由平衡条件得：mgsinθ＝μmgcosθ，即μ＝tanθ；当对物块施加一竖直向下的恒力F 时，物块受重力、支持力、摩擦力和恒力F ，假设物块仍处于恰好静止状态，则有：(mg ＋F)sinθ＝μ(mg＋F)cosθ，同样得到μ＝tanθ.故物块仍恰好处于静止状态，此时所受的合力为零，摩擦力增大，选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．4．B4[2020·海南物理卷] 如图1－2所示，墙上有两个钉子a 和b ，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l.一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a 点，另一端跨过光滑钉子b 悬挂一质量为m 1的重物．在绳子距a 端l2的c 点有一固定绳圈．若绳圈上悬挂质量为m 2的钩码，平衡后绳的ac 段正好水平，则重物和钩码的质量比m 1m 2为图1－2 ( ) A. 5 B ．2 C.52D. 2 【解析】 C 装置稳定以后对结点c 受力分析，各力大小如图所示，因为c 处于平衡状态，在竖直方向有：m 1gsinθ＝m 2g ，由几何图形可知sinθ＝25，可解得：m 1m 2＝1sinθ＝52，选项C 正确．图1－35．B4[2020·海南物理卷] 如图1－3所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v 0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力( )图1－4 A ．等于零B ．不为零，方向向右C ．不为零，方向向左D ．不为零，v 0较大时方向向左，v 0较小时方向向右【解析】 A 取斜劈和物块组成的整体为研究对象，因物块沿斜面匀速下滑、斜劈静止，故说明系统水平方向加速度为零，由牛顿第二定律可知，水平方向合外力为零，故地面与斜劈间没有摩擦力，A 选项正确．1．B4[2020·江苏物理卷] 如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m 的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α，重力加速度为g ，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为( )图1 A.mg 2sinα B.mg 2cosα C.12mgtanα D.12mgcotα 1．B4[2020·江苏物理卷] A 【解析】 以楔形石块为研究对象，它受到竖直向下的重力和垂直侧面斜向上的两个支持力，利用正交分解法可得：2Fsinα＝mg ，则F ＝mg 2sinα，A 正确． B5 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系21．B5[2020·安徽卷] Ⅰ.为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码．实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出．(g＝9.8 m/s2)(1)作出m－l的关系图线；(2)弹簧的劲度系数为________N/m.图1－13Ⅱ.(1)某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×1 k”挡位，测量时指针偏转如图1－14甲所示．请你简述接下来的测量操作过程：①______________________________________________________________________ __；②______________________________________________________________________ __；③______________________________________________________________________ __；④测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡．(2)接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图1－14乙所示．其中电压表内阻约为5 kΩ，电流表内阻约为5 Ω.图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接．图1－14(3)图1－15是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程．当转换开关S旋到位置3时，可用来测量______；当S旋到位置________时，可用来测量电流，其中S旋到位置________时量程较大．图1－15【答案】Ⅰ.(1)如图所示(2)0.248～0.262【解析】 (1)根据所描的点画直线即可．(2)在直线上取相距较远的两点，横轴之差Δl为弹簧长度的变化量，纵轴之差Δm为砝码质量的变化量，根据k＝ΔFΔl＝ΔmgΔl≈0.26 N/m.Ⅱ.(1)①断开待测电阻，将选择开关旋到“×100”挡②将两支表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0 Ω”③再接入待测电阻，将指针示数×100，即为待测电阻阻值(2)如图所示(3)电阻1、2 1【解析】 (2)由于待测电阻阻值较大，所以采用电流表内接法．(3)当转换开关S 旋到位置3时，由电路图可知，此时电路中有电源，故可用来测量电阻．如果要测量电流，则需要并联小电阻分流，故S应旋到位置1和2.当旋到位置1时，此时电路的连接是表头跟右边电阻串联后再与左边电阻并联，当表头满偏时，流过左边电阻的电流更大，从红表笔流进的电流更大，量程就更大．B6 实验：验证力的平行四边形定则10．B6[2020·江苏物理卷] 某同学用如图9所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．图9(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N.(2)下列不必要的实验要求是 ________(请填写选项前对应的字母)．A．应测量重物M所受的重力B．弹簧测力计应在使用前校零C．拉线方向应与木板平面平行D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法．10．B6[2020·江苏物理卷] 【答案】 (1)3.6 (2)D (3)改变弹簧测力计B的方向，减小重物的质量．【解析】 (1)弹簧测力计读数为3.6 N，可以不估读．(2)验证力的平行四边形定则，需要分别测量各个力的大小和方向，所以A选项是必要的；根据仪器使用常识，弹簧在使用前需校零，B选项是必要的；实验中力必须在同一平面内的，C选项也是必要的；实验是验证三个力的关系，只要测出三个力就可以了，所以不需要固定O点位置，D选项不必要，本题应该选D.B7 力与平衡问题综合16．B7[2020·广东物理卷] 如图5所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止．下列判断正确的是( )图5A．F1>F2>F3B．F3>F1>F2C．F2>F3>F1D．F3>F2>F1图1－116．B7[2020·广东物理卷] B 【解析】结点P在F1、F2、F3三个力作用下处于平衡状态，将三个力平移围成矢量三角形．如图所示，由各边在矢量三角形中的位置，F 3为斜边，F1为较长直角边，F2为较短直角边，可得B选项正确．9．B7[2020·江苏物理卷] 如图所示，倾角为α的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧，绸带与斜面间无摩擦．现将质量分别为M、m(M>m)的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上，两物块与绸带间的动摩擦因数相等，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．在α角取不同值的情况下，下列说法正确的有( )图8A．两物块所受摩擦力的大小总是相等B．两物块不可能同时相对绸带静止C．M不可能相对绸带发生滑动D．m不可能相对斜面向上滑动9．B7[2020·江苏物理卷] AC 【解析】轻质丝绸无质量，对于丝绸而言，受到M、m的摩擦力都和丝绸中的张力大小相等，所以两物块所受摩擦力的大小总是相等，故最大摩擦力为丝绸与m间的最大静摩擦力，所以M不可能相对丝绸滑动，故A、C正确；若两物块同时相对绸带静止，此时对整体分析：Mgsinα－mgsinα＝(M＋m)a，对m分析：f－mgsinα＝ma，且f≤μmgcosα，解之得tanα≤μM＋m2M，调整α角取值即可满足此条件，故两物块可以相对丝绸静止，M相对斜面下滑，m相对斜面上滑，所以B、D错误．1. [2020·盐城质检]在2020年广州亚运会上，我国运动员陈一冰在吊环项目中取得了冠军．如图X2－1所示是比赛中的一个场景，此时人静止不动，两根吊带对称并与竖直方向有一定夹角．下列判断正确的是( )图X2－1A．两根吊带受到环的拉力大小不等B．手对吊环作用力方向竖直向下C．每根吊带受到环的拉力大小都等于人重量的一半D．两根吊带受到环的拉力合力一定竖直向下1．D 【解析】由两根吊带对称可知，两根吊带受到环的拉力大小相等，A错；人受力平衡，每个吊环对手的作用力方向由人的重心指向环，方向斜向上方，手对吊环的作用力斜向下方，B错误；两吊带对环的拉力方向沿着吊带斜向上，其合力与人和环的重力平衡，即其合力方向竖直向上，故两根吊带受到环的拉力合力一定竖直向下，D正确；由于每根吊带受到环的拉力方向不是竖直向下，故其大小一定大于人的重量的一半，C错误．2．[2020·淮南一模]如图X2－2所示，A、B两物体紧靠着放在粗糙水平面上．A、B间接触面光滑．在水平推力F作用下两物体一起加速运动，物体A恰好不离开地面，则物体关于A、B两物体的受力个数，下列说法正确的是( )图X2－2A．A受3个力，B受4个力B．A受4个力，B受3个力C．A受3个力，B受3个力D．A受4 个力，B受4个力2．A 【解析】 A物体受重力、水平推力F、B对A的支持力，由于A、B间接触面光滑，故A、B间无摩擦力，物体A恰好不离开地面，于是地面对A无支持力，同时地面对A也就没有摩擦力，因此A受3个力；B物体受重力、A对B的压力、地面对B的支持力，由于A、B两物体紧靠着放在粗糙水平面上，故还有地面对B的摩擦力，于是B受4个力，答案选A.C ．水平面对C的摩擦力方向一定向左D．水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等3．C 【解析】由于B受到的重力沿斜面向下的分力与绳对它的拉力关系未知，所以B受到C的摩擦力情况不确定，A错；对B、C整体，受力如图所示，C受到水平面的摩擦力与拉力的水平分力相等，水平面对C的支持力等于B、C的总重力大小与拉力的竖直分力的差值，故C对．4．[2020·潍坊质检]如图X2－5所示，质量为m的物块在力F作用下静止于倾角为α的斜面上，力F大小相等且F<mgsinα，则物块所受摩擦力最大的是( )A B C D图X2－54．D 【解析】沿斜面分析四种情况下的受力，分别可得四种条件下的静摩擦力为：mgsinα－F、mgsinα－Fcosα、mgsinα、(mg＋F)sinα，可见第四种情况摩擦力最大，所以选D.5．[2020·德州模拟]如图X2－6所示，某一弹簧秤外壳的质量为m，弹簧及与弹簧相连的挂钩质量忽略不计，将其放在光滑水平面上，现用两水平拉力F1、F2分别作用在与弹簧相连的挂钩和与外壳相连的提环上，关于弹簧秤的示数，下列说法正确的是( )图X2－6A．只有F1＞F2时，示数才为F1B．只有F1＜F2时，示数才为F2C．不论F1、F2关系如何，示数均为F1D．不论F1、F2关系如何，示数均为F25．C 【解析】弹簧秤的示数决定于作用在秤钩上力的大小，而与作用在与外壳相连的提环上的力无关，故答案为C.6.[2020·泰安模拟]如图X2－8所示，一光滑斜面固定在地面上，重力为G的物体在一水平推力F的作用下处于静止状态．若斜面的倾角为θ，则( )图X2－8A．F＝GcosθB．F＝G sinθC．物体对斜面的压力FN＝GcosθD．物体对斜面的压力FN ＝G cosθ6．D 【解析】物体所受三力如图所示：根据平衡条件，F、F′N 的合力与重力等大反向，有F＝Gtanθ，FN＝F′N＝Gcosθ，故只有D选项正确．7.[ 2020·苏北模拟]如图X2－9所示，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G，悬绳与竖直墙壁的夹角为α，悬绳对工人的拉力大小为F1，墙壁对工人的弹力大小为F2, 则( )图X2－9A．F1＝G sinαB．F2＝GtanαC．若缓慢减小悬绳的长度，F1与F2的合力变大D．若缓慢减小悬绳的长度，F1减小，F2增大7．B 【解析】工人受力如图所示，由平衡条件，F1cosα＝G, F1sinα＝F2，于是F1＝Gcosα，F2＝Gtanα，所以A错，B对；缓慢减小悬绳的长度，α 角变大，F1.F2都增大，工人仍然处于平衡状态，所以F1与F2的合力不变，C、D均错．8．[2020·宜宾一模]物块M静止在倾角为α的斜面上，若给物块一个平行于斜面的水平力F的作用，物块仍处于静止状态，如图X2－10所示．则物块所受到的( )图X2－10A．支持力变大B．摩擦力的方向一定发生改变C．摩擦力大小保持不变D．摩擦力变小8．B 【解析】物块静止在斜面上时，物块所受的摩擦力为：f1＝Mgsinα.给物块平行于斜面的水平力F后，在斜面内，重力沿斜面向下的分力、水平力F、摩擦力f 2三力平衡，根据平衡条件有：f22＝(Mgsinα)2＋F2，重力沿斜面向下的分力与F的合力方向的反向是摩擦力f2的方向，所以摩擦力的方向和大小都发生了改变，B正确．9．[2020·盐城质检]如图X2－12所示，斜面体M放置在水平地面上，位于斜面上的物块m受到沿斜面向上的推力F作用．