1、1力与物体的平衡仿真押题1一通电直导体棒用两根绝缘轻质细线悬挂在天花板上，静止在水平位置(如正面图)现在通电导体棒所处位置加上匀强磁场，使导体棒能够静止在偏离竖直方向 角(如侧面图)的位置如果所加磁场的强弱不同，则磁场方向的范围是(以下选项中各图，均是在侧面图的平面内画 出的，磁感应强度的大小未按比例画)( )解析：对导体棒受力分析可知，导体棒受到的安培力与重力和绳子的拉力的合力大小相等，方向相反，故由左手定则可以判断出磁场的方向范围，故 C 正确答案：C2如图所示为三种形式的吊车的示意图， OA 为可绕 O 点转动的轻杆， AB 为质量可忽略不计的拴接在 A 点的轻绳，当它们吊起相同重物时，
2、图甲、图乙、图丙中 杆 OA 对结点的作用力大小分别为 Fa、 Fb、 Fc，则它们的大小关系是( ) A FaFb Fc B.Fa FbFcC FaFbFc D Fa Fb Fc解析：设重物的质量为 m，分别对三图中的结点进行受力分析，杆对结点的作用力大小分别为Fa、 Fb、 Fc，对结点的作用力方向沿杆方向，各图中 G mg.则在图甲中， Fa2 mgcos 30 mg；在图3乙中， Fb mgtan 60 mg；在图丙中， Fc mgcos 30 mg.可知 Fa FbFc，故 B 正确，A、C、D 错332误2答案：B3.重庆一些地区有挂红灯笼的习俗如图所示，质量为 m 的灯笼用两根长
3、度一定的轻绳 OA、 OB 悬挂在水平天花板上， O 为结点， OAOB， AOB90.设 OA、 OB 对 O 点的拉力大小分别为 FA、 FB，轻绳能够承受足够大的拉力，则( )A FA大于 FBB若左右调节 A 点位置，可使 FA等于 FBC若左右调节 A 点位置，可使 FA、 FB均大于 mgD若改挂质量为 2m 的灯笼，可使 FA、 FB均增大 mg答案：C4.如图所示，两小球 A、 B 固定在一轻质细杆的两端，其质量分别为 m1和 m2.将其放入光滑的半圆形碗中，当细杆保持静止时，圆的半径 OA、 OB 与竖直方向夹角分别为 30和 45，则 m1和 m2的比值为( )A. 1 B
4、. 12 33C21 D. 16答案：A5.如图所示，将两个完全相同的均匀长方体物块 A、 B 叠放在一起置于水平地面上两物块重均为 2mg.现用弹簧测力计竖直向上拉物块 A，当弹簧测力计示数为 mg 时，下列说法中正确的是( )A物块 A 对物块 B 的压力大小为 mgB物块 B 对地面的压力大小等于 2mgC地面与物块 B 之间存在静摩擦力D物块 A 与物块 B 之间存在静摩擦力解析：当弹簧测力计示数为 mg 时，物块 A、 B 均处于平衡状态，对 A 由平衡条件知，物块 B 对物块 A 的支持力大小为 mg，故 A 对 B 的压力大小为 mg，选项 A 正确；对 B 由平衡条件知，地面对
5、物块 B 的支持力大小等于 3mg，故 B 对地面的压力大小等于 3mg，选项 B 错误；物块 A 与物块 B 之间、物块 B 与地面之间均无相对运动的趋势，故地面与物块 B 之间、物块 A 与物块 B 之间都不存在静摩擦力，选项 C、D 错误答案：A6.如图所示，倾角为 的斜面体 C 置于水平面上， B 置于斜面体上，通过轻绳跨过光滑的定滑轮与 A 相连接，连接 B 的一段轻绳与斜面平行， A、 B、 C 都处于静止状态，则( )4A水平面对 C 的支持力大于 B、 C 的总重力B C 对 B 一定有摩擦力C水平面对 C 一定有摩擦力D水平面对 C 可能没有摩擦力答案：C7.如图所示，一水平
6、导轨处于与水平方向成 45角向左上方的匀强磁场中，一根通有恒定电流的金属棒，由于受到安培力作用而在粗糙的导轨上向右做匀速运动现将磁场方向沿顺时针缓慢转动至竖直向上，在此过程中，金属棒始终保持匀速运动，已知棒与导轨间的动摩擦因数为 ，则( )A金属棒所受摩擦力一直在减小B导轨对金属棒的支持力先变小后变大C磁感应强度先变小后变大D金属棒所受安培力恒定不变解析：金属棒匀速运动时，受力如图甲所示，则有 FN F 安 sin mg， F 安 cos Ff F N， F 安 BIL，联立解得 B ，其中 tan ，即 45q2， L1L2，平衡时两球12到过 O 点的竖直线的距离相等，则( )图 9A.m
7、1m2B.m1 m2C.m1F1 F2C.F3 F1F2 D.F1F2F3答案：C解析：甲图：物块静止，弹簧的拉力 F1 mg；乙图：以物块为研究对象，受力如图甲，F2 Gsin60 mg0.866 mg32丙图：以动滑轮为研究对象，受力如图乙.由几何知识得 F3 mg，故 F3 F1F234.如图 6 所示，质量均为 m 的 A、 B 两球，由一根劲度系数为 k 的轻弹簧连接静止于半径为 R 的光滑半球形碗中，弹簧水平，两球间距为 R 且球半径远小于碗的半径.则弹簧的原长为( )图 621A. R B. Rmgk mg2kC. R D. R 2 3mg3k 3mg3k答案：D35.如图 7(
