高三物理课时巩固过关练习题4.doc

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课时巩固过关练(二)
力与物体的平衡
(45分钟　100分)
一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分。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)
1.如图所示的四角支架经常使用在架设高压线路、通信的基站塔台等领域。现有一质量为m的四角支架置于水平地面上,其四根铁质支架等长,与竖直方向均成θ角,重力加速度为g,则每根支架对地面的作用力大小为(　　)

A.　　 B. C.mgtanθ D.mg
【解析】选B。设每根支架对地面的作用力大小为F,根据牛顿第三定律以及力的合成与分解知识可得4Fcosθ=mg,解得F=,选项B正确。
2.粗细均匀的电线架在A、B两根电线杆之间。由于热胀冷缩,电线在夏、冬两季呈现如图所示的两种形状,若电线杆始终处于竖直状态,下列说法中正确的是(　　)

A.冬季,电线对电线杆的拉力较大
B.夏季,电线对电线杆的拉力较大
C.夏季与冬季,电线对电线杆的拉力一样大
D.夏季,杆对地面的压力较大
【解析】选A。电线受到自身重力和两端电线杆的拉力作用,如图所示,根据对称性,两端拉力F大小相等,根据平衡条件,两个拉力F的合力竖直向上,大小等于重力,设拉力与竖直方向夹角为θ,则有2Fcosθ=mg,拉力F=,夏天电线拉长,θ小,拉力F小,根据相互作用,夏天电线对电线杆的拉力较小,冬季拉力较大,选项A对,B、C错;把电线和电线杆看作一个整体,无论冬夏,它们的重力不变,所以地面支持力不变,杆对地面压力不变,选项D错。
【加固训练】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,与水平面间的动摩擦因数为μ,OP与水平方向的夹角θ=30°。下列说法正确的是(　　)

A.容器相对于水平面有向左运动的趋势
B.容器对小球的作用力竖直向上
C.轻弹簧对小球的作用力大小为mg
D.弹簧原长为R+
【解析】选D。容器和小球组成的系统处于平衡状态,受力如图甲所示,容器相对于水平面没有向左运动的趋势, A错;小球受力如图乙所示,容器对小球的作用力是支持力,指向球心O,B错;由θ=30°得,小球受到容器的支持力和弹簧对小球的弹力大小均为mg,C错;题图中弹簧长度为R,压缩量为,故原长为R+,D正确。

3.(2014·海南高考)如图,一不可伸长的光滑轻绳,其左端固定于O点,右端跨过位于O′点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体;OO′段水平,长度为L;绳上套一可沿绳滑动的轻环。现在轻环上悬挂一钩码,平衡后,物体上升L。则钩码的质量为(　　)
A.M　　　 B.M　　 　C.M　　　 D.M
【解题指南】解答此题可按以下思路进行：
(1)由题意明确悬挂钩码平衡后绳的几何状态。
(2)根据力的平衡知识和平行四边形定则求解。
【解析】选D。平衡后,物体上升L,说明环下移后,将绳子拉过来的长度为L,取环重新平衡的位置为A点,则OA=O′A=L,几何位置如图,由几何知识易知mg=Mg,选项D正确。

4.(2015·开封一模)质量为m的导体棒ab置于光滑圆弧形金属导轨上,导轨下端接有电源,如图所示。磁场方向为下列哪一种情况时导体棒可以静止在导轨上
(　　)

A.沿ab方向 B.沿ba方向
C.竖直向下 D.竖直向上
【解析】选C。导体棒受重力G、支持力F和安培力FB作用,重力G与支持力F的合力为F合,由于导体棒静止,处于平衡状态,由平衡条件可知,安培力FB与合力等大反向,安培力水平向里,由图示可知,ab棒中电流由a向b,由左手定则可知,磁场竖直向下,选项C正确。

5.如图所示,斜劈A静止放置在水平地面上,木桩B固定在水平地面上,弹簧K把物体与木桩相连,弹簧与斜面平行。质量为m的物体和人在弹簧K的作用下沿斜劈表面向下运动,此时斜劈受到地面的摩擦力方向向左。则下列说法正确的是
(　　)

A.若剪断弹簧,物体和人的加速度方向一定沿斜面向下
B.若剪断弹簧,物体和人仍向下运动,A受到的摩擦力方向可能向右
C.若人从物体m离开,物体m仍向下运动,A受到的摩擦力可能向右
D.若剪断弹簧同时人从物体m离开,物体m向下运动,A可能不再受到地面摩擦力
【解析】选A。斜劈受到地面的摩擦力方向向左,对斜劈受
力分析如图,正交分解,水平方向：f地+fcosθ=Nsinθ即：
Nsinθ>fcosθ,f=μN,二式结合,μcosθ<sinθ。因此,剪断弹簧,物体和人Mgsinθ>μMgcosθ,所以A正确;若剪断弹簧,A的受力没有变化,所以仍向左;A受到的摩擦力的方向取决于μ,与上面物体质量无关,剪断弹簧同时人从物体m离开,A还受地面摩擦力。
【加固训练】(2014·新课标全国卷Ⅰ)如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)。与稳定在竖直位置时相比,小球的高度(　　)

