2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题2.7叠加体平衡问题能力篇含解析.pdf
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1、七叠加体平衡问题(能力篇)七叠加体平衡问题(能力篇) 一选择题一选择题 1 (2019 江苏常州期末) 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
2、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)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 0 C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
3、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
4、考)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 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
5、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3 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
6、保持静止,选项 D3 错误 4 (2018 福建质检)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( ) A30B45 C60D90 【参考答案】 A 【考查内容】本题是以三个圆柱形积木在“”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
7、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)5(2018 全国联考)如图所示,水平地面粗糙,竖
8、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受到地面的摩擦力变小 【参考答案】D 【名师解析】设墙壁对A的弹力为F1,B对A的弹力为F2,A和B圆心的连线与竖直方向的夹角为,根 据共点力的平衡条件, 对A得, 解得, 因为变小, 12sin FF cos 2 mg F 所以F1和F2都变小,选项 AC 错误;B受到地面的摩擦力等于F1,也是变小的,选项 D 正确;B对地面的压 力等于A、B的总重力,是不变的,选项 B 错误。 6 (
9、多选)6 (多选)如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上,受到向右的拉力F的作用而向右滑行,长 木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为,木板与地面间的动摩擦因数为。下列说法正 1 2 确的是( ) A木板受到地面的摩擦力的大小一定是 1 mg B木板受到地面的摩擦力的大小一定是 2 ()gm+M C当时,木板便会开始运动 D无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动 【参考答案】AD 【名师解析】由于木块在木板上运动,所以木块受到木板的滑动摩擦力的作用,其大小为1mg,根据牛顿 第三定律可得木块对木板的滑动摩擦力也为1mg。又由于木板处于静止状态,木板在水平方向上受到木块 的摩擦力
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