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2019-2020年高三物理第一輪復(fù)習(xí) 限時(shí)規(guī)范專題練 1 平衡問題綜合應(yīng)用 一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分) 1. [xx金華模擬]如圖所示，一物體在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是(　　) A. 物體可能不受彈力作用 B. 物體可能受三個(gè)力作用 C. 物體可能不受摩擦力作用 D. 物體一定受四個(gè)力作用 解析：因?yàn)槲矬w不可能只受到重力和拉力F的作用而做勻速直線運(yùn)動(dòng)(這兩個(gè)力在水平方向上的合力不可能為零)，所以物體肯定還受到水平向左的滑動(dòng)摩擦力的作用，有滑動(dòng)摩擦力就一定有彈力，即物體還受到地面的支持力，所以物體一定受四個(gè)力作用。 答案：D 2. 如圖所示，兩根等長(zhǎng)的輕繩將日光燈懸掛在天花板上，兩繩與豎直方向的夾角都為45，日光燈保持水平，所受重力為G，左右兩繩的拉力大小分別為(　　) A. G和G　　　 B. G和G C. G和G D. G和G 解析：先對(duì)日光燈進(jìn)行受力分析，由平衡條件可知 解得F1＝F2＝G，選項(xiàng)B正確。 答案：B 3. [xx天津河西區(qū)模擬]某物體在三個(gè)共點(diǎn)力F1、F2、F3的作用下處于平衡狀態(tài)，則下面的各圖中正確的反映了這三個(gè)力的關(guān)系的是(　　) 解析：三力作用下物體的平衡條件是合力為零，線段長(zhǎng)短代表力的大小，箭頭代表方向，根據(jù)力的矢量三角形法則可知，合力為零的是D圖。 答案：D 4. 兩個(gè)相同的小球A和B，質(zhì)量均為m，用長(zhǎng)度相同的兩根細(xì)線把A、B兩球懸掛在水平天花板上的同一點(diǎn)O，并用長(zhǎng)度相同的細(xì)線連接A、B兩小球，然后用一水平方向的力F作用在小球A上，此時(shí)三根細(xì)線均處于直線狀態(tài)，且OB細(xì)線恰好處于豎直方向，如果不計(jì)小球的大小，兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則力F的大小為(　　) A. 0 B. mg C. mg D. mg 解析：分析B的受力可知，OB繩拉力豎直向上，若AB繩對(duì)B有拉力，則B不能靜止，所以AB繩中沒有張力。因此，A受拉力F、自身重力mg、OA拉力FT作用，其處于平衡狀態(tài)，F(xiàn)T、F的合力與mg等值反向，由平行四邊形定則可求得F＝mg，C項(xiàng)正確。 答案：C 5. [xx大慶模擬]如圖所示，不計(jì)重力的輕桿OP能以O(shè)點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，P端用輕繩PB掛一重物，而另一根輕繩通過滑輪系住P端。在力F的作用下，當(dāng)桿OP和豎直方向的夾角α(0<α<π)緩慢增大時(shí)，力F的大小應(yīng)(　　) A. 恒定不變 B. 逐漸增大 C. 逐漸減小 D. 先增大后減小 解析：由三角形相似得：＝，F(xiàn)＝mg，α逐漸增大，即PQ增大，由上式知F逐漸增大，B正確。 答案：B 6. [xx唐山質(zhì)檢]如圖所示，質(zhì)量為m的木塊A放在質(zhì)量為M的三角形斜劈B上，現(xiàn)用大小相等、方向相反的水平力F分別推A和B，它們均靜止不動(dòng)，重力加速度為g，則(　　) A. A與B之間一定存在摩擦力 B. B與地面之間一定存在摩擦力 C. B對(duì)A的支持力一定小于mg D. 地面對(duì)B的支持力的大小一定等于(M＋m)g 解析：以A為研究對(duì)象，若力F沿斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力，則A與B之間不存在摩擦力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。若力F和A的重力mg在垂直斜面方向的分力之和大于mg，則由牛頓第三定律可知B對(duì)A的支持力大于mg，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；以A和B整體為研究對(duì)象，由水平方向受力平衡知B與地面之間不存在摩擦力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；以A和B整體為研究對(duì)象，由豎直方向受力平衡知地面對(duì)B的支持力一定等于(M＋m)g，選項(xiàng)D正確。 答案：D 7. [xx河南鄭州]如圖所示，鐵板AB與水平地面間的夾角為θ，一塊磁鐵吸附在鐵板下方。在緩慢抬起鐵板B端使θ角增加(始終小于90)的過程中，磁鐵始終相對(duì)鐵板靜止．則下列說法正確的是(　　) A. 磁鐵所受合外力逐漸減小 B. 磁鐵始終受到三個(gè)力的作用 C. 磁鐵受到的摩擦力逐漸減小 D. 鐵板對(duì)磁鐵的彈力逐漸增大 解析：由題意可知，磁鐵始終處于平衡狀態(tài)，磁鐵所受合外力不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)磁鐵受力分析可知，磁鐵始終受到重力、彈力、吸引力和摩擦力四個(gè)力的作用，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由平衡條件可得，mgsinθ＝Ff，磁鐵受到的摩擦力Ff逐漸增大，mgcosθ＋FN＝F引，鐵板對(duì)磁鐵的彈力FN逐漸增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。 