2019年高考物理二轮复习专题一力与运动第1讲力与物体的平衡练案.doc

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1、1专题一 第 1 讲 力与物体的平衡限时：40 分钟选择题(本题共 14 小题，其中 18 题为单选，914 题为多选)1. (2018河南省开封市高三下学期 5 月模拟)课堂上，老师准备了“”型光滑木板和三个完全相同、外表面光滑的匀质圆柱形积木，要将三个积木按图示(截面图)方式堆放在木板上，则木板与水平面夹角 的最大值为( A )A30 B45C60 D90解析 取 0时，下面两圆柱之间将会分开，无法稳定，应适当增大 以保持系统稳定，此时下面两圆柱之间有弹力；当下面两圆柱之间的弹力恰好为 0 时，对应的 为最小值；继续增大 ，右圆柱和上圆柱之间弹力减小，若 太大，此两圆柱将分开，临界情况为

2、取 30时，左边两圆柱的圆心连线在竖直方向上，保证上圆柱只受到两个力的作用恰好处于平衡状态，此时与右圆柱间相互接触且无弹力，故 A 正确，BCD 错误，故选 A。2(2018山东省淄博市高三下学期第二次模拟)2017 年 12 月 1 日，中国 4500 米载人潜水器“深海勇士”号完成验收。设潜水器在下潜或上升过程中只受重力、海水浮力和海水阻力作用，其中，海水浮力 F 始终不变，所受海水阻力仅与潜水器速率有关。已知当潜水器的总质量为 M 时恰好以速率 v 匀速下降，若使潜水器以同样速率匀速上升，则需要从潜水器储水箱向外排出水的质量为(重力加速度为 g)( A )A2( M ) B MFg 2F

3、gC2 M D2 MFg F2g解析 潜水器匀速下降时，受到向下的重力、向上的浮力和向上的阻力，根据平衡知： Mg F kv当以相同的速度向上匀速运动时，受到向下的重力，向下的阻力，向上的浮力，根据平衡可知：( M m )g kv F结合两个公式可求出： m 2( M )，故选 A。Fg23(2018厦门市高三下学期第二次质量检测)中国制造 2025是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，则( B )A小球受到的摩擦力方向竖直向下B小球受到的

4、摩擦力与重力大小相等C若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大D若铁夹水平移动，小球受到的摩擦力变大解析 在竖直方向上小球受到摩擦力和竖直向下的重力，二力平衡，等大反向，所以摩擦力方向竖直向上，A 错误 B 正确；若增大铁夹对小球的压力，则水平方向上的力变化了，而竖直方向上摩擦力和重力仍等大反向，摩擦力不变，C 错误；若铁夹水平移动，无论是变速移动还是匀速移动，小球在竖直方向上合力仍为零，摩擦力和重力仍等大反向，摩擦力不变，D 错误。4(2018广东省梅州市高三下学期二模)如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道 AB 固定在竖直平面内， A 端与水平面相切，穿在轨道上的小球在拉力 F 作用下，缓

5、慢地由 A 向B 运动， F 始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为 N，在运动过程中( A )A F 增大， N 减小 B F 减小， N 减小C F 增大， N 增大 D F 减小， N 增大解析 对球受力分析，受重力、支持力和拉力，如图，根据共点力平衡条件，有N mgcos F mgsin其中 为支持力 N 与竖直方向的夹角；当物体向上移动时， 变大，故 N 变小， F 变大；故 A 正确。35(2018吉林省实验中学高三下学期模拟)用两根细线 a、 b 悬挂一薄板，薄板处于静止状态，下列说法正确的是( C )A b 绳的拉力大于 a 绳的拉力B若保持 a 绳位置不变，缓慢移动 b 至竖

