【物理】2018届二轮复习相互作用与物体平衡作业

【物理】2018届二轮复习相互作用与物体平衡作业

专题二　相互作用与物体平衡 第 1 讲　重力　弹力　摩擦力 ◎ 知能训练 ◎ 一、单项选择题 1．如图 K2­1­1 所示，小车受到水平向右的弹力作用，与该弹力的有关说法中正确 的是(　　　) 图 K2­1­1 A．弹簧发生拉伸形变 B．弹簧发生压缩形变 C．该弹力是小车形变引起的 D．该弹力的施力物体是小车 2．如图 K2­1­2 所示，有一个人站在超市的自动电梯上，若电梯斜向下匀速运动， 则此人受到的力有(　　) 图 K2­1­2 A．重力和弹力 B．重力、弹力和摩擦力 C．重力、弹力和牵引力 D．重力、弹力、摩擦力和牵引力 3．如图 K2­1­3 所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力 F 作用而做匀 速直线运动，则下列说法正确的是(　　) 图 K2­1­3 A．物体可能不受弹力作用 B．物体可能受三个力作用 C．物体可能不受摩擦力作用 D．物体一定受四个力作用 二、双项选择题 4．关于重力的说法，正确的是(　　) A．地球上一切物体都受到地球的吸引作用，物体受到的重力，就是地球对它的吸 引力 B．重力的大小可以用弹簧测力计测出，物体对弹簧的拉力(或压力)，就是物体受 到的重力 C．物体受到的重力，作用点在物体的重心上 D．具有规则几何形状的物体的重心，不一定就在其几何中心上 5．如图 K2­1­4 所示，质量为 m 的物体放在倾角为 30°的斜面上，在平行斜面向下 的力 F 作用下处于静止状态，下列关于斜面对物体摩擦力大小的说法，正确的是(　　) 图 K2­1­4 A．f 一定大于 F B．f 一定小于 F C．f 一定等于 F D．f 可能等于 mg 6．两个劲度系数分别为 k1 和 k2 的轻质弹簧 a、b 串接在一起，a 弹簧的一端固定在 墙上，如图 K2­1­5 所示．开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在 b 弹簧的 P 端向右拉动弹簧，已知 a 弹簧的伸长量为 L，则(　　) 图 K2­1­5 A．b 弹簧的伸长量也为 L B．b 弹簧的伸长量为k1L k2 C．P 端向右移运动的距离为 2L D．P 端向右移运动的距离为 (1＋k1 k2)L 三、非选择题 7．如图 K2­1­6 所示，质量为 m 的物体 A 压在放于地面上的竖直轻弹簧 B 上，现 用细绳跨过定滑轮将物体 A 与另一轻弹簧 C 连接，当弹簧 C 处于水平位置且右端位于 a 点时，弹簧 C 刚好没有发生变形，已知弹簧 B 和弹簧 C 的劲度系数分别为 k1 和 k2，不 计定滑轮、细绳的质量和摩擦，将弹簧 C 的右端由 a 点沿水平方向拉到 b 点时，弹簧 B 刚好没有变形，求： (1)当弹簧 C 的右端位于 a 点时，弹簧 B 的形变量． (2)a、b 两点间的距离． 图 K2­1­6 8.如图 K2­1­7 所示，重物 A 质量为 mA＝5 ，重物 B 质量为 mB＝2 ，A 与桌面间的 最大静摩擦力为 fm＝10 ，为使系统处于静止状态，取 g＝10 N/kg，试求拉力 F 的大 小． 图 K2­1­7 ◎ 真题回放 ◎ 9．如图 K2­1­8 所示，用完全相同的轻弹簧 A、B、C 将两个相同的小球连接并悬 挂，小球处于静止状态，弹簧 A 与竖直方向的夹角为 30°，弹簧 C 水平，则弹簧 A、C 的伸长量之比为(　　) 图 K2­1­8 A. 3∶4 B．.4∶ 3 C．1∶2 D．2∶1 10．如图 K2­1­9 所示，在固定斜面上的一物块受到一外力 F 的作用，F 平行于斜 面向上．若要物块在斜面上保持静止，F 的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值 分别为 F1 和 F2(F2>0)．由此可求出(　　) 图 K2­1­9 A．物块的质量 B．斜面的倾角 C．物块与斜面间的最大静摩擦力 D．物块对斜面的正压力 第 2 讲　力的合成与分解 ◎ 知能训练 ◎ 一、单项选择题 1．一名体操运动员在水平地面上做倒立动作，下列哪个图中沿每支手臂向下的力 最大(　　) A B C D 2．