專題分層突破練1力與物體的平衡A組1.對下列四幅圖分析正確的是()A.圖甲:被推出的冰壺能繼續(xù)前進(jìn),是因?yàn)橐恢笔艿绞值耐屏ψ饔肂.圖乙:電梯在加速上升時,電梯里的人處于失重狀態(tài)C.圖丙:汽車過凹形橋最低點(diǎn)時,速度越大,對橋面的壓力越大D.圖丁:汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎時,受到重力、支持力、摩擦力、向心力四個力的作用2.(2020福建泉州高三測試)如圖所示,條形磁鐵靜止放在粗糙的水平桌面上,當(dāng)在其左上方放一電流方向垂直紙面向里的通電直導(dǎo)線后,磁鐵受到的摩擦力和彈力()A.摩擦力為零 B.摩擦力方向向左C.彈力保持不變 D.摩擦力方向向右3.(2020山東濰坊高三期末)質(zhì)量為50kg的貨物靜置于水平地面上,貨物與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5。某同學(xué)用大小為240N的恒力使貨物運(yùn)動,g取10m/s2,則物塊和地面間滑動摩擦力的大小可能是()A.250N B.240N C.200N D.100N4.如圖所示,兩個小球a、b的質(zhì)量均為m,用細(xì)線相連并懸掛于O點(diǎn)?，F(xiàn)用一輕質(zhì)彈簧給小球a施加一個拉力F,使整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),且Oa與豎直方向夾角為30°,已知彈簧的勁度系數(shù)為k,重力加速度為g,則彈簧的最短伸長量為()A.mg2kC.3mg35.(2020廣東佛山高三質(zhì)檢)如圖,用一根不可伸長的輕繩繞過兩顆在同一水平高度的光滑釘子懸掛一幅矩形風(fēng)景畫。現(xiàn)若保持畫框的上邊緣水平,將兩顆釘子之間的距離由圖示位置逐漸增大到不能再增大為止(不考慮畫與墻壁間的摩擦),則此過程中繩的張力大小()A.逐漸變大 B.逐漸變小C.先變大,后變小 D.先變小,后變大6.(2020山東青島第十七中學(xué)高三摸底考試)如圖所示,在豎直平面內(nèi)一根不可伸長的柔軟輕繩通過光滑的輕質(zhì)滑輪懸掛一重物。輕繩一端固定在墻壁上的A點(diǎn),另一端從墻壁上的B點(diǎn)先沿著墻壁緩慢移到C點(diǎn),后由C點(diǎn)緩慢移到D點(diǎn),不計(jì)一切摩擦,且墻壁BC段豎直,CD段水平,在此過程中關(guān)于輕繩的拉力F的變化情況,下列說法正確的是()A.F一直減小 B.F一直增大C.F先增大后減小 D.F先不變后增大7.(2020寧夏石嘴山第三中學(xué)高三模擬)疊放在水平地面上的四個完全相同的排球如圖所示,質(zhì)量均為m,相互接觸,球與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ,則()A.上方球與下方3個球間均沒有彈力B.下方三個球與水平地面間均沒有摩擦力C.水平地面對下方三個球的支持力均為4D.水平地面對下方三個球的摩擦力均為4B組8.(2020山東濟(jì)南高三下學(xué)期模擬)如圖所示為剪式千斤頂?shù)慕孛鎴D。四根等長的支持臂用光滑鉸鏈連接,轉(zhuǎn)動手柄,通過水平螺紋軸減小MN間的距離,以抬高重物。保持重物不變,MP和PN夾角為120°時N點(diǎn)受到螺紋軸的作用力為F1;MP和PN夾角為60°時N點(diǎn)受到螺紋軸的作用力為F2。不計(jì)支持臂和螺紋軸的重力,則F1與F2大小之比為()A.1∶1 B.1∶3C.3∶1 D.3∶19.(2020安徽蚌埠高三第三次教學(xué)質(zhì)量檢測)如圖所示,輕繩一端系在物體A上,另一端與套在粗糙豎直桿MN上的輕圓環(huán)B相連接。用水平力F拉住繩子上的一點(diǎn)O,使物體A及輕圓環(huán)B靜止在實(shí)線所示的位置?