6、直方向，则 b 的拉力先减小后增大C剪断 a 绳瞬间，薄板的加速度方向一定沿 a 绳斜向下D剪断 a 绳瞬间， b 绳拉力大小发生变化解析 根据水平方向受力平衡可得： Tbsin60 Tasin30，可得 TbTa，故 A 错误；若保持 a 绳位置不变，缓慢移动 b 至竖直方向，作出三个不同位置板的受力合成图，如图 A 绳的拉力 T 和 b 绳的拉力F 的合力与重力 G 总等大反向，由图知， T 一直减小，故 B 错误；剪断a 绳瞬间，薄板的速度为零，向心力为零，合力等于重力垂直于 b 绳向下的分力，所以此瞬间，板的加速度方向一定垂直于 b 绳方向向下，即一定沿 a 绳斜向下，故 C 正确；剪

7、断前，由竖直方向受力平衡可得： Tbcos60 Tacos30 mg，又 Tbsin60 Tasin30，联立解得： Tb mg，剪断后，小球沿半径方向的合力为零，则有： T b mgcos6012 mg，故剪断前后 b 绳的拉力没有变化，故 D 错误；故选 C。126(2018广西陆川县高三下学期二模)力的合成和分解在生产和生活中有着重要的作用，下列说法中正确的是( A )A高大的桥要建很长的引桥，减小斜面的倾角，是为了减小汽车重力沿桥面向下的分力，达到行车方便和安全的目的B幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩滑滑梯时受到的重力，使小孩下滑得更快C运动员做引体向上(缓慢上升)动作时，双臂张开很大

8、的角度时要比双臂竖直平行时觉得手臂用力大，是因为张开时手臂产生的合力增大的缘故D帆船能逆风行驶，说明风力一定沿水平方向向前解析 高大的桥要建很长的引桥，减小斜面的倾角，根据力的平行四边形定则可知，汽车重力沿桥面向下的分力减小，达到行车方便和安全的目的，故 A 正确；幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩滑滑梯时重力沿斜面向下的分力，使小孩下滑得更快，选项 B 错误；运动员做引体向上(缓慢上升)动作时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时觉得手臂用力大，是因为张开时手臂产生的合力不变时，分力的夹角越大，则分力越大，选项 C4错误；帆船能逆风行驶，根据力的平行四边形定则，结合力的分解，则风力一定能分解

9、出沿船前进方向的分力，故 D 错误；故选 A。7(2018陕西省榆林市高三下学期第四次模拟)在水平地面固定倾角为 的斜面体，质量为 m 的物体在平行于底边、大小为 F 的水平力作用下静止于斜面上，如图所示。重力加速度大小为 g。该物体受到的摩擦力大小为( A )A B F mgsinF2 mgsin 2C F 十 mg D F解析 物体沿斜面方向上受沿斜面向下的力 mgsin ，水平方向受到力 F 作用，这两个力的合力与摩擦力等大反向，由平衡知识可知摩擦力： f ，故选F2 mgsin 2A。8(2018湖南省郴州市高三下学期一模)两个可视为质点的小球 a 和 b，用质量可忽略的刚性细杆相连，

10、放置在一个光滑的半球面内，如图所示，已知小球 a 和 b 的质量之比为 ，细杆长度是球面半径的 倍。两球处于平衡状态时，细杆与水平面的夹角 是( D )3 2A45 B30C22.5 D15解析 由题目中的数据可以得出， abO 三点组成一个等腰直角三角形，所以两底角都为 45。对两球进行受力分析，由于球面光滑，所以两球都只受到 3 个力，如图所示：重力、球面的支持力、刚性细杆的弹力。由于是刚性细杆，所以刚性细杆对两球的弹力均沿着杆方向，且对两球的弹力大小相等。两球处于平衡状态时，两球受到的合力都为零。两球受到的三个力都组成一个封闭的力的矢量三角形。再由正弦定理列出等式。对球 a： ，对球 b

