高考物理(深化复习命题热点提分)专题01 力与物体的平衡

专题01 力与物体的平衡 1.如图1所示，一小男孩通过一根弹簧想把地面上的木箱拖回房间，但试了两次均未拖动.分析图甲、图乙后，下列说法正确的是( )

图1 A.弹簧的弹力等于木箱受到的摩擦力与人所受的摩擦力之和 B.图甲中木箱受到的摩擦力小于图乙中木箱受到的摩擦力 C.图甲中木箱受到的合力小于图乙中木箱受到的合力 D.图甲中木箱受到的合力大于图乙中木箱受到的合力 答案 B

2.如图2所示，物体受到沿斜面向下的拉力F作用静止在粗糙斜面上，斜面静止在水平地面上，则下列说法正确的是( )

图2 A.斜面对物体的作用力的方向竖直向上 B.斜面对物体可能没有摩擦力 C.撤去拉力F后物体仍能静止 D.水平地面对斜面没有摩擦力 答案 C 解析 物体受拉力、重力、支持力和摩擦力，根据平衡条件，斜面对物体的作用力与重力和拉力的合力等大反向，故A错误；设斜面的倾角为α，物体的质量为m，撤去F前物体静止在斜面上，合力为零，则物体必定受到沿斜面向上的静摩擦力，大小为Ff＝F＋mgsinα，则最大静摩擦力至少为Ffm＝F＋mgsinα；撤去F后，因为重力的下滑分力mgsinαC正确；以物体和斜面为整体，可知地面对斜面有水平向左的静摩擦力，故D错误. 3.如图3所示，装载石块的自卸卡车静止在水平地面上，车厢倾斜至一定角度时，石块会沿车厢滑至车尾.若车厢倾斜至最大角度时还有部分石块未下滑，卡车会向前加速，从而把残余石块卸下.若视最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则( ) 图3 A.增加车厢倾斜程度，石块受到的支持力增加 B.增加车厢倾斜程度，石块受到的摩擦力一定减小 C.卡车向前加速时，石块所受最大静摩擦力会减小 D.石块向下滑动过程中，对车的压力大于车对石块的支持力 答案 C

4.如图4所示，小球A、B穿在一根光滑固定的细杆上，一条跨过定滑轮的细绳两端连接两小球，杆与水平面成θ角，小球可看做质点且不计所有摩擦.当两球静止时，OA绳与杆的夹角为θ，绳OB沿竖直方向，则下列说法正确的是( )

图4 A.小球A受到2个力的作用 B.小球A受到3个力的作用 C.杆对B球的弹力方向垂直杆斜向上 D.绳子对A的拉力大于对B的拉力 答案 B 解析 对A球受力分析可知，A受到重力、绳子的拉力以及杆对A球的弹力，三个力的合力为零，故A错误，B正确；对B球受力分析可知，B受到重力和绳子的拉力，两个力合力为零，杆对B球没有弹力，否则B不能平衡，故C错误；定滑轮不改变力的大小，则绳子对A的拉力等于对B的拉力，故D错误. 5.如图5甲、乙、丙所示，三个物块质量相同且均处于静止状态，若弹簧秤、绳和滑轮的重力均不计，绳与滑轮、物块与半球面间的摩擦均不计，在图甲、乙、丙三种情况下，弹簧秤的读数分别是F1、F2、F3，则( ) 图5 A.F1＝F2＝F3 B.F3>F1＝F2 C.F3＝F1>F2 D.F1>F2>F3 答案 C

6.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.mgk＋R B.mg2k＋R

C.23mg3k＋R D.3mg3k＋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，

得到：tanθ＝mgkx 解得：x＝mgktanθ 根据几何关系得：cosθ＝12RR＝12，则tanθ＝3，所以x＝mgktanθ＝3mg3k 故弹簧原长x0＝3mg3k＋R，故D正确. 7.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

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.m1D.无法确定 答案 B 10.(多选)如图10所示，倾角为30°的斜面体静止在水平地面上，轻绳一端连着斜面上的物体A(轻绳与斜面平行)，另一端通过两个滑轮相连于天花板上的P点.动滑轮上悬挂质量为m的物块B，开始时悬挂动滑轮的两绳均竖直.现将P点缓慢向右移动，直到动滑轮两边轻绳的夹角为90°时，物体A刚好要滑动.假设最

大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体A与斜面间的动摩擦因数为33.整个过程斜面体始终静止，不计滑轮的质量及轻绳与滑轮的摩擦.下列说法正确的是( )

