專題02力與物體的平衡1．【2023·新課標(biāo)Ⅱ卷】如圖，一物塊在水平拉力F的作用下沿水平桌面做勻速直線運(yùn)動(dòng)。假設(shè)保持F的大小不變，而方向與水平面成60°角，物塊也恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為：〔〕A．B．C．D．【答案】C【考點(diǎn)定位】物體的平衡【名師點(diǎn)睛】此題考查了正交分解法在解決平衡問題中的應(yīng)用問題；關(guān)鍵是列出兩種情況下水平方向的平衡方程，聯(lián)立即可求解。2．【2023·浙江卷】如下圖為一種常見的身高體重測(cè)量?jī)x。測(cè)量?jī)x頂部向下發(fā)射波速為v的超聲波，超聲波經(jīng)反射后返回，被測(cè)量?jī)x接收，測(cè)量?jī)x記錄發(fā)射和接收的時(shí)間間隔。質(zhì)量為M0的測(cè)重臺(tái)置于壓力傳感器上，傳感器輸出電壓與作用在其上的壓力成正比。當(dāng)測(cè)重臺(tái)沒有站人時(shí)，測(cè)量?jī)x記錄的時(shí)間間隔為t0，輸出電壓為U0，某同學(xué)站上測(cè)重臺(tái)，測(cè)量?jī)x記錄的時(shí)間間隔為t，輸出電壓為U，那么該同學(xué)身高和質(zhì)量分別為：〔〕A．v(t0–t)， B．v(t0–t)，C．v(t0–t)， D．v(t0–t)，【答案】D【解析】當(dāng)測(cè)重臺(tái)沒有站人時(shí)，2x=vt0；站人時(shí)，2〔x–h〕=vt；解得h=v〔t0–t〕；無人站立時(shí)：U0=KM0g；有人時(shí)，U=k(M0g+mg)，解得：；應(yīng)選D?！究键c(diǎn)定位】物體的平衡；傳感器及速度的計(jì)算問題【名師點(diǎn)睛】此題以身高體重測(cè)量?jī)x為背景，考查了物體的平衡、傳感器及速度的計(jì)算問題。解此題的關(guān)鍵是搞清測(cè)量的原理，然后聯(lián)系物理知識(shí)列方程解答；此題難度不大3．【2023·全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ卷】〔多項(xiàng)選擇〕如圖，一光滑的輕滑輪用細(xì)繩OO'懸掛于O點(diǎn)；另一細(xì)繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b。外力F向右上方拉b，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。假設(shè)F方向不變，大小在一定范圍內(nèi)變化，物塊b仍始終保持靜止，那么：〔〕A．繩OO'的張力也在一定范圍內(nèi)變化B．物塊b所受到的支持力也在一定范圍內(nèi)變化C．連接a和b的繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化D．物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化【答案】BD【考點(diǎn)定位】共點(diǎn)力作用下物體的平衡、力的動(dòng)態(tài)分析【名師點(diǎn)睛】此題主要考查共點(diǎn)力作用下物體的平衡、力的動(dòng)態(tài)分析。當(dāng)有多個(gè)物體相互作用而平衡時(shí)，應(yīng)注意靈活選擇研究對(duì)象，可以讓題目變得更簡(jiǎn)潔明晰，此題的難點(diǎn)是對(duì)選項(xiàng)A的判斷。4．【2023·上?！?4】如圖，一質(zhì)量為m的正方體物塊置于風(fēng)洞內(nèi)的水平面上，其一面與風(fēng)速垂直，當(dāng)風(fēng)速為時(shí)剛好能推動(dòng)該物塊。風(fēng)對(duì)物塊的推力F正比于，其中v為風(fēng)速、S為物塊迎風(fēng)面積。當(dāng)風(fēng)速變?yōu)闀r(shí)，剛好能推動(dòng)用同一材料做成的另一正方體物塊，那么該物塊的質(zhì)量為：〔〕A．4mB．8mC．32mD．64m【答案】D【考點(diǎn)定位】力的平衡；最大靜摩擦力【名師點(diǎn)睛】此題考查最大靜摩擦力，意在考查考生的分析推理能力。