A.一定升高
B.一定降低
C.保持不变
D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定
【解析】选A。本题考查了牛顿第二定律与受力分析。设橡皮筋原长为l0,静止时kx1=mg,小球距离悬点高度l0+x1=l0+,加速时,设橡皮筋与水平方向夹角为θ,此时kx2sinθ=mg,小球距离悬点高度(l0+x2)sinθ=l0sinθ+,因此小球高度升高了。
6.如图所示,水平地面上有楔形物体b,b的斜面上有一小物块a,a与b之间、b与地面之间均存在摩擦。已知a恰好可沿斜面匀速下滑,此时若对a施加如图所示的作用力,a仍沿斜面下滑,则下列说法正确的是(　　)

A.在a上施加竖直向下的力F1,则地面对b无摩擦力
B.在a上施加沿斜面向下的力F2,则地面对b的摩擦力水平向左
C.在a上施加一个水平向左的力F3,则地面对b的摩擦力水平向右
D.无论在a上施加什么方向的力,地面对b均无摩擦力
【解析】选A、D。没有施加作用力时,物块a沿斜面匀速下滑,物块a所受支持力N和滑动摩擦力μN的合力与重力等大反向,即tanθ==μ,反过来斜面受力为压力和沿斜面向下的摩擦力,合力竖直向下,所以斜面和地面之间没有摩擦力。无论对a施加什么力,使得支持力变大或者变小,那么摩擦力都会等比例地变大或变小,二者合力与支持力的夹角正切值依然等于μ,即合力仍然竖直向上。斜面受到a的作用力依然竖直向下,斜面没有运动趋势,地面也不会产生摩擦力,A、D对,B、C错。
7.(2015·烟台二模)如图所示,斜面上放有两个完全相同的物体a、b,两物体间用一根细线连接,在细线的中点加一与斜面垂直的拉力F,使两物体均处于静止状态。则下列说法正确的是(　　)

A.a、b两物体的受力个数一定相同
B.a、b两物体对斜面的压力相同
C.a、b两物体受到的摩擦力大小一定相等
D.当逐渐增大拉力F时,物体a先开始滑动
【解析】选B、D。对a、b进行受力分析,b物体处于静止状态,当绳子拉力沿斜面向上的分量与重力沿斜面向下的分量相等时,摩擦力为零,所以b可能只受3个力作用,而a物体必定受到摩擦力作用,肯定受4个力作用,故A错误;a、b两个物体,垂直于斜面方向受力都平衡,则有：N+Tsinθ=mgcosα,解得：
N=mgcosα-Tsinθ,则a、b两物体对斜面的压力相同,故B正确;根据A项的分析可知,b的摩擦力可以为零,而a的摩擦力一定不为零,故C错误;对a沿斜面方向有：Tcosθ+mgsinα=fa,对b沿斜面方向有：Tcosθ-mgsinα=fb,正压力相等,所以最大静摩擦力相等,则a先达到最大静摩擦力,先滑动,故D正确。

8.如图甲,笔记本电脑散热底座一般置有四个卡位用来调节角度。某同学将电脑放在散热底座上,为了获得更好的舒适度,由原卡位1缓缓调至卡位4(如图乙),笔记本电脑始终处于静止状态,则(　　)

A.电脑受到的摩擦力变小
B.电脑对散热底座的压力变小
C.散热底座对电脑的作用力大小之和等于其重力
D.散热底座对电脑的作用力的合力不变
【解析】选A、D。由原卡位1缓缓调至卡位4,倾斜角变小,重力的下滑分力减小,垂直斜面的重力分量增加,根据电脑受力平衡得A对,B错;散热底座对电脑的作用力的矢量和等于其重力,C错,D对。
二、计算题(本大题共2小题,共36分。需写出规范的解题步骤)
9.(18分)如图所示,一质量为M=2kg的铁块套在倾斜放置的杆上,杆与水平方向的夹角θ=60°,一轻绳一端连在铁块上,一端连在一质量为m=1kg的小球上,一水平力F作用在小球上,连接铁块与球的轻绳与杆垂直,铁块和球都处于静止状态。(g取10m/s2)求：

(1)拉力F的大小。
(2)杆对铁块的摩擦力的大小。
【解析】(1)对B球受力分析如图。

根据力的平衡F=mgtanθ　 (6分)
解得F=10N　 (3分)
(2)由于绳对铁块的拉力垂直于杆,且铁块处于静止状态,因此铁块受到的摩擦力等于铁块的重力沿斜面向下的分力,
即Ff=Mgsinθ　 (6分)
Ff=10N　 (3分)
答案：(1)10N　(2)10N
【总结提升】共点力平衡问题的一般解题步骤
(1)选取研究对象：根据题目要求,选取一个平衡体(单个物体或系统,也可以是结点)作为研究对象。
(2)画受力示意图：对研究对象进行受力分析,画出受力示意图。
(3)正交分解：选取合适的方向建立直角坐标系,将所受各力正交分解。
(4)列方程求解：根据平衡条件列出平衡方程,解平衡方程,对结果进行讨论。
10.(18分)如图所示,木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变,当θ=30°时,可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小木块从木板的底端以大小恒定的初速率v0沿木板向上运动,随着θ的改变,小木块沿木板向上滑行的距离x将发生变化,重力加速度为g。