设物块与斜面之间的摩擦力大小为f1，斜面与地面之间的摩擦力大小为f2.增大推力F，斜面体始终保持静止，下列判断正确的是( )图X2－12A．如果物块沿斜面向上滑动，则f1、f2一定增大B．如果物块沿斜面向上滑动，则f1、f2一定不变C．如果物块与斜面相对静止，则f1、f2一定增大D．如果物块与斜面相对静止，则f1、f2一定不变9．B 【解析】解此题的技巧就是灵活变换研究对象．当物块沿斜面向上滑动时，以斜面体为研究对象，物块对斜面体的正压力不变，物块与斜面之间的滑动摩擦力大小f1则不变，物块对斜面体的正压力和滑动摩擦力都不变，斜面体受力则不变，所以斜面与地面之间的摩擦力大小f2也就不变，B正确；如果物块与斜面相对静止时，物块对斜面体的正压力不变，可是物块与斜面体间的静摩擦力随F的变化而变化，由于初始时物块的重力沿斜面向下的分力与F的关系未知，于是不能确定f1的变化情况；分析f2的变化时，若再以斜面体为研究对象情况就复杂了，但由于整体处于平衡状态，故可对整体受力分析如图所示：根据平衡条件知，地面对斜面体的摩擦力随F的增大而增大，所以C、D都不对．10．[2020·银川质检]如图X2－14所示，顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平面上，A、B两物体通过细绳相连，并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)．现用水平向右的力F作用于物体B上，将物体B缓慢拉高一定的距离，此过程中斜面体与物体A仍然保持静止．在此过程中( )图X2－14A．水平力F一定变小B．斜面体所受地面的支持力一定变大C．物体A所受斜面体的摩擦力一定变大D．地面对斜面体的摩擦力一定变大10．D 【解析】这是典型的相互作用中的静力学问题，取物体B为研究对象，分析其受力情况如图所示．则有F＝mgtanθ，T＝mgcosθ，在物体B缓慢拉高的过程中，θ增大，则水平力F随之变大，对A、B两物体与斜面体这个整体而言，由于斜面体与物体A仍然保持静止，则地面对斜面体的摩擦力一定变大，但是因为整体竖直方向并没有其他力，故斜面体所受地面的支持力不变；在这个过程中尽管绳子张力变大，但是由于物体A 所受斜面体的摩擦力开始并不知道其方向，故物体A所受斜面体的摩擦力的情况无法确定，所以答案为D .11．[2020·德州模拟]某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h＝30.0 cm且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下端位于筒内，用测力计可以同弹簧的下端接触)，如图X2－7甲所示，若本实验的长度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l和弹簧的劲度系数，该同学通过改变l而测出对应的弹力F，作出F－l图象如图乙所示，则弹簧的劲度系数为k＝________ N/m，弹簧的原长l＝_________.甲乙图X2－711．200 20 【解析】根据胡克定律F与l的关系式为：F＝k(l＋h－l)＝kl＋k(h－l)，从图象中得到直线的斜率为2 N/cm，截距为20 N，故弹簧的劲度系数为k＝2 N/cm＝200 N/ cm，由k(h－l0)＝20 N，于是l＝20 cm.。
(山东专用)2020版高考物理一轮复习第二章专题探究二共点力的平衡练习(含解析)新人教版
专题探究二共点力的平衡1.(2019·四川成都模拟)如图所示,一重为10 N的球固定在支杆AB的上端,今用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,已知绳的拉力为7.5 N,则AB杆对球的作用力( D )A.大小为7.5 NB.大小为10 NC.方向与水平方向成53°角斜向右下方D.方向与水平方向成53°角斜向左上方解析:对小球进行受力分析可得,AB杆对球的作用力F和绳的拉力的合力与小球的重力等大、反向,可得F方向斜向左上方,设AB杆对小球的作用力与水平方向夹角为α,可得tan α==,α=53°,F==12.5 N,故只有D项正确.2.(2019·江西两校联考)一个质点在三个共点力F1,F2,F3的作用下处于平衡状态,如图所示.则它们的大小关系是( C )A.F1>F2>F3B.F1>F3>F2C.F3>F1>F2D.F2>F1>F3解析:因为质点在三个共点力F1,F2,F3的作用下处于平衡状态,所以将三力首尾相连组成一封闭三角形,如图所示,根据数学知识,三角形中大角对大边,即得出F3>F1>F2,所以选项C正确.3.(2019·江苏苏锡常镇四市联合调研)某人骑自行车沿平直坡道向下运动,其车把上挂有一只水壶,若滑行过程中悬绳始终竖直,如图所示,不计空气阻力,则下列说法错误的是( D )A.自行车一定做匀速运动B.壶内水面一定水平C.水壶及水整体的重心一定在悬绳正下方D.壶身中轴一定与坡道垂直解析:因运动过程中悬绳始终竖直,则自行车匀速下行,故水壶处于平衡状态,壶内水面一定水平;由平衡知识可知水壶及水整体的重心一定在悬绳正下方;壶身中轴一定与水平面垂直,故A,B,C正确,D错误.4.(2019·浙江杭州质检)如图所示,晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根等高的竖直杆上,绳子的质量及绳与衣架挂钩间摩擦均忽略不计.原来衣服保持静止,一阵恒定的风吹来,衣服受到水平向右的恒力而发生滑动,并在新的位置保持静止.则相比原来,在新的位置时( C )A.挂钩左右两边绳的拉力不再相等B.绳的拉力一定不变C.绳对挂钩作用力变大D.绳对挂钩作用力不变解析:由于绳与衣架挂钩间摩擦忽略不计,故挂钩两侧的拉力一定相等,A错误;衣服原来是受重力和两个拉力而平衡,有了风力后是四力平衡,则两根绳子的拉力的合力与重力、风力的合力相平衡,故两根绳子的拉力的合力变大,即绳对挂钩作用力变大,C正确,D错误;如果衣服运动到最右端,显然两根绳子的夹角是变化的,而两根绳子的拉力的合力变大,故两根绳子的拉力可能变化,B错误.5.(2018·山东青岛期末)(多选)如图所示,两个小球a,b质量为m b=2m a=2m,用细线相连并悬挂于O点,现给小球a施加一个拉力F使整个装置处于静止状态,且Oa与竖直方向夹角为45°,则力F的大小可能是( ACD )A.mgB.2mgC.mgD.3mg解析:以两个小球组成的整体为研究对象,进行受力分析,作出F在不同方向时整体的受力图,并作出T与F的合力,如图所示,根据平衡条件可知F与T的合力与重力总是大小相等、方向相反,由力的合成图可知,当F与细线Oa垂直时,F有最小值,F的最小值为F min=3mgsin θ=mg=2.12mg,故A,C,D正确.6.(2019·陕西渭南模拟)(多选)如图所示,重物A被绕过小滑轮P的细线悬挂着,重物B放在粗糙的水平桌面上;小滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点;O′是三根线的结点,bO′水平拉着B物体,cO′沿竖直方向拉着弹簧;弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于静止状态.若悬挂小滑轮的斜线OP的张力大小是20 N,g取10 m/s2,则下列说法中正确的是( ABC )A.弹簧的弹力为10 NB.重物A的质量为2 kgC.桌面对B物体的摩擦力为10 ND.OP与竖直方向的夹角为60°解析:O′a与aA两细线拉力的合力与OP线的张力大小相等.由几何知识可知F O′a=F aA=20 N,且斜线OP与竖直方向的夹角为30°,重物A的重力G A=F aA,所以m A=2 kg,B正确,D错误;桌面对B的摩擦力F f=F O′b=F O′a cos 30°=10 N,C正确;弹簧的弹力F弹=F O′a sin 30°=10 N,故A正确.7.(2019·江南名校联考)如图所示,一圆环套在竖直光滑的杆上,杆的直径比环的内径略小,圆环通过轻弹簧与放在地面上的物块相连,开始时弹簧处于原长,由静止释放圆环,到圆环向下的速度达到最大的过程中(此过程物块一直保持静止)( A )A.圆环受到的合力在减小B.杆对圆环的作用力在减小C.地面对物块的摩擦力在减小D.地面对物块的支持力在减小解析:圆环从静止到速度最大的过程中,对圆环分析可知,其速度不断增大,加速度不断减小,所受的合力不断减小,A项正确;由于环在向下运动的过程中,弹簧的长度不断减小,弹力不断增大,弹力沿水平方向的分力不断增大,则杆对圆环的作用力不断增大,B项错误;对环、弹簧和物块整体,沿水平方向,地面对物块的摩擦力与杆对环的作用力等大反向,因此地面对物块的摩擦力不断增大,C项错误;对环、弹簧和物块整体研究知,由于环沿竖直方向向下的加速度不断减小,因此整体所受合力向上且不断增大,又因杆光滑,则知地面对物块的支持力不断增大,D项错误.8.(2019·湖北黄冈模拟)如图所示,质量均为m的A,B两球,由一根劲度系数为k的轻弹簧连接静止于半径为R的光滑半球形碗中,弹簧水平,两球间距为R,球的半径远小于碗的半径.则弹簧的原长为( D )A.+RB.+RC.+RD.+R解析:以A球为研究对象,小球受三个力:重力、弹力和球壳的支持力F N,如图所示,由平衡条件,得到tan θ=,解得x=,根据几何关系得cos θ==,则tan θ=,所以x==,故弹簧原长x0=+R,故选项D正确.9.(2019·江苏无锡模拟)如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用,F平行于斜面向上.若要物块在斜面上保持静止,F的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F2>0).由此可求出( C )A.物块的质量B.斜面的倾角C.物块与斜面间的最大静摩擦力D.物块对斜面的正压力解析:当物块所受外力F为最大值F1时,具有向上的运动趋势,由平衡条件可得F1=mgsin θ+f m;同理,当物块所受外力F为最小值F2时,具有向下的运动趋势,即F2+f m=m g s i nθ.联立解得f m=,F1+F2= 2mgsin θ,由于m和斜面的倾角θ均未知,则无法求m,θ以及物块对斜面的正压力,故选项C正确,A,B,D错误.10.(2019·河南郑州质检)如图所示,a,b两个小球穿在一根光滑的固定杆上,并且通过一条细绳跨过定滑轮连接.已知b球质量为m,杆与水平面成θ角,不计所有摩擦,重力加速度为g.当两球静止时,Oa绳与杆的夹角也为θ,Ob绳沿竖直方向,则下列说法正确的是( C )A.a可能受到2个力的作用B.b可能受到3个力的作用C.绳子对a的拉力等于mgD.a的重力为mgtan θ解析:a球受到重力、绳子的拉力以及杆对a球的弹力,三个力的合力为零,选项A错误;b球受到重力和绳子的拉力,两个力合力为零,杆对b球没有弹力,否则b不能平衡,选项B错误;由于b受到重力和绳子拉力处于平衡状态,则绳子拉力T=mg,同一根绳子上的拉力相等,故绳子对a的拉力等于mg,选项C正确;a球受力如图所示,根据正弦定理列式得=,解得m a g=,选项D错误.11.(2019·河北衡水二中月考)如图所示,一直杆倾斜固定并与水平方向成30°的夹角;直杆上套有一个质量为0.5 kg的圆环,圆环与轻弹簧相连,在轻弹簧上端施加一竖直向上、大小F=10 N的力,圆环处于静止状态.已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为0.7,g=10 m/s2.下列说法正确的是( D )A.圆环受到直杆的弹力,方向垂直直杆向上B.圆环受到直杆的弹力大小等于2.5 NC.圆环受到直杆的摩擦力,方向沿直杆向上D.圆环受到直杆的摩擦力大小等于2.5 N解析:因弹簧的拉力F=10 N>mg=5 N,所以圆环受到垂直直杆向下的支持力F N.同理,拉力沿直杆向上的分力 F1=Fsin 30°=5 N,大于重力沿直杆向下的分力,所以圆环受到沿直杆向下的摩擦力F f,如图所示.由平衡条件得出,垂直直杆方向F N+mgcos 30°=Fcos 30°,沿直杆方向F f+mgsin 30°=Fsin 30°,解得F N= N,F f=2.5 N,D正确.12.(2019·河南八市模拟)(多选)如图所示,一个固定的圆弧阻挡墙PQ,其半径OP水平,OQ 竖直.在PQ和一个斜面体A之间卡着一个表面光滑的重球B.斜面体A放在光滑的地面上并用一水平向左的力F推着,整个装置处于静止状态.现改变推力F大小,推动斜面体A沿着水平地面向左缓慢运动,使球B沿斜面上升一很小高度.则在球B缓慢上升过程中,下列说法中正确的是( ABD )A.斜面体A与球B之间的弹力逐渐减小B.阻挡墙PQ与球B之间的弹力逐渐减小C.水平推力F逐渐增大D.水平地面对斜面体A的弹力逐渐减小解析:对球B受力分析,如图(甲)所示,当球B上升时,角θ增大,F AB和F OB均减小,则A,B项正确.对斜面体进行受力分析,如图(乙)所示,因为F AB减小,由牛顿第三定律知F AB=F BA,故F BA也减小,则推力F减小,水平地面对斜面体的弹力F N也减小,则C项错误,D项正确.13.(2019·黑龙江牡丹江一中摸底)两个带同种电荷的小球A,B(可视为质点)通过绝缘的不可伸长的轻绳相连,若将轻绳的某点O固定在天花板上,平衡时两个小球的连线恰好水平,且两根悬线偏离竖直方向的夹角分别为30°和60°,如图(甲)所示.若将轻绳跨接在竖直方向的光滑定滑轮(滑轮大小可不计)两端,调节两球的位置能够重新平衡,如图(乙)所示.求:(1)两个小球的质量之比;(2)图(乙)状态,滑轮两端的绳长O′A,O′B之比.解析:(1)图(甲)状态中对任一物体,由平衡条件有Tcos θ-mg=0,Tsin θ-F=0,解得mg=所以两个小球的质量之比==.(2)图(乙)状态中,设滑轮到A,B连线的竖直长度为h,对小球A,受力矢量关系如图所示,根据三角形相似关系,有=,解得L=,所以滑轮两端的绳长O′A,O′B之比==. 答案:(1)3∶1 (2)1∶3。
高三物理一轮复习练习题(带答案解析)
