新课标2020版高考物理大二轮复习专题强化训练1力与物体的平衡.doc

11专题强化训练(一)一、选择题1．(2019·河北名校联盟质检)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．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]由题意知小球在由A运动到B的过程中始终处于平衡状态．设某一时刻小球运动至如图所示位置则对球由平衡条件得F＝mgsinθN＝mgcosθ在运动过程中θ增大故F增大N减小A项正确．[答案]A2．(2019·葫芦岛重点高中期中联考)用右图所示简易装置可以测定水平风速在水平地面上竖直固定一直杆半径为R、质量为m的空心塑料球用细线悬于杆顶端O.当风沿水平方向吹来时球在风力的作用下飘了起来．已知风力大小与“风速”和“球正对风的截面积”均成正比当风速v0＝3m/s时测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ＝30°则()A．风速v＝4.5m/s时细线与竖直方向的夹角θ＝45°B．若风速增大到某一值时细线与竖直方向的夹角θ可能等于90°C．若风速不变换用半径更大、质量不变的球则夹角θ增大D．若风速不变换用半径相等、质量更大的球则夹角θ增大[解析]对小球受力分析如图由平衡条件可得风力大小F＝mgtanθ而由题意知F∝Sv又S＝πR2则F＝kπR2v(k为常数)则有mgtanθ＝kπR2v由此可知：当风速由3m/s增大到4.5m/s时eq\f(tanθ4.5)＝eq\f(tan30°3)可得tanθ＝eq\f(\r(3)2)A错误．因小球所受重力方向竖直向下而风力方向水平向右则知细线与水平方向的夹角θ不可能等于90°B错误．由mgtanθ＝kπR2v可知当v、m不变R增大时θ角增大；当v、R不变m增大时θ角减小C正确D错误．[答案]C3．(2019·上饶重点高中一模)如图所示在斜面上等高处静止着两个相同的质量为m的物块A和B.两物块之间连接着一个劲度系数为k的轻质弹簧斜面的倾角为θ两物块和斜面间的动摩擦因数均为μ重力加速度为g则弹簧的最大伸长量是()A.eq\f(mgk)B.eq\f(μmgcosθk)C.eq\f(mgsinθ＋μmgcosθk)D.eq\f(mg\r(μ2cos2θ－sin2θ)k)[解析]物块静止在斜面上在斜面所在平面内受三个力作用一个是重力沿斜面向下的分力mgsinθ静摩擦力f≤fm＝μmgcosθ方向不确定水平方向的弹簧弹力kx则物块所受静摩擦力f大小等于kx与mgsinθ的合力当静摩擦力最大时有kx＝eq\r(f\o\al(2m)－mgsinθ2)可得x＝eq\f(mg\r(μ2cos2θ－sin2θ)k)故D正确．[答案]D4．(多选)(2019·河北五校联考)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的下半部分刚好固定在水平面MN的下方上边露出另一半a静止在水平面上现过a的轴心施加一水平作用力F可缓慢地将a拉离水平面一直滑到b的顶端对该过程分析则应有()A．拉力F先增大后减小最大值是GB．开始时拉力F最大为eq\r(3)G以后逐渐减小为0C．a、b间的压力开始最大为2G而后逐渐减小到GD．a、b间的压力由0逐渐增大最大为G[解析]要把a拉离水平面在刚拉离时水平面MN对a的支持力应为零因此对a受力分析如图甲所示则sinθ＝eq\f(R2R)＝eq\f(12)所以θ＝30°拉力F＝eq\f(Gtan30°)＝eq\r(3)G；当a逐渐上移时用图解法分析可知F逐渐减小至零(如图乙所示)；在开始时a、b间的压力FN＝eq\f(Gsin30°)＝2G以后逐渐减小至G.因此选项B、C正确A、D错误．[答案]BC5．(2019·河北五校联考)如图所示质量为M的半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上质量为m的光滑小球P在水平外力F的作用下处于静止状态P与圆心O的连线与水平面的夹角为θ将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90°框架与小球始终保持静止状态在此过程中下列说法正确的是()A．框架对小球的支持力一直减小B．力F的最小值为mgsinθC．地面对框架的摩擦力先减小后增大D．框架对地面的压力一直增大[解析]用图解法求解对小球受力分析如图所示力F顺时针转过90°的过程中先减小后增大最小值为mgcosθ；框架对小球的支持力FN一直减小A正确B错误．以框架为研究对象由平衡条件得地面对框架的摩擦力大小等于FNcosθ随FN减小FNcosθ减小C错误；框架对地面的压力等于Mg＋FNsinθ随FN的减小而减小D错误．[答案]A6