1、1专题强化练(一) 力与物体的平衡考点 1 物体的受力分析1.(2016海南卷)如图，在水平桌面上放置一斜面体 P，两长方体物块 a 和 b 叠放在P 的斜面上，整个系统处于静止状态若将 a 与 b、 b 与 P、 P 与桌面之间摩擦力的大小分别用 Ff1、 Ff2和 Ff3表示则( )A Ff10， Ff20， Ff30B Ff10， Ff20， Ff30C Ff10， Ff20， Ff30D Ff10， Ff20， Ff30解析：对整体受力分析可知，整体相对地面没有相对运动趋势，故 Ff30；再将 a 和b 看成一个整体， a、 b 整体有相对斜面向下运动的趋势，故 b 与 P 之间有摩擦
2、力，即Ff20；再对 a 受力分析可知， a 相对于 b 有向下运动的趋势， a 和 b 之间存在摩擦力作用，即 Ff10.故选项 C 正确. 答案：C2.(2018天水二模)如图所示， A 和 B 两物块的接触面是水平的， A 与 B 保持相对静止一起沿固定粗糙斜面匀速下滑，在下滑过程中 B 的受力个数为( )A3 个 B4 个C5 个 D6 个解析：先以 A 为研究对象，分析受力情况，其受重力、 B 的竖直向上的支持力， B 对 A没有摩擦力，否则 A 不会匀速运动；再对 B 研究， B 受到重力、 A 对 B 竖直向下的压力，斜面的支持力和滑动摩擦力，共 4 个力，故选项 B 正确答案：
3、B3(2018西安高三测试) a、 b 两个质量相同的球用线连接， a 球用线挂在天花板上，b 球放在光滑斜面上，系统保持静止，以下图示哪个是正确的( )解析：对 b 球受力分析，受重力、斜面对其垂直向上的支持力和细线的拉力，由于三2力平衡时三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故细线拉力向右上方，故 A 图错误；再对 a、 b 两个球整体受力分析，受重力、斜面垂直向上的支持力和上面细线的拉力，再次根据共点力平衡条件判断上面的细线的拉力方向斜向右上方，故 C、D 图均错误答案：B考点 2 共点力平衡4(多选)(2018天津卷)明朝谢肇淛五杂组中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之
4、，非万缗不可一游僧见之，曰：无烦也，我能正之 ”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为 ，现在木楔背上加一力 F，方向如图所示，木楔两侧产生推力 FN，则( )A若 F 一定， 大时 FN大B若 F 一定， 小时 FN大C若 一定， F 大时 FN大D若 一定， F 小时 FN大解析：选木楔为研究对象，木楔受到的力有：水平向左的力 F 和两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力，由于木楔处于平衡状态，所以两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力与 F沿两侧分解的推力大小是相等的，力 F 的分解如图：则： F2 FN1sin ， FN1 FN2 ，所
5、以 F 一定时， 越小， FN越大； 一定时， 2 F2sin 2F 越大， FN越大，B、C 正确答案：BC5(2018襄阳四校联考)将三个质量均为 m 的小球 a、 b、 c 用细线相连后( b、 c 间无细线相连)，再用细绳悬挂于 O 点，如图所示用力 F 拉小球 c，使三个小球都处于静止状态，且细线 Oa 与竖直方向的夹角保持为 30， 则 F 的最小值为( )3A mg B2 mgC. mg D. mg32 32解析：将三个小球视为一个整体，重力为 3mg，当作用于小球 c 上的力 F 垂直于 Oa 时，F 最小，由正交分解法知，水平方向 Fcos 30 Tsin 30，竖直方向 F