A.物体A的质量为22m B.物体A受到的摩擦力一直增大 C.地面对斜面体的摩擦力水平向左并逐渐减小 D.斜面体对地面的压力逐渐减小 答案 AB

面体对地面的压力恒定不变，D错误. 11.如图12所示，在两固定的竖直挡板间有一表面光滑的重球，球的直径略小于挡板间的距离，用一横截面为直角三角形的楔子抵住.楔子的底角为60°，重力不计.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.为使球不下滑，楔子与挡板间的动摩擦因数至少应为( )

图12 A.33B.3C.12D.32 答案 A

其中F′与F大小相等，方向相反.又：Ff＝μFN′联立得：μ＝33，故A正确，B、C、D错误. 12．如图2所示，一光滑小球静置在光滑半球面上，被竖直放置的光滑挡板挡住，现水平向右缓慢地移动挡板，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止)，挡板对小球的推力F、半球面对小球的支持力FN的变化情况是( )

图2 A．F增大，FN减小 B．F增大，FN增大 C．F减小，FN减小 D．F减小，FN增大 解析 某时刻小球的受力如图所示，设小球与半球面的球心连线跟竖直方向的夹角为α，则F＝mgtan α，FN＝mgcos α，随着挡板向右移动，α越来越大，则F和FN都要增大。

答案 B 13．如图3所示，在水平地面上静止着一质量为M、倾角为θ的斜面，自由释放质量为m的滑块能在斜面上匀速下滑(斜面始终静止)，则下列说法中正确的是( )

图3 A．滑块对斜面的作用力大小等于mgcos θ，方向垂直斜面向下 B．斜面对滑块的作用力大小等于mg，方向竖直向上 C．斜面受到地面的摩擦力水平向左，大小与m的大小有关 D．滑块能匀速下滑，则水平地面不可能是光滑的

答案 B 14．如图4所示，绝缘水平桌面上放置一长直导线a，导线a的正上方某处放置另一长直导线b，两导线中均通以垂直纸面向里的恒定电流。现将导线b向右平移一小段距离，若导线a始终保持静止，则( ) 图4 A．导线b受到的安培力方向始终竖直向下 B．导线b受到的安培力逐渐减小 C．导线a对桌面的压力减小 D．导线a对桌面的摩擦力方向水平向左

答案 B 15．如图5所示，粗糙水平地面上的长方体物块将一重为G的光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上，现用水平向右的拉力F缓慢拉动长方体物块，在圆球与地面接触之前，下面的相关判断正确的是( )

图5 A．球对墙壁的压力逐渐减小 B．水平拉力F逐渐减小 C．地面对长方体物块的摩擦力逐渐增大 D．地面对长方体物块的支持力逐渐增大 解析 对球进行受力分析，如图甲所示。 FN1＝Gtan θ，FN2＝Gcos θ。当长方体物块向右运动中，θ增大，FN1、FN2均增大，由牛顿第三定律知，球

对墙壁的压力逐渐增大，选项A错误；圆球对物块的压力在竖直方向的分力FN2′cos θ＝G等于重力，在拉动长方体物块向右运动的过程中，对物块受力分析如图乙所示，物块与地面之间的压力FN＝G1＋FN2′cos θ＝G1＋G不变，滑动摩擦力f＝μFN不变，选项C错误；又由于圆球对物块的压力在水平方向的分力FN2′sin θ逐渐增大，所以水平拉力F＝f－FN2′sin θ逐渐减小，选项B正确；由于物块与地面之间的压力不变，由牛顿第三定律可知，地面对物块的支持力不变，选项D错误。 答案 B 16．如图6所示，一个半球形的碗固定在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量分别为m1和m2的小球A、B。当它们处于平衡状态时，碗内的细线与水平方向的夹角为60°，小球B位于水平地面上，设此时半球形的碗对A的弹力为F，小球B对地面的压力大小为FN，细线的拉力大小为T，则下列说法中正确的是( )

图6 A．FN＝(m2－m1)g B．FN＝m2g－33m1g C．T＝0 D．F＝233m1g

答案 B 17．如图7所示，三角形ABC是固定在水平面上的三棱柱的横截面，∠A＝30°，∠B＝37°，C处有光滑小滑轮，质量分别为m1、m2的两物块通过细线跨放在AC面和BC面上，且均恰好处于静止状态，已知AC面光滑，物块2与BC面间的动摩擦因数μ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则两物块的质量比m1∶m2不