湖南省湘潭市鳳凰中學2015屆高考物理一輪復習 力的平衡檢測試題

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1、湖南省湘潭市鳳凰中學2015屆高考物理一輪復習 力的平衡檢測試題 常用數(shù)學方法 一．菱形轉(zhuǎn)化為直角三角形：如果兩分力大小相等，則以這兩分力為鄰邊所作的平行四邊形是一個菱形．而菱形的兩條對角線相互垂直，可將菱形分成四個相同的直角三角形，于是菱形轉(zhuǎn)化成為直角三角形． 二．相似三角形法：如果在對力利用平行四邊形定則運算的過程中，力三角形與幾何三角形相似，則可根據(jù)相似三角形對應邊成比例等性質(zhì)求解． 三．正交分解法: 建立直角坐標系，將各力分解到x軸和y軸上，運用兩坐標軸上的合力等于零的條件。多用于三個以上共點力作用下的物體的平衡。值得注意的是：對x、y軸的方向的選擇，盡可能使落在坐標軸上的力多

2、，被分解的力盡可能是已知力，不宜分解待求力。 常用物理方法 一．隔離法：為了弄清系統(tǒng)（連接體）內(nèi)某個物體的受力和運動情況，一般可采用隔離法．運用隔離法解題的基本步驟是：（1）明確研究對象或過程、狀態(tài)；（2）將某個研究對象或某段運動過程、或某個狀態(tài)從全過程中隔離出來；（3）畫出某狀態(tài)下的受力圖或運動過程示意圖；（4）選用適當?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解． 二．整體法：當只涉及研究系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某些物體的力和運動時，一般可采用整體法．運用整體法解題的基本步驟是：（1）明確研究的系統(tǒng)或運動的全過程；（2）畫出系統(tǒng)整體的受力圖或運動全過程的示意圖；（3）選用適當?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解． 1．合成分

3、解法 利用力的合成與分解能解決三力平衡的問題，具體求解時有兩種思路：一是將某力沿另兩力的反方向進行分解，將三力轉(zhuǎn)化為四力，構成兩對平衡力。二是某二力進行合成，將三力轉(zhuǎn)化為二力，構成一對平衡力 【例題1】如圖所示，在傾角為θ的斜面上，放一質(zhì)量為m的光滑小球，球被豎直的木板擋住，則球?qū)醢宓膲毫颓驅(qū)π泵娴膲毫Ψ謩e是多少？ θ 【練1】如圖所示，一個半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O點為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的．一根細線跨在碗口上，線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球．當它們處于平衡狀態(tài)時，質(zhì)量為m1的小球與O點的連線與水平線的夾角為α=60°兩小球的質(zhì)量比為（ ） m1

4、 m2 o A． B． C． D． 2．三角形相似法 “相似三角形”的主要性質(zhì)是對應邊成比例，對應角相等。在物理中，一般地，當涉及到矢量運算，又構建了三角形時，可考慮用相似三角形。 【例題2】如圖所示，光滑大球固定不動，它的正上方有一個定滑輪，放在大球上的光滑小球（可視為質(zhì)點）用細繩連接，并繞過定滑輪，當人用力F緩慢拉動細繩時，小球所受支持力為N，則N，F(xiàn)的變化情況是（） O F A．都變大； B．N不變，F(xiàn)變?。? C．都變?。? D．N變小， F不變。 【例題3】如圖所示豎直絕緣墻壁上的Q處有一固定的質(zhì)點A，Q正上方的P點用絲線懸掛另一質(zhì)點B， A、B

5、兩質(zhì)點因為帶電而相互排斥，致使懸線與豎直方向成θ角，由于漏電使A、B兩質(zhì)點的帶電量逐漸減小。在電荷漏完之前懸線對懸點P的拉力大小（） A B θ P Q A．保持不變； B．先變大后變小； C．逐漸減??； D．逐漸增大。 【練2】如圖所示，輕桿BC一端用鉸鏈固定于墻上，另一端有一小滑輪C，重物系一繩經(jīng)C固定在墻上的A點，滑輪與繩的質(zhì)量及摩擦均不計若將繩一端從A點沿墻稍向上移，系統(tǒng)再次平衡后，則（） A．輕桿與豎直墻壁的夾角減小 B．繩的拉力增大，輕桿受到的壓力減小 C．繩的拉力不變，輕桿受的壓力減小 D．繩的拉力不變，輕桿受的壓力不變 A B

