2011届高三物理一轮复习单元检测:受力分



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受力分析
共点力的平衡

  1.如图 1 所示,竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上, 另一端与斜面体 P 连接,P 的斜面与固定挡板 MN 接触且处于静止状态,则斜面体 P 此刻所受的外力 个数有可能为 A.2 个 C.4 个 B.3 个 D.5 个 ( ) 图1
解析:若斜面体 P 受到的弹簧弹力 F 等于其重力 mg, 则 MN 对 P 没有力的作用,如图(a)所示,P 受到 2 个 力,A 对;若弹簧弹力大于 P 的重力,则 MN 对 P 有压 力 FN,只有压力 FN 则 P 不能平衡,一定存在向右的力, 只能是 MN 对 P 的摩擦力 Ff,因此 P 此时受到 4 个力,如图(b)所示,C 对. 答案:AC
  2.(2008山东高考)用轻弹簧竖直悬挂质量为 m 的物体,静止时弹簧伸长量为 L.现用该 弹簧沿斜面方向拉住质量为 2m 的物体,系统静止时弹簧伸长量也为 L.斜面倾角为 30°,如图 2 所示.则物体所受摩擦力 A.等于零 1 B.大小为 mg,方向沿斜面向下 2 C.大小为 3 mg,方向沿斜面向上 2 图2 ( )
D.大小为 mg,方向沿斜面向上 解析:由题意可知,kL=mg,物体在斜面上静止时,设受到向上的静摩擦力 Ff,由 平衡条件得 kL+Ff=2mgsinθ,可得出 Ff=
  0,故选 A. 答案:A
  3.(2009海南高考)两刚性球 a 和 b 的质量分别为 ma 和 mb, 直径分别为 da 和 db(da>db).将 a、b 球依次放入一竖直放 置、内径为 d(da<d<da+db)的平底圆筒内,如图 3 所示. 设 a、b 两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为 FN1 和 FN
  2,筒底所受的压力大小为 F.已知重力加速度大小为 g. 若所有接触都是光滑的,则 A.F=(ma+mb)g,FN
  1=FN2 B.F=(ma+mb)g,FN1≠FN2 图3 ( )
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C.mag<F<(ma+mb)g,FN
  1=FN2 D.mag<F<(ma+mb)g,FN1≠FN2 解析:对 a 和 b 整体受力分析如图所示,由平衡条件可知, F=(ma+mb)g FN
  1=FN
  2,故 A 正确. 答案:A

  4.(2010淄博模拟)如图 4 所示,物块 A 放在倾斜的木板上, 已知木板的倾角 α 分别为 30°和 45°时物块所受摩擦力的 大小恰好相同,则物块和木板间的动摩擦因数为 1 A. 2 B. 3 2 C. 2 2 ( D. ) 5 2 图4
解析:由题意可以推断出,当倾角 α=30°时,物体受到的摩擦力是静摩擦力,大小 为 Ff
  1=mgsin30°,当 α=45°时,物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为 Ff
  2=FN =mgcos45°,由 Ff
  1=Ff2 得 = 答案:C
  5.(2010黄冈月考)如图 5 所示,质量为 m 的两个球 A、B 固定 在杆的两端,将其放入光滑的半圆形碗中,杆的长度等于碗 的半径,当杆与碗的竖直半径垂直时,两球刚好能平衡,则杆 对小球的作用力为 A. 3 mg 3 2 3 B. mg 3 C. 3 mg 2 D.2mg ( ) 图5 2 .C 项正确. 2
解析:由已知条件知,A、B 间的杆一定水平,对其中一个小球受力分析,由共点力 的平衡知识可得,杆的作用力为 F=mgtan30°= 答案:A
  6.(2010湖南师大附中模拟)如图 6 所示,A、B 两木块放在水平面上,它们之间用细线 相连, 两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样, 两木块与水平面间的动摩擦因 数相同.先后用水平力 F1 和 F2 拉着 A、 一起匀速运动, B 则 ( ) 3 mg,故选项 A 正确. 3
图6 A. F1≠F2 C.FT
  1>FT2 B.F
  1=F2 D.FT
  1=FT2
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解析:取 A、B 为整体分析可知, F
  1=F
  2= (mA+mB)g.隔离 A 物体,应用平衡条件 可得 FT1sinθ= (mAg-FT1cosθ),FT2sinθ= (mAg+FT2cosθ).比较可得 FT
  2>FT
  1.故只 有 B 正确. 答案:B
  7.(2010湖南省三十二校联考)如图 7 所示, 质量为 m 的物体用细绳栓住放在水平粗糙传 送带上,物体距传送带左端距离为 L,稳定时绳与水平方向的夹角为 θ,当传送带分 别以 v
  1、v2 的速度做逆时针转动时(v
  1<v
  2),绳中的拉力分别为 F
  1、F
  2;若剪断细绳 时,物体到达左端的时间分别为 t
  1、t
  2,则下列说法正确的是 ( )
图7 A.F
  1<F2 B.F
  1=F2 C.t
  1>t2 D.t
  1<t2
解析:剪断绳之前,两种情况下物块所受的都是滑动摩擦力,而滑动摩擦力与相对运 动的速度大小无关,则两种情况下物体受力相同,A 错误 B 正确.剪断绳之后,物体 有可能在滑动摩擦力作用下一直做匀加速运动,此情况下运动时间应相同,C、D 皆 错误. 答案:B
  8.如图 8 所示,固定在水平面上的斜面倾角为 θ,长方体木块 A 的质量为 M,其 PQ 面上钉着一枚小钉子,质量为 m 的小 球 B 通过一细线与小钉子相连接,细线与斜面垂直,木块与斜 面间的动摩擦因数为 ,以下说法正确的是 A.若木块匀速下滑,则小球对木块的压力为零 B.若木块匀速下滑,则小球对木块的压力为 mgsinθ C.若木块匀加速下滑,则小球对木块的压力为零 D.若木块匀加速下滑,则小球对木块的压力为 mgcosθ 解析:当木块匀速下滑时,对小球受力分析可求得小球对木块的压力为 mgsinθ,B 正 确;当木块匀加速下滑时,将小球和木块看做一个整体,根据牛顿第二定律可得 a= gsinθ-gcosθ,选小球为研究对象,可求得小球对木块的压力为 mgcosθ,D 正确. 答案:BD
  9.(2010山东省日照市调研)如图 9 所示,倾角为 θ 的斜面体 C 置于水平面上,B 置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定 滑轮与 A 相连接,连接 B 的一段细绳与斜面平行,A、B、 ( ) 图8
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C 都处于静止状态.则 A.B 受到 C 的摩擦力一定不为零 B.C 受到水平面的摩擦力一定为零
(
)
图9
C.不论 B、C 间摩擦力大小、方向如何,水平面对 C 的摩擦力方向一定向左 D.水平面对 C 的支持力与 B、C 的总重力大小相等 解析:隔离 B 可知当 mA g=mBgsinθ 时,B 与 C 之间无摩擦,A 错误;将 B、C 作为 一个整体时,由 A 对 B 的拉力在水平与竖直两方向上的分力知 C 正确 B 错误,而水 平面对 C 的支持力应比 B、C 的总重力小,D 错误. 答案:C

