（新课标）高考物理二轮复习 专题一 第1讲 力与物体的平衡课后演练（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

第1讲力与物体的平衡
(建议用时：25分钟)
一、单项选择题
1．在粗糙水平面上放着一个三角形木块abc，在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个物体，m1>m2，如图所示，若三角形木块和两物体都是静止的，则粗糙水平面对三角形木块()
A．有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右
B．有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左
C．有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能确定，因m1、m2、θ1、θ2的数值均未给出
D．以上结论都不对
解析：选D.法一(隔离法)：把三角形木块隔离出来，它的两个斜面上分别受到两物体对它的压力FN1、FN2，摩擦力F1、F2.由两物体的平衡条件知，这四个力的大小分别为
FN1＝m1gcosθ1，FN2＝m2gcosθ2
F1＝m1gsinθ1，F2＝m2gsinθ2
它们的水平分力的大小(如图所示)分别为
FN1x＝FN1sinθ1＝m1gcosθ1sinθ1
FN2x＝FN2sinθ2＝m2gcosθ2sinθ2
F1x＝F1cosθ1＝m1gcosθ1sinθ1
F2x＝F2cosθ2＝m2gcosθ2sinθ2
其中FN1x＝F1x，FN2x＝F2x，即它们的水平分力互相平衡，木块在水平方向无滑动趋势，因此不受水平面的摩擦力作用．
法二(整体法)：由于三角形木块和斜面上的两物体都静止，可以把它们看成一个整体，受力如图所示．设三角形木块质量为M，则竖直方向受到重力(m1＋m2＋M)g和支持力FN作用处于平衡状态，水平方向无任何滑动趋势，因此不受水平面的摩擦力作用．
2．(2019·高考全国卷Ⅱ)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行．已知物块与斜面之间的动摩擦因数为eq\f(\r(3),3)，重力加速度取10m/s2.若轻绳能承受的最大张力为1500N，则物块的质量最大为()
A．150kg B．100eq\r(3)kg
C．200kg D．200eq\r(3)kg
解析：选A.设物块的质量最大为m，将物块的重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解，由平衡条件，在沿斜面方向有F＝mgsin30°＋μmgcos30°，解得m＝150kg，A项正确．
3．(2019·烟台联考)如图所示，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上．若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F2>0)．由此可求出()
A．物块的质量
B．斜面的倾角
C．物块与斜面间的最大静摩擦力
D．物块对斜面的正压力
解析：选C.设斜面倾角为θ，斜面对物块的最大静摩擦力为Ff，当F取最大值F1时，最大静摩擦力Ff沿斜面向下，由平衡条件得F1＝mgsinθ＋Ff；当F取最小值F2时，Ff沿斜面向上，由平衡条件得F2＝mgsinθ－Ff，联立两式可求出最大静摩擦力Ff＝eq\f(F1－F2,2)，选项C正确．FN＝mgcosθ，F1＋F2＝2mgsinθ，所以不能求出物块的质量、斜面的倾角和物块对斜面的正压力．
4．(2017·高考全国卷Ⅲ)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上，弹性绳的原长也为80cm.将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()
A．86cm B．92cm
C．98cm D．104cm
解析：选B.将钩码挂在弹性绳的中点时，由数学知识可知钩码两侧的弹性绳(劲度系数设为k)与竖直方向夹角θ均满足sinθ＝eq\f(4,5)，对钩码(设其重力为G)静止时受力分析，得G＝2keq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1m,2)－\f(0.8m,2)))cosθ；弹性绳的两端移至天花板上的同一点时，对钩码受力分析，得G＝2keq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2)－\f(0.8m,2)))，联立解得L＝92cm，可知A、C、D项错误，B项正确．
5.如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球．在a和b之间的细线上悬挂一小物块．平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径．不计所有摩擦．小物块的质量为()
A.eq\f(m,2) B.eq\f(\r(3),2)m
C．m D．2m
解析：选C.由于轻环不计重力，故细线对轻环的拉力的合力与圆弧对轻环的支持力等大反向，即沿半径方向；又两侧细线对轻环拉力相等，故轻环所在位置对应的圆弧半径为两细线的角平分线，因为两轻环间的距离等于圆弧的半径，故两轻环与圆弧圆心构成等边三角形；又小球对细线的拉力方向竖直向下，由几何