6、O 【例題5】用等長的細繩0A和0B懸掛一個重為G的物體，如圖所示，在保持O點位置不變的前提下，使繩的B端沿半徑等于繩長的圓弧軌道向C點移動，在移動的過程中繩OB上張力大小的變化情況是（ A ） A B O C A．先減小后增大 B．逐漸減小 C．逐漸增大 D．OB與OA夾角等于90o時，OB繩上張力最大 【練5】重為G的物體系在OA、OB兩根等長的輕繩上，輕繩的A端和B端掛在半圓形的支架BAD上，如圖所示，若固定A端的位置，將OB繩子的B端沿半圓支架從水平位置逐漸移至豎直位置C的過程中，則以下說法正確的是（） G A C B O D

7、A．OB繩上的拉力先增大后減小 B．OB繩上的拉力先減小后增大 C．OA繩上的拉力先減小后增大 D．OA繩上的拉力一直逐漸減小 【練6】一盞電燈重為G，懸于天花板上A點，在電線O處系一細線OB，使電線OA偏離豎直方向的夾角為β=300，如圖所示。現(xiàn)保持β角不變，緩慢調(diào)整OB方向至OB線上拉力最小為止，此時OB與水平方向的交角α等于多少？最小拉力是多少？ A B F α β O C 【練7】重G的光滑小球靜止在固定斜面和豎直擋板之間。若擋板逆時針緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在該過程中，斜面和擋板對小球的彈力的大小F1、F2各如何變化？ G F2 F1 F1

8、F2 G 【練8】半圓柱體P放在粗糙的水平地面上，其右端有一固定放置的豎直擋板MN．在半圓柱體P和MN之間放有一個光滑均勻的小圓柱體Q，整個裝置處于平衡狀態(tài)，如圖所示是這個裝置的截面圖．現(xiàn)使MN保持豎直并且緩慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止．則在此過程中，下列說法中正確的是（） N M Q P A．MN對Q的彈力逐漸減小　　　 B．P對Q的彈力逐漸增大 C．地面對P的摩擦力逐漸增大　　 D．Q所受的合力逐漸增大 4、正交分解法： 將各力分解到軸上和軸上，運用兩坐標軸上的合力等于零的條件多用于三個以上共點力作用下的物體的平衡。值得注

9、意的是，對、方向選擇時，盡可能使落在、軸上的力多；被分解的力盡可能是已知力 【例題6】如圖所示，滑輪固定在天花板上，細繩跨過滑輪連接物體A和B，物體B靜止于水平地面上，用 f和 FN分別表示地面對物體B的摩擦力和支持力，現(xiàn)將B向左移動一小段距離，下列說法正確的是：（） A．f 和 FN都變大 B．f 和 FN都變小 C．f 增大， FN減小 D．f 減小， FN 增大 5、正弦定理法： 三力平衡時，三個力可構成一封閉三角形，若由題設條件尋找到角度關系，則可用正弦定理列式求解 【例題7】質(zhì)點m在F1、F2、F3三個力作用下處于平衡狀態(tài)，各力的方向所在直線如圖所示，圖上表

10、示各力的矢量起點均為O點，終點未畫，則各力大小關系可能為（） F1 F3 F2 135° 45° 60° A．F1>F2>F3 B．F1>F3>F2 C．F3>F1>F2 D．F2>F1>F3 6、整體法： 當系統(tǒng)有多個物體時，選取研究對象一般先整體考慮，若不能解答問題時，再隔離考慮 【例題8】如圖所示，輕繩一端系在質(zhì)量為m的物塊A上，另一端系在一個套在粗糙豎直桿MN的圓環(huán)上．現(xiàn)用水平力F拉住繩子上一點O，使物塊A從圖中實線位置緩慢下降到虛線位置，但圓環(huán)仍保持在原來位置不動．在這一過程中，環(huán)對桿的摩擦力F1和環(huán)對桿的壓力F2的變化情況是（）

11、 M N F O A A．F1保持不變，F(xiàn)2逐漸增大 B．F1保持不變，F(xiàn)2逐漸減小 C．F1逐漸增大，F(xiàn)2保持不變 D．F1逐漸減小，F(xiàn)2保持不變 【練9】有一個直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙， OB豎直向下，表面光滑。AO上套有小P，OB上套有小環(huán)Q，兩環(huán)質(zhì)量均為m，兩環(huán)由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長的細繩相連，并在某一位置平衡（如圖所示）。現(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達到平衡，那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，AO桿對P環(huán)的支持力FN和摩擦力f的變化情況是（ B ） O A B P Q A．FN不變，f變大 B．FN不變，f

