2023年高考物理专题一相互作用与物体的平衡能力提升训练.docx

第一篇 核心知能突破 专题一 相互作用与物体的平衡 第1讲　相互作用与物体的平衡 1.如图1－1－10所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动， 图1－1－10 那么以下说法正确的选项是 (　　) 　A．物体可能只受两个力作用 B．物体可能受三个力作用 C．物体可能不受摩擦力作用 D．物体一定受四个力 解析：此题考查根据物体的运动状态分析物体的受力，摩擦力产生的条件等知识点．物体做 匀速直线运动，那么受力平衡，将拉力F在水平方向和竖直方向上分解，那么物体一定要受到滑 动摩擦力的作用．再根据摩擦力产生的条件知，一定会产生弹力．因此物体一定会受到四个 力的作用． 答案：D 2．(2023·北京西城区抽样)F1、F2是力F的两个分力．假设F＝10 N，那么以下不可能是F的两个分 力的是 (　　) A．F1＝10 N　F2＝10 N B．F1＝20 N　F2＝20 N C．F1＝2 N　F2＝6 N D．F1＝20 N　F2＝30 N 解析：此题考查合力和分力之间的关系．合力F和两个分力F1、F2之间的关系 为|F1－F2|≤F≤|F1＋F2|，那么应选C. 答案：C 3．(2023·广东理综，13) 图1－1－11 图1－1－11为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相 等，拉力分别为FA、FB，灯笼受到的重力为G.以下表述正确的选项是 (　　) A．FA一定小于G B．FA与FB大小相等 C．FA与FB是一对平衡力 D．FA与FB大小之和等于G 解析：由题意知，A、B两点等高，且两绳等长，故FA与FB大小相等，B项正确．假设两绳 夹角大于120°.那么FA＝FB>G；假设夹角小于120°，那么FA＝FB<G；假设夹角等于120°， 那么FA＝FB＝G，应选项A、D错．夹角为180°时，FA与FB才能成为一对平衡力，但这一情 况不可能实现，故C项错． 答案：B 4．2009年9月22日消息，据美国太空网报道，美国“发现〞号航天飞机当地时间9月21日 返回位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心，结束了为期两天的“回家之旅〞．“发现〞号航天 飞机是被一架改装的波音747客机“背〞回肯尼迪航天中心的，如图1－1－12所示的三幅 图分别是波音747客机“背〞着航天飞机在跑道上静止、在跑道上匀速行驶和在天空中匀速 飞行．以下说法正确的选项是(　　) 图1－1－12 A．波音747客机“背〞着航天飞机在跑道上静止时，客机对航天飞机的支持力最大 B．波音747客机“背〞着航天飞机在跑道上匀速行驶时，客机对航天飞机的支持力最大 C．波音747客机“背〞着航天飞机在天空中匀速飞行时，客机对航天飞机的支持力最大 D．三种情况客机对航天飞机的支持力一样大 解析：三种情况下，航天飞机都处于平衡状态，客机给航天飞机的支持力都等于航天飞机的重力，所以三种情况客机对航天飞机的支持力一样大． 答案：D 图1－1－13 5．如图1－1－13所示，物体B靠在竖直墙面上，在竖直轻弹簧的作用下，A、B保持静止，那么物体A、B受力的个数分别为 (　　) A．3,3 B．4,3 C．4,4 D．4,5 解析：此题考查用整体法、隔离法分析物体受力情况．首先对A、B利用整体法分析受力，可知墙面对B无弹力；以A为研究对象，它受四个力作用，重力竖直向下、弹簧的弹力竖直向上、B对A的压力垂直斜面斜向下、B对A沿斜面向下的摩擦力；以B为研究对象，它受三个力作用，本身受到的重力、A对B的支持力和A对B沿斜面向上的摩擦力，B正确． 答案：B 6. 图1－1－14 如图1－1－14所示，两个带同种电荷的带电球(均可视为带电质点)，A球固定，B球穿在倾 斜直杆上处于静止状态(B球上的孔径略大于杆的直径)，AB两球在同一水平面上，那么B 球受力个数可能为 (　　) A．3 B．4 C．5 D．6 解析：根据题意，由图可知B球必定要受到的力有三个，分别是重力、杆的弹力、A给B的 库仑力，这三个力的合力可以为零，所以A正确；在三力平衡的根底上，如果库仑力增大， 为保持平衡状态，杆要给B球沿杆向下的摩擦力，反之如果库仑力减小，为保持平衡状态， 杆要给B球沿杆向上的摩擦力，从而实现四力平衡，B正确． 答案：AB 图1－1－15 7．(2023·福建泉州质检)滑梯是小孩子很喜欢的娱乐活动．如图1－1－15所示，一个小孩正在 滑梯上匀速下滑，那么(　　) A．小孩所受的重力与小孩所受的弹力大小相等 B．小孩所受的重力与小孩所受的摩擦力大小相等 C．小孩所受的弹力和摩擦力的合力与小孩所受的重力大小相等 D．小孩所受的重力和弹力的合力与小孩所受的摩擦力大小相等 解析：小孩在滑梯上受力如以下图，设滑梯斜面倾角为θ，那么FN=mgcos θ，Ff=mgsin θ， 所以A、B错误；小孩在重力、弹力和摩擦力三个力作用下处于平衡状态，其中任意两个力 的合力一定与第三个力大小相等，故C、D正确． 答案：CD 图1－1－16 8．