2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題2.4 平衡中的疊加體問題千題精練.doc
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專題2.4 平衡中的疊加體問題 一.選擇題 1.(2018福建質(zhì)檢)課堂上,老師準(zhǔn)備了“∟”型光滑木板和三個(gè)完全相同、外表面光滑的勻質(zhì)圓柱形積木,要將三個(gè)積木按圖示(截面圖)方式堆放在木板上,則木板與水平面夾角θ的最大值為 A.30 B.45 C.60 D.90 【參考答案】 A 【考查內(nèi)容】本題是以三個(gè)圓柱形積木在“∟”型光滑木板上處于平衡狀態(tài)為情境,主要考查共點(diǎn)力的平衡等知識(shí)。側(cè)重考查推理能力,要求考生深刻理解共點(diǎn)力的平衡條件,運(yùn)用特殊值法解決實(shí)際問題。體現(xiàn)相互作用觀念與科學(xué)推理等物理核心素養(yǎng)的考查。 2.(2018全國(guó)聯(lián)考)如圖所示,水平地面粗糙,豎直墻面光滑,A是一個(gè)光滑圓球,B是與A半徑相等的半圓球,A、B均保持靜止。將B向左移動(dòng)稍許,A、B仍處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是 A.墻壁對(duì)A的彈力變大 B.B對(duì)地面的壓力變小 C.A對(duì)B的壓力變大 D.B受到地面的摩擦力變小 【參考答案】D 3.(2018全國(guó)聯(lián)考)如圖所示,輕桿OP可繞O軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng),P端掛一重物,另用一輕繩通過滑輪A系在P端。在拉力F作用下當(dāng)OP和豎直方向間的夾角α緩慢減小時(shí),則 A.拉力F的大小逐漸增大 B.OP桿的彈力N的大小保持不變 C.OP桿的彈力N做正功 D.拉力F做的功大于重力G做的功 【參考答案】B 【名師解析】以P點(diǎn)為研究對(duì)象,受到重物的拉力G、輕繩的拉力F和OP桿的彈力N三個(gè)力作用,由于平衡,三力構(gòu)成如圖所示的力三角形。 上述力的三角形與幾何三角形△AOP相似,則,當(dāng)α緩慢減小時(shí),AO、OP保持不變,AP逐漸減小,可知繩中拉力F逐漸減小,OP桿的彈力N大小保持不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤、選項(xiàng)B正確;運(yùn)動(dòng)過程中彈力N與速度方向垂直,所以彈力N不做功,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由動(dòng)能定理知拉力F做的功等于重力G做的功,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 4. 如圖所示,疊放在一起的A、B兩物體放置在光滑水平地面上,A、B之間的水平接觸面是粗糙的,細(xì)線一端固定在A物體上,另一端固定于N點(diǎn),水平恒力F始終不變,A、B兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài),若將細(xì)線的固定點(diǎn)由N點(diǎn)緩慢下移至M點(diǎn)(線長(zhǎng)可變),A、B兩物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài),則( ) A.細(xì)線的拉力將減小 B.A物體所受的支持力將增大 C.A物體所受摩擦力將增大 D.水平地面所受壓力將減小 【參考答案】AB 【名師解析】以A、B兩物體組成的系統(tǒng)作為研究對(duì)象,受力分析如圖甲所示。 水平方向:FTcos α=F,豎直方向:FN+FTsin α=(mA+mB)g,因?yàn)榧?xì)線與水平地面的夾角α減小,cos α增大,sin α減小,F(xiàn)T將減小,F(xiàn)N將增大,所以細(xì)線所受拉力減小,地面受到的壓力增大,A正確,D錯(cuò)誤;以物體A為研究對(duì)象,受力分析如圖乙所示,豎直方向:FNA+FTsin α=mAg,F(xiàn)T減小,sin α減小,所以FNA增大,B正確;以B為研究對(duì)象,在水平方向上由力的平衡可得Ff=F,B物體所受摩擦力不變,故A物體所受摩擦力不變,C錯(cuò)誤。 5. (2018洛陽(yáng)名校月考)如圖所示,將三個(gè)形狀不規(guī)則的石塊疊放在水平桌面上,處于靜止?fàn)顟B(tài).下列說法中正確的是( ) A. 石塊b對(duì)a的支持力與a受到的重力是一對(duì)平衡力 B. 石塊a 一定受到三個(gè)力的作用 C. 石塊c受到水平桌面向左的摩擦力 D. 