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    2023高考物理二轮专题复习与测试专题强化练一物体的平衡

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    这是一份2023高考物理二轮专题复习与测试专题强化练一物体的平衡,共7页。

    专题强化练(一) 物体的平衡

    1.如图,饮料罐内留有适量液体,恰能斜立在水平桌面上.则(  )

    F:\二轮物理\22WL-689.tif

    A.整个罐体受重力、弹力、摩擦力

    B.罐体受到桌面的弹力小于整体的重力

    C.罐体受到桌面的弹力沿罐身斜向左上方

    D.罐体受到桌面的弹力的作用点与整体的重心在同一条竖直线上

    解析:饮料罐受到水平面的支持力垂直于接触面竖直向上,重力竖直向下,假设水平方向受到摩擦力,饮料罐不能处于平衡状态,所以水平方向没有摩擦力,竖直方向上只有重力和支持力,根据共点力平衡,罐体受到桌面的弹力的作用点与整体的重心在同一条竖直线上,故D正确,A、B、C错误.故选D.

    答案:D

    2.图甲为家庭常用的燃气灶实物图,灶面上有一个支架.共有四个均匀分布的支承面,对放在上面的厨具起到支撑作用.现把一个蒸锅放在支架上,并抽象成示意图乙,已知支架的每个支面与水平方向成α角.蒸锅和里面的食物总计重为G,则每个支承面给蒸锅的支持力为(忽略蒸锅和支承面之间的摩擦力)(  )

    22WL-690

    A. B.

    C. D.

    解析:对蒸锅进行受力分析可得4Fcos αG

    解得F.A、C、D错误,B正确.故选B.

    答案:B

    3.在建筑工地上经常使用吊车起吊货物.为了研究问题方便,把吊车简化成如图所示的模型,支撑硬杆OP的一端装有定滑轮,另一端固定在车体上,质量不计的钢丝绳索绕过定滑轮吊起质量为m的物件缓慢上升,不计定滑轮质量和滑轮与绳索及轴承之间的摩擦,重力加速度为g.则下列说法中正确的是(  )

    F:\二轮物理\22WL-691.TIF

    A.钢丝绳索对定滑轮的作用力方向竖直向下

    B.钢丝绳索对定滑轮的作用力方向一定沿着OP方向

    C.钢丝绳索对定滑轮的作用力大小等于2mg

    D.钢丝绳索对定滑轮的作用力大小小于2mg

    解析:对定滑轮受力分析:

    22WL-692

    OA段绳索受到的拉力与OC段受到的拉力相等,对物体根据平衡条件可得绳索对物体的拉力大小为Tmg,所以OA段绳索受到的拉力等于mg

    设两段绳索之间的夹角为2θ,由于同一条绳索拉力相等,则两段绳索的合力沿角平分线方向,如图所示;根据平衡条件可得:2Tcos θF,解得:F=2mgcos θ;由于θ>0,所以OB杆对定滑轮的支持力F<2mg,故D正确;故选D.

    答案:D

    4.如图所示,一根粗糙的水平横杆上套有AB两个轻环,系在两环上的等长细绳将书本静止悬挂,现将两环距离变大后书本仍处于静止状态,若杆对A环的支持力为FN,杆对A环的摩擦力为Ff,则(  )

    22WL-693

    A.FN减小,Ff不变   B.FN减小,Ff增大

    C.FN不变,Ff不变   D.FN不变,Ff增大

    解析:AB和书本整体分析,根据平衡条件以及对称性可知2FNG,设两细绳的夹角为2θ,对A单独分析,根据平衡条件可得tan θ,将两环距离变大后,FN不变,θ增大,Ff增大.故选D.

    22WL-694

    答案:D

    5.如图所示,起重机将重力为G的正方形工件缓缓吊起.四根等长的钢绳(质量不计),一端分别固定在正方形工件的四个角上,另一端汇聚成结点挂在挂钩上,结点到每个角的距离均与正方形的对角线长度相等,则每根钢绳的受力大小为(  )

    22WL-695

    A.G B.G

    C.G D.G

    解析:设每根钢丝绳的拉力为F,由题意可知每根绳与竖直方向的夹角为30°,根据共点力的平衡条件可得4Fcos 30°=G,解得FG.A、B、D错误,C正确.故选C.

