2020版高考物理大二轮专题突破通用版专题分层突破练：1　力与物体平衡 Word版含解析.docx

专题分层突破练1力与物体平衡A组 1.如图所示,在水平桌面上叠放着物体a、b、c,三个物体均处于静止状态。下列说法正确的是()A.b对a的摩擦力可能水平向右B.b对a的支持力与a受到的重力是一对平衡力C.c一定受到水平桌面施加的摩擦力D.c对b的作用力一定竖直向上2.(2019福建厦门期末)如图所示,在水平晾衣竿上晾晒床单时,为了使床单尽快晾干,可在床单间支撑轻质小木棍。小木棍位置不同,两侧床单间夹角将不同。设床单重力为G,晾衣竿对床单的作用力大小为F,下列说法正确的是()A.越大,F越大B.越大,F越小C.无论取何值,都有F=GD.只有当=120°时,才有F=G3.(2019河南测试)如图所示,六根原长均为l的轻质细弹簧两两相连,在同一平面内六个大小相等、互成60°的恒定拉力F作用下,形成一个稳定的正六边形。已知正六边形外接圆的半径为R,每根弹簧的劲度系数均为k,弹簧在弹性限度内,则F的大小为()A.k2(R-l)B.k(R-l)C.k(R-2l)D.2k(R-l)4.如图所示,在粗糙水平面上静止放置一个截面为三角形的斜劈,其质量为M。两个质量分别为m1和m2的小物块恰好能沿两侧面匀速下滑。若现在对两物块同时各施加一个平行于斜劈侧面的恒力F1和F2,且F1>F2,如图所示。则在两个小物块沿斜面下滑的过程中,下列说法正确的是()A.斜劈可能向左运动B.斜劈受到地面向右的摩擦力作用C.斜劈对地面的压力大小等于(M+m1+m2)gD.斜劈对地面的压力大小等于(M+m1+m2)g+F1sin +F2sin 5.如图所示,两个小球a、b的质量均为m,用细线相连并悬挂于O点。现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F,使整个装置处于静止状态,且Oa与竖直方向夹角为30°,已知弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,则弹簧的最短伸长量为()A.mg2kB.mgkC.3mg3kD.3mgk6.(2019陕西西安未央联考)如图所示,在倾角为的光滑斜面和挡板之间放一个光滑均匀小球,挡板与斜面夹角为。初始时,+<90°。在挡板绕顶端逆时针缓慢旋转至水平位置的过程中,下列说法正确的是()A.斜面对球的支持力变大B.挡板对球的弹力变大C.斜面对球的支持力不变D.挡板对球的弹力先变小后变大7.把一光滑圆环固定在竖直平面内,在光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔,如图所示。质量为m的小球套在圆环上,一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移。在小球移动过程中手对细线的拉力F和圆环对小球的弹力FN的大小变化情况是()A.F不变,FN增大B.F不变,FN减小C.F减小,FN不变D.F增大,FN不变8.在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直墙之间放另一截面也为半圆的柱状物体B,整个装置处于静止状态,截面如图所示。设墙对B的作用力为F1,B对A的作用力为F2,地面对A的作用力为F3。在B上加一物体C,整个装置仍保持静止,则()A.F1保持不变,F3增大B.F1增大,F3保持不变C.F2增大,F3增大D.F2增大,F3保持不变9.如图所示,一光滑的轻滑轮用细绳OO'悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系于水平粗糙桌面上的物块b上,整个系统处于静止状态。现将物块c轻轻放在a上,整个系统依然处于静止状态,则()A.绳OO'与竖直方向的夹角变小B.绳OO'的张力一定变大C.连接a和b的绳的张力可能不变D.b与桌面间的摩擦力保持不变10.(多选)半圆柱体P放在粗糙的水平面上,有一挡板MN,其延长线总是过半圆柱体的轴心O,但挡板与半圆柱体不接触,在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q(P的截面半径远大于Q的截面半径),整个装置处于静止状态,如图是这个装置的截面图,若用外力使MN绕O点缓慢地逆时针转动,在Q到达最高位置前,发现P始终保持静止,在此过程中,下列说法正确的是()A.MN对Q的弹力大小逐渐减小B.P、Q间的弹力先增大后减小C.