此題要特別注意：物塊的體積變了，質(zhì)量也就變了，最大靜摩擦力也變了。要抓住不變量“密度〞，做這個(gè)題目就容易了。1．頂端裝有滑輪的粗糙斜面固定在地面上，、兩物體通過細(xì)繩如圖連接，并處于靜止?fàn)顟B(tài)〔不計(jì)繩的質(zhì)量和繩與滑輪間的摩擦〕．現(xiàn)用水平力作用于懸掛的物體上，使其緩慢拉動(dòng)一小角度，發(fā)現(xiàn)物體仍然靜止．那么此過程中正確的選項(xiàng)是〔〕A.水平力變大B.物體所受斜面給的摩擦力一定變大C.物體所受斜面給的作用力不一定變大D.細(xì)繩對(duì)物體的拉力不變【答案】A【解析】如下圖，對(duì)物塊受力分析，那么有：，，當(dāng)被拉動(dòng)一個(gè)小角度后，角增大，力增大，同時(shí)細(xì)繩對(duì)物體的拉力增大，受到斜面的摩擦力根據(jù)初始狀態(tài)的不同，可能增大也可能減小，物體受到的重力與繩子拉力的合力變大，物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受合力為零，所以A所受斜面的作用力與其所受重力與拉力的合力大小相等，所受斜面的作用力變大，故A正確，BCD錯(cuò)誤；應(yīng)選A。2．如圖，放在水平桌面上的木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，所掛的砝碼和托盤的總質(zhì)量是0.8kg，彈簧秤示數(shù)為5N，假設(shè)輕輕取走盤中0.5kg砝碼，將會(huì)出現(xiàn)的情況是〔g取10m/s2〕〔〕A.彈簧秤示數(shù)變小B.A將向左運(yùn)動(dòng)C.桌面對(duì)A的摩擦力變小D.A所受和外力變大【答案】C點(diǎn)睛：對(duì)A受力分析可得出A受到的靜摩擦力，根據(jù)靜摩擦力與最大靜摩擦力的關(guān)系可得出最大靜摩擦力；再根據(jù)變化之后的受力情況可判斷A的狀態(tài)及讀數(shù)的變化．3．如下圖，固定在水平地面上的物體P，左側(cè)是光滑圓弧面，一根輕繩跨過物體P頂點(diǎn)上的小滑輪，一端系有質(zhì)量為m=3kg的小球，小球與圓心連線跟水平方向的夾角θ=600，繩的另一端水平連接物塊3，三個(gè)物塊重均為50N，作用在物塊2的水平力F=10N，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，取g=10m/s2，那么以下說法正確的選項(xiàng)是A.1和2之間的摩擦力是10NB.2和3之間的摩擦力是25NC.3與桌面間的摩擦力為15ND.物塊3受6個(gè)力作用【答案】D4．如下圖，某鋼制工件上開有一個(gè)楔形凹槽，凹槽的截面是一個(gè)直角三角形ABC，∠CAB=30°，∠ABC=90°，∠ACB=60°。在凹槽中放有一個(gè)光滑的金屬球，當(dāng)金屬球靜止時(shí)，金屬球?qū)Π疾鄣腁B邊的壓力為F1，對(duì)BC邊的壓力為F2，那么的值為〔〕A.B.C.D.【答案】B【解析】金屬球受到的重力產(chǎn)生兩個(gè)作用效果，如下圖：對(duì)AB面的壓力等于分力F1′，對(duì)BC面的壓力等于分力F2′，，故B正確，ACD錯(cuò)誤。5．〔多項(xiàng)選擇〕在擋板P作用下，木板A靜止于豎直的墻壁和水平地面之間，墻壁和地面皆光滑，在木板A上放有一斜面B，如下圖。現(xiàn)將擋板P緩慢向左移動(dòng)，在A的傾角α由30°變到60°的過程中，在此過程中(

)A.A對(duì)B的支持力減小B.A對(duì)B的作用力保持不變C..A對(duì)地面的壓力變大D.A對(duì)P的壓力先增大后減小【答案】AB6．〔多項(xiàng)選擇〕如下圖，滑塊A與小球B用一根不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，且滑塊A套在水平直桿上．現(xiàn)用與水平方向成30°角的力F拉B，使A、B一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中A、B保持相對(duì)靜止．