桌面對(duì)石塊c的作用力一定豎直向上 【參考答案】D 6. (2018河南名校聯(lián)考)如圖所示,三個(gè)粗細(xì)均勻完全相同的圓木A、B、C堆放在水平地面上,處于靜止?fàn)顟B(tài),每個(gè)圓木的質(zhì)量為m,截面的半徑為R,三個(gè)截面圓心連線構(gòu)成的等腰三角形的頂角∠O1 =120.若在地面上的兩個(gè)圓木剛好要滑動(dòng),設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,不考慮圓木之間的摩擦,重力加速度為g,則 ( ) A. 圓木間的彈力為mg B. 下面兩個(gè)圓木對(duì)地面的壓力均為1.5mg C. 地面上的每個(gè)圓木受到地面的作用力為1.5mg D. 地面與圓木間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 【參考答案】ABD 【名師解析】A圓木受到重力與B、C對(duì)它的彈力,三個(gè)力之間的夾角為120,所以圓木間的彈力為mg,故選項(xiàng)A正確;;對(duì)ABC整體有 3mg=2FN,解得下面兩個(gè)圓木對(duì)地面的壓力均為FN=1.5mg,故選項(xiàng)B正確;對(duì)B球有所受摩擦力f=1.5mgcos 30=mg,地面上的每個(gè)圓木受到地面的作用力為摩擦力和壓力的合力,一定大于1.5=mg,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由f=μFN,解得μ=,,故選項(xiàng)D正確. 7.(2016上海十三校調(diào)研)如圖所示,兩梯形木塊A、B疊放在水平地面上,A、B之間的接觸面傾斜。A的左側(cè)靠在光滑的豎直墻面上,關(guān)于兩木塊的受力,下列說法正確的是( ) (A)A、B之間一定存在摩擦力作用 (B)木塊A可能受三個(gè)力作用 (C)木塊A一定受四個(gè)力作用 (D)木塊B受到地面的摩擦力作用方向向右 【參考答案】B 8.(2016河北唐山五校聯(lián)考)如圖所示,兩個(gè)光滑金屬球a、b置于一個(gè)桶形容器中,兩球的質(zhì)量ma>mb,對(duì)于圖中的兩種放置方式,下列說法正確的是( ) A.兩種情況對(duì)于容器左壁的彈力大小相同 B.兩種情況對(duì)于容器右壁的彈力大小相同 C.兩種情況對(duì)于容器底部的彈力大小相同 D.兩種情況兩球之間的彈力大小相同 【參考答案】.C 9.(2016云南名校聯(lián)考)如圖所示,質(zhì)量為m的木塊A放在質(zhì)量為M的三角形斜劈B上,現(xiàn)同時(shí)用大小為F1和F2、方向相反的水平力分別推木塊A和斜劈B,它們均靜止不動(dòng),則( ) A.F1、F2一定等大反向 B.木塊A、斜劈B間一定存在摩擦力 C.斜劈B與地面間一定存在摩擦力 D.地面對(duì)斜劈B的支持力的大小一定等于(M+m)g 【參考答案】D 【名師解析】木塊A、斜劈B均靜止不動(dòng),則木塊A、斜劈B整體受力平衡,在水平方向上,若F1、F2等大反向,則斜劈B與地面間無摩擦力作用,若F1、F2大小不相等,則斜劈B與地面間一定存在摩擦力,故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤;在豎直方向上,地面對(duì)斜劈B的支持力與木塊A、斜劈B組成的系統(tǒng)的重力平衡,選項(xiàng)D正確;木塊A、斜劈B間有無摩擦力以及摩擦力的方向取決于木塊A的重力沿斜面方向的分力和F1沿斜面方向的分力的大小關(guān)系,木塊A、斜劈B間可能不存在摩擦力,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。 10. (單選)將一橫截面為扇形的物體放在水平面上,一小滑塊放在物體上,如圖除了物體與水 平面間的摩擦力之外,其余接觸面的摩擦均可忽略不計(jì),已知物體的質(zhì)量為、滑塊的質(zhì)量為,當(dāng)整個(gè)裝置靜止時(shí),、接觸面的切線與豎直的擋板之間的夾角為θ。則下列選項(xiàng)正確的是( ) A.物體對(duì)水平面的壓力大小為Mg B.物體受到水平面的摩擦力大小為mgtanθ C.滑塊與豎直擋板之間的彈力大小為 D.滑塊對(duì)物體的壓力大小為 【參考答案】.C 11 .(2016昆明七校聯(lián)考)如圖2所示,三角形物體a靜置于水平地面上,其傾角θ=300,上底面水平的b物體在a物體上恰能勻速下滑?,F(xiàn)對(duì)b施加沿斜面向上的推力F,使b總能極其緩慢地向上勻速運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻在b上輕輕地放上一個(gè)質(zhì)量為m的小物體c(圖中未畫出),a始終靜止,b保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。