，F(xiàn)保持力F的方向不變,使物體A緩慢移到虛線所示的位置,這一過程中圓環(huán)B保持靜止。若桿對環(huán)的彈力為FN,桿對環(huán)的摩擦力為Ff,OB段繩子的張力為FT,則在上述過程中()A.F不變,FN減小 B.Ff不變,FT增大C.Ff減小,FN不變 D.FN減小,FT減小10.(2020山東高三下學(xué)期棗莊一中、高密一中、萊西一中在線聯(lián)考)將一段總長度為L的直導(dǎo)線折成正多邊形線框后放入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中,且線框所在平面與磁場方向垂直,現(xiàn)給線框通電,電流大小為I,正多邊形線框中依次相鄰的6條邊受到的安培力的合力大小與依次相鄰的3條邊受到的安培力的合力大小相等,則正多邊形線框中每條邊受到的安培力大小為()A.13BIL B.1C.19BIL D.111.(2020陜西渭南中學(xué)高三模擬)如圖所示,質(zhì)量為m的物體A靜止在質(zhì)量為M的斜面B上,斜面B的傾角θ=30°。現(xiàn)用水平力F推物體A,在F由零逐漸增加至32mg再逐漸減為零的過程中,A和B始終保持靜止。對此過程下列說法正確的是(A.地面對B的支持力隨著力F的變化而變化B.A所受摩擦力方向始終沿斜面向上C.A所受摩擦力的最小值為mg4,最大值為3D.A對B的壓力的最小值為32mg,最大值為312.(2020福建高三模擬)如圖所示,頂端附有光滑定滑輪的斜面體靜止在粗糙水平地面上,三條細(xì)繩結(jié)于O點(diǎn),一條繩跨過定滑輪平行于斜面連接物塊P,一條繩連接物體Q,P、Q兩物體處于靜止?fàn)顟B(tài),另一條繩OA在外力F的作用下處于水平狀態(tài)?，F(xiàn)保持結(jié)點(diǎn)O位置不變,使OA繩逆時針緩慢旋轉(zhuǎn)至豎直方向,在此過程中,P、Q及斜面均保持靜止,則()A.斜面對物塊P的摩擦力一直減小B.斜面對物塊P的支持力一直增大C.地面對斜面體的摩擦力一直減小D.地面對斜面體的支持力一直增大13.(2020百師聯(lián)盟高三沖刺)某同學(xué)用如圖甲所示的裝置測量滑塊A與木板間的動摩擦因數(shù),用手緩慢地提起木板的左端使木板以其右端為圓心緩慢轉(zhuǎn)動,當(dāng)板與水平方向的夾角θ=37°時,滑塊A開始沿板下滑。而后將木板和滑塊A平放在水平桌面上,木板固定在桌面上,如圖乙所示,滑塊A左側(cè)彈簧測力計(jì)讀數(shù)為5N且處于伸長狀態(tài),右側(cè)通過輕質(zhì)細(xì)繩繞過定滑輪懸掛一輕質(zhì)砝碼盤,滑輪摩擦不計(jì),滑塊的質(zhì)量M=1kg,連接滑塊的彈簧測力計(jì)和細(xì)線均水平放置,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。若緩慢增加盤中的砝碼,使盤中砝碼總質(zhì)量達(dá)到1.2kg時,將會出現(xiàn)的情況是(g取10m/s2)()A.A向右運(yùn)動B.木板對A的摩擦力為7.5NC.木板對A的摩擦力方向保持不變D.彈簧測力計(jì)讀數(shù)仍為5N14.(多選)(2020河南鄭州模擬)如圖所示,在水平面上固定一個半圓弧軌道,軌道是光滑的,O點(diǎn)為半圓弧的圓心,一根輕繩跨過半圓弧的A點(diǎn)(O、A等高,不計(jì)A處摩擦),輕繩一端系在豎直桿上的B點(diǎn),另一端連接一個小球P?，F(xiàn)將另一個小球Q用光滑輕質(zhì)掛鉤掛在輕繩上的AB之間,已知整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)時,α=30°,β=45°,則()A.將繩的B端向上緩慢移動一小段距離時繩的張力不變B.將繩的B端向上緩慢移動一小段距離時半圓弧中的小球P位置下移C.靜止時剪斷A處輕繩瞬間,小球P的加速度為12D.