桌面对P的摩擦力先增大后减小D.P所受桌面的支持力保持不变B组11.(2019安徽安庆一中高三月考)如图所示,铁板AB与水平面垂直,一块磁铁吸附在铁板右侧,现缓慢绕铁板A点沿顺时针转动到与水平面成角,此过程中磁铁始终相对铁板静止。下列说法正确的是()A.磁铁始终受到四个力的作用B.开始瞬间重力与磁铁的弹力二力平衡C.铁板对磁铁的作用力逐渐增大D.磁铁受到的摩擦力逐渐增大12.(多选)(2019天津和平高三第一次质量检测)甲、乙两建筑工人用简单机械装置将工件从地面提升并运送到楼顶。如图所示,设当重物提升到一定高度后,两工人保持位置不动,甲通过缓慢释放手中的绳子,使乙能够用一始终水平的轻绳将工件缓慢向左拉动,最后工件运送至乙所在位置,完成工件的运送。设两绳端始终在同一水平面上,绳的重力及滑轮的摩擦不计,滑轮大小忽略不计,则在工件向左移动过程中()A.甲手中绳子上的拉力不断变小B.楼顶对甲的支持力不断增大C.楼顶对甲的摩擦力大于对乙的摩擦力D.乙手中绳子上的拉力不断增大13.(多选)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是()A.绳的右端上移到b',绳子拉力不变B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D.若换挂质量更大的衣服,则衣服架悬挂点右移14.(多选)(2019湖南长沙一中月考)大国工匠节目中讲述了王进利用“秋千法”在1 000 kV的高压线上带电作业的过程。如图所示,绝缘轻绳OD一端固定在高压线杆塔上的O点,另一端固定在兜篮上。另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上C点的定滑轮,一端连接兜篮,另一端由工人控制。身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里,缓慢地从C点运动到处于O点正下方E点的电缆处。绳OD一直处于伸直状态,兜篮、王进及携带的设备总质量为m,不计一切阻力,重力加速度大小为g。关于王进从C点运动到E点的过程中,下列说法正确的是()A.工人对绳的拉力一直变大B.绳OD的拉力一直变小C.OD、CD两绳拉力的合力大小等于mgD.当绳CD与竖直方向的夹角为30°时,工人对绳的拉力为33mg专题分层突破练1力与物体平衡1.D解析 因ab的接触面不水平,则b对a的摩擦力不可能沿水平方向,选项A错误;b对a的支持力方向斜向上,不可能与向下的重力成为平衡力,选项B错误;对abc整体来说,水平方向不受力,则c不受水平桌面的摩擦力,选项C错误;对ab整体来说,受到向下的重力作用,则c对b的作用力与重力等大反向,即竖直向上,选项D正确;故选D。2.C解析 以床单和小木棍整体为研究对象,整体受到重力G和晾衣竿的支持力F,由平衡条件知F=G,与取何值无关,故选项A、B、D错误,C正确。3.B解析 正六边形外接圆半径为R,则弹簧的长度为R,弹簧的伸长量为:x=R-l,由胡克定律可知,每根弹簧的弹力为:F'=kx=k(R-l),两相邻弹簧夹角为120°,两相邻弹簧弹力的合力为:F合=F'=k(R-l),弹簧静止处于平衡状态,由平衡条件可知,每个拉力大小为:F=F合=k(R-l),故B正确。4.C解析 在未施加力之前,三个物体都处于平衡状态,故可以对三个物体的整体受力分析,受重力和支持力,故支持力为(M+m1+m2)g,没有摩擦力;施加力之后,两个物体对斜劈的压力和摩擦力不变,故斜劈受力情况不变,故斜劈仍保持静止,斜劈对地面的压力大小等于(M+m1+m2)g,与地面间没有摩擦力,C正确。5.B解析 以两个小球组成的整体为研究对象,分析受力,如图。根据平衡条件得知:F与FT的合力与重力mg总是大小相等、方向相反。由力的合成图可知,当F与绳子Oa垂直时,F有最小值,即图中F2位置,F的最小值为:F=kx=2mgsin =mg,则弹簧的最短伸长量为x=mgk,故B正确。6.D解析 小球受到重力G、斜面的支持力FN、挡板对球的弹力FT,在挡板逆时针旋转的过程中,小球重力的大小方向都不变,支持力的大小发生变化,方向不变,因此可以用矢量三角形进行求解。