高三物理一轮复习练习题（带答案解析）学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1、香烟燃烧，过程中能产生的有害成分达3000余种.其过程中会释放一种危险的放射性元素“钋()21084Po ”，21084Po 发生m 次α衰变和n 次β衰变后产生了新核铋()20683Bi ，下列说法正确的是( )A.α衰变就是化学中的分解反应B.1,1m n ==C.新核铋()20683Bi 的中子数比质子数多43个 D.21084Po 衰变产生的α粒子可以穿透1 cm 厚的钢板 【答案】1、答案：B解析：α衰变是原子核衰变的一种形式，是核反应，不是化学中的分解反应，A 错误；21084Po 比20683Bi 多1个质子，多3个中子，发生α衰变是放出42He ，发生β衰变是放出01e -，根据质量数守恒和电荷数守恒有28384,4206210m n m -+=+=，解得1,1m n ==，B 正确；新核铋()20683Bi 的质子数为83个，中子有20683123-=个，中子数比质子数多1238340-=个，C 错误；α粒子的穿透能力弱，不能穿透1 cm 厚的钢板，D 错误.2、如图甲所示，细线下端悬挂一个除去了柱塞的注射器，注射器内装上墨汁.将摆线拉开一较小幅度，当注射器摆动时，沿着垂直于摆动的方向以速度v 匀速拖动木板，得到喷在木板上的墨汁图样如图乙所示，若测得木板长度为L ，墨汁图样与木板边缘交点P Q 、恰好是振动最大位置处，已知重力加速度为g ，则该单摆的等效摆长为( )2gv 2gL 225gL 225gv【答案】2、答案：B=2T ==正确. 3、如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知P Q M 、、三颗卫星均做匀速圆周运动，虚线圆是P Q 、卫星轨道的包围圆，其中P 是地球同步卫星，则这三颗卫星( )A.运行的周期P Q M T T T =>B.线速度大小Q P M v v v <<C.受到的引力M P Q F F F >=D.具有的机械能P Q M E E E =>【答案】3、答案：A解析：根据22224πMm v G m m r r r T ==，可得2v T ==P Q M r r =>，则运行的周期P Q M T T T =>，A 正确；根据v =Q P M v v =<，B 错误；三个卫星的质量关系不确定，则不能确定受到的引力大小关系以及机械能大小关系，C 、D 错误.4、已知无穷大均匀带电平板在其周围空间激发与平板垂直的匀强电场.现在水平无穷大带电平板上方某点固定一点电荷Q +.一质量为m 、带电荷量为q -的小球以点电荷为圆心做匀速圆周运动，其中AC BD 、分别为圆周轨迹的水平和竖直直径，重力加速度为g ，静电力常量为k ，下列说法正确的是( )A.无穷大平板带正电B.圆周上的场强在B点有最小值，在D点有最大值D.若A、【答案】4、答案：C+对小球的库仑力提供向心力，所解析：因小球做匀速圆周运动，所以只能是点电荷Q=，则无穷大平板在空间激发的以小球的重力与平板对小球的电场力平衡，即Eq mg、两大平板激发的电场方向竖直向下，即平板带负电，故A错误；固定点电荷在B D点产生场强的方向分别为竖直向下和竖直向上，而平板所激发的场强方向竖直向下，所以B点处合场强为两场强之和，D点为两者之差，所以B点场强最大，D点场强最、两点处的合场强方向相互垂直，则两电场方向在两点处与水小，故B错误；若A C=R=v从足够长的粗糙斜面底端上滑，2 s后回到出发点，物块的速度v、位移s随时5、物块以初速度间t的变化关系图像可能是( )A. B. C. D.【答案】 5、答案：D解析：本题借助s t -图像和v t -图像考查对图像意义的理解和牛顿第二定律的应用。
2020高考物理一轮复习【力共点力的平衡】专项检测卷及答案解析
2020⾼考物理⼀轮复习【⼒共点⼒的平衡】专项检测卷及答案解析2020⾼考物理⼀轮复习【⼒共点⼒的平衡】专项检测卷(本试卷满分95分)⼀、选择题(本题包括8⼩题，每⼩题6分，共48分．在每⼩题给出的四个选项中，有的⼩题只有⼀个选项是正确的，有的⼩题有多个选项是正确的．全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分)1．[2019·河南郑州外国语学校⽉考]A、B是天花板上的两点，⼀根长为l的细绳穿过带有光滑孔的⼩球，两端分别系在A、B点，如图甲所⽰；现将长度也为l的均匀铁链悬挂于A、B点，如图⼄所⽰．⼩球和铁链的质量相等，均处于平衡状态，A点对轻绳和铁链的拉⼒分别是F1和F2，球的重⼼和铁链重⼼到天花板的距离分别是h1和h2，则( )A．F1F2，h1F2，h1>h2 D．F1＝F2，h1>h2答案：C解析：由于是轻绳，绳⼦的质量不计，则图甲中的重⼒全部集中在球上，重⼼在球的球⼼，⽽图⼄中铁链的质量是均匀的，故其重⼼⼀定在最低点的上⽅，故h1>h2；对球和铁链受⼒分析，如图甲、⼄所⽰，A点对球的拉⼒沿着绳⼦的⽅向，A点对铁链的拉⼒沿着该处铁链的切线⽅向，故图⼄中A、B两点对铁链拉⼒的夹⾓⽐较⼩，由⼒的合成知识知，F2较⼩，故C正确．2．[2019·河南豫北⼗校联考]两相同的楔形⽊块A、B叠放后分别以图甲、⼄两种⽅式在⽔平外⼒F1和竖直外⼒F2作⽤下保持静⽌状态，则在这两种⽅式中，⽊块B受⼒个数分别为( )A．4；4 B．4；3 C．5；3 D．5；4答案：C解析：图甲中，根据整体法可知，⽊块B除了重⼒外，⼀定受到墙⾯⽔平向右的弹⼒和竖直向上的静摩擦⼒，隔离B分析，其⼀定还受到A的弹⼒(垂直于接触⾯向左上⽅)，隔离A分析，A受到重⼒、⽔平向左的推⼒、B对其垂直于接触⾯向右下的弹⼒，这样的三个⼒不可能使A平衡，所以A⼀定还要受到B对其沿接触⾯斜向右上的静摩擦⼒才能平衡，可知B⼀定受到A沿接触⾯斜向左下的静摩擦⼒，故B共受5个⼒的作⽤；图⼄中，据整体法可知B与墙⾯间既⽆弹⼒也⽆摩擦⼒，所以B受重⼒、A的弹⼒和摩擦⼒共3个⼒的作⽤，C正确．3.[2019·⼴西南宁⼆中⽉考](多选)如图所⽰，⽔平桌⾯上平放有54张卡⽚，每⼀张卡⽚的质量均为m.⽤⼀⼿指以竖直向下的⼒压第1张卡⽚，并以⼀定速度向右移动⼿指，确保第1张卡⽚与第2张卡⽚之间有相对滑动．设最⼤静摩擦⼒与滑动摩擦⼒相同，⼿指与第1张卡⽚之间的动摩擦因数为µ1，卡⽚之间、卡⽚与桌⾯之间的动摩擦因数均为µ2，且有µ1>µ2，则下列说法不正确的是( )A．任意两张卡⽚之间均可能发⽣相对滑动B．上⼀张卡⽚受到下⼀张卡⽚的摩擦⼒⼀定向左C．第1张卡⽚受到⼿指的摩擦⼒向左D．最后⼀张卡⽚受到⽔平桌⾯的摩擦⼒向右答案：ACD解析：对第2张卡⽚受⼒分析，它对第3张卡⽚的压⼒等于上⾯两张卡⽚的重⼒及⼿指的压⼒，最⼤静摩擦⼒F max≥µ2·(2mg＋F)，⽽受到的第1张卡⽚的滑动摩擦⼒为f＝µ2(mg＋F)4.[2019·安徽师⼤附中模拟]⼀长⽅形⽊板放置在⽔平地⾯上，在长⽅形⽊板的上⽅有⼀条状竖直挡板，挡板的两端固定于⽔平地⾯上，挡板与⽊板不接触．现有⼀个⽅形物块在⽊板上沿挡板以速度v运动，同时⽅形⽊板以⼤⼩相等的速度向左运动，⽊板的运动⽅向与竖直挡板垂直，已知物块跟竖直挡板和⽔平⽊板间的动摩擦因数分别为µ1和µ2，物块的质量为m，则竖直挡板对物块的摩擦⼒⼤⼩为( )A．0 B.22µ1µ2mg C.12µ1µ2mg D.2µ1µ2mg答案：B 解析：物块沿运动⽅向受挡板的摩擦⼒f1＝µ1F N，因物块沿挡板运动的速度的⼤⼩等于⽊板的运动速度的⼤⼩，故物块相对⽊板的速度⽅向与挡板成45°⾓，物块受⽊板的摩擦⼒为f2＝µ2mg，其⽅向与挡板成45°⾓，则物块与挡板之间的正压⼒F N＝µ2mg cos45°＝22µ2mg，挡板对物块的摩擦⼒⼤⼩为f1＝µ1F N＝22µ1µ2mg，故B正确．5.[2019·河北张家⼝模拟]假期⾥，⼀位同学在厨房⾥帮助妈妈做菜，他发现菜⼑的⼑刃前部和后部的厚薄不⼀样，⼑刃前部的顶⾓⼩，后部的顶⾓⼤，如图所⽰，他先后作出过⼏个猜想，其中合理的是( )A．⼑刃前部和后部厚薄不均匀，仅是为了打造⽅便，外形美观，跟使⽤功能⽆关B．在⼑背上加上同样的压⼒时，分开其他物体的⼒跟⼑刃厚薄⽆关C．在⼑背上加上同样的压⼒时，顶⾓越⼤，分开其他物体的⼒越⼤D．在⼑背上加上同样的压⼒时，顶⾓越⼩，分开其他物体的⼒越⼤答案：D解析：把⼑刃部分抽象后，可简化成⼀个等腰三⾓劈，设顶⾓为2θ，背宽为d，侧⾯长为l，如图甲所⽰．当在⼑背施加压⼒F后，产⽣垂直侧⾯的两个分⼒F1、F2，使⽤菜⼑时就是依靠这两个分⼒分开被加⼯的⾷材．由对称性知，这两个分⼒⼤⼩相等(F1＝F2)，因此画出⼒分解的平⾏四边形为菱形，如图⼄所⽰，由⼏何关系可得F1＝Fsinθ；由此可见，⼑背上加上⼀定的压⼒F时，侧⾯分开⾷材的⼒跟顶⾓θ的⼤⼩有关，θ越⼩，sinθ的值越⼩，F1和F2越⼤，故D正确．6.[2019·河北⽯家庄质检](多选)飞艇常常⽤于执⾏扫雷、空中预警、电⼦⼲扰等多项作战任务．如图所⽰为飞艇拖曳扫雷器具扫除⽔雷的模拟图．当飞艇匀速飞⾏时，绳⼦与竖直⽅向恒成θ⾓．已知扫雷器具质量为m，重⼒加速度为g，扫雷器具所受浮⼒不能忽略，下列说法不正确的是( )A．扫雷器具受3个⼒作⽤B．绳⼦拉⼒⼤⼩为mg cosθC ．海⽔对扫雷器具⽔平⽅向的作⽤⼒的⼤⼩⼩于绳⼦拉⼒的⼤⼩D ．绳⼦拉⼒的⼤⼩⼀定⼤于mg答案：ABD解析：对扫雷器具进⾏受⼒分析，其受到受重⼒、浮⼒、拉⼒和⽔的⽔平⽅向的作⽤⼒四个⼒作⽤，如图所⽰，故A 错误；根据平衡条件，在竖直⽅向有F 浮＋T cos θ＝mg ，在⽔平⽅向有F 阻＝T sin θ，可得T ＝mg －F 浮cos θ，故B 错误；扫雷器具受到海⽔的⽔平⽅向的作⽤⼒等于拉⼒的⽔平分⼒，其⼤⼩⼩于绳⼦拉⼒的⼤⼩，⽽绳⼦拉⼒的⼤⼩不⼀定⼤于mg ，故C 正确，D 错误．7.[2019·云南保⼭模拟]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，AOB 在同⼀⽔平⾯内，初始时∠AOB <90°，CO 为⼀根轻杆，可绕C 点在空间⽆摩擦转动，转轴C 在AB 中点D 的正下⽅，在O 点处悬挂⼀个质量为m 的物体，整个系统处于平衡状态．现将绳AO 的A 端缓缓向D 点移动，O 点位置保持不动，系统仍然保持平衡，则( )A ．绳AO 的拉⼒逐渐增⼤B ．绳BO 的拉⼒逐渐增⼤C ．杆CO 受到的压⼒逐渐增⼤D ．绳AO 、BO 的拉⼒的合⼒逐渐增⼤答案：A解析：设绳AO 和绳BO 拉⼒的合⼒为F ，以O 点为研究对象，O 点受到重⼒mg 、杆的⽀持⼒F 2和绳AO 与绳BO 拉⼒的合⼒F ，作出⼒的⽰意图如图甲所⽰．当重⼒不变、杆与竖直⽅向的夹⾓不变时，杆的⽀持⼒F 2不变，绳AO 与绳BO 拉⼒的合⼒F 也不变，仍沿OD ⽅向，故C 、D 错误．当A 点逐渐靠近D 点时，将绳AO 和绳BO 的拉⼒合成如图⼄所⽰，可知绳AO 的拉⼒逐渐增⼤，绳BO 的拉⼒逐渐减⼩，故A 正确，B 错误．8.[2019·江西上饶模拟]在斜⾯上等⾼处，静⽌着两个相同的质量为m 的物块A 和B .两物块之间连接着⼀个劲度系数为k 的轻质弹簧，斜⾯的倾⾓为θ，两物块和斜⾯间的动摩擦因数均为µ，重⼒加速度为g ，则弹簧的最⼤伸长量是 ( )A.mg kB.µmg cos θkC.mg sin θ＋µmg cos θkD.mg µ2cos 2θ－sin 2θk答案：D解析：物块静⽌在斜⾯上，在斜⾯所在平⾯内受三个⼒作⽤，⼀个是重⼒沿斜⾯向下的分⼒mg sin θ，静摩擦⼒f ≤f m ＝µmg cos θ，⽅向不确定，⽔平⽅向的弹簧弹⼒kx ，则物块所受静摩擦⼒f ⼤⼩等于kx 与mg sin θ的合⼒，当静摩擦⼒最⼤时有kx ＝f 2m－mg sin θ2，可得x ＝mg µ2cos 2θ－sin 2θk，故D 正确．⼆、⾮选择题(本题包括4⼩题，共47分)9．(8分)(1)⼩翔利⽤如图甲所⽰的装置，探究弹簧弹⼒F 与伸长量Δl 的关系，由实验绘出F 与Δl 的关系图线如图⼄所⽰，则该弹簧的劲度系数为________N/m.(2)某学⽣⽤如图丙所⽰的装置验证“⼒的平⾏四边形定则”．⽤⼀⽊板(贴有坐标纸)竖直放在铁架台和弹簧所在平⾯后．其部分实验操作如下，请完成下列相关内容：如图丙，在⽊板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O ；卸下钩码然后将两绳套系在弹簧下端，⽤两弹簧秤将弹簧末端拉到同⼀位置O ，记录细绳套AO 、BO 的⽅向及两弹簧秤相应的读数．图丁中B 弹簧秤的读数为________N ．(弹簧秤单位：N)该同学在坐标纸上画出了两弹簧秤拉⼒F 1、F 2的⼤⼩和⽅向，以及由钩码的重量画出钩码对弹簧的拉⼒F 的⼤⼩和⽅向，如图戊所⽰，请在图戊中作出F 1、F 2的合⼒F ′；观察⽐较F 和F ′，得出结论．答案：(1)125(3分) (2)4.38～4.42(2分) 如图(3分)解析：(1)本题考查胡克定律的应⽤．弹簧弹⼒F 与伸长量Δl 关系图线，由胡克定律F ＝k Δx 可知，图线的斜率即为劲度系数，可得k ＝125 N/m.(2)本题考查“验证平⾏四边形定则”这⼀实验．B 弹簧的读数估读⼀位可得为4.40 N ；作出图象如图所⽰．由作图可得到结论：在误差允许范围内，⼒的合成遵循平⾏四边形定则．10．(8分)(1)“验证⼒的平⾏四边形定则”实验中部分实验步骤如下，请补充完整有关内容：①将⼀根橡⽪筋的⼀端固定在贴有⽩纸的竖直平整⽊板上，另⼀端绑上两根细线．②在其中⼀根细线上挂5个质量相等的钩码，使橡⽪筋拉伸，如图甲所⽰，记录：钩码个数(或细线拉⼒)、________________、细线的⽅向．③将步骤②中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，⽤两光滑硬棒B 、C 使两细线互成⾓度，如图⼄所⽰，⼩⼼调整B 、C 的位置，使橡⽪筋与细线结点O 的位置与步骤②中结点位置重合，记录________________．(2)如果“⼒的平⾏四边形定则”得到验证，那么图⼄中cos αcos β＝________.答案：(1)橡⽪筋与细线结点的位置O (2分) 钩码个数和对应的细线⽅向(2分) (2)34(4分)解析：(1)根据实验原理可知，题图甲中需要记录合⼒的⼤⼩和⽅向，画出来的合⼒为实际值，该实验中⽤钩码个数来表⽰拉⼒⼤⼩，因此需要记录的是钩码个数(或细线拉⼒)，橡⽪筋与细线结点的位置O ，细线的⽅向；该实验采⽤“等效替代”法，因此在⽤两根细线拉橡⽪筋时，要将橡⽪筋与细线结点拉到与步骤②中结点位置重合，同时记录钩码个数和对应的细线⽅向．