2009届高三二轮专题精练之：物体的平衡

班次      姓名           学号    

题号

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答案

1．如图所示，物体A、B叠放在水平桌面上，方向相反的水平拉力F_a、F_b分别作用于物体A、B上，使A、B一起在桌面上做匀速直线运动，已知A、B始终保持相对静止，且F_b＝2F_a。以 f_A表示A受到的摩擦力大小，以f_B表示B受到桌面的摩擦力的大小，则(    )

A．f_A=0,  f_B= F_a      B．f_A=0   f_B=2 F_a

C．f_A=F_a,  f_B= F_a     D．f_A=F_a  f_B =2 F_a

2．有一直角V型槽，固定在水平面上，槽的两侧壁与水平面夹　　

角均为 45°，如图所示。有一质量为m的正方体均匀木块放在　

槽内，木块与槽两侧壁间的动摩擦因数分别为μ₁和μ₂（μ₁>μ₂）。

现用水平力推木块使之沿槽运动，则木块受到的摩擦力为 （    ）

3．如图所示，贴着竖直侧面的物体A 的质量m_A=0.2kg,放在水平面上的物体B的质量m_B=1kg，绳重、绳和滑轮间的摩擦均不计，且绳的OB部分水平,OA部分竖直，A和B恰好一起做匀速运动．取g =10m/s²,则下列判断正确的是（　 ）

A．物体B 与桌面间的动摩擦因数为0.2

B．如果用12N的水平力向左拉B，物体A和B也能做匀速运动

C．若在物体B上放一个质量为m_B的物体后再由静止释放，

根据f =μN可知B受到的摩擦力将增大1倍

D．若在物体B上放一个质量为m_B的物体后再由静止释放，

则B受到的摩擦力大小与正压力大小无关且保持不变

4．一个质点在三个共点力F₁、F₂、F₃的作用下处于平衡状态，

如图所示。则它们的大小关系是（  ）

A．F₁ > F₂ > F₃         B．F₁ > F₃ > F₂

C．F₃ > F₁ > F₂         D．F₂ > F₁ > F₃

5．如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态。当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则（     ）

Ａ．Q受到的摩擦力一定变小　Ｂ．Q受到的摩擦力一定变大

Ｃ．轻绳上拉力一定变小　　  Ｄ．轻绳上拉力一定不变

6．如图所示，用三根轻绳将A、B两小球以及水平天花板上的固定点O之间两两连接。然后用一水平方向的力F作用于A球上，此时三根轻绳均处于直线状态，且OB绳恰好处于竖直方向，两球均处于静止状态。已知三根轻绳的长度之比为OA:AB:OB=3:4:5，两球质量关系为m_A=2m_B=2m，则下列说法正确的是(     )

A．OB绳的拉力大小为2mg   B．OA绳的拉力大小为10mg/3

C．F的大小为4 mg /3        D．AB绳的拉力大小为mg

7．一质量为M的探空气球在以速率v匀速下降，若气球所受浮力F始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力与速率成正比，重力加速度为g。现从气球吊篮中减少一定质量的物体后，该气球以速率nv匀速上升，则从气球吊篮中减少的质量为  （         ）

A．n（M－F/g）           　　B．（n＋1）（M－F/g）

C．M－n F/g              　　D． M－（n＋1）F/g

8．如图所示，A、B是两根竖直立在地上的木桩，轻绳系在两木　

桩不等高的P、Q两点，C为光滑的质量不计的滑轮，当Q 点　

的位置变化时，轻绳的张力的大小变化情况是（    ）

A．Q点上下移动时，张力不变B．Q点上下移动时，张力变大

C．Q点上下移动时，张力变小 D．条件不足，无法判断

9．如图所示，A、B为竖直墙面上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆，转轴C在AB中点D的正下方，AOB在同一水平面内，ÐAOB＝120°，ÐCOD＝60°，若在O点处悬挂一个质量为m的物体，则平衡后绳AO所受的拉力和杆OC所受的压力分别为（ ）

A．　B．　C． D．     

10．如图所示，质量为M的斜劈形物体B放在水平地面上，质量为m的粗糙物块A以某一初速度沿劈的斜面向上滑，至速度为零后又加速返回，而物体M始终保持静止，则在物块m上、下滑动的整个过程中(     )

A．地面对物体M的摩擦力先向左后向右

B．地面对物体M的摩擦力方向没有改变

C．地面对物体M的支持力总小于(M＋m)g

D．物块m上、下滑动时的加速度大小相等

11．如图所示，质量分别为m₁、m₂、m₃的小物块A、B、C　

用两根相同的自然长度为、劲度系数为的轻弹簧连　

接起来，在竖直向上的外力F的作用下静止，小物块A、　

B、C可视为质点，A、C之间的距离是(    )

A．       B．

C．       D．

12．如图所示，轻绳两端分别与A、C两物体相连接，m_A=1kg，m_B=2kg，m_C=3kg，物体A、B、C及C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1，轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计．若要用力将C物拉动，则作用在C物上水平向左的拉力最小为（取g=10m/s²）（   ）

A．6N        B．8N        C．10N       D．12N

13．（18分）科学探究活动通常包括以下环节：提出问题，作出假设，制订计划并设计实验，进行实验收集证据，分析论证，评估交流等。一位同学学习了滑动摩擦力后，怀疑滑动摩擦力可能与接触面积有关，于是他准备用实验探究这个问题。（1）这位同学认为：滑动摩擦力的大小与接触面积成正比，这属于科学探究活动____   _    环节。

（2）为完成本实验，需要自己制作木块，他应制作的木块是下列选项中的___________。

A．各面粗糙程度相同的正方体木块     B．各面粗糙程度不相同的正方体木块

C．各面粗糙程度相同，长宽高各不相等的长方体木块

D．各面粗糙程度不相同，长度高各不相等的长方体木块

（3）某同学在做测定木板的动摩擦因数的实验时，设计了两种实验方案.