A、B的質(zhì)量分別為2kg、1kg，F(xiàn)=10N，重力加速度為10m/s2．那么〔〕A.輕繩與水平方向的夾角θ=30°B.輕繩與水平方向的夾角θ=60°C.滑塊A與水平直桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為D.滑塊A與水平直桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為【答案】AD點(diǎn)睛：此題要注意應(yīng)用整體法與隔離法的正確使用，注意應(yīng)用整體法時(shí)一定要分清內(nèi)力與外力，正確的受力分析。7．如下圖，質(zhì)量為m的小球用OB和O＇B兩根輕繩懸掛，兩輕繩與水平天花板的夾角分別為30o和60o，此時(shí)OB繩的拉力大小為F1。假設(shè)燒斷O＇B繩，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)C時(shí)，OB繩的拉力大小為F2，那么F1與F2的比值為多大？【答案】1：48．如下圖，傾角為30°的光滑斜面固定在水平地面上，質(zhì)量均為m的物塊A和物塊B并排在斜面上，斜面底端固定著與斜面垂直的擋板P，輕彈簧一端固定在擋板上，另一端與物塊A連接，A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)，假設(shè)A、B粘連在一起，用一沿斜面向上的力FT緩慢拉物塊B，當(dāng)拉力FT=時(shí)，A的位移為L(zhǎng)；假設(shè)A、B不粘連，用一沿斜面向上的恒力F作用在B上，當(dāng)物塊A的位移為L(zhǎng)時(shí)，A、B恰好別離，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力．求：〔1〕彈簧的勁度系數(shù)和恒力F的大??；〔2〕請(qǐng)推導(dǎo)FT與物塊A的位移l之間的函數(shù)關(guān)系并畫出FT—l圖象，計(jì)算A緩慢移動(dòng)L的過程中FT做功的大??；〔3〕當(dāng)A、B不粘連時(shí)，恒力，作用在物塊B上，A、B剛別離時(shí)速度的大小.【答案】〔1〕；〔2〕如下圖，〔3〕A緩慢移動(dòng)位移L，圖像與坐標(biāo)軸所圍成的面積等于做功大小，即⑨〔3〕設(shè)A通過的位移為L(zhǎng)的過程中彈力做功的大小為W，分別對(duì)兩個(gè)過程應(yīng)用動(dòng)能定理可得：又，聯(lián)立解得1．如下圖，質(zhì)量為的小物體〔可視為質(zhì)點(diǎn)〕靜止地放在半徑為R、質(zhì)量為的半球體上，小物體與半球體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，物體與球心的連線與水平地面的夾角為，整個(gè)裝置靜止.那么下面說法正確的選項(xiàng)是A.地面對(duì)半球體的摩擦力方向水平向左B.小物體受到的摩擦力大小為C.半球體受到小物體的作用力大小為D.變大〔始終為銳角〕時(shí)，地面對(duì)半球體的支持力增大【答案】CD、以整體為對(duì)象，由平衡條件得:地面對(duì)半球體的支持力不變,故D錯(cuò)誤；綜上所述此題答案是：C2．如下圖，三個(gè)物塊A、B、C疊放在斜面上，用方向與斜面平行的拉力F作用在B上，使三個(gè)物塊一起沿斜面向上做勻速運(yùn)動(dòng).設(shè)物塊C對(duì)A的摩擦力為，對(duì)B的摩擦力為，以下說法正確的選項(xiàng)是()A.如果斜面光滑，與方向相同，且B.如果斜面光滑，與方向相反，且C.如果斜面粗糙，與方向相同，且D.如果斜面粗糙，與方向相反，且【答案】D【點(diǎn)睛】解決此題要掌握靜摩擦力的大小要根據(jù)平衡條件求解，在受力分析時(shí)要靈活選取研究對(duì)象，假設(shè)選B而不選C為研究對(duì)象求那么比擬麻煩.3．研究發(fā)現(xiàn)，低頭玩時(shí)，就有可能讓頸椎承受多達(dá)60磅(約270N)的重量，比一個(gè)7歲小孩還重．經(jīng)常低頭玩會(huì)引起如背痛、體重增加、胃痛、偏頭痛和呼吸道疾病等．當(dāng)人體直立時(shí)，頸椎所承受的壓力等于頭部的重量；低頭玩時(shí)，頸椎受到的壓力會(huì)隨之變化．