高考物理練習試題及答案:受力分析

　　育路高考網小編為大家整理了，高考物理練習試題及答案，希望大家認真學習。

　　一、選擇題(本大題共10小題,每小題7分,共70分。每小題至少一個答案正確,選不全得3分)

　　1.(2013·安慶模擬)如圖所示,在超市內傾角為θ的電梯斜面上有一車西瓜隨電梯勻速向上運動,在箱子的中央有一只質量為m的西瓜,則在該西瓜隨箱子一起勻速前進的過程中,周圍其他西瓜對它的作用力的方向為　(　　)

　　A.沿斜面向上　　　　　　B.沿斜面向下

　　C.豎直向上 D.垂直斜面向上

　　2.如圖所示,重50N的物體A放在傾角為37°的粗糙斜面上,有一根原長為10cm,勁度系數為800N/m的彈簧,其一端固定在斜面頂端,另一端連接物體A后,彈簧長度為14cm,現用一測力計沿斜面向下拉物體,若物體與斜面間的最大靜摩擦力為20N,當彈簧的長度仍為14 cm時,測力計的讀數不可能

　　為　(　　)

　　A.10 N　　　 B.20 N

　　C.40 N　　　 D.0 N

　　3.如圖所示,質量為m的人用繩子通過定滑輪把一個物體沿光滑的斜面向上拉,若不計滑輪的摩擦和繩子的質量,則人向右緩慢移動的過程中　(　　)

　　A.繩子的拉力不變

　　B.人受到的支持力不變

　　C.人受到地面的摩擦力增大

　　D.人對繩子的拉力增大

　　4.如圖所示,質量為m的物體在與斜面平行向上的拉力F作用下,沿著水平地面上質量為M的粗糙斜面勻速上滑,在此過程中斜面保持靜止,則地面對斜面(　　)

　　A.無摩擦力

　　B.支持力等于(m+M)g

　　C.支持力為(M+m)g-Fsinθ

　　D.有水平向左的摩擦力,大小為Fcosθ

　　5.(2013·廈門模擬)如圖所示,豎直放置的輕彈簧的一端固定在地面上,另一端與斜面體P連接,P與斜放的固定擋板MN接觸且處于靜止狀態,彈簧處于豎直方向,則斜面體P此刻受到外力的個數可能為　(　　)

　　A.2個　　　　　　　　　　　B.3個

　　C.4個 D.5個

　　6.如圖所示,將一勁度系數為k的輕彈簧一端固定在內壁光滑的半球形容器底部O′處(O為球心),彈簧另一端與質量為m的小球相連,小球靜止于P點,已知容器半徑為R,與水平面間的動摩擦因數為μ,OP與水平方向的夾角為θ=30°,下列說法正確的是　(　　)

　　A.容器相對于水平面有向左的運動趨勢

　　B.容器對小球的作用力豎直向上

　　C.輕彈簧對小球的作用力大小為mg

　　D.彈簧原長為R+

　　7.(2013·桂林模擬)如圖所示,兩個質量都為m的小球A、B用輕桿連接后斜靠在墻上處于平衡狀態,已知墻面光滑,水平面粗糙,現將A球向上移動一小段距離,兩球再次達到平衡,那么將移動后的平衡狀態與原來的平衡狀態相比較,地面對B的支持力FN和摩擦力Ff的大小變化情況是　(　　)

　　A.FN不變,Ff增大

　　B.FN不變,Ff減小

　　C.FN增大,Ff增大

　　D.FN增大,Ff減小

　　8.(2013·濰坊模擬)如圖所示,三根長度均為l的輕繩分別連接于C、D兩點,A、B兩端被懸掛在水平天花板上,相距2l。現在C點懸掛一個質量為m的重物,為使CD繩保持水平,在D點可施加力的最小值為(　　)

　　A.mg B.mg

　　C.mg D.mg

　　9.(2013·廣州模擬)如圖所示,在特制的彈簧秤下掛一吊籃A,吊籃內掛一重物B,一人站在吊籃中,當此人用100N的豎直向下的力拉重物時,下列說法中正確的是　(　　)

　　A.彈簧秤示數不變

　　B.人對底板的壓力減小100N

　　C.A的合力增大100N

　　D.A的合力不變

　　10.(能力挑戰題)如圖所示,質量為m的物體置于傾角為θ的固定斜面上。物體與斜面之間的動摩擦因數為μ,先用平行于斜面的推力F1作用于物體上,使其能沿斜面勻速上滑,若改用水平推力F2作用于物體上,也能使物體沿斜面勻速上滑,則兩次的推力之比為　(　　)