如图 K2­2­1 所示，舰载机保持牵引力 F 大小不变在匀速航行的航母上降落时受 到阻拦而静止，此时阻拦索夹角 θ＝120°，空气阻力和甲板阻力不计，则阻拦索承受的 张力大小为(　　) 图 K2­2­1 A.F 2 B．F C. 3F D．2F 3．如图 K2­2­2 所示，力 F 垂直作用在倾角为 α 的三角滑块上，滑块没被推动，则 滑块受到地面的静摩擦力大小为(　　) 图 K2­2­2 A．0 B．Fcos α C．Fsin α D．Ftan α 二、双项选择题 4．如图 K2­2­3 所示，水平地面粗糙，A、B 两同学站在地上水平推墙．甲中 A 向 前推 B，B 向前推墙；乙中 A、B 同时向前推墙．每人用力的大小都为 F，方向水平．则 以下说法正确的是(　　) 甲 乙 图 K2­2­3 A．甲方式中墙受到的推力为 2F B．乙方式中墙受到的推力为 2F C．甲方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为 F D．乙方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为 F 5．如图 K2­2­4 所示，轻杆左端插在竖直墙内固定，右端安装有光滑轻滑轮．细绳 的上端固定在竖直墙上，下端跨过滑轮与重 G 的物体相连，整个系统处于静止状态．已 知杆处于水平位置，细绳的上段跟杆成 α＝30°角．关于细绳对滑轮的压力 F，下列说法 中正确的是(　　) A．F 的方向沿杆向左 B．F 的方向跟杆成 30°斜向左下方 C．F 与 G 的大小相等 D．F 一定比 G 大 图 K2­2­4 图 K2­2­5 6．如图 K2­2­5 所示，两个小孩共同提一桶水匀速前进，则有(　　) A．手臂对水桶的作用力一定是沿着手臂斜向上 B．水桶受到的合力为零 C．两个小孩手臂对水桶的合力一定是竖直向上 D．手臂对水桶的作用力一定小于水桶和水的总重力 三、非选择题 7．如图 K2­2­6 所示，绳 OC 与竖直方向成 30 角，O 为质量不计的滑轮，已知物体 B 重 1000 ，物体 A 重 400 ，物体 A、B 均静止．求： (1)物体 B 所受摩擦力为多大？ (2)OC 绳的拉力为多大？ 图 K2­2­6 8．如图 K2­2­7 所示，重 100 N 的物体 A 沿倾角为 30°的斜面向上滑动，斜面对物 体 A 的摩擦力的大小为 10 N．求： (1)物体 A 受哪几个力的作用？ (2)将物体 A 所受各力在沿斜面方向和垂直斜面方向进行分解，求各力在这两个方 向上分力的合力． (3)物体 A 与斜面间的动摩擦因数为多大？ 图 K2­2­7 ◎ 真题回放 ◎ 9．如图 K2­2­8 所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角 θ.若此人所受重力为 G，则椅子各个部分对他作用力的合力大小为(　　) 图 K2­2­8 A．G B．Gsin θ C．Gcos θ D．Gtan θ 10．两个共点力 F1、F2 大小不同，它们的合力大小为 F，则(　　) A．F1、F2 同时增大一倍，F 也增大一倍 B．F1、F2 同时增加 10 N，F 也增加 10 N C．F1 增加 10 N，F2 减少 10 N，F 一定不变 D．若 F1、F2 中的一个增大，F 不一定增大 11．如图 K2­2­9 所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方 向的夹角都为 45˚，日光灯保持水平，所受重力为 G，左右两绳的拉力大小分别为(　　) 图 K2­2­9 A．G 和 G B. 2 2 G 和 2 2 G C.1 2G 和 3 2 G D.1 2G 和 1 2G 第 3 讲　共点力的平衡条件及其应用 ◎ 知能训练 ◎ 一、单项选择题 1．三段不可伸长的细绳 OA、OB、OC ，悬挂一质量为 m 的重物，如图 K2­3­1 所 示，其中 OA 与竖直方向的夹角为 θ，OB 沿水平方向，则 OA、OB 绳拉力大小分别为(　　) A．mgsin θ，mgcos θ B．mgcos θ，mgsin θ C. mg sin θ ，mgcot θ D. mg cos θ ，mgtan θ 图 K2­3­1 图 K2­3­2 2．如图 K2­3­2 所示，运动员的双手握紧竖直放置的圆形器械，其中 OA′与 OB 垂直，在手臂 OA 沿由水平方向缓慢移到 A′位置过程中，若手臂 OA、OB 的拉力分别 为 FA 和 FB，下列表述正确的是(　　) A．