關(guān)于放上小物體c之后,下列說法正確的是 A.b受到a的支持力增加了mg B.b受到a的摩擦力增加了mg C.推力F的大小增加了mg D.a(chǎn)受地面的摩擦力增加了mg 【參考答案】C 12.(2016上海閘北模擬)如圖,質(zhì)量為mB的滑塊B置于水平地面上,質(zhì)量為mA的滑塊A在一水平力F作用下緊靠滑塊B(A、B接觸面豎直)。此時(shí)A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2,假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。重力加速度為g。則下列說法正確的是( ) (A)F≤ (B)F≥μ2(mA+mB)g (C)≤ (D)≥ 【參考答案】C 【名師解析】對(duì)AB整體,由平衡條件可得F≤μ2(mA+mB)g,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。對(duì)A,μ1F≥mAg,解得F≥,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。聯(lián)立解得≤,選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤。 13.(2015衡水高三調(diào),16)截面為直角三角形的木塊A質(zhì)量為M,放在傾角為θ的斜面上,當(dāng)θ=37時(shí),木塊恰能靜止在斜面上,如圖甲.現(xiàn)將θ改為30,在A與斜面間放一質(zhì)量為m的光滑圓柱體B,如圖乙,已知sin 37 =0.6,cos 37=0.8,則 ( ) A.A、B仍一定靜止于斜面上 B.若M=4m,則A受到斜面的摩擦力為mg C.若M=2m,則A受到的摩擦力為mg D.以上說法都不對(duì) 【參考答案】.B 【名師解析】由題意可知,當(dāng)θ=37時(shí),木塊恰能靜止在斜面上,則有:μMgcos 37=Mgsin 37 代入數(shù)據(jù)解得:μ=0.75 現(xiàn)將θ改為30,在A與斜面間放一質(zhì)量為m的光滑圓柱體B,對(duì)A受力分析; 則有:f′=μN(yùn)′ N′=Mgcos 30 而:F=mgsin 30 當(dāng):f′<mgsin 30+Mgsin 30,則A相對(duì)斜面向下滑動(dòng), 當(dāng):f′>mgsin 30+Mgsin 30, 則A相對(duì)斜面不滑動(dòng),因此A、B是否靜止在斜面上,由B對(duì)A彈力決定,故A錯(cuò)誤; 若:M=2m,則: mgsin 30+Mgsin 30=Mg 而:f′=μN(yùn)′=0.75Mgcos 30=Mg 因:f′<mgsin 30+Mgsin 30,A滑動(dòng),A受到斜面的滑動(dòng)摩擦力,大小為: f′=μN(yùn)′=0.75Mgcos 30=Mg=mg,故C錯(cuò)誤. 10.(2015大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)三模,15)如圖甲所示,在粗糙水平面上靜置一個(gè)截面為等腰三角形的斜劈A,其質(zhì)量為M,兩個(gè)底角均為30.兩個(gè)完全相同的、質(zhì)量均為m的小物塊p和q恰好能沿兩側(cè)面勻速下滑.若現(xiàn)在對(duì)兩物塊同時(shí)各施加一個(gè)平行于斜劈側(cè)面的恒力F1、F2,且F1>F2,如圖乙所示,則在p和q下滑的過程中,下列說法正確的是 ( ) A.斜劈A對(duì)地向右運(yùn)動(dòng) B.斜劈A受到地面向右的摩擦力作用 C.斜劈A對(duì)地面的壓力大小等于(M+2m)g D.斜劈A對(duì)地面的壓力大于(M+2m)g 【參考答案】. C 14. (2016青島檢測(cè))如圖所示,水平桌面上有三個(gè)相同的物體a、b、c疊放在一起, a的左端通過一根輕繩與質(zhì)量為m = 3kg的小球相連,繩與水平方向的夾角為60,小球靜止在光滑的半圓形器皿中.水平向右的力F = 40N作用在b上,三個(gè)物體保持靜止?fàn)顟B(tài). g取10 m/s2,下列說法正確的是 ( ) A.物體c受到向右的靜摩擦力 B.物體b受到一個(gè)摩擦力,方向向左 C.桌面對(duì)物體a的靜摩擦力方向水平向右 D.撤去力F的瞬間,三個(gè)物體將獲得向左的加速度 【參考答案】.B 【名師解析】對(duì)c:設(shè)b對(duì)c的靜摩擦力為f,則水平方向上只受f影響,且c保持靜止,由牛頓第二定律得:f=m1a1,代入數(shù)據(jù)得:f=0,故A錯(cuò)誤;B.對(duì)b:b靜止,設(shè)a對(duì)b的靜摩擦力為f1,則水平面上:F+f1+f=m1a1=0,即:f1=-F=-40 N,故b只受一個(gè)靜摩擦力,方向與F相反,即水平向左,故B正確;C.