答案：D 8. (多選)如圖，物體的重力為G，保持細(xì)繩AO的位置不變，讓細(xì)繩BO的B端沿四分之一圓弧從D點(diǎn)緩慢向E點(diǎn)移動(dòng)。在此過程中(　　) A. BO繩上的張力先增大后減小 B. BO繩上的張力先減小后增大 C. AO繩上的張力一直增大 D. AO繩上的張力一直減小 解析：由于物體始終處于平衡狀態(tài)，所以TOA和TOB的合力大小恒等于G，方向豎直向上，當(dāng)細(xì)繩的B端從D點(diǎn)向E點(diǎn)慢慢地移動(dòng)時(shí)，各力變化情況如圖所示，可見TOA逐漸增大，TOB先減小后增大，BC正確。 答案：BC 9. [xx吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)二模]拖把是由拖桿和拖把頭構(gòu)成的擦地工具(如圖)。設(shè)施把頭的質(zhì)量為m，拖桿質(zhì)量可以忽略，拖把頭與地板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。某同學(xué)用該拖把在水平地板上拖地時(shí)，沿拖桿方向推拖把，拖桿與豎直方向的夾角為θ。當(dāng)拖把頭在地板上勻速移動(dòng)時(shí)推拖把的力F的大小為(　　) A. B. C. D. 解析：設(shè)該同學(xué)沿拖桿方向用大小為F的力推拖把。將推拖把的力沿豎直和水平方向分解，按平衡條件有 Fcosθ＋mg＝FN① Fsinθ＝Ff② 式中FN和Ff分別為地板對(duì)拖把的正壓力和摩擦力。 摩擦力Ff＝μFN③ 聯(lián)立①②③式得F＝。故選項(xiàng)B正確。 答案：B 10. 在雜技《力量》節(jié)目中，完美體現(xiàn)了力與美的結(jié)合。在如圖所示的造型中對(duì)兩演員腿部側(cè)向力量要求比較高，但沿兩腿方向的支持力并不太大。如果上方演員兩腿間夾角為120時(shí)，以下說法正確的是(　　) A. 上方演員每條腿沿腿方向的支持力等于上方演員的重力 B. 上方演員每條腿沿腿方向的支持力等于上方演員重力的倍 C. 當(dāng)兩演員兩條腿間的夾角增大時(shí)，沿腿方向的支持力不變 D. 當(dāng)兩演員兩條腿間的夾角增大時(shí)，下方演員所受地面的支持力變大 解析：上方演員的受力可簡(jiǎn)化為如圖所示，兩腿支持力的合力與重力平衡，由于兩支持力的夾角θ＝120，2Fcos60＝mg，則支持力等于重力，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)兩腿夾角增大時(shí)，由2Fcos＝mg得，θ增大，F(xiàn)增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；取整體為研究對(duì)象，不論兩腿間夾角是否變化，下方演員所受地面的支持力總等于兩演員重力之和，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：A 二、非選擇題(本題共2小題，共40分) 11. (20分)[xx江西南昌質(zhì)檢]質(zhì)量為M的木楔傾角為θ，在水平面上保持靜止，質(zhì)量為m的木塊剛好可以在木楔上表面上勻速下滑．現(xiàn)在用與木楔上表面成α角的力F拉著木塊勻速上滑，如圖所示，求： (1)當(dāng)α為多大時(shí)，拉力F有最小值，求此最小值； (2)拉力F最小時(shí)，木楔對(duì)水平面的摩擦力。 解析：(1)木塊剛好可以沿木楔上表面勻速下滑，mgsinθ＝μmgcosθ，則μ＝tanθ， 用力F拉著木塊勻速上滑，受力分析如圖所示，F(xiàn)cosα＝mgsinθ＋Ff，F(xiàn)N＋Fsinα＝mgcosθ，F(xiàn)f＝μFN 解得F＝ 所以，當(dāng)α＝θ時(shí)，F(xiàn)有最小值，F(xiàn)min＝mgsin2θ。 (2)對(duì)木塊和木楔整體受力分析如圖所示，由平衡條件得，f＝Fcos(θ＋α)，當(dāng)拉力F最小時(shí)，f＝Fmincos2θ ＝mgsin4θ。 答案：(1)mgsin2θ　(2)mgsin4θ 12. (20分)[xx安慶模擬]如圖所示，三個(gè)物塊重均為100 N，疊放于水平桌面上；小球P重20 N，掛在c繩下端，a繩一端系在物塊3上，b繩一端系在水平天花板上，現(xiàn)用水平向左的拉力F＝20 N作用在物塊2上，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，a繩水平，b繩與水平方向成45角。求： (1)a、b繩中的拉力大?。? (2)1與2間，2與3間，3與桌面間的摩擦力大小。 解析：(1)取三繩結(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，如圖所示。 由平衡條件知，F(xiàn)c＝G＝20 N Fbsin45＝Fc Fa＝Fbcos45 代入數(shù)據(jù)解得： Fb＝20 N Fa＝20 N (2)整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，1、2間無摩擦力作用， 即F12＝0； 隔離物塊2，水平方向受兩個(gè)力，F(xiàn)和3對(duì)2的摩擦力F32，故F32＝F＝20 N； 對(duì)物塊3受力分析，受a繩向右的拉力20 N,2對(duì)3向左的摩擦力20 N，所以物塊3與桌面間無摩擦力作用。 答案：(1)20 N　20 N　(2)0　20 N　0