FA 一定小于运动员的重力 G B．FA 与 FB 的合力始终大小不变 C．FA 的大小保持不变 D．FB 的大小保持不变 3．一圆弧形坡道，如图 K2­3­3 所示，若将同—辆车先后停放在 a 点和 b 点，下述 分析和比较正确的是(　　) A．车在 a 点受坡道的支持力大于在 b 点受的支持力 B．车在 a 点受坡道的摩擦力大于在 b 点受的摩擦力 C．车在 a 点受到的合外力大于在 b 点受的合外力 D．车在 a 点受的重力的下滑分力大于在 b 点受的重力的下滑分力 图 K2­3­3 图 K2­3­4 4．在第九届珠海航展上，“八一”跳伞队惊艳航展．如图 K2­3­4 所示，在某段时 间内将伞对运动员的作用力简化为两根绳子对运动员的拉力，设两绳与竖直方向的夹角 均为 30°，运动员重力为 G(不计运动员所受空气阻力)，下列说法正确的是(　　) A．若运动员匀速运动，则每根绳的拉力为 3 3 G B．若运动员匀速运动，则每根绳的拉力为 3 2 G C．若运动员匀速运动，则每根绳的拉力为 2 2 G D．不论运动员运动状态如何，两绳拉力的合力大小都为 G 二、双项选择题 5．如图 K2­3­5 所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力，即 F1、 F2 和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中 F1＝10 N、F2＝2 N．若撤去力 F1，则下列 说法正确的是(　　) A．木块受到滑动摩擦力 B．木块受到静摩擦力 C．木块所受合力为 2 N，方向向左 D．木块所受合力为零 图 K2­3­5 图 K2­3­6 6．如图 K2­3­6 所示，斜面体 A 静置于水平地面上，其倾角为 θ＝45°，上底面水平 的物块 B 在 A 上恰能匀速下滑．现对 B 施加一个沿斜面向上的力 F 使 B 总能极其缓慢 地向上匀速运动，某时刻在 B 上轻轻地放上一个质量为 m 的小物体 C(图中未画出)，A 始终静止，B 保持运动状态不变．关于放上 C 之后的情况，下列说法正确的是(　　) A．B 受到的摩擦力增加了 2 2 mg B．B 受到的摩擦力不变 C．A 受到地面的摩擦力不变 D．A 受到地面的摩擦力增加了 mg 7．如图 K2­3­7 所示，用轻绳吊一个重为 G 的小球，欲施一力 F 使小球在图示位置 平衡(θ<30°), 下列说法正确的是(　　) 图 K2­3­7 A．F 最小值为 Gsin θ B．若 F 与绳拉力大小相等，F 方向与竖直方向必成 θ 角 C．若 F 与 G 大小相等，F 方向与竖直方向必成 θ 角 D．若 F 与 G 大小相等，F 方向与竖直方向必成 4θ 角 8．如图 K2­3­8 所示，质量为 m、顶角为 α 的直角劈和质量为 M 的正方体放在两竖 直墙和水平面间，处于静止状态．若不计一切摩擦，则(　　) 图 K2­3­8 A．水平面对正方体的弹力大小为(M＋m)g B．墙面对正方体的弹力大小 mg tan α C．正方体对直角劈的弹力大小为 mgcos α D．直角劈对墙面的弹力大小 mgsin α 三、非选择题 9．如图 K2­3­9 所示，质量为 m、横截面为直角三角形的物块 ABC，∠ABC＝α，AB 边靠在竖直墙面上，F 是垂直于斜面 BC 的推力．现物块静止不动，求摩擦力的大小． 图 K2­3­9 10．如图 K2­3­10 所示，质量为 M 的直角三棱柱 A 放在水平地面上，三棱柱的斜 面是光滑的，且斜面倾角为 θ.质量为 m 的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A 和 B 都处于静止状态，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少？ 图 K2­3­10 11．如图 K2­3­11 所示，物体的质量 m＝4.4 kg，用与竖直方向成 θ＝37°的斜向右 上方的推力 F 把该物体压在竖直墙壁上，并使它沿墙壁在竖直方向上做匀速直线运 动．物体与墙壁间的动摩擦因数 μ＝0.5，取重力加速度 g＝10 m/s 2，求推力 F 的大 小．