【物理】2018届二轮复习“力与物体平衡”学案（全国通用）

【物理】2018届二轮复习“力与物体平衡”学案（全国通用）

‎“力与物体平衡”学前诊断 考点一 受力分析 ‎1.[考查共点力的平衡条件、弹力的方向判断]‎ 如图所示，三个形状不规则的石块a、b、c在水平桌面上成功地叠放在一起。下列说法正确的是(　　)‎ A．石块b对a的支持力一定竖直向上 B．石块b对a的支持力一定等于a受到的重力 C．石块c受到水平桌面向左的摩擦力 D．石块c对b的作用力一定竖直向上 解析：选D　由题图可知，a与b的接触面不是水平面，可知石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力，跟a受到的重力是一对平衡力，故A、B错误；以三个石块作为整体研究，整体受到的重力与支持力是一对平衡力，则石块c不会受到水平桌面的摩擦力，故C错误；选取ab作为整体研究，根据平衡条件，石块c对b的作用力与其重力平衡，则石块c对b的作用力一定竖直向上，故D正确。‎ ‎2．[考查摩擦力的有无及方向判断]‎ ‎[多选]如图甲、乙所示，倾角为θ的斜面上放置一滑块M，在滑块M上放置一个质量为m的物块，M和m相对静止，一起沿斜面匀速下滑，下列说法正确的是(　　)‎ A．图甲中物块m受到摩擦力 B．图乙中物块m受到摩擦力 C．图甲中物块m受到水平向左的摩擦力 D．图乙中物块m受到与斜面平行向上的摩擦力 解析：选BD　对题图甲：设m受到摩擦力，则物块m受到重力、支持力、摩擦力，而重力、支持力平衡，若受到摩擦力作用，其方向与接触面相切，方向水平，则物体m受力将不平衡，与题中条件矛盾，故假设不成立，A、C错误。对题图乙：设物块m不受摩擦力，由于m匀速下滑，m必受力平衡，若m只受重力、支持力作用，由于支持力与接触面垂直，故重力、支持力不可能平衡，则假设不成立，由受力分析知：m受到与斜面平行向上的摩擦力，B、D正确。‎ ‎3．[考查力的合成与分解、胡克定律]‎ ‎[多选]如图，粗糙水平面上a、b、c、d四个相同小物块用四根完全相同的轻弹簧连接，正好组成一个等腰梯形，系统静止。ab之间、ac之间以及bd之间的弹簧长度相同且等于cd之间弹簧长度的一半，ab之间弹簧弹力大小为cd之间弹簧弹力大小的一半。若a受到的摩擦力大小为f，则(　　)‎ A．ab之间的弹簧一定是压缩的 B．b受到的摩擦力大小为f C．c受到的摩擦力大小为f D．d受到的摩擦力大小为‎2f 解析：选ABC　设每根弹簧的原长为L0，ab之间弹簧的形变量为Δx1，cd之间弹簧的形变量为Δx2，则有kΔx2＝2kΔx1，若ab之间的弹簧也是被拉长，则有：L0＋Δx2＝2(L0＋Δx1)，解得L0＝0，不符合题意，所以ab之间的弹簧被压缩，A正确；由于a受到的摩擦力大小为f，根据对称性可得，b受到的摩擦力大小也为f，B正确；以a和c为研究对象进行受力分析如图所示，图中的θ为ac与cd之间的夹角，则cos θ＝＝，所以θ＝60°，则∠cab＝120°，a受到的摩擦力大小f＝T；对c根据力的合成可得fc＝f，所以C正确；由于c受到的摩擦力大小为f，根据对称性可知，d受到的摩擦力大小也为f，D错误。‎ ‎4．[考查物体的平衡条件、摩擦力的分析与计算]‎ 如图，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为(　　)‎ A.　　　　　　　　　 B. C. D. 解析：选B　滑块B刚好不下滑，根据平衡条件得mBg＝μ‎1F；滑块A恰好不滑动，则滑块A与地面之间的摩擦力等于最大静摩擦力，把A、B看成一个整体，根据平衡条件得F＝μ2(mA＋mB)g，解得＝。选项B正确。‎ 考点二 整体法与隔离法的应用 ‎5.[考查整体法与隔离法、力的合成与分解]‎ 如图所示，质量为M的四分之一圆柱体放在粗糙水平地面上，质量为m的正方体放在圆柱体和光滑墙壁之间，且不计圆柱体与正方体之间的摩擦，正方体与圆柱体的接触点的切线与右侧墙壁成θ角，圆柱体处于静止状态。则(　　)‎ A．地面对圆柱体的支持力为Mg B．地面对圆柱体的摩擦力为mgtan θ C．墙壁对正方体的弹力为 D．正方体对圆柱体的压力为 解析：选C　以正方体为研究对象，受力分析，如图：‎ 由几何知识得，墙壁对正方体的弹力FN1＝ 圆柱体对正方体的弹力 FN2＝，‎ 根据牛顿第三定律得正方体对圆柱体的压力为。‎ 以圆柱体和正方体为研究对象，竖直方向受力平衡，‎ 地面对圆柱体的支持力：FN＝(M＋m)g，‎ 水平方向受力平衡，地面对圆柱体的摩擦力：‎ Ff＝FN1＝。‎ 故选C。‎ ‎6．