如图,在矢量三角形中,三角形边长的大小代表了力的大小,因此通过图可知,在挡板旋转过程中斜面的支持力FN变小,挡板对球的弹力FT先变小后变大,因此A、B、C错误,D正确。7.C解析 小球沿圆环缓慢上移可看做匀速运动,对小球进行受力分析,小球受重力G、拉力F和弹力FN三个力,满足受力平衡。作出受力分析图如右由图可知OABGFA,即GR=FAB=FNR,当A点上移时,半径不变,AB长度减小,故F减小,FN不变,故A、B、D错误;C正确。8.C解析 先对BC整体分析,受重力、墙壁支持力和A的支持力,根据平衡条件,三个力可以构成首尾相连的矢量三角形,如图所示:加上C物体,相当于整体的重力增加了,故墙对B的作用力F1增加,A对B的支持力也增加,根据牛顿第三定律,B对A的作用力为F2增加;再对ABC整体分析,受重力、地面支持力、地面的静摩擦力、墙壁的支持力,根据平衡条件,地面的支持力等于整体的重力,故加上C物体后,地面的支持力F3变大,故A、B、D错误,C正确。9.B解析 以滑轮为研究对象,受a、b、OO'绳子的拉力而平衡,a、b绳子拉力大小等于a的重力,其合力与OO'绳子的拉力等大反向。将物块c轻轻放在a上,a、b绳子拉力增大,其合力增大,合力方向不变,绳OO'与竖直方向的夹角不变,绳OO'的张力一定变大,A、C错误、B正确;以b为研究对象,b绳拉力沿水平方向的分力等于b与桌面间的摩擦力,变大,D错误。10.AC解析 以小圆柱体Q为研究对象,分析受力情况,作出受力示意力图,如图甲所示。F1与F2方向垂直,则F1sin=F2sin=mg,分析可知,增大,减小,MN对Q的弹力F1减小,P对Q的弹力F2增大,故A正确,B错误。若刚开始,挡板在最低点,处于水平位置,对整体受力分析可知,整体水平方向不受力,桌面对P的摩擦力为零,当Q运动到最高点时,对整体受力分析可知,整体水平方向不受力,桌面对P的摩擦力仍为零,则整个过程中,桌面对P的摩擦力先增大后减小,故C正确。对P研究,作出受力如图乙,地面对P的弹力FN=Mg+F2sin ,F2增大,增大,所以FN增大,故D错误。故选AC。甲乙11.A解析对磁铁受力分析,受重力G、磁力F、支持力FN和摩擦力Ff,如图所示,故A正确;开始瞬间,重力与摩擦力二力平衡,故B错误;由于始终平衡,故合力为零,铁板对磁铁的作用力与磁铁重力平衡,保持不变,故C错误;沿铁板方向,由平衡条件得:Ff=Gsin ,减小,所以Ff减小,故D错误。12.CD解析开始时甲手中绳子上的拉力大小等于工件的重力,当工件向左移动时,甲手中绳子上的拉力等于工件的重力和乙手中绳子上的拉力的合力大小,如图所示,由此可知甲手中绳子上的拉力和乙手中绳子上的拉力均不断增大,A错误,D正确。设为甲手中绳子与竖直方向的夹角,对甲受力分析,有FTsin =Ff甲,FTcos +FN=m甲g,工件向左移动时,FT增大,工人甲位置不动,即角不变,所以楼顶对甲的支持力FN不断减小,B错误。对乙受力分析,楼顶对乙的摩擦力Ff乙等于乙手中绳子的拉力FT乙,对工件受力分析,有FTsin =FT乙(为工件和滑轮间的绳子与竖直方向的夹角),则FTsin =Ff乙,由<,则Ff乙<Ff甲,故C正确。13.AB解析 设两杆间距离为d,绳长为l,Oa、Ob段长度分别为la和lb,则l=la+lb,两部分绳子与竖直方向夹角分别为和,受力分析如图所示。绳子中各部分的张力相等,Fa=Fb=F,则=。满足2Fcos =mg,d=lasin +lbsin =lsin ,即sin =dl,F=mg2cos,d和l均不变,则sin 为定值,为定值,cos 为定值,绳子的拉力保持不变,故A正确,C错误;将杆N向右移一些,d增大,则sin 增大,cos 减小,绳子的拉力增大,故B正确;换挂质量更大的衣服,绳子拉力变大,衣服位置不变,D错误。14.CD解析 选兜篮、王进及携带的设备整体为研究对象,受力分析如图所示,绳OD的拉力为F1,与竖直方向的夹角为,绳CD的拉力为F2,与竖直方向的夹角为。根据几何知识知:+2=2,=2+,由正弦定理可得F1sin=F2sin=mgsin2+,变形得F1tan=F22cos-1cos=mg,运动过程中变大,故F1增大,F2减小,选项A、B错误;根据平衡条件可知两绳拉力的合力大小等于mg,C正确;=30°时,=30°,可求出F2=33mg,D正确。