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 图 K2­3­11 ◎ 真题回放 ◎ 12．如图 K2­3­12 所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于 O 点．现用水平力 F 缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接 近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力 FN 以及绳对小球的拉力 FT 的变化情况是(　　) A．FN 保持不变，FT 不断增大 B．FN 不断增大，FT 不断减小 C．FN 保持不变，FT 先增大后减小 D．FN 不断增大，FT 先减小后增大 图 K2­3­12 图 K2­3­13 13．如图 K2­3­13 所示，物体 P 静止于固定的斜面上，P 的上表面水平．现把物体 Q 轻轻地叠放在 P 上，则(　　) A．P 向下滑动 B．P 静止不动 C．P 所受的合外力增大 D．P 与斜面间的静摩擦力增大 14．如图 K2­3­14 所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以 速度 v0 匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力(　　) 图 K2­3­14 A．等于零 B．不为零，方向向右 C．不为零，方向向左 D．不为零，v0 较大时方向向左，v0 较小时方向向右 专题二　相互作用与物体平衡（答案） 第 1 讲　重力　弹力　摩擦力 1．A　 2．B　解析：图中电梯为斜面电梯，因此人除受重力、弹力外，还受摩擦力． 3．D　解析：由于物体匀速运动，所以物体受到的合力应为零，物体受到的滑动摩 擦力大小应与拉力 F 的水平分力相等，根据摩擦力产生的条件可知，物体一定会受到弹 力作用，所以 A 错误．由平衡条件可知物体受到向下的重力、向上的弹力、向左的摩擦 力以及拉力 F 四个力，所以 B 错误，C 错误． 4．CD　5.AD　 6．BD　解析：两弹簧中弹力相等，k1L＝k2x，解得 b 弹簧的伸长量为 x＝k1L k2 ，选 项 B 正确，A 错误．P 端向右移运动的距离为 L＋x＝(1＋k1 k2)L，选项 D 正确． 7．解：(1)当弹簧 C 的右端位于 a 点时，细绳没有拉力，A 物体受力如图 D38 所 示． 由二力平衡，可知弹簧 B 弹力 F1＝mg 设弹簧 B 的压缩量为 Δx1，由胡克定律得 F1＝k1Δx1 上两式联立解得 Δx1＝mg k1 . 图 D38 图 D39 (2)当弹簧 C 的右端位于 b 点时，弹簧 B 没弹力，此时细绳有拉力，A 物体受力如 图 D39 所示． 由二力平衡，可知绳的拉力 T＝mg 则弹簧 C 弹力 F2＝T＝mg 设弹簧 C 伸长量为 Δx2，由胡克定律得 F2＝k2Δx2 解得 Δx2＝mg k2 故 a、b 之间的距离为 Δx1＋Δx2＝(1 k1＋1 k2)mg. 8．解：对物体 B 受力分析得：绳的拉力 T＝GB＝mBg＝20 N 对物体 A 受力分析得：水平方向上受绳的拉力 T、F 和静摩擦力 f 作用． 当外力 F 较小时，静摩擦力向左，有 F＋fm＝T 则 F＝10 N 当外力 F 较大时，静摩擦力向右 F＝T＋fm 则 F＝30 N 所以 10 N≤F≤30 N. 9．D　10.C　 第 2 讲　力的合成与分解 1．D　2.B　3.C　 4．BD　解析：甲方式中，先对 A 同学受力分析，水平方向受 B 对 A 的向后的弹力 和地面对 A 的向前的静摩擦力；再对 B 同学受力分析，受 A 对 B 的弹力和墙壁对 B 的 弹力，根据平衡条件得到，墙壁对 B 的弹力等于 A 对 B 的弹力，为 F，即 B 同学与地 面间没有静摩擦力，故 A 错误，C 错误．乙方式中墙受到两位同学的推力，均为 F，两 个力同向，故合力为 2F；两位同学受到地面的摩擦力大小都为 F，故 BD 正确． 5．BC　解析：绳子上段的拉力跟下端的拉力大小相等并等于 G，夹角为 120°，故 细绳对滑轮的压力为两端细绳拉力的合力且等于 G，方向沿两端细绳的角平分线上，选 项 B、C 正确． 6．BC 7．解：(1)OA、OB 绳中的拉力大小相等，设为 T. 