小球P與小球Q的質(zhì)量之比為3參考答案專題分層突破練1力與物體的平衡1.C解析圖甲中被推出的冰壺能繼續(xù)前進(jìn),是由于慣性,手與冰壺不接觸了,不再對冰壺有推力作用,選項(xiàng)A錯誤;圖乙中電梯在加速上升時,加速度向上,電梯里的人處于超重狀態(tài),選項(xiàng)B錯誤;圖丙中汽車過凹形橋最低點(diǎn)時,加速度向上,處于超重狀態(tài),速度越大,所需要的向心力越大,超重越顯著,對橋面的壓力越大,選項(xiàng)C正確;圖丁中汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎時,受到重力、支持力、摩擦力三個力的作用,向心力是重力、支持力、摩擦力的合力,選項(xiàng)D錯誤。2.B解析磁鐵的磁感線從N到S,故通電導(dǎo)線所處位置的磁場方向?yàn)樾毕蜃笙?根據(jù)左手定則可知導(dǎo)線受到斜向左上的安培力,根據(jù)牛頓第三定律可得磁鐵受到導(dǎo)線給的斜向右下的作用力,該作用力可分解為水平向右的力和豎直向下的力,故磁鐵受到的摩擦力水平向左,彈力增大,故只有選項(xiàng)B正確。3.C解析本題用排除法解答比較簡單,拉力水平時滑動摩擦力μmg=250N>240N,故拉力不可能水平,選項(xiàng)A錯誤;因拉力與水平方向有一定夾角,故拉力的水平分力一定小于240N,滑動摩擦力也小于240N,選項(xiàng)B錯誤;當(dāng)拉力豎直向上時,滑動摩擦力最小為μ(mgF)=130N>100N,選項(xiàng)D錯誤;故只有選項(xiàng)C正確。4.B解析以兩個小球組成的整體為研究對象,分析受力,如圖。根據(jù)平衡條件得知:F與FT的合力與重力mg總是大小相等、方向相反。由力的合成圖可知,當(dāng)F與繩子Oa垂直時,F有最小值,即圖中F2位置,F的最小值為:F=kx=2mgsinθ=mg,則彈簧的最短伸長量為x=mgk,故B5.D解析分析題意可知,畫受到兩段輕繩的拉力作用,根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可知,拉力的合力與重力等大反向,即拉力的合力恒定不變。隨著兩顆釘子之間距離的增大,兩段輕繩的夾角先減小,后增大。根據(jù)力的合成規(guī)律可知,兩大小相同的力合成時,合力一定的情況下,分力的夾角越大,分力越大,分力的夾角越小,分力越小。則輕繩的張力先變小后變大,當(dāng)兩輕繩處于豎直方向時,張力最小,故只有選項(xiàng)D正確。6.D解析當(dāng)輕繩另一端在C點(diǎn)時,設(shè)輕繩左右兩側(cè)間的夾角為2θ,以滑輪為研究對象,分析受力情況,受力分析圖如圖所示。根據(jù)平衡條件得2Fcosθ=mg,得到輕繩的拉力F=mg2cosθ。輕繩另一端從B點(diǎn)沿墻壁緩慢移到D點(diǎn),由幾何知識可知,θ先不變后增大,cosθ先不變后減小,輕繩的拉力F先不變后增大,故只有選項(xiàng)7.C解析對上方球分析可知,小球受重力和下方球的支持力而處于平衡狀態(tài),所以上方球一定與下方球有彈力的作用,選項(xiàng)A錯誤;由于下方球受上方球斜向下的彈力作用,所以下方球有運(yùn)動的趨勢,故下方球受摩擦力作用,選項(xiàng)B錯誤;對四個球的整體分析,整體受重力和地面的支持力而處于平衡,所以下方三個小球受支持力大小為4mg,每個小球受支持力為43mg,選項(xiàng)C正確;下方三個小球受到的是靜摩擦力,故不能根據(jù)滑動摩擦力公式進(jìn)行求解,選項(xiàng)D8.D解析當(dāng)兩臂間的夾角為120°時,兩臂受到的壓力為N1=G2cos60°=G,對N點(diǎn)分析,N點(diǎn)受到螺紋軸的作用力為F1=2N1cos30°=3G,當(dāng)兩臂間的夾角為60°時,兩臂受到的壓力為N2=G2cos30°=33G,對N點(diǎn)分析,N點(diǎn)受到螺紋軸的作用力為F2=2N2cos60°=33G,則有9.D解析先以