高考物理二轮习题：专题一第1讲 力与物体的平衡 含解析

第1讲力与物体的平衡

一、单项选择题

1.(2019山东临沂检测)如图所示,甲、乙两物块质量相同,静止放在水平地面上。甲、乙之间、乙与地面间的动摩擦因数均相同,现对甲施加一水平向右的由零开始不断增大的水平拉力F(物体间最大静摩擦力等于滑动摩擦力),则经过一段时间后()

A.甲相对于乙会发生相对滑动

B.乙相对于地面会发生相对滑动

C.甲相对乙不会发生相对滑动

D.甲相对于乙、乙相对于地面均不会发生相对滑动

答案A设甲、乙的质量均为m,甲、乙之间以及乙与地面之间的动摩擦因数为μ,则甲、乙之间的最大静摩擦力为:f max=μmg,乙与地面间的最大静摩擦力

为:f max'=2μmg,因f maxf max=μmg时,甲、乙之间会发生相对滑动,故选项A正确,B、C、D均错误。

2.(2019山东滨州二模)浙江乌镇一带的农民每到清明时节举办民俗活动,在一个巨型石臼上插入一根硕大的毛竹,表演者爬上竹梢表演各种惊险动作。如图所示,下列说法正确的是()

A.在任何位置表演者静止时只受重力和弹力作用

B.在任何位置竹竿对表演者的作用力必定与竹竿垂直

C.表演者静止时,竹竿对其作用力必定竖直向上

D.表演者越靠近竹竿底部所受的摩擦力就越小

答案C毛竹上的表演者静止时受重力、弹力和摩擦力,故选项A错误;表演者静止时,竹竿对其作用力(弹力和摩擦力的合力)与重力等大反向,即竹竿对表演者的作用力必定竖直向上,故选项B错误,C正确;表演者越靠近竹竿底部所受的摩擦力不一定越小,故选项D错误。

3.(2019山东济南模拟)如图所示,在倾角θ为37°的斜面上放置一质量为0.5kg的物体,用一大小为1N平行斜面底边的水平力F推物体时,物体保持静止。已知物体与

,物体受到的摩擦力大小为(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10斜面间的动摩擦因数为√3

2

m/s2)()

A.3N

B.2√3N

C.√10N

D.√26N

答案C物体所受的摩擦力为静摩擦力,物体在平行斜面底边的方向上受到的摩擦力为F x,有F x=F,在沿斜面方向上受到的摩擦力为F y,有F y=mg sin37°,则物体所受摩擦力的大小等于√F2+(mgsin37°)2=√10N,故选项C正确。

4.2019年10月1日上午,在庆祝中华人民共和国成立70周年阅兵仪式上,空中护旗梯队拉开了阅兵分列式的序幕,20架武装直升机组成巨大的“70”字样飞越天安门上空让人记忆犹新,大长中华之气。而其领头的直升机悬挂的国旗更是让人心潮澎湃。若国旗、钢索和配重大约为600kg,目测钢索与竖直方向的角度约为12°,若钢索与

配重受到的空气阻力不计,重力加速度g=10m/s2,已知θ较小时tanθ≈θ(弧度制)。国旗受到的空气阻力约为()

A.6000N

B.2500N

C.1200N

D.600N

答案C对国旗受力分析可知如图,国旗受三个力,重力、绳子的拉力和空气的阻力,其中空气的阻力与运动的方向相反,沿水平方向。因夹角α=12°,则tan12°≈0.2,

根据共点力平衡F=mg

,f=mg tanα=600×10×0.2N=1200N,故C正确,A、B、D错误。

cosα

5.(2019山东济宁质检)如图所示,物体B叠放在物体A上,A、B的质量均为m,且上、下表面均与斜面平行,它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑,则()

A.A、B间没有静摩擦力

B.A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上

C.A受到斜面的滑动摩擦力大小为mg sinθ

D.A与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ

答案D对物体B受力分析可知,B一定受重力、支持力,将重力分解可知重力有沿斜面向下的分力,B能匀速下滑,受力一定平衡,故A对B应有沿斜面向上的静摩擦力;根据力的相互作用规律可知,A受到B的静摩擦力应沿斜面向下,故A、B错误。对A、B整体分析,并将整体重力分解,可知沿斜面方向上,重力的分力与摩擦力等大反向,故A受的滑动摩擦力沿斜面向上,大小为2mg sinθ,C错误。对A、B整体分

析,受重力、支持力和滑动摩擦力,由于匀速下滑,故重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力平衡,故2mg sin θ=μ·2mg cos θ,解得μ=tan θ,D 正确。

6.(2019山东日照一模)如图所示,两个质量分别为√3m 、m 的小圆环A 、B 用细线连着,套在一个竖直固定的大圆环上,大圆环的圆心为O 。系统平衡时,细线所对的圆心角为90°,大圆环和小圆环之间的摩擦力及线的质量忽略不计,重力加速度大小用g 表示,下列判断正确的是( )

A.小圆环A 、B 受到大圆环的支持力之比是 √3∶1

B.小圆环A 受到大圆环的支持力与竖直方向的夹角为15°

C.细线与水平方向的夹角为30°

D.细线的拉力大小为√32mg

答案 A 对A 和B 进行受力分析,根据平行四边形定则作出重力和支持力的合力的大小等于细线拉力的大小,设支持力与竖直方向的夹角分别为α和β,如图所示:

根据正弦定理可得:

√3mg sin45°=T sinα,mg sin45°=T'sinβ

由于T=T',α+β=90°

可得:α=30°,β=60°,T=T'=√62mg

再次利用正弦定理:

N A sin(180°-45°-30°)=√3mg sin45°,N B sin(180°-45°-60°)=mg sin45°

可得:N A N B =√31,故选项A 正确,B 、D 错误;根据几何知识可知,细线与水平方向的夹角为180°-(45°+30°)-90°=15°,故选项C 错误。

二、多项选择题

7.如图所示,间距为0.3 m 的平行导轨所在平面与水平面之间的夹角为θ,匀强磁场的磁感应强度方向垂直平行导轨向上,大小随时间变化的规律为B=(2+2t)T 。将一根长为0.3 m 、质量为0.2 kg 的导体棒垂直放置在导轨上,导体棒中通有大小为1 A 、方向为从a 到b 的电流。t=0和t=2 s 时刻,导体棒刚好都能处于静止状态。取g=10 m/s 2。则( )

A.平行导轨倾角θ=30°

B.导体棒对平行导轨的压力为1 N

C.导体棒与平行导轨间的最大静摩擦力为0.6 N

D.在t=1 s 时,导体棒所受的摩擦力为0

答案 CD 据题意t=0和t=2 s 时刻,导体棒恰好能处于静止状态,可知t=0时,导体棒受到的摩擦力刚好达到最大值,方向沿导轨向上,t=2 s 时最大静摩擦力沿导轨向下,即t=0时,mg sin θ=f m +B 1IL,t=2 s 时,mg sin θ+f m =B 2IL,联立得θ=37°,f m =0.6 N,故A 错误,C 正确;导体棒对导轨的压力为F N '=F N =mg cos 37°=1.6 N,故B 错误;t=1 s 时,BIL=mg sin θ,导体棒所受摩擦力为零,故D 正确。