2022年高考物理沖刺50練 相互作用與物體平衡

《2022年高考物理沖刺50練 相互作用與物體平衡》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年高考物理沖刺50練 相互作用與物體平衡（6頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年高考物理沖刺50練 相互作用與物體平衡一選擇題1（xx中原名校摸底聯(lián)考）一質(zhì)量為m的均勻的光滑直桿，一端固定在地面上的水平轉(zhuǎn)軸上，直桿可在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端放在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方體木塊左邊緣上，方木塊左邊緣距轉(zhuǎn)軸O的距離為2L，系統(tǒng)平衡，如圖3所示，現(xiàn)用水平推力F，讓方木塊沿地面緩慢靠近轉(zhuǎn)軸O，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，在此過程中，下列結(jié)論正解的是( ) A轉(zhuǎn)軸O對(duì)桿的作用力一直沿桿方向 B.方木塊和轉(zhuǎn)軸O對(duì)桿的作用力的合力一直減小 C.當(dāng)方木塊推進(jìn)距離為L(zhǎng)時(shí)轉(zhuǎn)軸O對(duì)桿的作用力的大小為，方向沿桿 D.當(dāng)方木塊推進(jìn)距離為1.5L時(shí)轉(zhuǎn)軸O對(duì)桿的作用力的大小為，方向沿桿【參照答案】D 【

2、名師解析】方木塊對(duì)直桿作用力方向垂直于直桿，直桿重力方向豎直向下，作用點(diǎn)為直桿重心（幾何中心），讓方木塊沿地面緩慢靠近轉(zhuǎn)軸O，轉(zhuǎn)軸O對(duì)桿的作用力不沿桿方向，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。直桿可視為處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，合力為零，所以方木塊和轉(zhuǎn)軸O對(duì)桿的作用力的合力一直都與重力平衡，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。當(dāng)方木塊推進(jìn)距離為L(zhǎng)時(shí)，方木塊對(duì)直桿作用力方向與豎直方向成45，作用點(diǎn)在直桿重心，由平衡條件可知，轉(zhuǎn)軸O對(duì)桿的作用力沿桿方向，大小與方木塊對(duì)直桿作用力大小相等，設(shè)為F，由2Fcos45=mg可得，轉(zhuǎn)軸O對(duì)桿的作用力的大小為F=，方向沿桿，選項(xiàng)C正確。當(dāng)方木塊推進(jìn)距離為1.5L時(shí)，轉(zhuǎn)軸O對(duì)桿的作用力的方向不沿直桿，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2

3、（xx唐山摸底）南京青奧會(huì)開幕式中，河南少林塔溝武術(shù)學(xué)校的學(xué)員，在滑輪的拖拽下高高飛起，和他的同學(xué)們一起完成了筑夢(mèng)之塔的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在把他們某次訓(xùn)練過程中的情節(jié)簡(jiǎn)化成如下模型：地面上的人通過定滑輪用鋼絲先將某學(xué)員拉到24m高處靜止，然后將其拉到42m高處靜止，如圖所示。忽略滑輪與軸之間的摩擦以及鋼絲的質(zhì)量，前后兩次比較 A地面上的人受到的支持力變小B地面上的人受到的摩擦力變大C該學(xué)員受鋼絲拉力變小D滑輪受到鋼絲的作用力變大【參照答案】B【名師解析】地面上的人通過定滑輪用鋼絲先將某學(xué)員拉到24m高處靜止，然后將其拉到42m高處靜止，細(xì)繩中拉力不變，該學(xué)員受鋼絲拉力不變，都等于學(xué)員的重力，拉力與水平面

4、的夾角減小，在豎直方向的分力減小，水平方向分力增大，對(duì)地面上的人由平衡條件可知地面上的人受到的支持力變大，地面上的人受到的摩擦力變大，選項(xiàng)AC錯(cuò)誤B正確?；喪艿戒摻z的作用力變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3（xx年武漢部分學(xué)校調(diào)研測(cè)試）如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量為m、橫截面半徑為r的半圓柱體A、B放置在粗糙水平面上，A、B的圓心O1、O2之間的距離為l，在A、B上放置一個(gè)質(zhì)量為2m、橫截面半徑也為r的光滑圓柱體C（圓心為O3），A、B、C始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。則AA對(duì)地面的壓力大小為3mgB地面對(duì)A的作用力的方向由O1指向O3C若l減小，A、C之間的彈力減小D若l減小，地面對(duì)B的摩擦力增大【參照答案】C【名師解析】把