12、變小 C．FN變大，f變大 D．FN變大，f變小 【練10】用輕質(zhì)細線把兩個質(zhì)量未知的小球懸掛起來，如圖所示，今對小球a持續(xù)施加一個向左偏下30°的恒力，并對小球b持續(xù)施加一個向右偏上30°的同樣大小的恒力，最后達到平衡，表示平衡狀態(tài)的圖可能是（） a b A B C D 【練11】所示，質(zhì)量為M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面傾角為θ。質(zhì)量為m的光滑球放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，A和B都處于靜止狀態(tài)，求地面對三棱柱支持力和摩擦力各為多少？ A B

13、θ 【練12】如圖所示，兩個質(zhì)量均為m的小球A、B用輕桿連接后，斜放在墻上處于平衡狀態(tài)，已知墻面光滑，水平地面粗糙。現(xiàn)將A向上移動一小段距離，兩球兩次達到平衡，那么將移動后的平衡狀態(tài)與原來的平衡狀態(tài)比較，地面對B球的支持力、和輕桿上的壓力F的變化情況為（ ） A B θ A．不變、F變大 B．不變、F變小 C．變大、F變大 D．變大、F變小 【練13】如圖所示，四個木塊在水平力F1和F2作用下靜止于水平桌面上，且F1=3N，F(xiàn)2=2N，則：（） F1 F2 A B C D A．B對A的摩擦力大小為3N，方向與F2相同 B．B對C的摩擦力

14、大小為3N，方向與F1相同 C．D對C的摩擦力大小為1N，方向與F2相同 D．桌面對D的摩擦力大小為1N，方向與F2相同 【練14】如圖，質(zhì)量為M的楔形物塊靜置在水平地面上，其斜面的傾角為θ．斜面上有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與斜面之間存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物塊，使之勻速上滑．在小物塊運動的過程中，楔形物塊始終保持靜止．地面對楔形物塊的支持力為（） M m θ F A．（M+m）g B．（M+m）g－F C．（M+m）g +Fsinθ D．（M+m）g－Fsinθ 【練15】物體B放在物體A上，A、B的上下表面均與斜面平行（如圖），當

15、兩者以相同的初速度靠慣性沿光滑固定斜面C向上做勻減速運動時（） B C A A．A受到B的摩擦力沿斜面方向向上。 B．A受到B的摩擦力沿斜面方向向下。 C．A、B之間的摩擦力為零。 D．A、B之間是否存在摩擦力取決于A、B表面的性質(zhì)。 【練16】如圖所示，人的質(zhì)量為60kg， 人所站立的木板質(zhì)量為40kg ，人用100N的水平拉力拉繩時，人與木板保持相對靜止，而人和木板恰能作勻速直線運動。求：人受到的摩擦力和木板地面的動摩擦因數(shù)（g =10N/kg）。 【練17】兩個半徑均為r、質(zhì)量均為m的光滑圓球，置于半徑為R（r

16、點的彈力大小FA、FB、FC、FD ，正確的是（ ABC ） A B C D O O′ A．FD = FA； B．FB = 2mg ； C．FD可以大于、等于或小于mg ； D．FC可以大于、等于或小于mg。 7、三力匯交原理： 物體受三個不平行外力作用而平衡，這三個力的作用線必在同一平面上，而且必為共點力。 【例題25】均勻直棒上端用細繩懸吊，在下端施加一個水平作用力，平衡后棒能否處于圖所示位置？ 【例題9】如圖所示，一根重8N的均勻木棒AB，其A端用繩吊在O點，今用6牛的水平力F作用于棒的B端，求繩與豎直方向的夾角成多大時木棒AB才平衡？（利用

17、平衡條件推論：物體在幾個共面非平行的力作用下處于平衡時，則這幾個力必定共點來求解） 【練18】如圖所示。用兩根細繩把重為G的棒懸掛起來呈水平狀態(tài)，一根繩子與豎直方向的夾角為30°，另一根繩子與水平天花板的夾角也為30°，設棒的長度為1.2m，那么棒的重心到其左端A的距離是多少？ 30° 30° 【練19】如圖所示，一梯（不計重力）斜靠在光滑墻壁上，今有一重為G的人從地面沿梯上爬，設地面的摩擦力足夠大，在人上爬過程中，墻對梯的支持力N和地面對梯的作用力F的變化是（ B ） A．N由小變大，F(xiàn)由大變小 B．N由小變大，F(xiàn)由小變大 C．N由大變小，F(xiàn)由大變小 D．N由大變