(2)根据对题图⼄中的O 点受⼒分析，将各⼒正交分解，⽔平⽅向有4mg cos α＝3mg cos β，得cos αcos β＝34.11．(16分)⼀质量M ＝4 kg ，倾⾓为30°的上表⾯光滑的斜⾯体静⽌在粗糙的⽔平地⾯上，斜⾯上有两个质量均为m ＝2 kg 的⼩球A 、B ，它们⽤轻质细绳连接，现对⼩球B 施加⼀⽔平向左的拉⼒F ，使⼩球A 、B 及斜⾯体⼀起向左做匀速直线运动，如图所⽰，重⼒加速度g ＝10 m/s 2.求：(1)细绳的拉⼒F T ； (2)⽔平拉⼒F 的⼤⼩；(3)⽔平地⾯与斜⾯体间的动摩擦因数µ. 答案：(1)10 N (2)4033 N (3)36解析：(1)以A 为研究对象，有：F T ＝mg sin30°(3分) 解得：F T ＝10 N .(2分)(2)以A 、B 整体为研究对象，有：F cos30°＝2mg sin30°(3分)解得：F ＝4033N ．(2分) (3)以⼩球A 、B 与斜⾯体组成的整体为研究对象，有：F ＝F f ＝µ(M ＋2m )g (4分)解得：µ＝36.(2分)12．(15分)[2019·河北武⾢中学调研]⼀重为G 的圆柱体⼯件放在V 形槽中，槽顶⾓α＝60°，槽的两侧⾯与⽔平⽅向的夹⾓相同，槽与⼯件接触处的动摩擦因数处处相同，⼤⼩为µ＝0.25，则：(1)要沿圆柱体的轴线⽅向(如图甲所⽰)⽔平地把⼯件从槽中拉出来，⼈⾄少要施加多⼤的拉⼒？(2)现把整个装置倾斜，使圆柱体的轴线与⽔平⽅向成37°⾓，如图⼄所⽰，且保证圆柱体对V 形槽两侧⾯的压⼒⼤⼩相等，发现圆柱体能⾃动沿槽下滑，求此时⼯件所受槽的摩擦⼒⼤⼩．答案：(1)0.5G (2)0.4G 解析：(1)分析圆柱体的受⼒可知，沿轴线⽅向受到拉⼒F、两个侧⾯对圆柱体的滑动摩擦⼒，由题给条件知F＝2f，由圆柱体重⼒产⽣的效果将重⼒进⾏分解如图所⽰，由⼏何关系可得G＝F1＝F2，由f＝µF1得F＝0.5G.(2)把整个装置倾斜，则重⼒沿压紧两侧的斜⾯的分⼒F′1＝F′2＝G cos37°＝0.8G，此时⼯件所受槽的摩擦⼒⼤⼩f′＝2×µF′1＝0.4G.探究创新卷②着眼于练模拟悟规范——争满分(本试卷满分95分)⼀、选择题(本题包括8⼩题，每⼩题6分，共48分．在每⼩题给出的四个选项中，有的⼩题只有⼀个选项是正确的，有的⼩题有多个选项是正确的．全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分)1.(多选)⽔平的⽪带传动装置如图所⽰，⽪带的速度⼤⼩保持不变，将⼀滑块轻轻地放在A点，开始时滑块在⽪带上滑动，当它到达位置C时滑动停⽌，之后随⽪带⼀起匀速运动，直⾄传送到⽬的地B端．在传送过程中，滑块受到的摩擦⼒情况为( )A．在AC段受⽔平向左的滑动摩擦⼒B．在AC段受⽔平向右的滑动摩擦⼒C．在CB段不受静摩擦⼒D．在CB段受⽔平向右的静摩擦⼒答案：BC解析：在AC段滑块向右加速运动，加速度向右，故合⼒向右，即滑动摩擦⼒向右，A错误、B正确；在CB段滑块做匀速直线运动，加速度为零，故合⼒为零，即摩擦⼒为零，C正确、D错误．2.如图，两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为k1、k2，它们⼀端固定在质量为m的物体上，另⼀端分别固定在Q、P处，当物体平衡时上⾯的弹簧处于原长状态，若把固定的物体换为质量为2m的物体(物体的⼤⼩不变，且弹簧均在弹性限度内)，当物体再次平衡时，物体⽐第⼀次平衡时的位置下降了x，则x为(已知重⼒加速度为g)( )A.mgk1＋k2B.k1k2mg k1＋k2C.2mgk1＋k2D.k1k22mg k1＋k2答案：A解析：当物体的质量为m时，设下⾯的弹簧的压缩量为x1，则mg＝k1x1；当物体的质量为2m时，2mg＝k1(x1＋x)＋k2x，联⽴可得x＝mgk1＋k2，A正确．3.如图所⽰，A、B两物块始终静⽌在⽔平地⾯上，有⼀轻质弹簧⼀端连接在竖直墙上P点，另⼀端与A相连接，下列说法正确的是( )A．如果B对A⽆摩擦⼒，则地⾯对B也⽆摩擦⼒B．如果B对A有向右的摩擦⼒，则地⾯对B有向左的摩擦⼒C．在P点缓慢下移的过程中，B对A的⽀持⼒⼀定减⼩D．在P点缓慢下移的过程中，地⾯对B的摩擦⼒⼀定减⼩答案：A解析：如果B对A⽆摩擦⼒，说明弹簧的弹⼒为0，选取A与B组成的系统为研究对象，系统仅仅受到重⼒和地⾯的⽀持⼒的作⽤，所以地⾯对B也⽆摩擦⼒，选项A正确；如果B对A有向右的摩擦⼒，根据⽜顿第三定律，A 对B有向左的摩擦⼒，物块B有向左运动的趋势，所以地⾯对B有向右的摩擦⼒，选项B错误；在P点缓慢下移到与A等⾼的过程中，若弹簧原来处于拉伸状态，弹簧可能由伸长变为压缩，也可能⼀直处于拉伸状态，则弹⼒可能由斜向上逐渐减⼩的拉⼒变为斜向下逐渐增⼤的推⼒，也可能是斜向上逐渐减⼩的拉⼒，对A由平衡条件可知，B对A的⽀持⼒在弹簧弹⼒逐渐减⼩过程中⼀直增⼤，选项C错误；若弹簧原处于原长或压缩状态时，弹簧弹⼒⼀直增⼤，由整体法可知地⾯对B的摩擦⼒增⼤，选项D错误．4.⼀长⽊板静⽌在倾⾓为θ的斜⾯上，长⽊板上⼀⼈⽤⼒推长⽊板上物块，使物块与长⽊板间的摩擦⼒刚好为零，已知⼈、物块、长⽊板的质量均为m，⼈、物块与长⽊板间的动摩擦因数均为µ1，长⽊板与斜⾯间的动摩擦因数为µ2，重⼒加速度为g，则下列说法正确的是( )A．斜⾯对长⽊板的摩擦⼒⼤⼩为mg sinθB．斜⾯对长⽊板的摩擦⼒⼤⼩为3µ2mg cosθC．长⽊板对⼈的摩擦⼒⼤⼩为2µ1mg cosθD．长⽊板对⼈的摩擦⼒⼤⼩为2mg sinθ答案：D解析：以⼈、物块、长⽊板为整体进⾏研究，斜⾯对它们的摩擦⼒为静摩擦⼒，⼤⼩为3mg sinθ，A、B错误；对⼈、物块整体研究，物块与长⽊板间的摩擦⼒刚好为零，因此长⽊板对⼈的静摩擦⼒⼤⼩为2mg sinθ，C错误、D 正确．5．[2019·湖北襄阳联考](多选)如图所⽰，两根光滑细棒在同⼀竖直平⾯内，两棒与⽔平⾯成37°⾓，棒上各穿有⼀个质量为m的相同⼩球，两球⽤轻质弹簧连接，两⼩球在图中位置处于静⽌状态，此时弹簧与⽔平⾯平⾏，则下列判断正确的是( )A．弹簧处于拉伸状态 B．弹簧处于压缩状态C．弹簧的弹⼒⼤⼩为34mg D．弹簧的弹⼒⼤⼩为38mg答案：AC解析：以左侧⼩球为研究对象，假如弹簧处于压缩状态，弹簧对该球的弹⼒⽅向⽔平向左，⼩球还受到竖直向下的重⼒和棒的弹⼒，棒的弹⼒垂直于棒，这三个⼒的合⼒不可能为零，则⼩球不可能处于静⽌状态，与题⽭盾，所以弹簧处于拉伸状态，故A正确，B错误；设弹簧的弹⼒⼤⼩为F，根据平衡条件得F cos37°＝mg sin37°，则弹簧的弹⼒⼤⼩F＝34mg，故C正确，D错误．6.(多选)如图所⽰，物块A放在直⾓三⾓形斜⾯体B上⾯，B放在弹簧上⾯并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静⽌，现⽤⼒F沿斜⾯向上推A，但A、B仍未动．则施⼒F后，下列说法正确的是( )A．A与B之间的摩擦⼒可能减⼩到零B．B与墙⾯间的弹⼒增⼤C．B与墙之间的摩擦⼒增⼤D．弹簧弹⼒减⼩答案：ABC解析：以A为研究对象，开始受重⼒、B对A的⽀持⼒和静摩擦⼒处于静⽌状态，A所受的静摩擦⼒⼤⼩为m A g sinθ，当施加⼒F 后，仍然处于静⽌状态，若F＝m A g sinθ，则A、B之间的摩擦⼒变为零，故A正确．以整体为研究对象，开始时B与墙⾯的弹⼒为零，后来加F后，弹⼒变为F cosθ，故B正确．对A、B整体分析，由于A、B不动，弹簧的形变量不变，则弹簧的弹⼒不变，故D错误；开始时B与墙壁之间⽆摩擦⼒，弹簧的弹⼒等于A、B的总重⼒，施加F后，弹簧的弹⼒不变，总重⼒不变，F有竖直向上的分量，根据平衡条件可知，B与墙壁之间⼀定有摩擦⼒，C 正确．7．[2019·河南三门峡模拟]如图所⽰，⽔平桌⾯上有三个相同的物体a、b、c叠放在⼀起，a的左端通过⼀根轻绳与质量为m＝3 kg 的⼩球相连，绳与⽔平⽅向的夹⾓为60°，⼩球静⽌在光滑的半圆形器⽫中．⽔平向右的⼒F＝40 N作⽤在b上，三个物体保持静⽌状态．g取10 m/s2，下列说法正确的是( )A．物体c受到向右的静摩擦⼒B．物体b受到⼀个摩擦⼒，⽅向向左C．桌⾯对物体a的静摩擦⼒⽅向⽔平向右D．撤去⼒F的瞬间，三个物体将获得向左的加速度答案：B解析：c物体处于平衡状态，既不受拉⼒也不受摩擦⼒，A错误；b受⽔平向右的拉⼒处于平衡状态，因此受到⽔平向左的摩擦⼒，B正确；对⼩球m进⾏受⼒分析可知T sin60°×2＝mg，可求出绳⼦拉⼒T＝10 3 N<40 N，因此桌⾯受到的静摩擦⼒⽅向⽔平向左，⼤⼩f1＝40 N－10 3 N＝22.7 N，C错误；撤去⼒F的瞬间，由于绳⼦拉⼒T8.[2019·云南昆明质检](多选)如图所⽰，将两块光滑平板OA、OB固定连接，构成顶⾓为60°的楔形槽，楔形槽内放置⼀质量为m的光滑⼩球，整个装置保持静⽌，OA板与⽔平⾯的夹⾓为15°.现使楔形槽绕O点顺时针缓慢转动⾄OA板竖直，重⼒加速度为g，则转动过程中( )A．OA板对⼩球的作⽤⼒⼀直在减⼩B．OB板对⼩球的作⽤⼒⼀直在增⼤C．OA板对⼩球作⽤⼒的最⼤值为23 3mgD．OB板对⼩球的作⽤⼒⼤⼩为mg时，OA板对⼩球的作⽤⼒⼤⼩也为mg答案：BCD解析：对⼩球受⼒分析，如图所⽰，平板OA对⼩球的作⽤⼒F2和平板OB对⼩球的作⽤⼒F1⽅向之间的夹⾓始终为120°.当平板OB转动到竖直⽅向时，平板OA对⼩球的作⽤⼒最⼤，最⼤值为mgcos30°＝233mg，选项A错误，C正确．OB板对⼩球的作⽤⼒⼀直在增⼤，选项B正确．当OB板对⼩球的作⽤⼒⼤⼩为mg时，OA板对⼩球的作⽤⼒⼤⼩也为mg，选项D正确．⼆、⾮选择题(本题包括4⼩题，共47分)9．(9分)在探究弹⼒和弹簧伸长的关系时，某同学先按图甲对弹簧甲进⾏探究，然后把弹簧甲和弹簧⼄并联起来按图⼄进⾏探究．在弹性限度内，将质量为m＝50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，分别测得图甲、图⼄中弹簧的长度L1、L2如下表所⽰．钩码个数123 4L1/cm30.0031.0432.0233.02L2/cm29.3329.6529.9730.30已知重⼒加速度g＝9.8 m/s2，要求尽可能多地利⽤测量数据，计算弹簧甲的劲度系数k＝________N/m(结果保留两位有效数字)．由表中数据________(填“能”或“不能”)计算出弹簧⼄的劲度系数．答案：49 能解析：本题考查“探究弹⼒和弹簧伸长的关系”实验，意在考查考⽣对实验数据的处理能⼒．由表中数据可知，当弹⼒的变化量为ΔF＝mg＝0.05 kg×9.8 m/s2＝0.49 N时，弹簧甲的形变量Δx＝－＋－＋－3＝1.01 cm，由胡克定律得弹簧甲的劲度系数k＝ΔFΔx＝0.49 N1.01 cm＝49 N/m.由表中数据可根据上述⽅法求出弹簧甲与弹簧⼄并联时的劲度系数，再根据k并＝k甲＋k⼄就可求出弹簧⼄的劲度系数．10．(9分)如图为“验证⼒的平⾏四边形定则”实验．三个细线套L1、L2、L3⼀端共系于⼀个结点，另⼀端分别系于轻质弹簧测⼒计A、B和重物M上，A挂在固定点P，⼿持B拉动细线，使结点静⽌于O点．(1)某次实验中A的指针位置如图所⽰，其读数为______N.(2)实验时要读出A、B的⽰数，还要在贴于竖直⽊板的⽩纸上记录O点的位置、____________、____________和____________．(3)下列实验要求中必要的是________(填选项的字母代号)．A．弹簧测⼒计需要在实验前进⾏校零B．细线套⽅向应与⽊板平⾯平⾏C．需要⽤托盘天平测量重物M的质量D．弹簧测⼒计B始终保持⽔平答案：(1)2.00(3分)(2)L1的⽅向L2的⽅向L3的⽅向(3分)(3)AB(3分)解析：本题考查“验证⼒的平⾏四边形定则”实验．(1)弹簧测⼒计的读数为2.00 N．(2)实验中还要记录三个拉⼒的⽅向．(3)为减⼩测量误差，弹簧测⼒计需要在实验前进⾏校零，A正确；为保证对结点的拉⼒就是弹簧测⼒计的⽰数，细绳套⽅向应与⽊板平⾯平⾏，B正确；直接⽤弹簧测⼒计测量重物M的重⼒即可，C错误；弹簧测⼒计B的拉⼒只要与A的拉⼒的合⼒能使重物平衡即可，不需要保持⽔平，D错误．11.(12分)如图所⽰，两个质量分别为m、4m的质点A、B之间⽤轻杆固结，并通过长L的轻绳挂在光滑的定滑轮上，求系统平衡时OA、OB段绳长各为多少？答案：OA＝45L OB＝15L解析：此题中杆处于⾃由状态，故杆的弹⼒必沿杆的⽅向．由⼒三⾓形与⼏何三⾓形相似得OO′mg ＝OAF T(3分)OO′＝OBF T(3分)⽽OA＋OB＝L(2分)故OA＝45L(2分)OB＝15L(2分)12.(17分)某同学表演魔术时，将⼀⼩型条形磁铁藏在⾃⼰的袖⼦⾥，然后对着⼀悬挂的⾦属⼩球指⼿画脚，结果⼩球在他神奇的功⼒下飘动起来．假设当隐藏的⼩磁铁位于⼩球的左上⽅某⼀位置C(∠QCS＝30°)时，悬挂⼩球的细线偏离竖直⽅向的⾓度也是30°，如图所⽰．已知⼩球的质量为m，该同学(含磁铁)的质量为M，求此时：(1)悬挂⼩球的细线的拉⼒⼤⼩；(2)该同学受到地⾯的⽀持⼒和摩擦⼒的⼤⼩．答案：(1)33mg(2)Mg＋12mg36mg解析：(1)对⼩球受⼒分析，⼩球受重⼒、细线的拉⼒和磁铁的引⼒．设细线的拉⼒和磁铁的引⼒分别为F1和F2，根据平衡条件，⽔平⽅向有F1sin30°＝F2sin30°，竖直⽅向有F1cos30°＋F2cos30°＝mg，联⽴解得F1＝F2＝3 3mg.(2)以⼈为研究对象，分析受⼒情况，受重⼒Mg、地⾯的⽀持⼒N、静摩擦⼒f和⼩球的引⼒F′2，其中F′2＝F2＝33mg.根据平衡条件得f＝F′2sin30°，N＝F′2cos30°＋Mg，联⽴解得N＝Mg＋1mg，f＝36 mg.。
2020版高考物理一轮复习试题：第三章 专题24 连接体问题(含答案)