对物体 A 有 T＝GA＝400 N 对滑轮 O：由于 OA、OB 绳中的拉力大小相等，OC 绳在∠BOA 的角平分线所在直 线上，所以 BO 与竖直方向的夹角为 60°. 则物体 B 所受摩擦力为 f＝Tcos 30°＝200 3 N. (2)OC 绳的拉力为 TC＝2Tcos 30°＝ 3T＝400 3 N. 8．解：(1)物体 A 受重力 mg、支持力 FN 及滑动摩擦力 f 的作用． (2)由于垂直斜面方向物体 A 没发生运动，故垂直斜面方向上各分力的合力为 0 ， 即 FN－mgcos θ＝0① 沿斜面方向的分力的合力 F＝mgsin θ＋f② 将 mg＝100 N，f＝10 N，θ＝30°代入②式得 F＝60 N. (3)由 f＝μFN 所以 μ＝ f FN＝ 10 100 × cos 30° ＝ 3 15 . 9．A　解析：人静躺在椅子上，受力平衡，由平衡条件可知椅子各个部分对他作用 力的合力大小为 G，选项 A 正确． 10．AD　11.B　 第 3 讲　共点力的平衡条件及其应用 1．D　2.B　 3．A　解析：根据平衡有 N＝mgcos θ，f＝mgsin θ，b 点的倾角大于 a 点的倾角， 所以 a 点的支持力大于 b 点的支持力，a 点所受的摩擦力小于 b 点所受的摩擦力，故 A 正确，B 错误．车处于静止，所以车在 a 点受到的合力等于 b 点所受的合力，等于零， 故 C 错误．重力沿斜面向下的分力为 mgsin θ，知 a 点重力下滑的分力小于 b 点重力的 下滑分力，故 D 错误． 4．A　5.BD 6．AD　解析：根据物块 B 在 A 上恰能匀速下滑可知 mgsin 45°＝μmgcos 45°.放上 C 之后，B 受到的摩擦力增加了 2 2 mg，选项 A 正确，B 错误．由于 B 保持运动状态不变， 放上 C 之后沿斜面向上的推力一定增大了 2mgsin 45°，A 受到地面的摩擦力增加 2mgsin 45°cos 45°＝mg，选项 D 正确． 7．AB　解析：此题实际上可视为一动态平衡问题，如图 D40 所示，可知 A、B 正 确． 图 D40 8．AB　解析：对 m 研究，分析受力可以得到 M 给 m 的弹力为 mg sin α ，墙对 m 的弹 力为 mg tanα ，所以 C、D 错；对整体分析可以求得水平面给正方体的弹力大小为(M＋m)g， 墙面对正方体的弹力为 mg tanα ，所以 A、B 正确． 9．解：对三角形物块进行受力分析，如图 D41 所示．由平衡条件有 f－mg－Fsin α ＝0、N－Fcos α＝0，解得摩擦力 f＝mg＋Fsin α. 图 D41 10．解：选取 A 和 B 整体为研究对象，它受到重力(M＋m)g，地面支持力 N，墙壁 的弹力 F 和地面的摩擦力 f 的作用(如图 D42 所示)而处于平衡状态．根据平衡条件有 N－(M＋m)g＝0，F＝f 可得 N＝(M＋m)g 再以 B 为研究对象，它受到重力 mg，三棱柱对它的支持力 NB，墙壁对它的弹力 F 的作用(如图 D43 所示)，而处于平衡状态，根据平衡条件有 NBcos θ＝mg，NBsin θ＝F 解得 F＝mgtan θ，所以 f＝F＝mgtan θ. 图 D42 图 D43 11．解：物体若向上做匀速直线运动，受力如图 D44 所示，有 Fcos θ＝mg＋f Fsin θ＝FN f＝μFN 由以上三式解得推力 F 的大小为 F＝ mg cos θ－μsin θ ＝ 4.4 × 10 0.8－0.5 × 0.6 N＝88 N 图 D44 图 D45 若物体向下做匀速直线运动，受力如图 D45 所示，有 Fcos θ＋f＝mg Fsin θ＝FN f＝μFN 由以上三式解得推力 F 的大小为 F＝ mg cos θ＋μsin θ ＝ 4.4 × 10 0.8＋0.5 × 0.6 N＝40 N. 12．D　 13．BD　解析：物体 P 静止于斜面上，则 mgsin θ≤μmgcos θ，把物体 Q 轻轻地叠 放在 P 上时，P、Q 整体质量增加，相对斜面仍然满足 m′gsin θ≤μm′gcos θ，故 P 静 止不动，所受的合外力为零，A、C 错误，B 正确；P 所受的合外力为零，P 与斜面间 的静摩擦力增大为 m′gsin θ，D 正确． 14．A　解析：斜劈和物块都平衡，对斜劈和物块整体受力分析知地面对斜劈的摩 擦力为零，选 A.