方案A：木板水平固定，通过弹簧秤水平拉动木块，如图（a）所示；

方案B：木块固定，通过细线水平拉动木板，如图（b）所示。

①上述两种方案中，你认为更合理的是方案      ，

原因是         ；

②该实验中应测量的物理量是            ；

③除了实验必需的弹簧秤、木板、木块、细线外，该同学还准备了质量为200g的配重若干个.该同学在木块上加放配重，改变木块对木板的正压力（g =10m/s²）.记录了5组实验数据,如下表所示：

实验次数

1

2

3

4

5

配重（个数）

0

1

2

3

4

弹簧秤读数（N）

0.50

1.00

1.50

1.80

2.50

测木块重（N）

2.00

请根据上述数据在坐标纸上做出木块所受摩擦力和压力的关系图象；

由图像可测出木板和木块间的动摩擦因数是            。

14．（12分）如图所示，质量为m_B=14kg的木板B放在水平地面上，质量为m_A=10kg的木

箱A在木板B上。一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在地面的木桩上，绳绷紧时与

水平面的夹角为=37°。已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ₁=0.5，木板B与地

面之间的动摩擦因数μ₂=0.4。重力加速度g取10m/s²。现用水平力F将木板B从木箱

A下面匀速抽出，试求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

（1）绳上张力T的大小；

（2）拉力F的大小。

15．（12分）质量为m的物体A放在倾角为θ=37^o的斜面上时，恰好能匀速下滑，现用细线系住物体A，并平行于斜面向上绕过光滑的定滑轮，另一端系住物体B，物体A恰好能沿斜面匀速上滑，求物体B的质量，（sin37^o=0.6，cos37^o=0.8）

16．（14分）在倾角为的斜面上，一条质量不计的皮带一端固定在斜面上端，另一端绕过一中间有一圈凹槽的圆柱体，并用与斜面夹角为β的力拉住，使整个装置处于静止状态，如图所示。不计一切摩擦，圆柱体质量为m，求拉力F的大小和斜面对圆柱体的弹力N的大小。某同学分析过程如下：

将拉力F沿斜面和垂直于斜面方向进行分解。

沿斜面方向：                  F cos β＝mg sin              （1）

沿垂直于斜面方向：  F sinβ＋N＝mg cos  （2）

问：你同意上述分析过程吗？若同意，按照这种分析方法求出F及N的大小；若不同意，指明错误之处并求出你认为正确的结果。

17．（16分）如图所示，在与水平方向成θ=30°角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道，其电阻可忽略不计。空间存在着匀强磁场，磁感应强度B=0.20T，方向垂直轨道平面向上。导体棒ab、cd垂直于轨道放置，且与金属轨道接触良好构成闭合回路，每根导体棒的质量m=2.0×10^-2kg、电阻r=5. 0×10^-2Ω，金属轨道宽度l=0.50m。现对导体棒ab施加平行于轨道向上的拉力，使之沿轨道匀速向上运动。在导体棒ab运动过程中，导体棒cd始终能静止在轨道上。g取10m/s²， 求：

（1）导体棒cd受到的安培力大小；

（2）导体棒ab运动的速度大小；

（3）拉力对导体棒ab做功的功率

答案

题号

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答案

C

C

AD

C

 D

B

B

A

B

BC

B

B

13.（1）作出假设　（2分）

（2）C　　（2分）

（3）①　b  方案A操作需要匀速拉动木块，难以控制，且要读运动中的弹簧测力计的读

数；方案B操作只要使木板运动即可，不必限定匀速运动，且弹簧测力计不动容易读数．（2

分）②木块的重力、每次拉木板时木块和木板间的摩擦力（2分）③图象如右：（2分；画出

过坐标原点的直线给这2分，画成折线的不给分）μ=0.25  （2分）

14.T=100N  F=200N

15.解：当物体A沿斜面匀速下滑时，受力图如图甲   （1分）

    沿斜面方向的合力为0     f=mgsinθ        （3分）

    当物体A沿斜面匀速上滑时，受力图如图乙   （1分）                     图甲

    A物体所受摩擦力大小不变，方向沿斜面向下  （1分）

    沿斜面方向的合力仍为0  T_A=f ’＋mgsinθ     （2分）

    对物体B                T_B=m_Bg            （1分）                    图乙

    由牛顿第三定律可知      T_A=T_B             （1分）

    由以上各式个求出        mg=1.2m           （2分）    

16.不同意（2分）。平行于斜面的皮带对圆柱体也有力的作用（2分）。

（1）式应改为：F cosb＋F＝mg sina         （3）（3分）

由（3）得F＝mg （4）  （2分）

将（4）代入（2），解得： N＝mg cosa－F sinb＝mg cosa－mg sinb （3分）

17.（1）导体棒cd静止时受力平衡，设所受安培力为F_安，则

F_安=mgsinθ                                                

解得    F_安=0.10N                                                  

（2）设导体棒ab的速度为v时，产生的感应电动势为E，通过导体棒cd的感应电流为I，则       E=Blv          I=           F_安=BIl                                                       

联立上述三式解得v=                                      

代入数据得       v=1.0m/s                                           

（3）（7分）设对导体棒ab的拉力为F，导体棒ab受力平衡，则

      F=F_安+mgsinθ                                                  

解得     F=0.20N                                                     

     拉力的功率P=Fv                                                 

解得    P = 0.20W