　　A.cosθ+μsinθ　　　　　　B.cosθ-μsinθ

　　C.1+μtanθ D.1-μtanθ

　　二、計算題(本大題共2小題,共30分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數值計算的要注明單位)

　　11.(15分)光滑勻質圓球的直徑為d=40cm,質量為M=20kg,懸線長L=30cm,正方形物塊A的厚度b=10cm,質量為m=2kg,物塊A與墻之間的動摩擦因數μ=0.2。現將物塊A輕放于球和墻之間后放手,取g=10m/s2。求:

　　(1)墻對A的摩擦力為多大?

　　(2)如果在物塊A上施加一個與墻平行的外力F,使A在未脫離圓球前貼著墻沿水平方向做加速度a=5m/s2的勻加速直線運動,那么這個外力F的大小和方向如何?

　　12.(2013·中山模擬)(15分)質量為mB=

　　14kg的木板B放在水平地面上,質量為mA=10kg的木箱A放在木板B上,一根輕繩一端拴在木箱上,另一端拴在地面的木樁上,繩繃緊時與水平面的夾角為θ=37°,已知木箱A與木板B之間的動摩擦因數μ1=0.5,木板B與地面之間的動摩擦因數μ2=0.4,重力加速度g取10m/s2,現用水平力F將木板B從木箱A下面勻速抽出,試求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

　　(1)繩上張力FT的大小;

　　(2)拉力F的大小。

　　答案解析

　　1.【解析】選C。該西瓜受到重力和周圍西瓜對它的作用力,由平衡條件可知,周圍西瓜對它的作用力的合力與重力大小相等,方向相反。故C正確,A、B、D錯誤。

　　2.【解題指南】解答本題時可按以下思路分析:

　　(1)物體A所受的靜摩擦力方向可能沿斜面向上或向下。

　　(2)根據平衡條件列方程,求出拉力的范圍。

　　【解析】選C。A在斜面上處于靜止狀態時合外力為零,A在斜面上受五個力的作用,分別為重力、支持力、彈簧彈力、摩擦力、拉力F,當摩擦力的方向沿斜面向上時,F+mgsin37°≤+k(l-l0),F≤22N,當摩擦力沿斜面向下時,F最小值為零,即拉力的取值范圍為0≤F≤22N,故選C。

　　3.【解析】選A、C。人向右緩慢移動過程中,人和斜面上的物體都處于平衡狀態,對斜面上的物體進行受力分析可知繩子拉力不變,A正確、D錯誤;人向右緩慢移動,繩子與水平方向的夾角變小,對人進行受力分析可知,人受到的支持力變大,摩擦力變大,B錯誤、C正確。

　　【變式備選】(2013·南昌模擬)如圖所示,木板B放在粗糙的水平面上,木塊A放在B的上面,A的右端通過一不可伸長的輕繩固定在豎直墻上。用水平恒力F向左拉物體B,使其以速度v做勻速運動,此時繩水平且拉力大小為FT,下面說法正確的是　(　　)

　　A.繩上拉力FT與水平恒力F大小相等

　　B.木塊A受到的是靜摩擦力,大小等于FT

　　C.木板B受到一個靜摩擦力,一個滑動摩擦力,合力大小等于F

　　D.若木板B以2v勻速運動,則拉力仍為F

　　【解析】選D。木塊A靜止,則繩上拉力FT與A、B間滑動摩擦力相等;木板B勻速運動,則恒力F與A、B間摩擦力、B與地面間摩擦力之和相等,A、B錯誤;A與B之間摩擦力、B與地面間都有相對滑動,都是滑動摩擦力,而滑動摩擦力大小與相對運動速度無關,故C錯誤,D正確。

　　4.【解析】選C、D。由于m沿著斜面勻速上滑,可把m和斜面看作整體。整體受力如圖所示,根據平衡條件得,

　　FN=(M+m)g-Fsinθ,Ff=Fcosθ,選項A、B錯誤,C、D正確。

　　5.【解析】選A、C。以斜面體P為研究對象,很顯然斜面體P受到重力和彈簧彈力F1的作用,二力共線。若F1=mg,二力使P處于平衡,即P僅受兩個力的作用,如圖甲。

　　若F1>mg,擋板MN必對斜面體施加垂直斜面的力F2,F2產生水平向左的分量,欲使斜面體P處于平衡狀態,MN必對斜面體施加平行接觸面斜向下的摩擦力F3,如圖乙,A、C正確,B、D錯誤。