18、小，F(xiàn)由小變大 【練20】重力為G的均質(zhì)桿一端放在粗糙的水平面上，另一端系在一條水平繩上，桿與水平面成α角，如圖所示，已知水平繩中的張力大小為F1，求地面對桿下端的作用力大小和方向？ 8、臨界狀態(tài)處理方法——假設法 某種物理現(xiàn)象變化為另一種物理現(xiàn)象的轉(zhuǎn)折狀態(tài)叫做臨界狀態(tài)，平衡物體的臨界狀態(tài)是指物體所處的平衡狀態(tài)將要破壞、而尚未破壞的狀態(tài)。解答平衡物體的臨界問題時可用假設法。運用假設法解題的基本步驟是：明確研究對象；畫受力圖；假設可發(fā)生的臨界現(xiàn)象；列出滿足所發(fā)生的臨界現(xiàn)象的平衡方程求解。 【例題10】如圖所示，能承受最大拉力為10 N的細線OA與豎解直方向成45°角，能承受最

19、大拉力為5 N的細線OB水平，細線OC能承受足夠大的拉力，為使OA、OB均不被拉斷，OC下端所懸掛物體的最大重力是多少？ 【例題11】如圖所示，物體的質(zhì)量為2kg，兩根輕繩AB和AC（LAB=2LAC）的一端連接于豎直墻上，另一端系于物體上，在物體上另施加一個方向與水平線成θ=600的拉力F，若要使兩繩都能伸直，求拉力F的大小范圍。 A B C F θ θ 9、平衡問題中的極值問題 在研究平衡問題中某些物理量變化時出現(xiàn)最大值或最小值的現(xiàn)象稱為極值問題。求解極值問題有兩種方法： 方法1：解析法。根據(jù)物體的平衡條件列方程，在解方程時采用數(shù)學知

20、識求極值。通常用到數(shù)學知識有二次函數(shù)極值、討論分式極值、三角函數(shù)極值以及幾何法求極值等。 方法2：圖解法。根據(jù)物體平衡條件作出力的矢量圖，如只受三個力，則這三個力構成封閉矢量三角形，然后根據(jù)圖進行動態(tài)分析，確定最大值和最小值。 【例題12】重量為G的木塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ，一人欲用最小的作用力F使木塊做勻速運動，則此最小作用力的大小和方向應如何？ 可見當時，F(xiàn)有最小值，即。 G F FN Ff x y α G F FN Ff α α G F1 φ F 用圖解法分析：由于Ff=μFN，故不論FN如何改變，F(xiàn)f與FN的合力F1的方

21、向都不會發(fā)生改變，如圖所示，合力F1與豎直方向的夾角一定為，可見F1、F和G三力平衡，應構成一個封閉三角形，當改變F與水平方向夾角時，F(xiàn)和F1的大小都會發(fā)生改變，且F與F1方向垂直時F的值最小。由幾何關系知： 類型題： 注意兩類問題 1、注意“死節(jié)”和“活節(jié)”問題。 【例題13】如圖所示，長為5m的細繩的兩端分別系于豎立在地面上相距為4m的兩桿的頂端A、B ，繩上掛一個光滑的輕質(zhì)掛鉤，其下連著一個重為12N的物體，平衡時，問： A B ①繩中的張力T為多少? ②A點向上移動少許，重新平衡后，繩與水平面夾角，繩中張力如何變化? 【練21】如圖所示，AO、BO和

22、CO三根繩子能承受的最大拉力相等，O為結點，OB與豎直方向夾角為θ，懸掛物質(zhì)量為m。 O B A C ①OA、OB、OC三根繩子拉力的大小 。 ②A點向上移動少許，重新平衡后，繩中張力如何變化？ 【練22】如圖所示，將一根不可伸長、柔軟的輕繩兩端分別系于A、B兩點上，一物體用動滑輪懸掛在繩子上，達到平衡時，兩段繩子間的夾角為，繩子張力為；將繩子一端由B點移動C點，待整個系統(tǒng)達到平衡時，兩段繩子間的夾角為，繩子張力為；再將繩子一端由C點移至D點，待整個系統(tǒng)達到平衡時，兩段繩子間的夾角為，繩子的張力為，不計摩擦，則（ ） A．＝＝　 B．＜＜ C．＞＞　　D．＝＜ A B C D A B C o F1 F1 a a a mg 2、“死桿”和“活桿”問題。 【例題14】如圖所示，質(zhì)量為m的物體用細繩OC懸掛在支架上的C點，輕桿BC可繞B點轉(zhuǎn)動，求細繩AC中張力T大小和輕桿BC受力N大小。 【例題15】如圖所示，水平橫梁一端A插在墻壁內(nèi)，另一端裝有小滑輪B，一輕繩一端C固定于墻壁上，另一端跨過滑輪后懸掛一質(zhì)量為m=10kg的重物，，則滑輪受到繩子作用力為（ ） A．50N B． C．100N D．