現(xiàn)將人體頭頸部簡(jiǎn)化為如圖的模型：重心在P點(diǎn)的頭部，在可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)的頸椎OP(輕桿)的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下處于靜止．當(dāng)?shù)皖^時(shí)，頸椎與豎直方向的夾角為45°，PQ與豎直方向的夾角為60°，此時(shí)，頸椎受到的壓力約為直立時(shí)頸椎受到壓力的()A.4.2倍B.3.3倍C.2.8倍D.2.0倍【答案】B4．如下圖，一豎直擋板固定在水平地面上，用半球體A將另一個(gè)半球體B頂起，不計(jì)一切摩擦．在向右緩慢推動(dòng)半球體A的過程中，擋板所受壓力的變化是〔〕A.不變B.減小C.增大D.先減小后增大【答案】B【解析】以整體為研究對(duì)象，處于靜止?fàn)顟B(tài)可得擋板所受壓力大小等于水平推力F，隔離A，根據(jù)受力分析，得到推力和B對(duì)A的作用力變化情況如下圖：由于B對(duì)A的作用力與豎直方向的夾角θ逐漸減小，所以推力F逐漸減小，擋板所受壓力也逐漸減小，B正確、ACD錯(cuò)誤。5．〔多項(xiàng)選擇〕如下圖，質(zhì)量均為m的小球A、B用兩根不可伸長(zhǎng)的輕繩連接后懸掛于O點(diǎn)，在外力F的作用下，小球A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)．假設(shè)要使兩小球處于靜止?fàn)顟B(tài)且懸線OA與豎直方向的夾角保持30°不變，那么外力F的大小〔〕A.可能為B.可能為C.可能為D.可能為mg【答案】BCD6．〔多項(xiàng)選擇〕某同學(xué)為了探究物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，取一質(zhì)量為m的物體使其在沿斜面方向的推力作用下向上運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示，通過力傳感器得到推力隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，通過頻閃照相處理后得出速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖丙所示，假設(shè)斜面的傾角α＝30°，取重力加速度g＝10m/s2，那么由此可得()．A.物體的質(zhì)量為3kgB.物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為C.撤去推力F后，物體將做勻減速運(yùn)動(dòng)，最后可以靜止在斜面上D.撤去推力F后，物體下滑時(shí)的加速度為m/s2【答案】ABD【點(diǎn)睛】由v-t圖象與F-t圖象獲取所需信息、對(duì)物體正確受力分析，應(yīng)用牛頓第二定律即可正確解題，讀懂圖象是正確解題的前提與關(guān)鍵．7．如下圖，質(zhì)量m的小球套在半徑為R的固定光滑圓環(huán)上，圓環(huán)的圓心為O，原長(zhǎng)為0.8R的輕質(zhì)彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端與小球相連，彈簧與圓環(huán)在同一豎直平面內(nèi)，圓環(huán)上B點(diǎn)在O的正下方，當(dāng)小球在A處受到沿圓環(huán)切線方向的恒力F作用時(shí)，恰好與圓環(huán)間無相互作用，且處于靜止?fàn)顟B(tài)．：，，彈簧處于彈性限度內(nèi)，，，重力加速度g=10m/s2．求：〔1〕該彈簧的勁度系數(shù)k；〔2〕撤去恒力，小球從A點(diǎn)沿圓環(huán)下滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大小vB；〔3〕小球通過B點(diǎn)時(shí)，圓環(huán)對(duì)小球的作用力大小NB．【答案】〔1〕40N/m〔2〕2.0m/s〔3〕6.0N8．如下圖，質(zhì)量為m1的物體甲