8、a)所示，两段等长细绳将质量分别为 2m、 m 的小球 A、 B 悬挂在 O 点，小球 A 受到水平向右的恒力 F1的作用、小球 B 受到水平向左的恒力 F2的作用，当系统处于静止状态时，出现了如图(b)所示的状态，小球 B 刚好位于 O 点正下方.则 F1与 F2的大小关系正确的是( )图 7A.F14 F2 B.F13 F2C.F12 F2 D.F1 F2答案：A解析： A 受到水平向右的力 F1， B 受到的水平向左的力 F2，以整体为研究对象，分析受力如图甲：设 OA 绳与竖直方向的夹角为 ，则由平衡条件得：tan F1 F22mg mg以 B 球为研究对象，受力如图乙，设 AB 绳与
9、竖直方向的夹角为 ，则由平衡条件得：tan F2mg由几何关系得到： 22联立解得： F14 F236.如图，在粗糙水平面上， a、 b、 c、 d 四个相同小物块用四根完全相同的轻弹簧连接，正好组成一个等腰梯形，系统静止 a、 b 之间、 a、 c 之间以及 b、 d 之间的弹簧长度相同且等于 c、 d 之间弹簧长度的一半， a、 b 之间弹簧弹力大小为 c、 d 之间弹簧弹力大小的一半若 a 受到的摩擦力大小为 f，则( )A a、 b 之间的弹簧一定是压缩 的B b 受到的摩擦力大小为 fC c 受到的摩擦力大小为 f3D d 受到的摩擦力大小为 2f答案：ABC37.如图，在水平面上
10、A、 B、 C 三点固定着三个电荷量为 3Q 的正点电荷，将另一质量为 m 的带正电的小球(可视为点电荷)放置在 O 点， OABC 恰构成一棱长为 L 的正四面体，已知静电力常量为 k，重力加速度为 g.为使小球能静止在 O 点，则关于小球所受电场力的合力方向和所带的电荷量，下列说法中正确的是( )23A所受电场力的合力方向竖直向上B所受电场力的合力方向竖直向下C电荷量为6mgL29kQD电荷量为6mgL218kQ答案：AD38.如图所示，用一段绳子把轻质滑轮吊装在 A 点，一根轻绳跨过滑轮，绳的一端拴在井中的水桶上，人用力拉绳的另一端，滑轮中心为 O 点，人所拉绳子与 OA 的夹角为 ，拉
11、水桶的绳子与 OA 的夹角为 .人拉绳沿水平面向左运动，把井中质量为 m 的水桶缓慢提上来，人的质量为 M，重力加速度为 g，在此过程中，以下说法正确的是( )A 始终等于 B吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大C地面对人的摩擦力逐渐变大D地面对人的支持力逐渐变大解析：水桶匀速上升，拉水桶的轻绳中的拉力 FT始终等于 mg，对滑轮受力分析如图甲所示24垂直于 OA 方向有 FTsin FTsin ，所以 ，沿 OA 方向有 F FTcos FTcos 2 FTcos ，人向左运动的过程中 变大，所以 和 均变大，吊装滑轮的绳子上的拉力 F 变小，选项 A 正确，B 错误；对人受力分析如图乙所示， 逐
12、渐变大，水平方向有 Ff FTsin ，地面对人的摩擦力逐渐变大，竖直方向有 FN FTcos Mg，地面对人的支持力 FN Mg FTcos 逐渐变大，选项C、D 正确答案：ACD39.如图，一光滑的轻滑轮用轻绳 OO悬挂于 O 点，另一轻绳跨过滑轮，一端连着斜面上的物体 A，另一端悬挂物体 B，整个系统处于静止状态现缓慢向左推动斜面，直到轻绳平行于斜面，这个过程中物块 A与斜面始终保持相对静止则下列说法正确的是( )A物块 A 受到的摩擦力一定减小B物块 A 对斜面的压力一定增大C轻绳 OO的拉力一定减小D轻绳 OO与竖直方向的夹角一定减小25答案：BC40.图 11 中工人在推动一台割草
13、机，施加的力大小为 100N，方向与水平地面成 30角斜向下， g 取 10m/s2.图 11(1)若割草机重 300N，则它作用在地面上向下的压力为多大？(2)若工人对割草机施加的作用力与图示反向，力的大小不变，则割草机作用在地面上向下的压力又为多大？(3)割草机割完草后，工人用最小的拉力拉它，使之做匀速运动，已知这个最小拉力为 180N，则割草机与地面间的动摩擦因数 及最小拉力与水平方向夹角 为多少？答案：(1)350N (2)250N (3)0.75 37(3)由平衡条件知，在水平方向上： Fcos F N，在竖直方向上有： FN Fsin G联立可得：26F ，tan Gcos sin
14、 G1 2sin 1所以当 90，即 tan 时， F 有最小值：Fmin G1 2代入数据可得： 0.75， 37.41.如图 12 所示，水平面上有一个倾角为 30的斜劈，质量为 m.一个光滑小球，质量也为 m，用绳子悬挂起来，绳子与斜面的夹角为 30，整个系统处于静止状态.图 12(1)求出绳子的拉力 FT；(2)若地面对斜劈的最大静摩擦力 Ffm等于地面对斜劈的支持力的 k 倍，为了使整个系统始终保持静止， k值必须满足什么条件？答案：(1) mg (2) k33 39水平方向： FTcos( ) Ff0竖直方向： FN2 FTsin( )2 mg0又 Ff Ffm kFN227联立各式解得 k .3942.如图 13 所示，质量为 m 的物体，放在一固定的斜面上，当斜面倾角为 30时恰能沿斜面匀速下滑.对物体施加一大小为 F 的水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角 0时，不论水平恒力 F 多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，试求：图 13(1)物体与斜面间的动摩擦因数 ；(2)临界角 0.答案：(1) (2)603328