24 连接体问题[方法点拨] 整体法、隔离法交替运用的原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力．即“先整体求加速度，后隔离求内力”．1．(多选)(2018·四川泸州一检)如图1所示，物块A、B质量相等，在水平恒力F作用下，在水平面上做匀加速直线运动，若水平面光滑，物块A的加速度大小为a1，物块A、B间的相互作用力大小为F N1；若水平面粗糙，且物块A、B与水平面间的动摩擦因数相同，物块B 的加速度大小为a2，物块A、B间的相互作用力大小为F N2，则以下判断正确的是( )图1A．a1＝a2B．a1>a2C．F N1＝F N2D．F N1<F2.如图2所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端连接一个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起．当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小为( )图2A．g B.M－m mgC．0 D.M＋m mg3．(多选)(2017·湖北武汉2月调考)一物块置于水平桌面上，一端系于物块的轻绳平行于桌面绕过光滑的轻质定滑轮，轻绳的另一端系一质量为M的杆，杆自然下垂，杆上穿有质量为m(m<M)的小环，如图3所示．重力加速度大小为g.当小环以加速度a沿杆加速下滑时，物块仍保持静止，则物块受到桌面的摩擦力可能为( )图3A．Mg B．(M＋m)gC ．(M ＋m )g －MaD ．(M ＋m )g －ma4．(2017·河北省五个一联盟二模)如图4所示，固定斜面CD 段光滑，DE 段粗糙，A 、B 两物体叠放在一起从C 点由静止下滑，下滑过程中A 、B 保持相对静止，则( )图4A ．在CD 段时，A 受三个力作用B ．在DE 段时，A 可能受二个力作用C ．在DE 段时，A 受到的摩擦力方向一定沿斜面向上D ．整个下滑过程中，A 、B 均处于失重状态5．(多选)(2017·广东顺德一模)如图5所示，有五个完全相同、质量均为m 的滑块(可视为质点)用长均为L 的轻杆依次相连接，最右侧的第1个滑块刚好位于水平面的O 点处，O 点左侧水平面光滑、O 点右侧水平面由长3L 的粗糙面和长L 的光滑面交替排列，且足够长，已知在水平恒力F 的作用下，第3个滑块刚好进入O 点右侧后，第4个滑块进入O 点右侧之前，滑块恰好做匀速直线运动，则可判断(重力加速度为g )( )图5A ．滑块与粗糙段间的动摩擦因数μ＝F3mgB ．第4个滑块进入O 点后，滑块开始减速C ．第5个滑块刚进入O 点时的速度为 2FL 5mD ．轻杆对滑块始终有弹力作用6．(多选)(2017·湖北孝感一模)如图6甲所示，一根粗绳AB ，其质量均匀分布，绳右端B 置于光滑水平桌面边沿，现拉动粗绳右端B ，使绳沿桌面边沿做加速运动，当B 端向下运动x 时，如图乙所示，距B 端x 处的张力F T 与x 的关系满足F T ＝5x －52x 2，一切摩擦不计，下列说法中正确的是(g ＝10 m/s 2)( )图6A ．可求得粗绳的总质量B．不可求得粗绳的总质量C．可求得粗绳的总长度D．可求得当x＝1 m时粗绳的加速度大小7．(2017·湖南长郡中学一模)如图7所示，截面为直角三角形的斜面体固定在水平地面上，两斜面光滑，斜面倾角分别为60°和30°，一条不可伸长的轻绳跨过固定在斜面顶端的光滑轻定滑轮连接着两个小物体，物体B的质量为m，起始距地面的高度均为h，重力加速度为g.图7(1)若A的质量也为m，由静止同时释放两物体，求当A刚到地面时的速度大小；(2)若斜面体不固定，当斜面体在外力作用下以大小为a的加速度水平向右做匀变速直线运动时，要使A、B两物体相对斜面都不动，分析物体A的质量和加速度a的关系．答案精析1．BCD2．D [以框架为研究对象进行受力分析可知，当框架对地面压力为零时，其重力与弹簧对其弹力平衡，即F ＝Mg ，故可知弹簧处于压缩状态，再以小球为研究对象分析受力可知F ＋mg ＝ma ，联立可解得，小球的加速度大小为a ＝M ＋mmg ，故选项D 正确．]3．AD4．C [在CD 段，整体的加速度a ＝(m A ＋m B )g sin θm A ＋m B＝g sin θ，对A 受力分析，有：m A g sinθ＋F f ＝m A a ，解得F f ＝0，可知A 受重力和支持力两个力作用，故A 错误．设B 与斜面DE 段间的动摩擦因数为μ，在DE 段，整体的加速度a ′＝(m A ＋m B )g sin θ－μ(m A ＋m B )g cos θm A ＋m B ＝g sin θ－μg cos θ，对A 受力分析，有：m A g sin θ＋F f ′＝m A a ′，解得F f ′＝－μm A g cos θ，负号表示方向沿斜面向上．若匀速运动，A 受到的静摩擦力也是沿斜面向上，所以A 一定受三个力作用，故B 错误，C 正确．整体下滑的过程中，CD 段加速度沿斜面向下，A 、B 均处于失重状态．在DE 段，A 、B 可能做匀速直线运动，不处于失重状态，故D 错误．]5．AC [第3个滑块刚好进入O 点右侧后，第4个滑块进入O 点右侧之前，滑块恰好做匀速直线运动，则F －3μmg ＝0，解得μ＝F3mg，故A 正确；第4个滑块进入O 点后，第1个滑块滑出粗糙面，此时整体受到的摩擦力还是F f ＝3μmg ＝F ，还是做匀速运动，故B 错误；第5个滑块刚进入O 点时，根据动能定理可知F ·4L －μmg ·3L －μmg ·3L －μmg ·2L －μmg ·L ＝12·5mv 2 ，解得v ＝2FL5m，故C 正确；在匀速阶段，轻杆对第5个滑块无弹力作用，故D 错误．] 6．ACD 7．见解析解析 (1)设A 刚到地面时的速度为v ，由A 和B 整体运动过程中机械能守恒得，mgh ＝mg sin30°·h sin 60°＋12×2mv 2v ＝(1－33)gh . (2)对两个物体分别进行受力分析，沿垂直斜面和平行斜面方向建立坐标系进行正交分解 . 当斜面体向右做匀加速直线运动时，加速度方向水平向右：对A 物体， F T －m A g sin 60°＝m A a cos 60° 对B 物体， mg sin 30°－F T ＝ma cos 30° 解得m A ＝mg －3ma3g ＋a可知加速度的大小应满足0＜a ＜33g 加速度a 越大，A 物体的质量越小，A 物体质量应满足0＜m A ＜33m . 当斜面体向右做匀减速直线运动时，加速度方向水平向左： 对A 物体， m A g sin 60°－F T ＝m A a cos 60° 对B 物体，F T －mg sin 30°＝ma cos 30° 解得m A ＝mg ＋3ma3g －a可知加速度的大小满足0＜a ＜3g加速度a 越大，A 物体的质量越大，A 物体质量应满足m A ＞33m .。
《全品高考复习方案》2020届高考物理一轮复习文档：第2单元 相互作用 物体平衡 作业答案
课时作业(三)1.B [解析]向斜上方飞的足球受重力和阻力作用,选项B正确.2.B [解析]弹簧两端的拉力等大反向,合力为0,劲度系数k=N/m=200N/m,其大小与拉力无关,选项B正确.3.C [解析]由胡克定律,弹簧测力计每1N的示数表示N=N,当示数为29N时,表示的弹力大小为(29-2)×N=30N,选项C正确.4.C [解析]弹簧测力计的示数一定等于弹簧挂钩上的拉力F1,与F1、F2的大小关系无关,选项C正确.5.B [解析]轻质杆与轻绳的区别:轻质杆不但能被压,还能被拉,而轻绳只能被拉.根据这一点,取B点为研究对象并进行受力分析,可知图乙中AB、BC两杆都不能用轻绳代替,图甲、丙、丁中AB杆能用轻绳代替但BC杆不能用轻绳代替,否则B点受力不能平衡,选项B正确.6.BCD [解析]根据胡克定律知F=k(l-l0)=kx,即弹簧弹力与弹簧的形变量成正比,与弹簧长度不成正比,故A错误;根据胡克定律知ΔF=kΔx,则弹簧长度的增加量与弹力增加量成正比,故B正确;弹力与弹簧形变量的关系图像的斜率表示劲度系数,所以该弹簧的劲度系数是200N/m,故C正确;由于图像斜率不变,说明对该弹簧施加拉力或压力时,劲度系数不变,故D正确.7.C [解析]小车在光滑斜面上自由下滑,则加速度a=g sinθ(θ为斜面的倾角),方向沿斜面向下,由牛顿第二定律可知,小球所受重力和杆的弹力的合力方向沿斜面向下,且小球的加速度等于g sinθ,则杆的弹力方向垂直于斜面向上,杆不会发生弯曲,选项C正确.8.C [解析]P点左、右的两段弹性绳的弹力大小均为kL,由平衡条件得2kL cos30°=G,则劲度系数k=,选项C正确.9.A [解析]小球匀速运动,处于平衡状态,合力为零,则水平方向没有力的作用,否则细线不可能处于竖直状态,故选项A正确.10.C [解析]在此过程中,下面弹簧上所受的压力由(m1+m2)g减小到m2g,即减小了m 1g,根据胡克定律可知,下面弹簧的长度增加了Δl=,即下面木块移动的距离为,选项C正确.11.BD [解析]滑轮P两侧的绳子拉力大小相等,且等于重物的重力,两拉力的方向不变,其合力也不变,由平衡条件知,杆对滑轮的作用力也不变,方向始终在P的两侧细绳夹角的角平分线上,选项B、D正确.12.AD [解析]对于细线悬吊的小铁球2,有a=g tanα,而轻杆对小铁球1的弹力由m1a和m1g共同决定,因=tanα,所以弹力方向与细线平行,选项A正确,B错误;轻杆对小铁球1的弹力大小F T1=,与夹角α有关,选项C错误,D正确.13.AC [解析]以小球为研究对象,小球受到重力、轻绳的拉力、轻弹簧的拉力、轻杆的作用力四个力,其中轻杆的作用力的方向和大小未知,重力与弹簧拉力的合力大小为F==15N,设F与竖直方向的夹角为α,则sinα==,故α=37°,即方向与竖直方向成37°角斜向左下方,这个力与轻绳的拉力恰好在同一条直线上,根据平衡条件可知,轻杆对小球的作用力大小为F-F2=5N,方向与竖直方向成37°角斜向右上方,选项A、C正确.14.C [解析]弹簧q开始处于压缩状态,有kx1=mg,当c刚好离开水平面时,弹簧q处于伸长状态,有kx1'=mg,此时弹簧p处于伸长状态,弹力大小为kx2=2mg,解得x1=x1'=2cm,x2=4cm,故此过程中弹簧p的左端向左移动的距离为x1+x1'+x2=8cm,选项C 正确.15.(1)4mg (2)[解析](1)对物体C,根据平衡条件得,轻绳拉力F T=mg,对A、B整体,根据平衡条件得F T+F N=5mg,解得地面对B的支持力F N=4mg,则物体B对地面的压力F N'=F N=4mg.(2)对C,有F'T=5mg,对A,有F'T=F k+2mg,所以F k=3mg,即kx1=3mg,解得弹簧伸长量为x1=,设开始时弹簧的压缩量为x2,有kx2=2mg-F T,解得x2=,所以A上升的高度为h A=x1+x2=.课时作业(四)1.A [解析]当v1=v2时,A、B之间无相对运动,它们之间肯定没有滑动摩擦力;当v1>v2时,以B为参考系,A向右运动,A受到B施加的向左的滑动摩擦力,B受到A施加的向右的滑动摩擦力;当v1<v2时,以A为参考系,B向右运动,B受到A施加的向左的滑动摩擦力,A受到B施加的向右的滑动摩擦力.2.D [解析]根据滑动摩擦力公式f=μF N可知,滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数和正压力有关,与物体之间的接触面积无关,故当工人匀加速拖出材料的过程中,材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而摩擦力不变,工人拉力也不变,选项D正确.3.B [解析]以A、B整体为研究对象,分析受力情况,在水平方向受到水平向左的拉力F、绳子水平向右的拉力T和地面对B水平向右的滑动摩擦力,根据平衡条件得,绳上拉力T小于水平恒力F,选项A错误;A、B间产生相对滑动,木块A受到的是滑动摩擦力,大小等于T,选项B正确;木板B受到两个滑动摩擦力,二者合力大小等于F,选项C 错误;若木板B以速度2v匀速运动,A、B受力情况都没有变化,则拉力F也不变,选项D错误.4.C [解析]木块P对长木板的滑动摩擦力大小为f=μ2mg,长木板始终静止,则地面对长木板的静摩擦力大小为f'=f=μ2mg,故选项C正确.5.AD [解析]木箱受到的静摩擦力随推力的增大而增大,最大静摩擦力为21N,当推力F>21N时,摩擦力为滑动摩擦力,大小为20N,木箱与地面间的动摩擦因数μ==0.2,选项A、D正确.6.C [解析]当木块受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时,由平衡条件可知,木块所受的摩擦力大小为8N,最大静摩擦力f max≥8N.撤去力F1后,F2=2N<f max,木块仍处于静止状态,由平衡条件可知,木块所受的静摩擦力大小和方向发生突变,且与作用在木块上的力F2等大、反向,C正确.7.D [解析]将A、B两物体视为整体,可以看出A物体受到墙的摩擦力方向竖直向上,对B受力分析,可知B受到A的摩擦力方向向上,由牛顿第三定律可知,B对A的摩擦力方向向下,A错误;由于A、B两物体受到的重力不变,根据平衡条件可知,A与墙之间的摩擦力不随力F增大而增大,B错误;A和墙之间的摩擦力与A、B整体的重力等大、反向,B受到的摩擦力与B的重力等大、反向,故无论A、B的重力哪个大,B受到的摩擦力一定小于墙对A的摩擦力,C错误,D正确.8.B [解析]假设A、B间没有相对滑动,则轻弹簧的压缩量为x=0.2m,此时轻弹簧的弹力大小为F=kx=50N,而A与B间的最大静摩擦力为f A=μmg=100N,所以A、B之间没有相对滑动,它们之间的摩擦力为静摩擦力,其大小为f1=50N,B与地面间的摩擦力为滑动摩擦力,其大小为f2=μ(m+M)g=250N,由B缓慢移动,可知推力的大小为F=f1+f2=300N,选项B正确.9.D [解析]若手指支撑着盘,使盘保持静止状态,则盘受到重力和手指的作用力,二力平衡,即手指对盘的作用力大小等于mg,A错误;若手指支撑着盘并一起水平向右做匀速运动,则盘处于平衡状态,不受静摩擦力,B错误;若手指支撑着盘并一起水平向右做匀加速运动,则盘受到向右的静摩擦力,但没有发生相对滑动,所以受到的摩擦力f≤μmg,手指对盘的作用力F≤=mg,C错误,D正确.10.D [解析]0~4s内,物块所受的合力为0,保持静止,5s后合力恒定,加速度a==2m/s2,做匀加速运动,4~5s内,物块所受的合力增大,做加速度由0均匀增大到2m/s2的加速运动,故4~8s内物块的位移x<at2=16m,选项A、B错误,选项D正确;4s后,f=3N=μmg,动摩擦因数μ=0.3,选项C错误.11.AC [解析]对A,由平衡条件知,B对A的作用力与重力始终为一对平衡力,选项A正确;在原位置时,A所受摩擦力为0,支持力大小等于重力,而在虚线位置时(设A、B的接触面与水平方向的夹角为θ),支持力等于mg cosθ,摩擦力等于mg sinθ,由牛顿第三定律可知,A对B的压力为mg cosθ,选项B错误;以A、B整体为研究对象,由平衡条件可知,F N=Mg cosα,f=Mg sinα,因α减小,故F N增大,f减小,选项C正确,D错误.12.BC [解析]对A、B整体受力分析,B受到的滑动摩擦力f B=(m A+m B)g sinθ=μ(m A+m B)g cosθ,A受到的静摩擦力f BA=m A g sinθ,则B受到的静摩擦力f AB=f BA=m A sinθ,选项B、C正确,选项A错误;取走A物体后,对B物体,有m B g sinθ=μm B g cosθ,B物体将匀速下滑,选项D错误.13.D [解析]力F撤去前,将重力G分解为沿斜面向下的分力G sinθ和垂直于斜面向下的分力G cosθ,对物块,由受力平衡可知,摩擦力f1=,力F撤去后,物块仍静止,受到的摩擦力f2=G sinθ,方向沿斜面向上,且与F方向垂直,选项D正确.14.