6、sin 30 Tcos 303 mg，解得 F mg，故 C 正确32答案：C考点 3 动态平衡6.(2018本溪中学模拟)如图所示，上表面为光滑曲面的物体静置于水平地面上，一滑块从曲面底端受水平力作用缓缓地沿曲面向上滑动一小段的过程中，曲面始终静止不动则地面对物体的摩擦力 Ff和地面对物体的支持力 FN的大小变化情况是( )A Ff增大， FN减小 B Ff变小， FN不变C Ff增大， FN不变 D Ff不变， FN不变解析：对滑块受力分析，滑块受重力、水平力与支持力，因处于平衡状态，依据力的合成法则及平衡条件，可知水平力在增大，再将物体与滑块作为整体受力分析，处于平衡状态，那么竖直方向与
7、水平方向均处于平衡状态，因此地面对物体的支持力 FN大小不变，而地面对物体的摩擦力 Ff随着水平力的增大而增大，故 C 正确答案：C7.(2016全国卷)质量为 m 的物体用轻绳 AB 悬挂于天花板上用水平向左的力 F 缓慢拉动绳的中点 O，如图所示用 T 表示绳 OA 段拉力的大小，在 O 点向左移动的过程中( )A F 逐渐变大， T 逐渐变大B F 逐渐变大， T 逐渐变小C F 逐渐变小， T 逐渐变大D F 逐渐变小， T 逐渐变小解析：以 O 点为研究对象，受力如图所示，当用水平向左的力缓慢拉动 O 点时，则绳OA 与竖直方向的夹角变大，由共点力的平衡条件知 F 逐渐变大， T 逐
8、渐变大，选项 A 正确4答案：A8.(多选)如图所示，质量均为 m 的小球 A、 B 用劲度系数为 k1的轻弹簧相连， B 球用长为 L 的细绳悬于 O 点， A 球固定在 O 点正下方，当小球 B 平衡时，绳子所受的拉力为 FT1，弹簧的弹力为 F1；现把 A、 B 间的弹簧换成原长相同但劲度系数为 k2(k2 k1)的另一轻弹簧，在其他条件不变的情况下仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为 FT2，弹簧的弹力为 F2，则下列关于 FT1与 FT2、 F1与 F2之间的大小关系，正确的是( )A FT1 FT2 B FT1 FT2C F1 F2 D F1 F2解析：小球 B 受重力 mg、绳子拉
9、力 FT和弹簧弹力 F 三个力而平衡，平移 FT、 F 构成矢量三角形如图所示，由图可以看出，力的矢量三角形总是与几何三角形 OAB 相似，因此有 ，其中 OA、 L 保持不变，因此绳子的拉力 FT大小保持不变，A 错误，B 正确；mgOA FTL FAB当弹簧的劲度系数 k 增大时，弹簧的压缩量减小， A、 B 间距离增大，因此对应的力 F 增大，C 正确，D 错误答案：BC9.(2018衡阳模拟)如图所示，两竖直木桩 ab、 cd 固定，一不可伸长的轻绳两端固定在 a、 c 处，绳长为 L，一质量为 m 的物体 A 通过轻质光滑挂钩挂在轻绳中间静止时轻绳两端夹角为 120.若把轻绳换成自然
10、长度为 L 的橡皮筋，物体 A 仍处于静止状态，橡皮筋处于弹性限度内，若重力加速度大小为 g，对于上述两种情况，下列说法正确的是( )A轻绳的弹力大于 mg B轻绳的弹力小于 mgC橡皮筋的弹力大于 mg D橡皮筋的弹力小于 mg5解析：设两木桩间的距离为 s，轻绳的总长度为 L，静止时轻绳两端夹角为 120，由于物体 A 所受拉力的合力方向竖直向上且大小为 mg，根据矢量的合成可知，两个分力和 mg的大小是相等的，故轻绳的弹力大小为 mg，故 A、B 错误；若把轻绳换成自然长度为 L 的橡皮筋，橡皮筋受到拉力后长度增大，两木桩间的距离 s 不变，所以物体 A 静止后橡皮筋之间的夹角一定小于
11、120，两个分力之间的夹角减小，而合力不变，所以两个分力减小，即橡皮筋的弹力小于 mg，故 C 错误，D 正确答案：D10(多选)(2018贵阳检测)如图所示，一轻质细绳一端固定在 O 点，另一端通过一光滑动滑轮 P 和一光滑定滑轮 Q 系一质量为 m2的物块 B，物块 B 置于斜面体 C 上，定滑轮Q 固定在斜面体 C 的顶点，斜面体 C 位于水平地面上动滑轮 P 上挂一质量为 m1的物块A，开始时， A、 B、 C 均处于静止状态，现将 C 沿水平地面向右缓慢移动一小段距离，此过程中 B 相对于 C 未滑动，系统再一次处于平衡状态时，下列说法正确的是( )A细绳对 O 点的拉力一定增大B
