2014年高考物理考前提分专练受力分析和共点力的平衡

2014年高考物理考前提分专练受力分析和共点力的平衡

受力分析和共点力的平衡

(限时：45分钟)

一、单项选择题

1． (2013·重庆·1)如图1所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力为G，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为(

)

图1

A．G B．Gsin θ C．Gcos θ D．Gtan θ

答案 A

解析 椅子各部分对人的作用力的合力与重力G是平衡力．因此选项A正确．

2． 如图2所示，质量为m的物体A在竖直向上的力F(F<mg)作用下静止于斜面上．若减小力F，则(

)

图2

A．物体A所受合力不变

B．斜面对物体A的支持力不变

C．斜面对物体A的摩擦力不变

D．斜面对物体A的摩擦力可能为零

答案 A

解析 质量为m的物体A在竖直向上的力F作用下静止于斜面上，其合力为零．因为F<mg，所以物体A受到的摩擦力和支持力的合力竖直向上，若减小力F，物体A受到摩擦力和支持力的合力变大但仍竖直向上，故物体A所受合力仍为零，物体A受到的支持力和摩擦力都变大，A正确，B、C、D错误．

3． 如图3所示，铁板AB与水平地面之间的夹角为θ，一块磁铁吸附在铁板下方．在缓慢抬起铁板的B端使θ角增大(始终小于90°)的过程中，磁铁始终相对于铁板静止．下列说法正确的是(

)

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图3

A．磁铁所受合外力逐渐减小

B．磁铁始终受到三个力的作用

C．磁铁受到的摩擦力逐渐减小

D．铁板对磁铁的弹力逐渐增大

答案 D

解析 以磁铁为研究对象进行受力分析可知，在缓慢抬起铁板的B端的过程中磁铁相对铁板静止，因此磁铁所受合外力始终为零，A错误；磁铁受重力、铁板的吸引力、铁板的弹力、铁板的摩擦力四个力作用，B错误；由受力平衡关系可得，磁铁受到的摩擦力逐渐增大，铁板对磁铁的弹力逐渐增大，C错误，D正确．

4． 如图4所示，质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m的小球B

置于斜面上，整个系统处于静止状态．已知斜面倾角θ＝30°.轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上，不计小球与斜面间的摩擦，则(

)

图4

A．斜面对小球的作用力大小为mg

B3mg 2

C．斜面体对水平面的压力大小为(M＋m)g

D．斜面体与水平面间的摩擦力大小为

答案 D

解析 以小球B为研究对象，斜面对小球的作用力垂直于斜面向上，大小为mgcos 30°＝31，绳对小球的作用力沿着绳子指向左上方，大小为mgsin 30°＝，选项A、223mg 4

B错误；以斜面和小球作为一个整体为研究对象，水平面对斜面体的支持力为Mg＋mg1313－mgsin 30°＝Mg＋mg，斜面体与水平面间的摩擦力大小为mgcos 30°＝mg，结2424

合牛顿第三定律可判断，选项C错误，选项D正确．

5． 如图5所示，由两种材料做成的半球面固定在水平地面上，球右侧面是光滑的，左侧面

粗糙，O点为球心，A、B是两个相同的小物块(可视为质点)，物块A静止在左侧面上，物块B在如图所示水平力F作用下静止在右侧面上，A、B处在同一高度，AO、BO与竖直方向的夹角均为θ，则A、B分别对球面的压力大小之比为( )

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图5

A．sin θ∶1 B．sin θ∶1

C．cos θ∶1 D．cos θ∶1

答案 C

解析 物块A静止在左侧面上，A对球面的压力大小mgcos θ，物块B在图示水平力F作用下静止在右侧面上，B对球面的压力大小mg/cos θ，则A、B分别对球面的压力大小之比为cosθ∶1，选项C正确．

6． 如图6所示，一物体在粗糙斜面上受到沿斜面向上的力F作用，处于静止状态．下列判

断正确的是(

) 222

图6

A．物体一定受到四个力的作用

B．摩擦力方向一定沿斜面向下

C．摩擦力的大小可能等于零

D．若F增大，摩擦力也一定增大

答案 C

解析 若F与物体重力沿斜面向下的分力平衡，则物体受F、重力、斜面的支持力三个力作用，A错误，C正确；若F小于重力沿斜面方向的分力，则摩擦力方向沿斜面向上，B错误；若摩擦力方向沿斜面向上，增大F，则摩擦力减小或反向，D错误．

7． 如图7所示，相隔一定距离的两个相同的圆柱体固定在同一水平高度处，一轻绳套在两

圆柱体上，轻绳下端悬挂一重物，绳和圆柱体之间的摩擦忽略不计．现增加轻绳长度，而其他条件保持不变，则(

)