(1)0 (2)5m/s2 (3)9.1N[解析](1)假设静摩擦力f1向上,由平衡条件得F cos37°+f1=mg解得f1=0(2)由牛顿第二定律得F cos37°-f2-mg=ma而f2=μF sin37°解得a=5m/s2(3)当物块即将下滑时,静摩擦力最大且向上,F最小,由平衡条件得F cos37°+μF sin37°=mg解得F=9.1N课时作业(五)1.B [解析]减速带对车轮的弹力方向垂直于车轮和减速带接触处的公切面,指向受力物体,故A、C错误;按照力的作用效果分解,可以将F沿水平方向和竖直方向分解,水平方向的分力产生的效果是减慢汽车的速度,竖直方向的分力产生的效果是使汽车向上运动,选项B正确,D错误.2.B [解析]对于给定的三个共点力,其大小、方向均确定,则合力的大小唯一、方向确定,选项A、D错误;根据题图,先作出F1、F2的合力,可发现F1、F2的合力方向与F3同向,大小等于2F3,根据几何关系可求出F1、F2、F3三力的合力大小等于3F3,方向与F3同向,选项B正确,C错误.3.B [解析]将物块A的重力按照力的效果进行分解,如图所示,有F1=G tanθ,F2=,故=sinθ=,即物块A对竖直挡板P的压力与物块A对斜面的压力大小之比为1∶2,选项B正确.4.A [解析]设两半球的总质量为m,当球以AB沿水平方向放置时,F=mg,当球以AB沿竖直方向放置时,隔离右半球受力分析如图所示,可得F'=tanθ,根据支架间的距离为AB的一半,可得θ=30°,则==,选项A正确.5.B [解析]要保持塔柱所受的合力竖直向下,钢索AC、AB的拉力在水平方向的分力应等大反向,即F AC sinα=F AB sinβ,解得F AC∶F AB=sinβ∶sinα,选项B正确.6.C [解析]将重力G分解为压颈椎的力和沿QP方向的力,如图所示,由正弦定理可知=,解得F N=G≈1.9G,选项C正确.7.A [解析]根据平行四边形定则,将下面小球的重力按效果进行分解,如图所示,由几何知识得T=m2g,对支架上的小球受力分析,由平衡条件,在沿杆的方向有m1g sin30°=T sin30°,可得T=m1g,故m1∶m2=1∶1,选项A正确.8.B [解析]由结构的对称性可知,四根支架对地面的作用力大小相同,与竖直方向的夹角均为θ,根据牛顿第三定律及力的合成与分解知识可得4F cosθ=mg,解得F=,选项B正确.9.B [解析]对物体受力分析,受到重力、支持力、水平方向的拉力F和未知力F',要使合力沿着OO'方向,根据平行四边形定则画图可以判断,当未知力F'垂直于OO'时,F'最小,如图所示,由几何关系得F'=F sinθ,选项B正确.10.ACD [解析]拉力F增大,由于两段绳的夹角不变,故绳上的拉力增大,A正确;对物块进行受力分析,在沿斜面方向上,绳的拉力的分量与物块重力的分量之和等于静摩擦力,在垂直于斜面方向上,物块重力的分量等于斜面对物块的支持力与绳的拉力的分量之和,由于绳上的拉力增大,故静摩擦力变大,支持力变小,则物块对斜面的压力也变小,B错误,C正确;物块仍处于平衡状态,所受合力仍为0,故D正确.11.B [解析]对B进行受力分析,如图甲所示,可得F2==200N,对连杆上部进行受力分析,如图乙所示,其中F'2=F2,可得F N=F'2·cos30°=100N,则工件受到的压力F'N=F N=100N,B正确.图K5-1712.(1)如图所示 (2) (3)[解析](1)对各球所受的重力来说,其效果有二:第一,使球沿垂直于挡板方向压紧挡板;第二,使球压紧斜面.因此,力的分解如图所示.(2)(3)对球1,有F1=G tanθ,F2=对球2,有F'1=G sinθ,F'2=G cosθ所以挡板A、B所受的压力大小之比为=斜面所受两个小球压力大小之比为=13.mg[解析]从整体来看,钢绳的拉力F=mg,它可以分解为沿杆方向的两个分力(均为F'),如图甲所示,F'通过杆作用于罐壁,又可分解为竖直向上的分力F1和垂直于罐壁的压力F2,如图乙所示.因为θ=60°,所以由平行四边形定则得F'=mg.由直角三角形知识得F2=F'sinθ=mg.专题训练(二)1.B [解析]设每根绳与竖直方向的夹角为θ,绳子根数为n,则nF cosθ=G,绳长变大,则夹角θ变小,F变小,选项B正确.2.A [解析]座椅静止时,受重力和两个拉力而平衡,根据共点力平衡条件,有F1=2F2cosθ=mg,解得F2=,由于长期使用,导致两根支架向内发生了微小倾斜,图中的θ角减小了,则cosθ增大,故F1不变,F2减小.3.A [解析]对A、B整体,有F sinθ+(m A+m B)g=F N,地面对B的支持力F N随F增大而增大,选项A正确;对A,由平衡条件知,合力为0,且B对A的支持力F'N=m A g cosθ,由牛顿第三定律知,A对B的压力为m A cosθ,选项B、C错误;A的重力与F的合力跟B对A 的作用力平衡,而A的重力与F的合力随F增大而增大,则B对A的作用力增大,选项D错误.4.CD [解析]以小球为研究对象,对其受力分析如图所示,因题中“缓慢”移动,故小球处于动态平衡,由图知在题设的过程中,F T一直减小,当细线与斜面平行时,F T与F N垂直, F T有最小值,且F Tmin=G sinα,故选项C、D正确.5.D [解析]对整体受力分析,如图(a)所示,垂直于斜面方向上,甲、乙重力在垂直于斜面方向的分力和斜面对甲的支持力F2'平衡,即F2'-G cosθ=0,则F2'保持不变,由牛顿第三定律可知,甲对斜面的压力F2也保持不变;对球乙受力分析如图(b)、(c)所示,当甲缓慢下移时,F N与竖直方向的夹角减小,F1减小.6.D [解析]弹簧竖直悬挂质量为m的物体时,对物体受力分析,根据平衡条件得F=mg,对斜面上的物体受力分析,此时弹簧的拉力大小仍为F=mg,如图所示,假设其所受的摩擦力沿斜面向上,根据平衡条件得F+f-2mg sin30°=0,解得f=0,选项D正确.7.BD [解析]对物块,外力F和重力mg的合力恒定,由平衡条件知,物块所受支持力和摩擦力的合力恒定,选项B正确;由平衡条件得mg sinθ-F cosθ=f,mg cosθ=F sinθ+F N,随着斜面倾角θ增大,支持力减小,摩擦力增大,选项A、C错误,D正确.8.AC [解析]设细线与水平方向的夹角为α,左侧细线的拉力大小为T1,右侧细线的拉力大小为T2,在竖直方向上,有F=(T1+T2)sinα,已知T1=Mg,T2=mg,则F=(M+m)g sinα,随着圆环C向下移动,α增大,sinα增大,则F增大,而在水平方向上,杆对圆环C的作用力F N=T1cosα-T2cosα=(M-m)g cosα,α增大,cosα减小,则F N减小,故A正确,B错误;圆环C受到外力F、杆对圆环C的作用力和两细线的拉力,由平衡条件得,杆对圆环C 的作用力与外力F的合力大小等于两细线拉力的合力大小,而两细线拉力大小不变,随着α不断增大,其合力增大,则杆对圆环C的作用力与外力F的合力不断增大,故C正确,D错误.9.D [解析]以A球为研究对象,受力分析如图所示,F=mg,由几何关系得△POA∽△ADE,则==,所以PA=R,故∠APO=60°,选项D正确.10.AD [解析]对物块A,设细绳与竖直方向夹角为α,则水平力F=mg tanα,绳子的拉力T=,拉力T随α增大而增大,而对B、C整体,有T sinθ+F N=(m B+m C)g,f=T cosθ,水平地面对斜面体C的支持力F N随T增大而减小,水平地面对斜面体C的摩擦力f随T增大而增大,选项A、D正确,B错误;对物块B,因开始物块B所受斜面体的摩擦力方向未知,故物块B所受斜面体的摩擦力变化情况无法确定,选项C错误.11.BD [解析]对斜面体和物块A、B整体,由平衡条件知,斜面体和水平地面间没有静摩擦力,选项A错误;对A、B整体,由平衡条件知,静摩擦力f=2mg sinθ,选项B正确;A受到最大静摩擦力时,弹簧压缩量最大,此时有(kx)2+(mg sinθ)2=(μmg cosθ)2,解得最大压缩量x=,若将弹簧拿掉,则静摩擦力减小,物块仍保持静止,选项C错误,D正确.12.(1) (2)1[解析](1)设重物的质量为m,它与木板间的动摩擦因数为μ.当木板倾角为30°时,重物受力如图甲所示,由平衡条件得F N=mg cos30°f1=mg sin30°又知滑动摩擦力f1=μF N联立解得μ=tan30°=.(2)当木板水平时,设推力大小为F,重物受力如图乙所示,由平衡条件得F'N=mg+F sin30°f2=F cos30°又知滑动摩擦力f2=μF'N联立解得F==mg所以推力与重力大小的比值为1.13.(1)mg (2)[解析](1)以A为研究对象,受到重力mg、拉力F和B对A的弹力F N.由题意知,三个力的合力始终为零,矢量三角形如图所示.在F N转至竖直的过程中,A、B间的弹力先增大后减小,拉力F逐渐减小.当夹角θ=30°(F水平向右)时,A、B间的弹力最大,为F Nmax==mg.(2)对B受力分析,在竖直方向上,水平地面的支持力F'N=mg+F N cosθ,可知水平地面对B的支持力逐渐增大,在水平方向上,静摩擦力f=F N sinθ,可知静摩擦力逐渐减小,所以只要初始状态不滑动,以后就不会滑动.初始状态时,θ=60°,F N=mg,此时F'N=mg,f=mg,由f=μmin F'N.解得μmin=.。
高考物理一轮复习 专题2.4 平衡中的叠加体问题千题精练-人教版高三全册物理试题
专题2.4 平衡中的叠加体问题一．选择题1．〔2018福建质检〕课堂上，教师准备了“∟〞型光滑木板和三个完全一样、外外表光滑的匀质圆柱形积木，要将三个积木按图示〔截面图〕方式堆放在木板上，如此木板与水平面夹角θ的最大值为A．30°B．45°C．60°D．90°【参考答案】 A【考查内容】此题是以三个圆柱形积木在“∟〞型光滑木板上处于平衡状态为情境，主要考查共点力的平衡等知识。
侧重考查推理能力，要求考生深刻理解共点力的平衡条件，运用特殊值法解决实际问题。
表现相互作用观念与科学推理等物理核心素养的考查。
2．〔2018全国联考〕如下列图，水平地面粗糙，竖直墙面光滑，A是一个光滑圆球，B是与A半径相等的半圆球，A、B均保持静止。
将B向左移动稍许，A、B仍处于静止状态。
如下说法正确的答案是A．墙壁对A的弹力变大B．B对地面的压力变小C．A对B的压力变大D．B受到地面的摩擦力变小【参考答案】D3．〔2018全国联考〕如下列图，轻杆OP可绕O轴在竖直平面内自由转动，P端挂一重物，另用一轻绳通过滑轮A系在P端。
在拉力F作用下当OP和竖直方向间的夹角α缓慢减小时，如此A．拉力F的大小逐渐增大B．OP杆的弹力N的大小保持不变C．OP杆的弹力N做正功D．拉力F做的功大于重力G做的功【参考答案】B【名师解析】以P点为研究对象，受到重物的拉力G、轻绳的拉力F和OP杆的弹力N三个力作用，由于平衡，三力构成如下列图的力三角形。
上述力的三角形与几何三角形△AOP相似，如此G F NAO AP OP==，当α缓慢减小时，AO、OP保持不变，AP逐渐减小，可知绳中拉力F逐渐减小，OP杆的弹力N大小保持不变，选项A错误、选项B正确；运动过程中弹力N与速度方向垂直，所以弹力N不做功，选项C错误；由动能定理知拉力F做的功等于重力G做的功，选项D错误。
4. 如下列图，叠放在一起的A、B两物体放置在光滑水平地面上，A、B之间的水平接触面是粗糙的，细线一端固定在A物体上，另一端固定于N点，水平恒力F始终不变，A、B两物体均处于静止状态，假设将细线的固定点由N点缓慢下移至M点(线长可变)，A、B两物体仍处于静止状态，如此( )A．细线的拉力将减小B．A物体所受的支持力将增大C．A物体所受摩擦力将增大D．水平地面所受压力将减小【参考答案】AB【名师解析】以A、B两物体组成的系统作为研究对象，受力分析如图甲所示。
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练 专题2.18 连接体平衡问题(提高篇)(解析版)
2020高考一轮复习必刷考点好题精练第二部分相互作用十八．连接体平衡问题（提高篇）一．选择题1．如图所示，一轻细绳跨过定滑轮连接两个小球A、B，它们都穿在一光滑的竖直杆上，不计细绳与滑轮间的摩擦，当两球平衡时OA绳与水平方向的夹角为60°，OB绳与水平方向的夹角为30°，若两小球质量分别为m A、m B；杆对A、B的弹力为N A、N B，则（）A．B．C．D．【参考答案】BC【名师解析】分别对AB两球分析，运用合成法，如图：由几何知识得：，则：；由图可知杆的弹力，则整理可以得到：，故BC 正确，AD 错误。
点睛：本题考查连接体中共点力平衡条件的应用，要注意正确利用隔离法对两个物体的受力分析，关键是抓住同一根绳子上的拉力处处相等，并结合几何关系将两个小球的重力联系起来，即可求得对应的比值，同时注意几何关系以及数学规律的正确应用。
2．如图所示，倾角θ＝30°的斜面体 A 静止在水平地面上，一根轻绳跨过斜面体顶端的小滑轮，绳两端系有质量均为m 的小物块a 、b ，整个装置处于静止状态。