O(shè)點(diǎn)為研究對象,進(jìn)行受力分析,有OA對O的拉力GA、外力F和OB段繩子的拉力FT三力平衡,設(shè)繩子與豎直方向的夾角為θ,則F=GAtanθ,FT=GAcosθ,由題可知θ減小,所以F減小,FT減小;再以物體B為研究對象,進(jìn)行受力分析,有B物體的重力GB、OB段繩子的拉力FT、豎直桿對B的支持力FN和摩擦力Ff四力平衡,則FN=FTsinθ=GAtanθ、Ff=GB+FTcosθ=GA+GB,所以當(dāng)θ減小時,FN減小,Ff不變,10.C解析設(shè)總長為L的正n邊形,各邊邊長為Ln,已知勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線框中電流大小為I,則各邊所受安培力為F=BILn,各邊所受安培力之間的夾角θ=360°n,相鄰三邊所受安培力的合力大小為F1=F+2Fcosθ=BILn(1+2cosθ),相鄰六邊所受安培力的大小為F2=2F1cos32θ=2BILn(1+2cosθ)cos32θ,又因?yàn)镕1=F2,故2cos32θ=1,可得θ=40°,則有11.D解析對AB組成的整體受力分析,整體受力平衡,豎直方向受到重力和地面對B的支持力,所以地面對B的支持力等于(M+m)g,保持不變,選項(xiàng)A錯誤;力F最大時沿斜面向上的分力為Fcos30°=0.75mg,重力沿斜面向下的分力為mgsin30°=0.5mg,故此時摩擦力沿斜面向下,選項(xiàng)B錯誤;對A受力分析,受到重力、支持力、推力和摩擦力作用,當(dāng)推力沿斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力時,摩擦力為零,所以摩擦力最小為零,選項(xiàng)C錯誤;垂直于斜面方向有FN=mgcos30°+Fsin30°,當(dāng)F=0時,FN最小,最小為FNmin=mgcos30°=32mg,當(dāng)F=32mg時,FN最大,最大為FNmax=mgcos30°+32mg×12=12.C解析緩慢逆時針轉(zhuǎn)動繩OA的方向至豎直的過程中,OA拉力的方向變化如圖從1位置到2位置再到3位置,可見繩OA的拉力先減小后增大,繩OB的拉力一直減小。由于不清楚剛開始連接物塊P的繩子的拉力與重力沿斜面向下的分力的大小關(guān)系,所以不能判斷斜面對物塊P的摩擦力的變化情況,選項(xiàng)A錯誤;物塊P一直在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài),則斜面對P的支持力等于重力垂直斜面向下的分力,保持不變,選項(xiàng)B錯誤;以斜面體和P的整體為研究對象受力分析,根據(jù)平衡條件得斜面受地面的摩擦力與繩OB沿水平方向的拉力等大反向,因繩OB的拉力一直減小,與水平方向的夾角不變,故其水平分力一直減小,則地面對斜面體的摩擦力一直減小,選項(xiàng)C正確;以斜面體和P整體為研究對象受力分析,由于繩OB的拉力一直減小,其豎直向下的分力一直減小,根據(jù)豎直方向受力平衡,知地面對斜面體的支持力不斷減小,選項(xiàng)D錯誤。13.D解析緩慢轉(zhuǎn)動木板使滑塊開始下滑時,靜摩擦力恰好達(dá)到最大值,由平衡條件得Mgsinθ=μMgcosθ,解得μ=0.75,木板與滑塊水平放置時,木板與滑塊間的最大靜摩擦力fm=μMg=0.75×1×10N=7.5N,不放砝碼時,滑塊水平方向受彈簧測力計(jì)的拉力和木板對A的摩擦力,由平衡條件得F=f=5N,摩擦力方向水平向右,當(dāng)砝碼盤總質(zhì)量達(dá)到1.2kg時,物塊A受到右側(cè)繩的拉力FT=mg=1.2×10N=12N,設(shè)滑塊仍處于靜止,由平衡條件得F+f'=FT,得f'=7N<7.5N,假設(shè)成立,滑塊仍處于靜止,彈簧測力計(jì)讀數(shù)仍為5N,選項(xiàng)A、B錯誤,選項(xiàng)D正確;對比初