专题01+力与物体的平衡（仿真押题）-2018年高考物理命题猜想与仿真押题

专题01+力与物体的平衡（仿真押题）-2018年高考物理命题猜想与仿真押题

‎1．重力为G的体操运动员在进行自由体操比赛时，有如图所示的比赛动作，当运动员竖直倒立保持静止状态时，两手臂对称支撑，夹角为θ，则(　　)‎ A．当θ＝60°时，运动员单手对地面的正压力大小为 B．当θ＝120°时，运动员单手对地面的正压力大小为G C．当θ不同时，运动员受到的合力不同 D．当θ不同时，运动员与地面之间的相互作用力不相等 解析：选A　运动员受力如图所示，地面对手的支持力F1＝F2＝，则运动员单手对地面的正压力大小为，与夹角θ无关，选项A正确，B错误；不管角度如何，运动员受到的合力为零，与地面之间的相互作用力总是等大，选项C、D错误。‎ ‎2．如图所示，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，下列说法中正确的是(　　)‎ A．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 ‎3．如图所示，穿在一根光滑的固定杆上的两个小球A、B连接在一条跨过定滑轮的细绳两端，杆与水平面成θ角，不计所有摩擦，当两球静止时，OA绳与杆的夹角为θ，OB绳沿竖直方向，则下列说法正确的是(　　)‎ 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的拉力大于对B的拉力 D．A、B的质量之比为1∶tan θ 根据共点力平衡条件，‎ 得：T＝mBg，‎ ＝(根据正弦定理列式)故 mA∶mB＝1∶tan θ，故D正确。‎ ‎4．如图所示，在一个倾角为θ的斜面上，有一个质量为m，带负电的小球P(可视为点电荷)，空间存在着方向垂直斜面向下的匀强磁场，带电小球与斜面间的摩擦力不能忽略，它在斜面上沿图中所示的哪个方向运动时，有可能保持匀速直线运动状态(　　)‎ A．v1方向　 　B．v2方向　　C．v3方向　　D．v4方向 解析：选C　若小球的速度沿v1方向，滑动摩擦力与v1的方向相反，即沿图中v3方向，由左手定则知，小球受到的洛伦兹力方向在斜面平面内与v1垂直向下，重力的分力mgsin θ沿斜面向下，则知球在斜面平面内所受的合外力不为零，小球不可能做匀速直线运动，故A错误；同理可知B、D错误；若小球的速度沿v3方向，滑动摩擦力与v3的方向相反，即沿图中v1方向，由左手定则知，小球受到的洛伦兹力方向在斜面平面内与v3垂直向上，即沿v2方向，重力的分力mgsin θ沿斜面向下，则知斜面平面内的合外力可能为零，小球有可能做匀速直线运动，故C正确。‎ ‎5．如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过轻绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段轻绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态。则(　　)‎ A．水平面对C的支持力等于B、C的总重力 B．C对B一定有摩擦力 C．水平面对C一定有摩擦力 D．水平面对C可能没有摩擦力 ‎6．如图所示，一个质量为4 kg的半球形物体A放在倾角为θ＝37°的斜面B上静止不动。若用通过球心的水平推力F＝10 N作用在物体A上，物体A仍静止在斜面上，斜面仍相对地面静止。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2，则(　　)‎ A．物体A受到斜面B的摩擦力增加8 N B．物体A对斜面B的作用力增加10 N C．地面对斜面B的弹力不变 D．地面对斜面B的摩擦力增加10 N 解析：选CD　若用通过球心的水平推力F＝10 N作用在物体A上，物体A仍静止在斜面上，将该力沿斜面方向和垂直斜面方向分解，由平衡条件可得：Fcos 37°＋Ff＝mgsin 37°，解得摩擦力Ff＝16 N。物体A受到斜面B的摩擦力减小ΔFf＝24 N－16 N＝8 N，选项A错误；没有施加水平力F时，根据平衡条件，A受斜面作用力与重力等大反向，即大小为40 N，根据牛顿第三定律，物体A对斜面的作用力为40 N，方向竖直向下。施加水平力F后，物体A对斜面的作用力如图，F′＝ N＝10 N，物体A对斜面B的作用力增加(10－40)N，选项B错误；把物体A和斜面B看作整体，分析受力，由平衡条件可知，地面对斜面B的弹力不变，摩擦力增加10 N，选项C、D正确。‎ ‎7．如图所示，两个相同的固定斜面上分别放有一个处于静止的三角形木块A、B，它们的质量相等。A 木块左侧面沿竖直方向，B木块左侧面垂直于斜面，在两斜面上分别放上一个相同的光滑球后，木块仍保持静止，则放上球后(　　)‎ A．A木块受到的摩擦力等于B木块受到的摩擦力 B．