[考查整体法与隔离法、物体的平衡条件]‎ ‎[多选]如图所示，木板C放在水平地面上，木板B放在C的上面，木板A放在B的上面，A的右端通过轻质弹簧秤固定在竖直的墙壁上，A、B、C、质量相等，且各接触面动摩擦因数相同，用大小为F的力向左拉动C，使它以速度v匀速运动，三者稳定后弹簧秤的示数为T。则下列说法正确的是(　　)‎ A．B对A的摩擦力大小为T，方向向左 B．A和B保持静止，C匀速运动 C．A保持静止，B和C一起匀速运动 D．C受到地面的摩擦力大小为F－T 解析：选ACD　由题意，A、B、C 质量相等，且各接触面动摩擦因数相同，再依据滑动摩擦力公式Ff＝μFN，可知，B、C之间的滑动摩擦力大于A、B之间的，因此在F作用下，BC作为一整体运动的，对A受力分析：A受水平向右的拉力和水平向左的摩擦力，那么根据平衡条件，可知，B对A的摩擦力大小为T，方向向左，故A、C正确，B错误；又因为木板间力的作用是相互的，则木板B受到A对它水平向右的摩擦力，大小为T；由于B、C做匀速直线运动，则B、C受到水平向左的拉力F和水平向右的两个摩擦力平衡(A对B的摩擦力和地面对C的摩擦力)，根据平衡条件可知，C受到地面的摩擦力大小为F－T，故D正确。‎ ‎7．[考查整体法与隔离法、摩擦力的分析与判断]‎ ‎[多选]如图所示，质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m的小球B置于斜面上，整个系统处于静止状态，已知斜面倾角及轻绳与竖直方向夹角均为θ＝30°。不计小球与斜面间的摩擦，则(　　)‎ A．轻绳对小球的作用力大小为mg B．斜面对小球的作用力大小为mg C．斜面体对水平面的压力大小为(M＋m)g D．斜面体与水平面间的摩擦力大小为mg 解析：选AD　以小球B为研究对象，受力如图甲所示，由几何关系知θ＝β＝30°。根据受力平衡可得 FT＝FN＝mg 以斜面体A为研究对象，其受力如图乙所示。‎ 由受力平衡得FN1＝Mg＋FN′cos θ＝Mg＋mg Ff＝FN′sin θ＝mg 故B、C选项错误，A、D选项正确。‎ 考点三 动态平衡问题 ‎8.[考查用图解法分析动态平衡问题]‎ 质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F 缓慢拉动绳的中点O，如图所示。用T表示绳 OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中(　　)‎ A．F逐渐变大，T逐渐变大 B．F逐渐变大，T逐渐变小 C．F逐渐变小，T逐渐变大 D．F逐渐变小，T逐渐变小 解析：选A　以O点为研究对象，受力如图所示，当用水平向左的力缓慢拉动O点时，则绳OA与竖直方向的夹角变大，由共点力的平衡条件知F逐渐变大，T逐渐变大，选项A正确。‎ ‎9．[考查用解析法分析动态平衡问题]‎ ‎[多选]如图所示，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，若将细线的固定点由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，则(　　)‎ 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 解析：选AB　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。‎ 水平方向FTcos α＝F，竖直方向：FN＋FTsin α＝(mA＋mB)g，因为细线与水平地面的夹角α减小，cos α增大，sin α减小，FT将减小，FN将增大，所以细线所受拉力减小，地面受到的压力增大，A正确，D错误；以物体A为研究对象，受力分析如图乙所示，竖直方向：FNA＋FTsin α＝mAg，FT减小，sin α减小，所以FNA增大，B正确；以B为研究对象，在水平方向上由力的平衡可得Ff＝F，A物体所受摩擦力不变，C错误。‎ ‎10．[考查用相似三角形法求解动态平衡问题]‎ ‎[多选]如图所示，质量均为m的小球A、B用劲度系数为k1的轻弹簧相连，B球用长为L的细绳悬于O点，A球固定在O点正下方，当小球B平衡时，绳子所受的拉力为FT1，弹簧的弹力为F1；现把A、B间的弹簧换成原长相同但劲度系数为k2(k2>k1‎ ‎)的另一轻弹簧，在其他条件不变的情况下仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为FT2，弹簧的弹力为F2，则下列关于FT1与FT2、F1与F2大小之间的关系，正确的是(　　)‎ A．FT1>FT2 B．FT1＝FT2‎ C．F1

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