    答案:C

    6.如图所示,清洗楼房玻璃的工人常用根绳索将自己悬在空中,工人及其装备的总重量为80 kg,当悬绳与竖直墙壁的夹角为30°,悬绳对工人的拉力大小为FT,墙壁对工人的弹力大小为FN,忽略一切摩擦,重力加速度g取10 m/s2.则(  )

    F:\二轮物理\22WL-696.TIF

    A.FT=1 600 N

    B.FN=800 N

    C.若缓慢减小悬绳的长度,FTFN的合力不变

    D.若缓慢减小悬绳的长度,FT减小,FN增大

    解析:工人的受力如图所示

    22WL-697

    根据受力平衡可得FTcos 30°=mgFTsin 30°=FN,解得FT N,FN N.A、B错误;若缓慢减小悬绳的长度,由受力平衡可知FTFN的合力大小始终等于工人的重力,方向竖直向上,即FTFN的合力保持不变,C正确;若缓慢减小悬绳的长度,可知悬绳与竖直方向的夹角θ增大,根据FTFNmgtan θ,可知FT增大,FN增大,D错误;故选C.

    答案:C

    7.一位同学将水杯竖直握在手里,匀速走在校道上,如果水杯离地的高度保持不变,则(  )

    F:\二轮物理\22WL-698.tif

    A.手握得更紧,可以增大摩擦力

    B.如果同学静止,手对水杯的作用力变小

    C.如果同学加速往前跑,手对水杯的作用力不变

    D.无论同学的运动状态如何,手对水杯的摩擦力保持不变

    解析:由平衡条件得fmg可知,手握得更紧,摩擦力不变,故A错误;如果同学匀速走或静止,水杯都处于平衡状态,手对水杯的作用力与重力等大反向,故B错误;同学匀速走时,手对水杯作用力大小为mg,方向竖直向上.如果同学加速往前跑,手对水杯的作用力与重力不平衡,大小不等,故C错误;无论同学的运动状态如何,水杯在竖直方向平衡,手对水杯的摩擦力保持不变,为mg.故D正确.故选D.

    答案:D

    8.(多选)如图所示,小车内一根沿竖直方向的轻质弹簧和两根与竖直方向成θ角的细绳OAOB拴接一小球.当小车和小球相对静止,一起在水平面上向右运动时,下列说法正确的是(  )

    22WL-699

    A.不可能两根绳都没有拉力

    B.轻弹簧对小球可能没有弹力

    C.细绳AO对小球可能没有拉力

    D.两根细绳不一定对小球有拉力,但是轻弹簧对小球一定有弹力

    解析:当小车和小球一起向右匀速运动时,小球的合力为零,可能两绳均无拉力,只受重力和弹簧的弹力作用,A错误;若小球和小车向右做匀加速运动,小球的合力一定水平向右,小球的受力可能是:①弹簧和AO对小球均无弹力,小球受重力和绳OB的弹力;②弹簧对小球无弹力,小球受重力和两根绳的拉力;B、C正确,D错误.故选BC.

    答案:BC

    9.筷子是中国人常用的饮食工具,也是中华饮食文化的标志之一.筷子在先秦时称为“挾”,汉代时称“箸”,明代开始称“筷”.如图所示,用筷子夹质量为m的玻璃球, 筷子均在竖直平面内,且筷子和竖直方向的夹角均为θ,为使玻璃静止,求每根筷子对玻璃球的压力N的取值范围?已知玻璃球与筷子之间的动摩擦因数为μ(μ<tan θ),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取g.

    22WL-701

    解析:筷子对玻璃球的压力太小,玻璃球有下滑的趋势,最大静摩擦力沿筷子向上,如图(a)所示.

    22WL-702

    玻璃球平衡,有2Nsin θ+2fcos θmgfμN

    联立解得N.

    筷子对玻璃球的压力太大,玻璃球有上滑的趋势,最大静摩擦力沿筷子向下,如图(b)所示.

    22WL-703

    玻璃球平衡,有2N′sin θmg+2f′cos θF′=μN′,

    联立解得N′=.

    综上,筷子对玻璃球的压力的取值范围N.

    答案:N

    10.用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两光滑斜面之间,如图所示.两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°.重力加速度为g.求:

    22WL-704

    (1)当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小F1F2分别为多少?

    (2)当卡车沿平直公路做匀加速直线运动,且加速度a大小为g时,斜面Ⅰ、Ⅱ对圆筒的压力的大小F3F4分别为多少?

    解析:(1)以工件为研究对象,受力分析如图所示.

    22WL-705

    根据共点力的平衡条件可知,斜面Ⅰ、Ⅱ对圆筒的压力大小分别为F1mgcos 30°=mgF2mgcos 60°=mg

    根据牛顿第三定律可知F1F1mgF2F2mg.

    (2)以工件为研究对象,受力分析如图所示.

    22WL-706

    在水平方向上根据牛顿第二定律有F3sin 30°-F4sin 60°=ma

    在竖直方向上根据平衡条件有F3cos 30°+F4cos 60°=mg

    解得F3mgF4mg.

    答案:(1)mgmg (2)mgmg

     

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