不计绳与滑轮间的摩擦重力加速度为g ，则（ ）A ．小物块b 受到竖直向上的摩擦力作用B ．小物块a 受到沿斜面向下的摩擦力作用，大小为12mgC ．斜面体A 受到水平地面向左的摩擦力作用D ．细绳对小滑轮的压力大小为mg 【参考答案】B 【名师解析】小物块b 与A 的弹力为零，所以摩擦力为零，故A 错误；对a 受力分析可知，f ＝mg －mg sin θ＝12mg ，故B正确；对a 、b 和A 整体分析可知，斜面体A 水平方向上没有摩擦力作用，故C 错误；受力分析可知细绳对小滑轮的压力大小等于两细绳的合力，即2mg cos θ＝3mg ，故D 错误．3．(2016·南昌二模)如图所示，有5 000个质量均为m 的小球，将它们用长度相等的轻绳依次连接，再将其左端用细绳固定在天花板上，右端施加一水平力使全部小球静止．若连接天花板的细绳与水平方向的夹角为45°.则第2011个小球与2012个小球之间的轻绳与水平方向的夹角α的正切值等于（ ）A. 29895000 B. 20115000 C.20112089D. 20892011【参考答案】A 【名师解析】以5 000个小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图1所示，根据平衡条件得F ＝5 000mg 。
2020年高考物理一轮课件：第2章-相互作用与物体平衡(5份打包 含答案)
2.(多选)图 2-1-2 为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图 象.根据图象判断，正确的结论是( )
图 2-1-2 A.弹簧的劲度系数为 1 N/m B.弹簧的劲度系数为 100 N/m C.弹簧的原长为 6 cm D.弹簧伸长 2 cm 时，弹力的大小为 4 N
解析：弹簧处于原长时，弹簧的弹力应为 0 N，由此可知 弹簧原长为 6 cm.由图象可知，当弹簧伸长 2 cm 时，弹力为 2 N， 根据胡克定律，可得劲度系数为 100 N/m.B、C 正确.
B.始终等于 F
图 2-1-3
C.木块静止时随 F 的增大而增大，木块运动时大小不变
D.木块静止时大小不变，木块运动时随 F 的增大而增大
解析：当外力 F 小于等于最大静摩擦力时，木块处于静止 状态，木块水平方向受到外力 F 和静摩擦力，二力平衡，静摩 擦力随 F 的增大而增大；当外力大于最大静摩擦力时，木块开 始运动，受到滑动摩擦力作用，由摩擦力公式 Ff＝μmg 可知， 此时滑动摩擦力不变，C 正确.
答案：C
4.(多选)如图 2-1-4 所示，皮带传输机将物体匀速地送往高 处.下列结论正确的是( )
图 2-1-4 A.物体受到与运动方向相同的摩擦力的作用 B.传送的速度越大，物体受到的摩擦力也越大 C.物体所受的摩擦力与匀速传送的速度无关 D.若匀速地向下传送物体，物体所受的摩擦力沿皮带向下
解析：物体与皮带相对静止，两者之间存在静摩擦力，静 摩擦力的大小可由平衡条件求得，静摩擦力的方向沿皮带向上， 与皮带匀速传送的速度大小及运动方向无关，A、C 正确.
2.胡克定律 (1)内容：弹簧发生__弹__性__形__变____时，弹力的大小 F 跟弹簧 伸长(或缩短)的长度 x 成__正__比____. (2)表达式：F＝__k_x_____. ①k 是弹簧的___劲__度__系__数_____，单位为 N/m；k 的大小由弹 簧__自__身____决定. ②x 是弹簧长度的__变__化__量____，不是弹簧形变以后的长度.
2020年高考物理一轮复习第三单元牛顿运动定律第2讲连接体问题练习(含解析)新人教版
定小于 t 0
D. 若传送带顺时针方向运行 , 当其运行速率 ( 保持不变 ) v>v0 时 , 物体一定向右一直做匀加速运动滑过 B 点 ,
用时一定小于 t 0
【解析】传送带静止时 , 对物体有 12m????2- 12m??02=-μmgL, 即 vB=√??02- 2μgL, 物体做减速运动 ; 若传送带 逆时针运行 , 物体受向左的摩擦力 μmg, 同样由上式分析 , 物体一定能匀减速至右端 , 速度为 vB, 不会为零 , 用
x2=L-x 1=5. 25m
x2=v0t
1
2+ a2
2
??2
2
解得 t 2=0. 5s
则煤块从 A 运动到 B 的时间 t=t 1+t 2=1. 5s。
(2) 第一过程痕迹长 Δ x1=v0t 1- 12a1??12=5m 第二过程痕迹长 Δ x2=x2-v 0t 2=0. 25m
5
Δ x1 与 Δx2 部分重合 , 故痕迹总长为 5m。 【答案】 (1)1 . 5s (2)5m
, 若 v0>v, 返回时速度为 v; 若 v0<v,
4
情景 4
情景 5
返回时速度为 v0 ①可能一直加速 ②可能先加速后匀速
①可能一直以同一加速度 a 加速 ②可能先加速后匀速 ③可能先以 a1 加速后以 a2 加速
【例 2】如图甲所示 , 传送带倾角 θ＝37°, 从 A 到 B长度 L=10. 25 m, 传送带以 v0=10 m/s 的速率逆时针
物块 A带动木板 B, 物块恰好不从木板上掉下的临界条件是物块恰好滑到木板右端时二 者速度相等 , 则位移关系为 xB+L=xA
2. 思维模板
2020版高考物理一轮复习 专题二 相互作用与物体平衡综合检测(无答案)
专题二综合检测(满分110分考试时间60分钟)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．(2016年江苏淮安模拟)如图21所示，我国海军在南海某空域举行实兵对抗演练，某一直升机在匀速水平飞行过程中遇到突发情况，立即改为沿虚线斜向下减速飞行，则空气对其作用力可能是( )图21A．F1 B．F2 C．F3D．F42．(2016年山东淄博模拟)如图22所示，一只小鸟沿着较粗且均匀的树枝从右向左缓慢爬行，在小鸟从A运动到B的过程中( )图22A．树枝对小鸟的作用力先减小后增大B．树枝对小鸟的摩擦力先增大后减小C．树枝对小鸟的弹力先增大后减小D．树枝对小鸟的弹力保持不变3．(2017年江西南昌十所省重点中学高三二模)某人骑自行车沿平直坡道向下滑行，其车把上挂有一只水壶，若滑行过程中悬绳始终竖直，如图23所示，不计空气阻力，则下列说法错误．．的是( )图23A．自行车一定做匀速运动 B．壶内水面一定水平C．水壶及水整体的重心一定在悬绳正下方 D．壶身中轴一定与坡道垂直4．(2017年第一次全国大联考)如图24所示，有一轻圆环和插栓，在甲、乙、丙三个力作用下平衡时，圆环紧压着插栓．不计圆环与插栓间的摩擦，若只调整两个力的大小，欲移动圆环使插栓位于圆环中心，下列说法正确的是( )图24A．增大甲、乙两力，且甲力增大较多B．增大乙、丙两力，且乙力增大较多C．增大乙、丙两力，且丙力增大较多D．增大甲、丙两力，且甲力增大较多5．(2017年河南郑州一中高三测试)在机械设计中常用到下面的力学原理，如图25所示，只要使连杆AB与滑块(质量为m)所在平面间的夹角θ大于某个值，那么，无论连杆AB 对滑块施加多大的作用力，都不可能使之滑动，且连杆AB对滑块施加的作用力越大，滑块就越稳定，工程力学上称为“自锁”现象．设滑块与所在平面间的动摩擦因数为μ，为使滑块能“自锁”应满足的条件是( )图25A．μ≥tan θ B．μ≥cot θC．μ≥sin θ D．μ≥cos θ6．(2017年贵州黔东南州高三模拟)如图26所示，在粗糙固定的斜面上，放有A、B 两个木块，用轻质弹簧将A、B两木块连接起来，B木块的另一端再通过细线与物体C相连接，细线跨过光滑定滑轮使C物体悬挂着，A、B、C均处于静止状态，下列说法正确的是( )图26A．弹簧弹力可能为零B．A受到的摩擦力一定沿斜面向上C．B可能不受到摩擦力的作用D．若增大B物体的重力，则B物体受到的摩擦力一定将先增大后减小7．(2016年山西太原外国语学校高三月考)物体A、B在外力F的作用下，在如图27甲、乙所示的两种情况下以相同的速率沿F的方向做匀速运动，若接触面间都不光滑．关于物体A、B的受力，下列说法正确的是( )甲乙图27A．甲、乙两图中的物体A一定都受摩擦力作用B．甲、乙两图中的物体B一定都受摩擦力作用C．图甲中速度越大，B受到的摩擦力越大D．图乙中倾角越大，A受到的摩擦力越大8．(2016年河南洛阳高三统考)如图28所示，用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间，开始时OB绳水平．现保持O点位置不变，改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至B′点，此时OB′与OA之间的夹角θ＜90°.设此过程中OA、OB绳的拉力分别为F OA、F OB，则下列说法正确的是( )图28A．F OA一直减小 C．F OA先减小后增大C．F OB一直增大 D．F OB先减小后增大二、非选择题(本大题共4小题，共62分)9．(12分)(2017年安徽合肥第一中学高三月考)某同学在“探究弹簧和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m.如图29甲所示，用弹簧OC和弹簧测力计a、b做“探究求合力的方法”实验．在保持弹簧OC方向和伸长1.00 cm不变的条件下：甲乙图29(1)弹簧测力计a、b间夹角为90°，弹簧测力计a的读数是______N(如图乙所示)，则弹簧测力计b的读数可能为________N.(2)若弹簧测力计a、b间夹角大于90°，保持弹簧测力计a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧测力计b与弹簧OC的夹角，则弹簧测力计a的读数__________、弹簧测力计b的读数__________．(填“变大”“变小”或“不变”)10．(12分)(1)某同学利用如图210甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验：①在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持________状态．②他通过实验得到如图乙所示的弹簧弹力大小F与弹簧长度L的关系图线．由此图线可得该弹簧的原长L0＝______cm，劲度系数k＝______N/m.③他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧测力计上的示数如图丙所示时，该弹簧的长度x＝________cm.甲乙丙图210(2)小丽用如图211所示的装置验证“力的平行四边形定则”．用一木板竖直放在铁架台和弹簧所在平面后．其部分实验操作如下，请完成下列相关内容．甲乙丙图211①如图甲所示，在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O.②卸下钩码然后将两绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将弹簧末端拉到同一位置O，记录细绳套AO、BO的________及两弹簧测力计相应的示数．图乙中B弹簧测力计的示数为________N.③小丽在坐标纸上画出两弹簧测力计拉力F A、F B的大小和方向如图丙所示，请在图丙中作出F A、F B的合力F′.④已知钩码的重力，可得弹簧所受的拉力F如图丙所示，观察比较F和F′，得出结论．11．(19分)(2017年江苏无锡期末)某同学表演魔术时，将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里，然后对着一悬挂的金属小球指手画脚，结果小球在他神奇的功力下飘动起来．假设当隐藏的小磁铁位于小球Q的左上方某—位置C(CQ与竖直方向的夹角为θ)时，金属小球偏离竖直方向的夹角也是θ，如图212所示，已知小球的质量为m，该同学(含磁铁)的质量为M，重力加速度为g.求此时：(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少？(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力的大小各为多少？图21212．(19分)(2017年黑龙江摸底)两个带同种电荷的小球A、B(可视为质点)通过绝缘的不可伸长的轻绳相连，若将轻绳的某点O固定在天花板上，平衡时两个小球的连线恰好水平，且两根悬线偏离竖直方向的夹角分别为30°和60°，如图213甲所示．若将轻绳跨接在竖直方向的光滑定滑轮(滑轮大小可不计)两端，调节两球的位置能够重新平衡，如图乙所示，求：(1)两个小球的质量之比．(2)图乙状态时，滑轮两端的绳长O′A、O′B之比．甲乙图213。
推荐2019年高考物理一轮复习 专题2.5 平衡状态的连接体问题千题精练
专题2.5 平衡状态的连接体问题一．选择题1.如图所示，一条细线一端与地板上的物体B相连，另一端绕过质量不计的定滑轮与小球A相连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O′点，细线与竖直方向所成角度为α，则( )A．如果将物体B在地板上向右移动一点，α角将增大B．无论物体B在地板上左移还是右移，只要距离足够小，α角将不变C．增大小球A的质量，α角一定减小D．悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力【参考答案】AD【名师解析】选AD.O、A之间的细线一定沿竖直方向，如果物体B在地板上向右移动一点，O、B间的细线将向右偏转，OA与OB间的夹角将增大．OA与OB两段细线上的弹力都等于小球A的重力，其合力与悬挂定滑轮的细线的弹力大小相等、方向相反，悬挂定滑轮的细线的弹力方向(即OO′的方向)与∠AOB的角平分线在一条直线上，显然物体B在地板上向右移动时α角将增大，A正确，B错误；增大小球A的质量，只要物体B的位置不变，α角也不变，C错误；因物体B无论在地板上移动多远，∠AOB也不可能达到120°，故悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力，D正确．2. (2018·深圳联考)如图所示，内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上，碗口保持水平。
A球、C球与B球分别用两根轻质细线连接。