　　6.【解析】選D。由于容器和小球組成的系統處于平衡狀態,容器相對于水平面沒有向左運動的趨勢,A項錯;容器對小球的作用力是彈力,指向球心O,B項錯;對小球受力分析,如圖所示,由θ=30°得小球受到容器的支持力和彈簧對小球的彈力大小均為mg,C項錯;圖中彈簧長度為R,壓縮量為,故原長為R+,D項正確。

　　7.【解析】選B。以兩球整體為研究對象,受力分析如圖甲所示,由平衡條件知FN=2mg,Ff=,以球A為研究對象,受力分析如圖乙所示,由平衡條件知=

　　mgtanθ,A球向上移動后,θ變小,故變小,只有B項正確。

　　8.【解析】選C。如圖所示,對C點進行受力分析,由平衡條件可知,繩CD對C點的拉力FCD=mgtan30°,對D點進行受力分析,繩CD對D點的拉力F2=FCD=

　　mgtan30°,F1方向一定,則當F3垂直于繩BD時,F3最小,由幾何關系可知,F3=

　　FCDsin60°=mg,故C正確。

　　9.【解析】選A、B、D。以吊籃A、重物B和人整體為研究對象,因其整體重力

　　不變,所以彈簧秤示數不變,故A正確;以人為研究對象,據牛頓第三定律可知人同時受到重物對人向上的100N的拉力作用,故B正確;人拉重物前后,吊籃A始終處于平衡狀態,所受合力為零,C錯誤、D正確。

　　10.【解析】選B。用力F1推物體沿斜面勻速上滑時,有F1=mgsinθ+μmgcosθ;用力F2推物體沿斜面勻速上滑時,有F2cosθ=mgsinθ+μ(mgcosθ+F2sinθ),由上式解得:F2=,則有=cosθ-μsinθ,故選項B正確。

　　11.【解析】(1)球與物塊A的受力　　對球有:tanθ=　 (2分)

　　FN=Mgtanθ=150N (2分)

　　對物塊A有:

　　Ff=μFN=30N>mg　 (3分)

　　所以A物塊處于靜止狀態,

　　靜摩擦力Ff1=mg=20N�！� (2分)

　　(2)A沿水平方向運動,面對著墻看,作出A物塊在豎直平面內的受力圖如圖所示,

　　有:Fsinα=mg　 (2分)

　　Fcosα-μFN=ma　 (2分)

　　解得:F=20N,　 (1分)

　　tanα=　 (1分)

　　答案：(1)20N　(2)20N,與水平方向成α角,且tanα=

　　12.【解析】(1)隔離木箱A,對A進行受力分析,如圖甲所示,由平衡條件得

　　Ff=FTcosθ　 (2分)

　　FTsinθ+mAg=FN1,　 (2分)

　　又Ff=μ1FN1,　 (2分)

　　聯立解得FT==100N�！� (2分)

　　(2)木板B受力如圖乙所示,對木板B,由平衡條件得

　　F=μ1FN1+μ2FN2　 (3分)

　　mBg+FN1=FN2　 (2分)

　　聯立解得F=200N (2分)

　　答案：(1)100N　(2)200 N

　　【總結提升】平衡問題的分析技巧

　　對于平衡類問題,應當首先分清是靜態平衡還是動態平衡問題。

　　(1)對于靜態平衡問題,應當先分析物體的受力情況,根據平衡條件列出平衡方程,解方程對結果進行討論。

　　(2)對于動態平衡問題,應先分析物體的受力情況,結合具體情況采用相應的方法。

　　①如果物體所受的力較少,可以采用合成的方法。

　　②如果物體受到三個力的作用而處于動態平衡,若其中的一個力大小、方向均不變,另外兩個力的方向都發生變化,可以用力三角形與幾何三角形相似的方法求解。

　　③如果物體受到三個力的作用,其中一個力的大小、方向均不變,并且還有另一個力的方向不變,此時可用圖解法分析,即可以通過畫出多個平行四邊形或三角形來分析力的變化,該法可以將動態問題靜態化,抽象問題形象化,從而使問題易于分析求解。

 

　　④如果物體受到多個力的作用,可以用正交分解的方法列方程求解。

　　(責任編輯：盧雁明)

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