11、： ，所以： sin(453mgsin45 FNsin 45 mgsin45 FNsin 45 3 )sin(45 )，即 tan(45 ) ，所以 15。答案 D 正确。39(2018山东省威海市高三下学期模拟)早上，妈妈为小丽剥好了鹌鹑蛋，甲、乙、5丙图是小丽用筷子夹食鹌鹑蛋过程的三个动作示意图，下列说法正确的是( ABD )A若甲图中的筷子竖直，鹌鹑蛋静止，则鹌鹑蛋的重力与静摩擦力大小相等B若乙图中的鹌鹑蛋始终处于静止状态，则两根筷子给鹌鹑蛋的作用力方向竖直向上C若乙图中的鹌鹑蛋始终处于静止状态，增大筷子与水平方向的夹角，鹌鹑蛋受到的摩擦力和弹力都增大D若丙图中的筷子水平，鹌鹑蛋静止，此

12、时下面筷子对鹌鹑蛋的力大于上面筷子对鹌鹑蛋的力解析 若甲图中的筷子竖直，鹌鹑蛋静止，则鹌鹑蛋的向下的重力与向上的静摩擦力大小相等方向相反，选项 A 正确；若乙图中的鹌鹑蛋始终处于静止状态，则两根筷子给鹌鹑蛋的作用力与鹌鹑蛋的重力等大反向，即方向竖直向上，选项 B 正确；若乙图中的鹌鹑蛋始终处于静止状态，增大筷子与水平方向的夹角，鹌鹑蛋受到的摩擦力 f mgsin随 角增大而增大；弹力 N mgcos ，随 的增大而减小，选项 C 错误；若丙图中的筷子水平，鹌鹑蛋静止，此时： F 上 mg F 下 ，即下面筷子对鹌鹑蛋的力大于上面筷子对鹌鹑蛋的力，选项 D 正确；故选 ABD。10(2018福建

13、省莆田市高三下学期模拟)如图，在一段平直的地面上等间距分布着一排等高的电线杆，挂在电线杆上的电线粗细均匀。由于热胀冷缩，冬季两相邻电线杆之间的电线会有所缩短。对电线杆 B 及其两侧的电线，冬季与夏季相比( AC )A电线杆 B 对地面的作用力不变 B电线杆 B 所受的合外力变大C电线最高点处的张力变大 D电线最低点处的张力不变解析 以电杆 B 为研究对象，设电线与竖直方向夹角为 ，由共点力的平衡条件知，两边电线对电杆的弹力 F 的合力与其重力的合力等于地面对电杆的支持力，由几何关系得：2Fcos 1 Mg FN；对一半电线而言： Fcos mg；则 FN Mg mg，则电线杆 B 所受的合12

14、力为零，对地面的作用力不变，选项 A 正确，B 错误；由于夏天气温较高，电线的体积会膨胀，两杆正中部位电线下坠的距离 h 变大，则电线在杆上固定处的切线方向与竖直方向的夹角 变小，故根据 Fcos mg，可知两电线杆处的电线拉力冬天与夏天相比变大，12选项 C 正确；取一半电线研究，最低点的张力 T Fsin ，则冬天 F 大， 大，则 T 较大，则选项 D 错误；故选 AC。611(2018辽宁省大连市高三下学期模拟)如图所示，桌面上固定一个光滑竖直挡板，现将一个长方形物块 A 与截面为三角形的垫块 B 叠放在一起，用水平外力 F 缓缓向左推动B，使 A 缓慢升高，设各接触面均光滑，则该过程

15、中( BD )A A 和 B 均受三个力作用而平衡 B B 对桌面的压力大小不变C A 对 B 的压力越来越小 D推力 F 的大小不变解析 因各接触面均光滑，所以 A 受重力、 B 对 A 的弹力、竖直挡板对 A 的弹力共三个力作用而平衡， B 受重力， A 对 B 的弹力，水平面对 B 的弹力，外力 F 四个力作用而平衡，故 A 错误；以 A、 B 整体为研究对象， B 受桌面支持力大小等于 A、 B 重力之和，所以 B 对桌面的压力大小不变，故 B 正确；以 A 为研究对象受力分析如图， B 对 A 的弹力 FBA ，因 不变，所以 FBA不变，即 A 对 B 的压力大小不变，故 C 错误