当系统保持静止时，B球对碗壁刚好无压力，图中θ＝30°，则A球和C 球的质量之比为( )A．1∶2 B.2∶1C．1∶ 3 D.3∶1【参考答案】C【名师解析】B 球对碗壁刚好无压力，则根据几何知识分析可得，B 球所在位置两细线的夹角为90°，以B 球为研究对象，进行受力分析，水平方向所受合力为零，由此可知F A cos θ＝F C sin θ，F A F C ＝m A g m C g＝tan θ＝13，选项C 正确。
3．(2017·湖南十二校联考)如图所示，光滑斜面的倾角为30°，轻绳通过两个滑轮与A 相连，轻绳的另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦。
高考物理一轮复习 专题2.5 平衡状态的连接体问题千题精练
专题2.5 平衡状态的连接体问题一．选择题1.如图所示，一条细线一端与地板上的物体B相连，另一端绕过质量不计的定滑轮与小球A相连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O′点，细线与竖直方向所成角度为α，则( )A．如果将物体B在地板上向右移动一点，α角将增大B．无论物体B在地板上左移还是右移，只要距离足够小，α角将不变C．增大小球A的质量，α角一定减小D．悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力【参考答案】AD【名师解析】选AD.O、A之间的细线一定沿竖直方向，如果物体B在地板上向右移动一点，O、B间的细线将向右偏转，OA与OB间的夹角将增大．OA与OB两段细线上的弹力都等于小球A的重力，其合力与悬挂定滑轮的细线的弹力大小相等、方向相反，悬挂定滑轮的细线的弹力方向(即OO′的方向)与∠AOB的角平分线在一条直线上，显然物体B在地板上向右移动时α角将增大，A正确，B错误；增大小球A的质量，只要物体B的位置不变，α角也不变，C错误；因物体B无论在地板上移动多远，∠AOB也不可能达到120°，故悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力，D正确．2. (2018·深圳联考)如图所示，内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上，碗口保持水平。
A 球、C 球与B 球分别用两根轻质细线连接。
当系统保持静止时，B 球对碗壁刚好无压力，图中θ＝30°，则A 球和C 球的质量之比为( )A ．1∶2 B.2∶1 C ．1∶3 D.3∶1【参考答案】C【名师解析】B 球对碗壁刚好无压力，则根据几何知识分析可得，B 球所在位置两细线的夹角为90°，以B 球为研究对象，进行受力分析，水平方向所受合力为零，由此可知F A cos θ＝F C sin θ，F A F C ＝m A g m C g＝tan θ＝13，选项C 正确。
3．(2017·湖南十二校联考)如图所示，光滑斜面的倾角为30°，轻绳通过两个滑轮与A 相连，轻绳的另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
【2019最新】精选高考物理一轮复习专题2-5 平衡状态的连接体问题千题精练一．选择题1.如图所示，一条细线一端与地板上的物体B相连，另一端绕过质量不计的定滑轮与小球A相连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O′点，细线与竖直方向所成角度为α，则( )A．如果将物体B在地板上向右移动一点，α角将增大B．无论物体B在地板上左移还是右移，只要距离足够小，α角将不变C．增大小球A的质量，α角一定减小D．悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力【参考答案】AD【名师解析】选AD.O、A之间的细线一定沿竖直方向，如果物体B在地板上向右移动一点，O、B间的细线将向右偏转，OA与OB间的夹角将增大．OA与OB两段细线上的弹力都等于小球A的重力，其合力与悬挂定滑轮的细线的弹力大小相等、方向相反，悬挂定滑轮的细线的弹力方向(即OO′的方向)与∠AOB的角平分线在一条直线上，显然物体B在地板上向右移动时α角将增大，A正确，B错误；增大小球A的质量，只要物体B的位置不变，α角也不变，C错误；因物体B无论在地板上移动多远，∠AOB也不可能达到120°，故悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力，D正确．2. (2018·深圳联考)如图所示，内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上，碗口保持水平。
A球、C球与B球分别用两根轻质细线连接。
当系统保持静止时，B球对碗壁刚好无压力，图中θ＝30°，则A球和C球的质量之比为( )A．1∶2 B.2∶1C．1∶ D.∶1【参考答案】C【名师解析】B球对碗壁刚好无压力，则根据几何知识分析可得，B球所在位置两细线的夹角为90°，以B球为研究对象，进行受力分析，水平方向所受合力为零，由此可知FAcos θ＝FCsin θ，＝＝tan θ＝，选项C正确。
3．(2017·湖南十二校联考)如图所示，光滑斜面的倾角为30°，轻绳通过两个滑轮与A相连，轻绳的另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦。
物块A的质量为m，不计滑轮的质量，挂上物块B后，当动滑轮两边轻绳的夹角为90°时，A、B 恰能保持静止，则物块B的质量为( )A.mB.mC．m D．2m【参考答案】A4． (2018·扬州调研)两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，如图所示，OA、OB与水平面的夹角分别为30°、60°，M、m均处于静止状态。
则( )A．绳OA对M的拉力小于绳OB对M的拉力B．绳OA、OB对M的拉力大小相等C．m受到水平面的静摩擦力大小为零D．m受到水平面的静摩擦力的方向水平向左【参考答案】AD【名师解析】设绳OA对M的拉力为FA，绳OB对M的拉力为FB，由M处于静止状态可得：FA·cos 30°＝FB·cos 60°即FA＝FB，故选项A正确，B错误；因FB＞FA，物体m有向右滑动的趋势，m受到水平面的摩擦力的方向水平向左，选项D正确，C错误。
5．(2017·江西省赣中南五校模拟) 如图所示，系统处于静止状态，不计一切摩擦，细绳、滑轮的质量都可忽略，则甲、乙两物块的质量之比为 ( C )A．1 B．22C．D．2【参考答案】C6．(2017·河北省石家庄实验中学下学期期中)如图所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上O点，跨过滑轮的细绳连接物块a、b，a、b都处于静止状态。
现将物块b移至c点后，a、b仍保持静止，下列说法中正确的是A．b与水平面间的摩擦力减小B．b受到的绳子拉力增大C．悬于墙上的绳所受拉力增大D．a、b静止时，图中α、β、θ三角仍然相等【参考答案】D【名师解析】对a分析，由于a处于静止，故绳子的拉力等于a的重力；绳子对b 的拉力也保持不变，等于a的重力；对b分析，b向右移动时，绳与地面的夹角减小，绳水平分量增大，而水平方向b受力平衡；摩擦力增大，故AB错误；对滑轮分析，由于a一直竖直，故绳子与墙平行，故α＝θ；因拉a的绳子与拉b的绳子相等，而拉滑轮的力与两绳子的力的合力大小相等，故拉滑轮的力应这两绳子拉力的角平分线上，故α、β、θ三角始终相等，故D正确；由于两绳间夹角增大，而两拉力不变，故悬于墙上的绳子的拉力将减小，故C错误。
故选D。
7. (2018·青岛名校联考)如图所示，一质量均匀的实心圆球被直径AB所在的平面一分为二，先后以AB沿水平和竖直两种不同方向放置在光滑支架上，处于静止状态，两半球间的作用力分别为F和F′，已知支架间的距离为AB长度的一半，则等于( )A. B.C. D.33【参考答案】A8.(2016·镇江联考)一串小灯笼(五只)彼此用轻绳连接，并悬挂在空中．在稳定水平风力作用下发生倾斜，绳与竖直方向的夹角为30°，如图所示．设每只灯笼的质量均为m.则自上往下第一只灯笼对第二只灯笼的拉力大小为( )A．2mg B.mgC.mg D．8mg【参考答案】C【名师解析】自上往下以第2只到第5只灯笼为一整体作为研究对象，受力分析如图所示，则有FT cos 30°＝4mg，解得FT＝mg.，选项C正确。
9．(2016·江苏苏北四市高三联考)如图，支架固定在水平地面上，其倾斜的光滑直杆与地面成30°角，两圆环A、B穿在直杆上，并用跨过光滑定滑轮的轻绳连接，滑轮的大小不计，整个装置处于同一竖直平面内。
圆环平衡时，绳OA竖直，绳OB与直杆间夹角为30°。
则环A、B的质量之比为( )A．1∶ B．1∶2C.∶1D.∶2【参考答案】A【名师解析】分别对A、B两圆环受力分析，如图所示。
以A为研究对象，则A只能受到重力和绳子的拉力的作用，杆对A不能有力的作用，否则A水平方向受力不能平衡，有FT＝mAg；以B为研究对象，有mBg＝2FTcos 30°＝FT，故mA∶mB＝1∶，选项A正确。
10.如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在固定在天花板上的轻滑轮两侧，物体A、B的质量都为m．开始时细绳伸直，用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h，物体B静止在地面上．放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对地面恰好无压力，则下列说法中正确的是（）A. 弹簧的劲度系数为mg/hB．天花板受到的拉力大于2mgC. 此时物体B的速度大小也为vD. 此时物体A的加速度大小为g，方向竖直向上【参考答案】A11.（2013山东理综）如图所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30°，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为( )A.∶4B．4∶C．1∶2D．2∶1【参考答案】D【名师解析】弹簧A、C的伸长量之比等于弹力之比．设弹簧B与水平方向的夹角为θ，对A、B间的小球受力分析可得FAsin30°＝FBcosθ，对B、C间的小球受力分析可得FBcosθ＝FC，所以FC＝FAsin30°，可得＝，D正确．12．(2015·天津武清三模，4)如图所示，倾角θ＝30°的斜面体 A静止在水平地面上，一根轻绳跨过斜面体顶端的小滑轮，绳两端系有质量均为m的小物块a、b，整个装置处于静止状态。
不计绳与滑轮间的摩擦重力加速度为g，则 ( )A．小物块b受到竖直向上的摩擦力作用B．小物块a受到沿斜面向下的摩擦力作用，大小为mgC．斜面体A受到水平地面向左的摩擦力作用D．细绳对小滑轮的压力大小为mg【参考答案】B13．(2016·南昌二模)如图所示，有5 000个质量均为m的小球，将它们用长度相等的轻绳依次连接，再将其左端用细绳固定在天花板上，右端施加一水平力使全部小球静止．若连接天花板的细绳与水平方向的夹角为45°.则第2011个小球与2012个小球之间的轻绳与水平方向的夹角α的正切值等于A. B.20115000C. D.20892011【参考答案】A【名师解析】以5 000个小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图1所示，根据平衡条件得F＝5 000mg。
再以2012个到5 000个小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图2所示，则有tan α＝＝.,选项A正确。
14.(2016·宁夏银川模拟)两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，如图10所示，OA、OB与水平面的夹角分别为30°、60°，M、m均处于静止状态。
则( )A.绳OA对M的拉力大小大于绳OB对M的拉力大小B.绳OA对M的拉力大小小于绳OB对M的拉力大小C.m受到水平面的静摩擦力大小为零D.m受到水平面的静摩擦力的方向水平向左【参考答案】BD【名师解析】取O点为研究对象进行受力分析，如图所示，则有FTA＜FTB，所以m 受水平面的静摩擦力的方向水平向左，选项B、D正确。
15. 如图所示，甲、乙两个小球的质量均为m，两球间用细线连接，甲球用细线悬挂在天花板上。
现分别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球，平衡时细线都被拉紧。
则平衡时两球的可能位置是下面的( )【参考答案】A16.将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图11所示。
用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线OA与竖直方向的夹角保持θ＝30°，则F的最小值为( )A.mgB.mgC.mgD.mg【参考答案】B【名师解析】以a、b为整体，整体受重力2mg、悬绳OA的拉力FT及拉力F三个力而平衡，如图所示，三力构成的矢量三角形中，当力F垂直于悬绳拉力FT时有最小值，且最小值F＝2mgsin θ＝mg，B项正确。
17.(多选)如图15所示，水平地面上固定着一个光滑的竖直圆环，中央有孔的小球P 和K套在环上，由伸直的细绳连接，它们恰好能保持静止状态，已知K的质量为m，OK连线水平，PK连线与水平线夹角为30°。
则( )A.细绳对K球的拉力大小为2mgB.细绳对K球的拉力大小为mgC.P球的质量为mD.P球的质量为2m【参考答案】AD【名师解析】对K球受力分析，有FTsin 30°＝mg，得FT＝2mg，故选项A正确，B 错误；对P球受力分析，在水平方向：FTcos 30°＝FNPsin 30°，在竖直方向：FNPcos 30°＝mPg＋FTsin 30°，解得：mP＝2m，选项D正确，C错误。
18.（2016兰州模拟）内壁光滑的球体壳半径为R，一长度小于直径的轻杆两端固定质量分别为mA、 mB的小球A、B。
将轻杆置于球体内部后，最终静止在图示位置不动，球心O与杆在同一竖直面内，过球心O竖直向下的半径与杆的交点为M，OM=R/2。