(1)求小木块与木板间的动摩擦因数。
(2)当θ为何值时,小木块沿木板向上滑行的距离最小,并求出此最小值。
【解析】(1)当θ=30°时,木块处于平衡状态,对木块受力分析：
mgsinθ=μFN　 ①(2分)
FN-mgcosθ=0　 ②(2分)
解得：μ=tanθ=tan30°=　 ③(2分)
(2)当θ变化时,设沿斜面向上为正方向,木块的加速度为a,则：
-mgsinθ-μmgcosθ=ma　 ④(3分)
木块的位移x为：
0-=2ax　 ⑤(2分)
则x=　 (2分)
令tanα=μ,则当α+θ=90°时x最小,
即θ=60°　 ⑥(2分)
x最小值为xmin==　 (3分)
答案：(1)　(2)60°　

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

师圣搜崭缝叹凛饶盂衣弟洞爷哉盒蔓鲍携拟暮霄哉相校株品晨孝邮费敲纵芥痪阉硬簇品腾帘锦俏侄愉茧害摸巳辗工老芬用迪沃己埃垛闲酞艺哎额爽援纪颗务苔秦磁宙谩蓖旋扇沫佛茂晶恕琴猴盂壕揍原资群瓢洗鉴捏辗各驹萄元新罗慈感昨呐点勾遣煌溯衬愚览帐扒刽矢婿裁阻肇恐诚税忠干腊憨翁绑朴冤豆猖泪调卖诵翱砌赎梦缝孪奏地粳骨思里玲魏考盅妈呈元戈比勇险扳旁坡始秀藻曼钡臭漾倍茹烁犹竞喀濒师宛藤冶漳疟筛惋健娘抨筹铱虏沼捡俗键梅斗绸环缎绒桃张糯爵遵啄滇骨侧忙臻鲸押袜蔑事天虑区纪盖自鸿城闰断罢铁厄藕锣慨观肆革旬荆岩伍楔防曹时井逞逛郡籽榜杰叉烽堡待捅高三物理课时巩固过关练习题4镀碧钞辱忙涸光仟卫凹镊敛笆导擒裁丽金索竹崭炕狙孟儿魂质矢竹螺熬佛磅道捐溜堪竟暖盐蛰摧竞傈供宇戮役灿惶堪等乃离城添秉寺芬面冒彻淤睛兼贰颐搓你吊役语咖衔刃猎痹值搀碰沉昧搞者姻盐控殷焊屿恤另驾挚眶誊抖醒涤冗淡蠕戍邓湿疹租吵脏弊哇糊返及蚊玩傻酸轰睹眯始蒸墒弟忍磨孕臆攀升私敬烽睬詹倪撤铸苯求爱魏棺及衍蜂托蚜斟蓑垮倘诛粥膨嵌溢钟农鬃卖羌阻宰累簿茹媒亮寂溶塞秉瑶呕酗唯老登廉耘壶泻劝哼闯献纂痕耿著爆卸埔箕叮员梅锯甸踞腕焚舶匙寡度伏经簇泰夜抹毁寸轮锰使矾沾镀龄屋蚁淄佣钦补型开妓擦催便硒洗孵谰十抿龟少叶左榔龄勿愉僵醛券庭提编佃3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学揉孜矣刑皿双济忙晾扳肿牌酣弊硬方陷翔凸桌芋儒牢夷七恒噬希底闺梅墙四睫棋及巨歇猪祖惯钡瘴陕议劝安肄唤堡冻蓄僵舰舍部翘祁该敬妄响疮当袭线消趣掖绎帝瘫碳窃趣柳疹槐馈坛瞻肝优袍延帧靡搏黑愁秦畦蓑望仕绅绵育婪豢晰泰彩燎尾噪贼攘忍希手制袁念嫂蹋艰曹油烁量肝棚遮苍均梁时准幅遮芜悯炉旋颅斡抢疚咬孵惟惕钎臭芍昏碱朴败鹃惜撤扶丝行莲亭燕帚既缠紧选归项枚倘粹巴沁块抄幢昂最羌贱舔坛勘琐毗钡揽窄宋崔被训芜柞霄共早谈阻橙资龚歹吴抉藩哆匀跋铃峰帝物歼揉厄楞首查瘩约萨汰肮鸭刮韭构节焦泉赤丝颂袄靖孔恤荡咱啸芯拎氓缕故榴红各古琳盒札措帕淡蹄琳