對(duì)a,a靜止,設(shè)繩的拉力為T,器皿對(duì)小球的彈力為N,桌面對(duì)a的靜摩擦力為f2,則水平面上:-f1+f2-T=m1a1=0 ① 對(duì)小球受力分析如圖: 由于小球靜止,故豎直方向上:Nsin 60+Tsin 60=mg ② 水平方向上:Ncos 60=Tcos 60 ③ 聯(lián)立①②③式代入數(shù)據(jù)解得:T=10N,f2=-22.68N,故地面對(duì)a的靜摩擦力水平向左,故C錯(cuò)誤;D.若撤去F,對(duì)a,水平方向上受繩的拉力:T=10cos 60<f2=-22.68 N,故整個(gè)系統(tǒng)仍然保持靜止,故D錯(cuò)誤. 15.(2016廣東茂名一模)如圖所示,在粗糙水平地面上放著一個(gè)截面為半圓的柱狀物體A,A與豎直墻之間放一光滑半圓球B,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知A、B兩物體的質(zhì)量分別為mA和mB,則下列說法正確的是( ) A.A物體對(duì)地面的壓力大小為mAg B.A物體對(duì)地面的壓力大小為(mA+mB)g C.B物體對(duì)A物體的壓力大于mBg D.地面對(duì)A物體沒有摩擦力 【參考答案】.BC 【名師解析】對(duì)B物體受力分析,如圖甲所示,根據(jù)合力等于0,運(yùn)用合成法,得墻壁對(duì)B的彈力FN1=mBgtan α,A對(duì)B的彈力FN2=>mBg,結(jié)合牛頓第三定律,B物體對(duì)A物體的壓力大于mBg,C正確;對(duì)整體受力分析,如圖乙所示,地面的支持力FNA=(mA+mB)g,摩擦力Ff=FN1=mBgtan α≠0,A、D錯(cuò)誤,B正確。 16.在豎直墻壁間有質(zhì)量分別是m和2m的半圓球A和圓球B,其中B的球面光滑,半球A與左側(cè)墻壁之間存在摩擦。兩球心之間連線與水平方向成30的夾角,兩球恰好不下滑,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力(g為重力加速度),則半球A與左側(cè)墻壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為( ) A. B. C. D. 【參考答案】.A 二.計(jì)算題 1.(2018山東臨沂期末)如圖所示,兩個(gè)半圓柱A、B和一個(gè)光滑圓柱C緊靠著靜置于水平地面上,C剛好與地面接觸,三者半徑均為R。.C的質(zhì)量為m,A、B的質(zhì)量都為m/2,A、B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同。.現(xiàn)用水平向左的力推A,使A緩慢移動(dòng)而抬高C,直至A的左邊緣和B的右邊緣剛好接觸,整個(gè)過程中B始終靜止不動(dòng),且B所受摩擦力的最大值恰好等于B與地面間的最大靜摩擦力,重力加速度為g.。求:均為μ (1)C被抬高的過程中,A給C的彈力的最小值; (2)A、B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù); (3)A移動(dòng)的整個(gè)過程中,推力做的功。 所以最大靜摩擦力至少為:fm=Fmcos30=mg B對(duì)地面的壓力為:FN=mg/2+mg/2=mg, B受地面的最大靜摩擦力為:fm=μFN=μmg 解得:μ= (3)整個(gè)過程中,C上升的高度:h=(-1)R, A向左運(yùn)動(dòng)的位移:x=2(-1)R 。 摩擦力做功的大小:Wf=fx=2(-1) μmg R 根據(jù)動(dòng)能定理:W- Wf-mgh=0 解得:W=2 mgR 。 2.如圖所示,兩個(gè)相同的正三棱柱A、B緊靠著靜止于水平地面上,三棱柱的中間有一個(gè)半徑為R的光滑圓柱C,A、B的質(zhì)量均為m,A、B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,C的質(zhì)量為2m。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g。 (1)三者均靜止時(shí)A對(duì)C的支持力為多大? (2)若A、B能保持不動(dòng),μ應(yīng)該滿足什么條件? (3)若C受到經(jīng)過其軸線豎直向下的外力而能夠緩慢下降到地面,求該過程中A受到的摩擦力大小。 【名師解析】(1)圓柱C受力平衡:2FNcos 60 = 2mg 解得:FN = 2mg。 (2)如圖所示,A受力平衡,有: 因?yàn)? 解得: 解有意義,即要求,與本題第(2)問不矛盾。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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