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物理二轮练习精练精析——2.3受力分析、共点力平衡

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物理二轮练习精练精析——2.3受力分析、共点力平衡

2019 版物理二轮练习精练精析2.3 受力分析、共点力平衡注意事项 :认真阅读理解,结合历年的真题,总结经验,查找不足!重在审题,多思考,多理解!无论是单选、多选还是论述题,最重要的就是看清题意。在论述题中, 问题大多具有委婉性, 尤其是历年真题部分,在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。考生要认真阅读题目中提供的有限材料,明确考察要点, 最大限度的挖掘材料中的有效信息,建议考生答题时用笔将重点勾画出来,方便反复细读。 只有经过仔细推敲,揣摩命题老师的意图,积极联想知识点,分析答题角度,才能够将考点锁定,明确题意。【一】选择题 ( 此题共 8 小题,每题 9 分,至少一个答案正确,选不全得 5 分,共 72 分)1.(2017 ·海南高考 ) 如图,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, 那么地面对斜劈的摩擦力 (). 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2. 如下图,重 50N的物体 放在倾角为 37°的粗糙斜面上,有一根原长为 10cm,劲度系数为 800N/m的弹簧,其一端固定在斜面顶端,另一端连接物体 后,弹簧长度为 14cm,现用一测力计沿斜面向下拉物体,假设物体与斜面间的最大静摩擦力为20N,当弹簧的长度仍为14cm时,测力计的读数不可能为().10NB.20NC.40ND.0N3.(2018 ·洛阳模拟 ) 如下图,质量为 m的物体在与斜面平行向上的拉力 F 作用下,沿着水平地面上质量为M的粗糙斜面匀速上滑, 在此过程中斜面保持静止,那么地面对斜面(). 无摩擦力B. 支持力等于 (m+M)gC.支持力为 (M+m)g-Fsin D.有水平向左的摩擦力,大小为Fcos4.(2018 ·广州模拟 ) 如下图,光滑半球形容器固定在水平面上, O为球心,一质量为 m的小滑块,在水平力 F 的作用下静止于 P 点. 设滑块所受支持力为 FN,OP 与水平方向的夹角为 . 以下关系正确的选项是 ().mgFtanB.F=mgtanC.FNmgsinD.FN=mgtan5.(2018 ·郑州模拟 ) 如下图,重 20N的物体放在粗糙水平面上,用F=8N的力斜向下推物体, F 与水平面成 30°角,物体与水平面间的动摩擦因数 =0.5, 物体与水平面间的最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力,那么 (). 地面对物体的支持力为24NB. 物体所受的摩擦力为12NC.物体所受的合力为5ND.物体所受的合力为零6.2017 年 7 月我国“蛟龙”号载人潜水器下潜记录再创新高, 成功实现下潜 5km深度 . 设潜水器在下潜或上升过程中只受重力、海水浮力和海水阻力作用,其中 , 海水浮力 F 始终不变 , 所受海水阻力仅与潜水器速率有关 . 当潜水器的总质量为M时恰好匀速下降 , 假设使潜水器以同样速率匀速上升 , 那么需要从潜水器储水箱向外排出水的质量为( 重力加速度为 g)().F)B.2F2(MMggC.FD.F2Mg2M2g7.(2017 ·江苏高考 ) 如下图,石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块, 侧面与竖直方向的夹角为, 重力加速度为 g,假设接触面间的摩擦力忽略不计,那么石块侧面所受弹力的大小为 ().C.mgB.mg2sin2cos1D. 1mgtanmgcot228. 如下图,用细绳系住放在倾角为 的光滑斜面上的球, 当细绳由水平方向缓慢向上偏移至竖直方向的过程中,细绳上的拉力将(). 逐渐增大C.先增大后减小B. 逐渐减小D.先减小后增大【二】计算题 ( 本大题共 2 小题,共 28 分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位 )9.(14 分) 如下图,两个质量均为m的小环套在一水平放置的粗糙长杆上,两根长度均为 l 的轻绳一端系在小环上,另一端系在质量为 M的木块上,两个小环之间的距离也为 l ,小环保持静止 . 