12、C 对 B 的摩擦力一定增大C地面对 C 的摩擦力一定增大D地面对 C 的支持力一定增大解析：由题意知， OP 与 PQ 间细绳的夹角变大，而合力不变，细绳拉力增大，故 A 正确； C 对 B 的摩擦力的方向不确定，大小可能增大，可能减小，故 B 错误；对 A、 B、 C 整体而言， OP 间细绳的拉力沿水平方向的分力等于地面对 C 的摩擦力，故地面对 C 的摩擦力一定增大，故 C 正确； OP 间细绳的拉力在竖直方向的分力不变，对 A、 B、 C 整体分析易知，地面对 C 的支持力不变，故 D 错误答案：AC考点 4 电学中的平衡问题11.(2018重庆高三测试)如图所示，在倾角为 30的光
13、滑斜面上，垂直纸面放置一根长为 L、质量为 m 的直导体棒，导体棒中电流为 I.要使导体棒静止在斜面上，需要外加匀强磁场的磁感应强度 B 的最小值为( )A. B.mg2IL 3mg2IL6C. D.mgIL 3mgIL解析：平衡状态下导体棒受三个力，重力为恒力，支持力的方向不变，安培力的大小和方向不确定；由动态平衡知当安培力 F 平行于斜面向上时安培力最小，则 B 最小，即BIL mgsin 30， B ，由左手定则知 B 的方向垂直于斜面向下mg2IL答案：A12(多选)(2016浙江卷)如图所示，把 A、 B 两个相同的导电小球分别用长为 0.10 m 的绝缘细线悬挂于 OA和 OB两点
14、用丝绸摩擦过的玻璃棒与 A 球接触，棒移开后将悬点 OB移到 OA点固定两球接触后分开，平衡时距离为 0.12 m已测得每个小球质量是8.0104 kg，带电小球可视为点电荷，重力加速度 g 取 10 m/s2，静电力常量k9.010 9 Nm2/C2，则( )A两球所带电荷量相等B A 球所受的静电力为 1.0102 NC B 球所带的电荷量为 4 108 C6D A、 B 两球连接中点处的电场强度为 0解析：由于 A、 B 是两个相同的导电小球，因此两球接触后分开带电荷量相等，选项 A正确；设平衡时小球受到的静电力为 F，则由几何知识，知 ，Fmg 0.06（ 0.1） 2 （ 0.06）
15、 2解得 F610 3 N，选项 B 错误；由 F k ，解得小球的带电荷量 q4 108 C，选q2r2 6项 C 正确；等量同种电荷连线中点的电场强度为零，选项 D 正确答案：ACD13(多选)(2018长沙模拟)不计电阻的平行金属导轨与水平面成某角度固定放置，两完全相同的金属导体棒 a、 b 垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面如图所示，现用一平行于导轨的恒力 F 拉导体棒 a，使其沿导轨向上运动在 a 运动过程中， b 始终保持静止则以下说法正确的是( )7A导体棒 a 做匀变速直线运动B导体棒 b 所受摩擦力可能变为 0C导体棒 b 所受摩擦力可能先增大后减
16、小D导体棒 b 所受摩擦力方向可能沿导轨向下解析：导体棒 a 先做加速度逐渐减小的加速直线运动，最后达到匀速导体棒 b 所受的安培力沿导轨向上，且不断增大，最后保持不变，故导体棒 b 所受的摩擦力先沿导轨向上，且不断减小，最后可能变为零甚至变为沿导轨向下，正确选项为 B、D.答案：BD14(2015全国卷)如图所示，一长为 10 cm 的金属棒 ab 用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为 0.1 T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘金属棒通过开关与一电动势为 12 V 的电池相连，电路总电阻为 2 . 已知开关断开时两弹簧的伸长量均为 0.5 cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了 0.3 cm，重力加速度大小取 10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量解析：金属棒通电后，闭合回路电流 I A6 A，ER 122金属棒受到的安培力大小为 F BIL0.06 N.开关闭合后，电流方向为从 b 到 a，由左手定则判断可知金属棒受到的安培力方向竖直向下由平衡条件知，开关闭合前：2 kx mg，开关闭合后：2 k(x x) mg F，代入数值解得 m0.01 kg.答案：方向竖直向下 0.01 kg
