新课标2020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.doc

-8-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＝m1gcosθ1FN2＝m2gcosθ2F1＝m1gsinθ1F2＝m2gsinθ2它们的水平分力的大小(如图所示)分别为FN1x＝FN1sinθ1＝m1gcosθ1sinθ1FN2x＝FN2sinθ2＝m2gcosθ2sinθ2F1x＝F1cosθ1＝m1gcosθ1sinθ1F2x＝F2cosθ2＝m2gcosθ2sinθ2其中FN1x＝F1xFN2x＝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．150kgB．100eq\r(3)kgC．200kgD．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＝150kgA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－F22)选项C正确．FN＝mgcosθF1＋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．86cmB．92cmC．98cmD．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(45)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(1m2)－\f(0.8m2)))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(L2)－\f(0.8m2)))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(m2)B.eq\f(\r(3)2)mC．mD．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知识可知