  10.(2009北京高考)如图 10 所示,将质量为 m 的滑块放在倾角为 θ 的固定斜面上.滑块与斜面之间的动摩擦因数为 .若滑块与 斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等,重力加速 度为 g,则 A.将滑块由静止释放,如果 >tanθ,滑块将下滑 B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果 <tanθ,滑块将减速下滑 C.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动, 如果 =tanθ, 拉力大小应是 2mgsinθ D.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动, 如果 =tanθ, 拉力大小应是 mgsinθ 解析:由 =tanθ 条件可知 mgcosθ=mgsinθ,即滑动摩擦力等于重力沿斜面向下的 分力,在沿斜面向上的拉力作用下滑块匀速上滑,滑块沿斜面方向合力为零,即拉 力 F 拉=mgsinθ+mgcosθ=2mgsinθ.C 项正确. 答案:C
  11.如图 11 所示,在倾角为 θ 的粗糙斜面上,有一个质量为 m 的物体被水平力 F 推着静止于斜面上,已知物体与斜 面间的动摩擦因数为 ,且 <tanθ,若物体恰好不下滑, 则推力 F 为多少?若物体恰好不上滑,则推力 F 为多少? (最大静摩擦力等于滑动摩擦力) 解析:因为 <tanθ,F=0 时,物体不能静止在斜面上.当物体恰好不下滑时,受力 如图甲所示,有 图 11 ( ) 图 10
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mgsinθ=Fcosθ+Ff,Ff=FN,FN=mgcosθ+Fsinθ sinθ-cosθ 解得 F= mg sinθ+cosθ 当物体恰好不上滑时,受力如图乙所示,有 mgsinθ+Ff=Fcosθ,Ff=FN,FN=mgcosθ+Fsinθ cosθ+sinθ mg. 解得 F= cosθ-sinθ 答案:见解析
  12.(2010齐河月考)所受重力 G
  1=8 N 的砝码悬挂在绳 PA 和 PB 的结点上.PA 偏离竖直 方向 37°角,PB 在水平方向,且连在所受重力为 G
  2=100 N 的木块上,木块静止于 倾角为 37°的斜面上,如图 12 所示,试求: (
  1)木块与斜面间的摩擦力; (
  2)木块所受斜面的弹力.
图 12 解析:如图甲所示分析 P 点受力,由平衡条件可得: FA cos37°=G1 FA sin37°=FB 可解得:FB=6 N
再分析 G2 的受力情况如图乙所示. 由物体的平衡条件可得: Ff=G2 sin37°+FB ′cos37° FN+FB′ sin37°=G2 cos37° FB′=FB 可求得:Ff=
  64.8 N
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FN=
  76.4 N. 答案:(
  1)
  64.8 N,方向沿斜面向上 (
  2)
  76.4 N,垂直斜面向上
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