A木块受到的摩擦力小于B木块受到的摩擦力 C．A木块对斜面的压力等于B木块对斜面的压力 D．A木块对斜面的压力大于B木块对斜面的压力 ‎8.如图8所示，置于地面的矩形框架中用两细绳拴住质量为m的小球，绳B水平.设绳A、B对球的拉力大小分别为F1、F2，它们的合力大小为F.现将框架在竖直平面内绕左下端缓慢旋转90°，在此过程中(　　)‎ 图8‎ A.F1先增大后减小 B.F2先增大后减小 C.F先增大后减小 D.F先减小后增大 答案　B 解析　对小球受力分析如图所示：‎ 小球处于静止状态，受力平衡，两绳的拉力的合力与重力大小相等、方向相反，则F不变，根据平行四边形定则可知，将框架在竖直平面内绕左下端缓慢旋转90°的过程中，F1逐渐减小，F2先增大后减小，当绳A处于水平方向时，F2最大，故B正确.‎ ‎9.如图9所示，两个带有同种电荷的小球m1、m2，用绝缘细线悬挂于O点，若q1>q2，L1>L2，平衡时两球到过O点的竖直线的距离相等，则(　　)‎ 图9‎ A.m1>m2‎ B.m1＝m2‎ C.m1F1＝F2‎ C.F3＝F1>F2 D.F1>F2>F3‎ 答案　C 解析　甲图：物块静止，弹簧的拉力F1＝mg；乙图：以物块为研究对象，受力如图甲，‎ F2＝Gsin60°＝mg≈0.866mg x.k+w 丙图：以动滑轮为研究对象，受力如图乙.由几何知识得F3＝mg，故F3＝F1>F2‎ ‎　　‎ ‎24.如图6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且球半径远小于碗的半径.则弹簧的原长为(　　)‎ 图6‎ A.＋R B.＋R C.＋R D.＋R 答案　D 解析　以A球为研究对象，小球受三个力：重力、弹力和碗的支持力如图所示，由平衡条件，‎ ‎25.如图7(a)所示，两段等长细绳将质量分别为2m、m的小球A、B悬挂在O点，小球A受到水平向右的恒力F1的作用、小球B受到水平向左的恒力F2的作用，当系统处于静止状态时，出现了如图(b)所示的状态，小球B刚好位于O点正下方.则F1与F2的大小关系正确的是(　　)‎ 图7‎ A.F1＝4F2 B.F1＝3F2‎ C.F1＝2F2 D.F1＝F2‎ 答案　A ‎　‎ ‎26.图11中工人在推动一台割草机，施加的力大小为100N，方向与水平地面成30°角斜向下，g取10m/s2.‎ 图11‎ ‎(1)若割草机重300N，则它作用在地面上向下的压力为多大？‎ ‎(2)若工人对割草机施加的作用力与图示反向，力的大小不变，则割草机作用在地面上向下的压力又为多大？‎ ‎(3)割草机割完草后，工人用最小的拉力拉它，使之做匀速运动，已知这个最小拉力为180N，则割草机与地面间的动摩擦因数μ及最小拉力与水平方向夹角α为多少？‎ 答案　(1)350N　(2)250N　(3)0.75　37°‎ 解析　工人对割草机施加的作用力沿竖直方向的分力为50N.‎ ‎(1)当工人斜向下推割草机时，在竖直方向上有：‎ FN1＝G＋Fsin30°‎ 解得：FN1＝350N.‎ 所以当α＋φ＝90°，即tanα＝μ时，F有最小值：‎ Fmin＝ 代入数据可得：μ＝0.75，α＝37°.‎ ‎27.如图12所示，水平面上有一个倾角为θ＝30°的斜劈，质量为m.一个光滑小球，质量也为m，用绳子悬挂起来，绳子与斜面的夹角为α＝30°，整个系统处于静止状态.‎ 图12‎ ‎(1)求出绳子的拉力FT；‎ ‎(2)若地面对斜劈的最大静摩擦力Ffm等于地面对斜劈的支持力的k倍，为了使整个系统始终保持静止，k值必须满足什么条件？‎ 答案　(1)mg　(2)k≥ 解析　(1)对小球受力分析，如图甲所示，由平衡条件得：‎ mgsinθ－FTcosα＝0，解得FT＝mg.‎ ‎(2)对斜劈和小球组成的整体受力分析，如图乙所示，由平衡条件得：‎ 水平方向：FTcos(θ＋α)－Ff＝0‎ 竖直方向：FN2＋FTsin(θ＋α)－2mg＝0‎ 又Ff≤Ffm＝kFN2‎ 联立各式解得k≥.‎ ‎28.如图13所示，质量为m的物体，放在一固定的斜面上，当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑.对物体施加一大小为F的水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，试求：‎ 图13‎ ‎(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ；‎ ‎(2)临界角θ0.‎ 由匀速直线运动的条件有Fcosα＝mgsinα＋Ff，FN＝mgcosα＋Fsinα，Ff＝μFN 解得F＝ 当cosα－μsinα＝0时，F→∞，即“不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行”，此时临界角θ0＝α＝60°.‎