5、ABC看作整體，分析受力，由平衡條件可知，地面對(duì)A的支持力等于2mg，由牛頓第三定律可知，A對(duì)地面的壓力大小為2mg，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。隔離A受力分析，A受到地面對(duì)A的作用力(包括支持力和摩擦力)、重力和C對(duì)A的作用力。由于C對(duì)A的作用力的方向由O3指向O1，所以地面對(duì)A的作用力的方向不是由O1指向O3，二是偏上，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。隔離C分析受力，由平衡條件可知，若l減小，A對(duì)C的支持力減小，A、C之間的彈力減小，選項(xiàng)C正確。隔離B受力分析，由平衡條件可知，若l減小，地面對(duì)B的摩擦力減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4.（xx高三洛陽市期中考試）作用于同一點(diǎn)的兩個(gè)力，大小分別為F1=5N，F(xiàn)2=3N，這兩個(gè)力的合力F與F

6、1的夾角為，則可能為（ ）A30B45C60D90【參照答案】A【名師解析】根據(jù)三角形定則，應(yīng)用作圖法，求出合力F與F1的夾角的最大值，再進(jìn)行選擇運(yùn)用三角定則作出兩個(gè)力F1和F2合力F，如圖，根據(jù)幾何知識(shí)得到，當(dāng)F2與合力F垂直時(shí)，最大，設(shè)的最大值為m，則有sinm=0.6，m=37，所以可能為30選項(xiàng)A正確。點(diǎn)評(píng)：本題實(shí)質(zhì)是極值問題，采用作圖法分析極值的條件是常用的方法中等難度，是好題5（xx河北省邯鄲摸底）如圖，質(zhì)量為M、半徑為R的半球形物體A放在水平地面上，通過最高點(diǎn)處的釘子用水平細(xì)線拉住一質(zhì)量為m、半徑為r的光滑球B，則AA對(duì)地面的壓力等于(Mm)gBA對(duì)地面的摩擦力方向向左CB對(duì)A的

7、壓力大小為D細(xì)線對(duì)小球的拉力大小為【參照答案】AC【名師解析】把AB視作一個(gè)整體分析受力，由平衡條件可知，地面對(duì)A的支持力等于(Mm)g，A對(duì)地面的摩擦力為零，由牛頓第三定律，A對(duì)地面的壓力等于(Mm)g，選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤。隔離B進(jìn)行受力分析，B受到重力，水平方向的拉力和半球的彈力，畫出力的矢量圖，由力矢量三角形與幾何三角形相似得： = ，解得A對(duì)B的支持力FN=，由牛頓第三定律可知，B對(duì)A的壓力大小為，選項(xiàng)C正確。由 = ，解得細(xì)線對(duì)小球的拉力大小為FT=mg，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6. （xx高三洛陽市期中考試）如圖所示，一段不可伸長(zhǎng)的輕繩通過光滑的定滑輪O連接在輕質(zhì)硬桿的B端，桿的A端用鉸鏈固定，

8、滑輪在A點(diǎn)正上方，B端用另一段輕繩吊一重物P。現(xiàn)施加拉力F將B端緩慢上拉（繩均未斷）在桿達(dá)到收支位置前A拉力F逐漸減小B拉力F逐漸變大C桿中的彈力大小不變D桿中的彈力逐漸變大【參照答案】AC【名師解析】畫出B點(diǎn)的受力圖，由平衡條件可知，拉力F和桿中彈力的合力大小等于P的重力。由力三角形和圖中幾何三角形OBA相似可知，OAmg=ABFN=OBFT，在B端緩慢上移的過程中，AB不變，F(xiàn)N不變；OB逐漸減小，拉力F逐漸減小，所以選項(xiàng)AC正確。7.如圖所示，一根鐵鏈一端用細(xì)繩懸掛于A點(diǎn)。為了測(cè)量這個(gè)鐵鏈的質(zhì)量，在鐵鏈的下端用一根細(xì)繩系一質(zhì)量為m的小球，用一水平力作用在小球m上，待整個(gè)裝置穩(wěn)定后，測(cè)得兩

9、細(xì)繩與豎直方向的夾角為和，若tantan=13，則鐵鏈的質(zhì)量為：AmB2m C3m D4m 【參照答案】B【名師解析】解析：對(duì)鐵鏈和小球整體，tan= F/(m+M)g，隔離小球m，tan= F/mg，又tantan=13，聯(lián)立解得M=2m。8（xx山東濰坊高三10月統(tǒng)考）如圖所示，斜面小車M靜止在光滑水平面上，一邊緊貼墻壁。若在小車上加一物體m，且M、m相對(duì)靜止，此時(shí)小車的受力個(gè)數(shù)為A3B4C5D6【參照答案】B 【名師解析】對(duì)小車和物體整體，所受重力和支持力均沿豎直方向，所以墻壁對(duì)小車作用力為零，小車受到重力。地面支持力和物塊m的壓力、摩擦力四個(gè)力作用，選項(xiàng)B正確。二計(jì)算題9（14分）（x