试求:(1) 小环对杆的压力;(2) 小环与杆之间的动摩擦因数 至少为多大?10.(14 分) 如下图,在倾角为 的粗糙斜面上,有一个质量为 m的物体被水平力 F 推着静止于斜面上, 物体与斜面间的动摩擦因数为 ,且 tan ,假设物体恰好不下滑,那么推力 F 为多少?假设物体恰好不上滑,那么推力 F 为多少? ( 最大静摩擦力等于滑动摩擦力)答案解析1.【解析】选. 以斜劈和物块整体为研究对象,整个系统处于平衡状态,合外力为零 . 所以地面对斜劈没有水平方向的摩擦力的作用,故正确 .【变式备选】如下图,一倾角为的斜面体置于固定在光滑水平地面上的物体、B 之间,斜面体恰好与物体、B接触,一质量为 m的物体 C恰能沿斜面匀速下滑,此时斜面体与、B 均无作用力,假设用平行于斜面的力F 沿斜面向下推物体C,使其加速下滑,那么以下关于斜面体与物体、B 间的作用力的说法正确的选项是 (). 对物体、B 均无作用力B. 对物体有向左的压力,大小为Fcos 来源 :C.对物体 B 有向右的压力,大小为mgcossin D.对物体有向左的压力,大小为mgcossin 【解析】选 . 物体 C恰能沿斜面匀速下滑, 那么 C与斜面间的滑动摩擦力 Ff mgsin ,用力 F 推物体 C使其加速运动, C与斜面间的滑动摩擦力不变;以斜面为研究对象, C对斜面的压力在水平方向向右的分力为 F1=mgcossin ,C对斜面的摩擦力在水平方向向左的分力为 F2=mgsincos,那么 F1=F2,说明斜面与地面间无摩擦力,斜面相对地面没有运动趋势,斜面对物体 、B 均无作用力,故 正确 .2. 【解题指南】解答此题时可按以下思路分析:(1) 物体 所受的静摩擦力方向可能沿斜面向上或向下 .(2) 根据平衡条件列方程,求出拉力的范围 .【解析】选 C.在斜面上处于静止状态时合外力为零,在斜面上受五个力的作用,分别为重力、支持力、弹簧弹力、摩擦力、拉力F,当摩擦力的方向沿斜面向上时, Fmgsin37Ff mk ll0,F22N,当摩擦力沿斜面向下时, F 最小值为零,即拉力的取值范围为 0F22N, 应选 C.3. 【解析】选 C、D.由于 m沿着斜面匀速上滑 ,可把 m和斜面看做整体. 整体受力如下图,根据平衡条件得, FN=(M+m)g-Fsin ,F f =Fcos, 选项、B错误 ,C、D 正确 .4【.解析】选、C.小滑块受力如下图,由平衡条件得,水平方向 F-FNcos=0, 竖直方向 F sin -mg=0,解得mg ,FNmg, 故 、C正确,B、NFtansinD错误 .5. 【解析】选 、D.将 F 沿水平和竖直方向分解,那么竖直方向FN=Fsin30 °+G=24N, 正确;物体受到的最大静摩擦力 FF 12 NFcos30 4 3 N ,fmN物体保持静止状态,物体所受的合力为零,C错误, D正确;由物体的平衡条件得摩擦力FfFcos304 3 N ,B 错误 .6.【解析】选 . 由于以同样速率匀速上升 , 那么所受的阻力相等 . 设减少的质量为 m,运动过程中受到的阻力为 Ff . 在匀速下降过程中:F+F=Mg;在上升过程中 :F=(M-m)g+F. 联立两式解得F,ffm 2(M)g选项正确 .7. 【解析】选 . 石块受力如下图,由力的平衡条件可知 2Fsin =mg,所以有 F= mg, 正确 .2sin8. 【解析】选 D.球的重力有两个效果,即拉细绳和压斜面,用图解法分析,作出力的分解图如下图,由图可知,当细绳由水平方向逐渐向上偏移至竖直方向时,细绳上的拉力 F2 将先减小后增大,当 F2 和F1 的方向垂直时, F2 有极小值;而球对斜面的压力F1 逐渐减小,故 D正确 .9. 【解析】 (1) 对整体由平衡条件得:2FN-(M+2m)g=0(3 分)解得:1 Mg mgFN2(2 分)由牛顿第三定律得,小环对杆的压力为:F N1Mg mg2(1 分)(2) 对 M由平衡条件得:2FTcos30°-Mg=0(3 分)小环刚好不滑动,此时小环受到的静摩擦力达到最大值,那么:FTsin30 °- FN=0(3 分)解得动摩擦因数 至少为:3M3(M2m)(2 分)答案: (1) 1(2)3MMgmg2m)23(M10. 【解析】因为 tan , 那么 F=0 时,物体不能静止在斜面上

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