专题2.7 叠加体平衡问题(能力篇)(解析版)
10页1、2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第二部分 相互作用七叠加体平衡问题(能力篇)一选择题1 (2019江苏常州期末) “叠罗汉”是一种高难度的杂技。由六人叠成的三层对称静态造型如图所示,假设每个人的质量均为m,下面五人弯腰后背部呈水平状态,则底层中A、B两人的右脚对水平地面压力之比约为()A1BCD【参考答案】D【名师解析】最上面的人受到的竖直向下重力为G,所以每个腿上的力都是,中间层最左边的人,受到竖直向下的力为:G+,所以每个腿上的力都是,由对称性,中间层最右边的人每个腿上的力也是,最底层的A受到的力为G+,每条腿上的力为:,B受到竖直向下的力为:G+2,所以其每条腿上的力为:,所以A、B两人的右脚对水平地面压力之比为7:10,故ABC错误,D正确。2(2019安徽合肥二模)如图所示,置于水平地面上的A、B两物块,在水平恒力F的作用下,以共同速度向右做匀速直线运动。下列说法正确的是()AA与B间的动摩擦因数可能为0 BB与地面间的动摩擦因数可能为0C若撤去F,A与B一定会相对滑动 D若撤去F,A与B间摩擦力逐渐减小【参考答案】A【命题意图】此题考查叠加体、受力分析、平衡条
2、件及其相关知识点。【解题思路】由于A、B两物块以共同速度向右做匀速直线运动,A与B间的摩擦力为零,因此A与B间的动摩擦因数可能为0,选项A正确;在水平恒力F的作用下,A、B两物块以共同速度向右做匀速直线运动,地面对物块B的摩擦力大小等于F,B与地面间的动摩擦因数不可能为0,选项B错误;若撤去F,A、B两物块做匀减速运动,速度逐渐减小,由于A与B之间可能有摩擦力,A与B不一定会相对滑动,A与B间摩擦力不变,选项CD错误。【易错警示】解答此题常见错误主要有:对选项中的可能、一定理解不到位。对于选项中的“可能”,只要分析出一种“可能”就可判断正确;对于选项中的“一定”, 只要分析出一种能够否定,就可判断错误。3. (2019洛阳六校联考)如图所示,水平桌面上有三个相同的物体a、b、c叠放在一起, a的左端通过一根轻绳与质量为m 3kg的小球相连,绳与水平方向的夹角为60,小球静止在光滑的半圆形器皿中水平向右的力F 40N作用在b上,三个物体保持静止状态., g取10 m/s2,下列说法正确的是 ()A物体c受到向右的静摩擦力B物体b受到一个摩擦力,方向向左C桌面对物体a的静摩擦力方向水平向右
3、D撤去力F的瞬间,三个物体将获得向左的加速度【参考答案】.B【名师解析】设b对c的静摩擦力为f,则水平方向上只受f影响,且c保持静止,可知f0,选项A错误B正确;隔离物体b分析受力,设a对b的静摩擦力为f1,则水平面上,由平衡条件:Ff1f0,解得f1F40 N,故b只受一个静摩擦力,方向与F相反,即水平向左,选项B正确; a静止,设绳的拉力为T,器皿对小球的弹力为N,桌面对a的静摩擦力为f2,则水平面上由平衡条件:f1f2T0对小球受力分析如图:由于小球静止,故竖直方向上:Nsin 60Tsin 60mg水平方向上:Ncos 60Tcos 60联立式代入数据解得:T10N,f222.68N,故地面对a的静摩擦力水平向左,选项C错误;若撤去F,对a,水平方向上受绳的拉力:T10cos 60f222.68 N,故整个系统仍然保持静止,选项D错误4(2018福建质检)课堂上,老师准备了“”型光滑木板和三个完全相同、外表面光滑的匀质圆柱形积木,要将三个积木按图示(截面图)方式堆放在木板上,则木板与水平面夹角的最大值为()A30B45C60D90【参考答案】 A【考查内容】本题是以三个圆柱形积
4、木在“”型光滑木板上处于平衡状态为情境,主要考查共点力的平衡等知识。侧重考查推理能力,要求考生深刻理解共点力的平衡条件,运用特殊值法解决实际问题。体现相互作用观念与科学推理等物理核心素养的考查。【试题分析】若取任意角结合各圆柱的受力情况进行计算,数学运算过程繁琐不易得到结果,而考虑临界情况,取特殊值进行分析,可简化过程。取0时,下面两圆柱之间将会分开,无法稳定,应适当增大以保持系统稳定,此时下面两圆柱之间有弹力;当下面两圆柱之间的弹力恰好为0时,对应的为最小值;继续增大,右圆柱和上圆柱之间弹力减小,若太大,此两圆柱将分开,临界情况为取30时,左边两圆柱的圆心连线在竖直方向上,保证上圆柱只受到两个力的作用恰好处于平衡状态,此时与右圆柱间相互接触且无弹力,故A正确。本题的解题关键是应用共点力的平衡条件,灵活选取研究对象,运用特殊值法解决问题。5(2018全国联考)如图所示,水平地面粗糙,竖直墙面光滑,A是一个光滑圆球,B是与A半径相等的半圆球,A、B均保持静止。将B向左移动稍许,A、B仍处于静止状态。下列说法正确的是()A墙壁对A的弹力变大 BB对地面的压力变小CA对B的压力变大 DB受到
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