10、x河北石家莊質(zhì)檢I）如圖所示，質(zhì)量M等于2kg的木塊套在水平固定桿上，并用輕繩與質(zhì)量m=1kg的小球相連。今用跟水平方向成60角的力F=10 N拉著球并帶動(dòng)木塊一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中M、m相對(duì)位置保持不變，g取10ms2。求： （1）輕繩與水平方向夾角；（2）木塊M與水平桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)。【參照答案】（1）30 （2）【名師解析】（1）（7分）m處于靜止?fàn)顟B(tài)，其合力為零。（1分）以m為研究對(duì)象，由平衡條件得：水平方向Fcos60FTcos0 （2分）豎直方向Fsin60FTsinmg0 （2分）由得30（2分）（2）（7分）M、m整體處于靜止?fàn)顟B(tài)，可看做整體，系統(tǒng)所受合力為零。（1分）以M、

11、m整體為研究對(duì)象。由平衡條件得水平方向Fcos60FN0 （2分）豎直方向FNFsin60Mgmg0 （2分）由得（2分）說明：其他方法正確可參照給分。10. (10分）（xx云南師大附中月考）如圖14所示，某人要將質(zhì)量為m = 100kg的貨箱搬到貨車上，但他對(duì)貨箱能夠施加的最大作用力為600N，于是他找來一厚木板，搭成一高1.2m、長(zhǎng)2m的斜面，貨箱與木板和地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，取g = 10m/s2，若貨車始終靜止于地面上，問： (1)若他施加水平力使貨箱在地面上加速運(yùn)動(dòng)一段距離后進(jìn)人斜面，之后用平行于斜面的力推貨箱，不考慮貨箱由水平面轉(zhuǎn)入斜面時(shí)的能量損失，貨箱在地面上滑動(dòng)的距

12、離至少是多遠(yuǎn)才能將貨箱推上貨車？ (2)如果他不讓貨箱在地面上加速，選擇合適的施力角度，請(qǐng)通過相關(guān)計(jì)算論證他能否將貨箱緩 慢推上貨車并求出將貨箱緩慢推上貨車所需的最小作用力。【名師解析】（10分）（1）m在平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)：Fmg=ma1 設(shè)滑行距離為x1，則 當(dāng)m滑上斜面，若到頂時(shí)速度剛好為0，設(shè)斜面長(zhǎng)L，與地面夾角為，可知sin=0.6，cos=0.8，貨箱沿斜面向上滑動(dòng)時(shí)：Fmgsin-mg cos=ma2 由、式解得：x1=8m （2）設(shè)與斜面夾角為恰好能勻速向上推動(dòng)貨箱 由以上兩式解得： 上式可變?yōu)椋?，式?由此時(shí)可知，要將貨箱緩慢推上貨車，所需力的最小值為 代入數(shù)據(jù)解得： 因此將貨箱緩

13、慢推上貨車所需的最小作用力為，他不能將該木箱緩慢推上貨車。 11（16分）（xx江蘇省揚(yáng)州中學(xué)質(zhì)檢）如圖所示，截面是直角梯形的物塊靜置于光滑水平地面上，其兩個(gè)側(cè)面恰好與兩個(gè)固定在地面上的擋板X和Y相接觸。圖中AB高H=0.3m、AD長(zhǎng)L=0.5m，斜面傾角=37?？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的小物塊P（圖中未畫出）質(zhì)量m=1kg，它與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)可以通過更換斜面表面的材料進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍是01。（sin37=0.6，cos37=0.8，重力加速度g取10m/s2,結(jié)果可保留根號(hào).）（1）令=0，將P由D點(diǎn)靜止釋放，求小物塊P在斜面上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；（2）令=0.5，在D點(diǎn)給P一個(gè)沿斜面向下的初速度v0=2m/

14、s，求小物塊P落地時(shí)的動(dòng)能；（3）對(duì)于不同的，每次都在D點(diǎn)給小物塊P一個(gè)沿斜面向下足夠大的初速度以保證它能滑離斜面，求的取值在哪個(gè)范圍內(nèi)，擋板X始終受到壓力的作用。【名師解析】（1）當(dāng)=0時(shí)，P沿斜面下滑的加速度為a，由牛頓第二定律得：mgsin=ma，解得：a=gsin=6m/s2，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：L=at2，解得：t= s0.41s，（2）設(shè)落地時(shí)P的動(dòng)能為Ek，P沿斜面下滑到落地，由動(dòng)能定理得：mg（H+Lsin）-mgLcos=EK- mv02，解得：EK=6J；（3）P在斜面上下滑過程中梯形物塊受力如圖：由平衡條件可得F+Nsin=fcos，所以F=mgcoscos-mgcossin代入數(shù)據(jù)，得F=6.4-4.8，擋板X受壓力，則F0，所以6.4-4.80，得0.75依題意，01，所以的取值范圍為0.751