一个斜面体上搁置一根只能沿竖直方向运动的直杆，杆与斜面接触面粗糙．斜面体水平向右 运动过程中，发现杆匀加速上升，如图1－1－16所示，关于斜面对杆的作用力，以下判断 正确的选项是 (　　) A．斜面对杆的滑动摩擦力沿斜面向下 B．斜面对杆的滑动摩擦力沿斜面向上 C．斜面体对杆的作用力竖直向上 D．斜面体对杆的作用力竖直向下 解析：杆匀加速上升，斜面体水平向右运动，杆相对于斜面体向上滑动，因此杆受的摩擦力沿斜面向下，A对，B错；杆受的支持力垂直于斜面向上，杆受斜面体的作用力斜向右上方，C、D项错误． 答案：A 9. 图1－1－17 如图1－1－17所示，金属棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上，棒与框架接触良好，匀强磁场垂直于ab棒斜向下，从某时刻开始磁感应强度均匀减小，同时施加一个水平外力F使金属棒ab保持静止，那么F (　　) A．方向向右，且为恒力 B．方向向右，且为变力 C．方向向左，且为变力 D．方向向左，且为恒力 解析：根据楞次定律，B减小时，磁通量Φ减小，为阻碍Φ减小，ab产生向右运动的趋势故外力方向向左．再根据电磁感应定律，E＝＝，B均匀减小．故不变，E不变，I不变．F安＝BIL均匀减小，故F为变力． 答案：C 10．如以下图，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，以以以下图示哪个是正确的(　　) 解析：此题考查物体的平衡．A、D选项中a球所受三个力不能维持a球平衡，A、D项错误；C图中a球受到的重力竖直向下，连接天花板的绳对a球的拉力竖直向上，连接b球的绳子的拉力偏向左下，因此三力的合力不为零，C项错误；分析B项中两个球的受力，合力都可以为零，B项正确． 答案：B 图1－1－18 11．如图1－1－18所示，将两个摆长均为l的单摆悬于O点，摆球质量均为m，带电量均 为q(q＞0)．将另一个带电量也为q(q＞0)的小球从O点正下方较远处缓慢移向O点，当三个带电小球分别处在等边三角形abc的三个顶点上时，摆线的夹角恰好为120°，那么此时摆线上的拉力大小等于(　　) A．2mg B．2mg C. D.· 解析：此题考查物体的平衡，中档题．当夹角为120°时，对a或b进行受力分析，小球受拉力、重力和另外两个小球对它的斥力，两个库仑力大小相等合力方向与水平方向成30°，所以绳子拉力与库仑力的合力成120°，根据力的合成的知识可得绳子拉力大小等于重力为mg或等于库仑力的合力为·，D对． 答案：D 12. 图1－1－19 如图1－1－19所示为插入地面的排球网架直杆．为了使直杆垂直于地面，还要用两根绳子把杆拉住．假定绳子OA、OB、OC处在同一平面内，不计绳子的质量，且OA与OB两根绳子的拉力相同，夹角为60°.绳能够承受的拉力跟绳子的横截面成正比，那么OC绳的直径至少应是OA绳的倍数是 (　　) A. B. C./2 D. 解析：设OA绳子中拉力为FA，由OA与OB两根绳子的拉力相同，夹角为60°可知OC中拉力FC＝2FAcos 30°＝FA.设OA绳子直径为d，OA绳子的横截面积SA＝πd2/4，OC绳子直径为D，OC绳子的横截面积SC＝πD2/4，由绳a能够承受的拉力跟绳子的横截面成正比可得FC/FA＝SC/SA＝D2/d2，解得D/d＝ ＝. 答案：D 力在分解中的“形同质异问题〞 在力的分解中有些题看似相同，但实质却大相径庭，弄清这些问题的本质差异将有利于提高同学们分析问题、解决问题的能力． 图1－1－20 一、“动杆〞和“定杆〞问题 【例1】 如图1－1－20所示，质量为m的物体用细绳OC悬挂在支架上O点，轻杆OB可绕 B点转动，求细绳OA中张力FT大小和轻杆OB受力FN大小． 解析：由于轻杆OB可绕B点转动(即是“动杆〞)，所以细绳对轻杆OB的力一定沿着杆的方向，否那么杆就不能平衡(即要发生转动)．由于悬挂物体质量为m，所以绳OC拉力大小就等于mg，将这个拉力沿杆和AO方向分解，如以下图． 由图即可求得： FT′=mg/sin θ，FN=mgcot θ. 又因为FT与FT′大小相等方向相反， 所以FT=FT′=mg/sin θ. 答案：mg/sin θ　mgcot θ 图1－1－21 【例2】 如图1－1－21所示，水平横梁一端A插在墙壁内，另一端装有小滑轮B，一轻绳一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m＝10 kg的重物，∠CBA＝30°，(g取10 N/kg)那么滑轮受到绳子作用力为(　　) A．50 N B．50 N C．100 N D．100 N 解析： 由于杆AB不可转动(即是“定杆〞)，所以杆所受弹力的方向不沿杆AB方向．由于B点处是滑轮，它只是改变绳中力的方向，并未改变力的大小，滑轮两侧绳上的拉力大小均是100 N，夹 角为120°，故滑轮受绳子作用力即是两拉力的合力，如以下图． 由图可知，滑轮受到绳子作用力的大小为：FN＝FT＝mg＝100 N，所以选项C正确． 答案：C 点评：由于轻杆AB不可转动，所以无论细绳对它的弹力方向如何，杆都能平衡． 二、“活节〞和“死节〞问题 图1－1－22