16、；推力mgcosF FN mgtan ，也不变，故 D 正确。12(2018山东省潍坊市高三下学期三模)如图所示，将质量为 m 的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的 O 点，小球静止在 M 点， N 为 O 点正下方一点， ON 间的距离等于橡皮筋原长，在 N 点固定一铁钉，铁钉位于橡皮筋右侧。现对小球施加拉力 F，使小球沿以 MN 为直径的圆弧缓慢向 N 运动， P 为圆弧上的点， PNM60。橡皮筋始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度为 g，则( AC )A在 P 点橡皮筋弹力大小为 mg12B在 P 点时拉力 F 大小为 mg52C小球在 M 向 N 运动的过程中拉力 F 的方向始终跟橡皮

17、筋垂直D小球在 M 向 N 运动的过程中拉力 F 先变大后变小解析 设圆的半径为 R，则 MN2 R， ON 为橡皮筋的原长，设劲度系数为 k，开始时小球二力平衡有 k2R mg；当小球到达 P 点时，由几何知识可得 NP MNsin30 R，则橡皮筋的弹力为 Fk kR，联立解得 Fk ，故 A 正确；小球缓慢移动，即运动到任意mg2位置均平衡，小球所受三个力平衡满足相似三角形， ，因 MP R，可得mg2R FkR FMP 37F mg，故 B 错误；同理在缓慢运动过程中由相似三角形原理可知 MN NP，则拉力 F 始32终垂直于橡皮筋的弹力，C 正确；在两相似三角形中，代表 F 大小的边

18、 MP 的长度一直增大，故 F 一直增大，故 D 错误。则选 AC。13(2018山东省青岛市高三下学期模拟)如图，弹性轻绳一端固定于 O 点，另一端连有一质量为 m 的小球 a，小球 a 通过不可伸长的细绳连接质量相同的小球 b，两小球均处于静止状态。现给小球 b 施加一个力 F，使弹性轻绳与竖直方向成 30角，两球依然保持静止。下列说法正确的是( BC )A弹性绳的长度一定增加B a、 b 间细绳上的张力可能减小C力 F 的值可能大于 mgD力 F 的值可能小于 mg12解析 以小球 b 为研究对象，分析受力，作出受力图如图根据作图法分析得到， a、 b 间细绳上的张力可能减小，故 B 正

19、确；以小球 ab 为研究对象，分析受力，作出受力图如图根据作图法分析得到，弹性绳的张力可能减小，所以弹性绳的长度可能减小；当小球施加的力 F 与弹性轻绳垂直时，所用的力 F 最小， Fmin2 mgsin30 mg，故 C 正确，A、D 错误；故选 BC。14(2018湖南省郴州市高三下学期一模)如图所示，形状和质量完全相同的两个圆柱体 a、 b 靠在一起，表面光滑，重力为 G，其中 b 的下半部刚好固定在水平面 MN 的下方，上边露出另一半， a 静止在平面上。现过 a 的轴心施加一水平作用力 F，可缓慢的将 a 拉离平面一直滑到 b 的顶端，对该过程分析，则应有( AB )8A a、 b 的压力开始最大为 2G，而后逐渐减小到 GB开始时拉力 F 最大为 G，以后逐渐减小为 03C拉力 F 先增大后减小，最大值是 GD a、 b 间的压力由 0 逐渐增大，最大为 G解析 对于 a 球： a 球受到重力 G、拉力 F 和 b 球的支持力 N由平衡条件得： F Ncos ， Nsin G则得： F Gcot ， NGsin根据数学知识可知， 从 30增大到 90， F 和 N 均逐渐减小；当 30， F 有最大值，为 G， N 有最大值，为 2G；3当 90， F 有最小值，为 G， N 有最小值，为 0；故 A、B 正确，C、D 错误。