图7

A．轻绳对物体的作用力的合力将变大

B．轻绳对物体的作用力的合力将变小

C．轻绳的张力将变大

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D．轻绳的张力将变小

答案 D

解析 物体在两根绳的张力及重力的作用下处于平衡状态，三个力的合力等于零，两根绳的张力的合力大小始终等于重力的大小，因此增加绳的长度，两绳张力的合力不变，选项A、B错误；由于不计摩擦，两绳的张力大小相等，与水平方向的夹角相等，两绳的张力沿竖直方向的分力大小之和始终等于物体重力的大小，绳变长后，绳与水平方向的夹角变大，因此绳的张力变小，选项C错误，D正确．

8． 如图8所示，重为G的光滑球在倾角为θ的斜面和竖直墙壁之间处于静止状态．若将

此斜面换成材料和质量相同，但倾角θ稍小一些的斜面，以下判断正确的是(

)

图8

A．球对斜面的压力不变

B．球对斜面的压力变大

C．斜面可能向左滑动

D．斜面仍将保持静止

答案 D

解析 小球受三个力作用，且重力大小、方向都不变，墙对球

的弹力方向不变，符合图解法的特征，如图分析知，斜面对球

的支持力FN变小，墙对球的弹力变小，选项A、B错误．再

把球、斜面作为整体研究，则水平方向墙对球的弹力与地面对

斜面的摩擦力相等，所以摩擦力减小，斜面仍将保持静止，D正确．

二、多项选择题

9． (2013·上海·18)两个共点力F1、F2大小不同，它们的合力大小为F，则 ( )

A．F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍

B．F1、F2同时增加10 N，F也增加10 N

C．F1增加10 N，F2减少10 N，F一定不变

D．若F1、F2中的一个增大，F不一定增大

答案 AD

解析 F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍，选项A正确．F1、F2同时增加10 N，F不一定增加10 N，选项B错误．F1增加10 N，F2减少10 N，F可能变化，选项C错误．若 F1、F2共线反向，其中小的力增大，但仍然较小，则F会减小，选项D正确．

10．如图9所示，在水平力F作用下，木块A、B保持静止．若木块A与B

的接触面是水平

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的，且F≠0.则关于木块B的受力个数可能是(

)

图9

A．3个 B．4个

C．5个 D．6个

答案 BC

解析 隔离A受力分析，由平衡条件可知，A受到B对A方向向右的静摩擦力．由牛顿第三定律知，B受到A对B的方向向左的静摩擦力．隔离B受力分析，B受到重力、A对B的压力、向左的静摩擦力、斜面对B的斜向右上的支持力、可能受到斜面对B的斜向左上的静摩擦力．选项B、C正确．

11．如图10所示，质量为M、长为L的直导线通有垂直纸面向外的电流I，被一绝缘线拴着

并处在匀强磁场中，导线能静止在倾角为θ的光滑斜面上，则磁感应强度B的大小和方向可能是( )

图10

A．大小为Mgtan θ/IL，方向垂直斜面向上

B．大小为Mgsin θ/IL，方向垂直纸面向里

C．大小为Mg/IL，方向水平向右

D．大小为Mg/IL，方向沿斜面向下

答案 BC

解析 当磁场为A选项所述的磁场时，通电直导线受到沿斜面向上的安培力作用，F＝

Mgtan θsin θBIL＝＝Mgtan θ＝Mg>Mgsin θ，则通电直导线不可能静止在斜面上，ILcos θ

故A错误；当磁场为B选项描述的磁场时，通电直导线不受安培力作用，则通电直导线可以在竖直向下的重力、垂直斜面向上的弹力、沿斜面向上的拉力三个力作用下在斜面上处于静止状态，故B正确；当磁场为C选项描述的磁场时，通电直导线受到竖直向上的安培力作用，由于F＝BIL＝IL＝Mg，则通电直导线在竖直向下的重力和竖直向上的安培力作用下在斜面上处于静止状态，故C正确；当磁场为D选项描述的磁场时，通电直导线受到垂直斜面向上的安培力作用，由于F＝BIL＝IL＝Mg>Mgcos θ，则通电MgILMgIL

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直导线不可能静止在斜面上，故D错误．

12．如图11所示，形状相同的物块A、B，其截面为直角三角形，相对排放在粗糙水平地面

上，光滑球体C架在两物块的斜面上，系统处于静止状态．已知物块A、B的质量都为M，θ＝60° ，光滑球体C质量为m，则以下说法正确的是(

)

图11

1A．地面对物块A 2

B．地面对物块AC．物块A对球体C3mg 23mg 2

1D．物块A对地面的压力大小为Mg＋mg 2

答案 BD

解析 以球体C为研究对象，其受到斜向上的两个弹力作用，

把两个弹力合成，合力竖直向上，大小等于光滑球体的重力，

受力分析如图所示．由三角函数可知，弹力大小为mg，选项C

错误；再以A为研究对象，C对A的正压力大小为mg，其在水

平方向上的分力等于地面对物块A的静摩擦力大小，由此可知 静摩擦力大小为3，选项A错误，选项B正确；以A、B、 2

2mgC整体为研究对象，所受重力为(2Mg＋mg)，由对称性可知A所受力地面支持力为Mg＋，

选项D正确．

13．如图12所示，矩形物块甲和丙在水平外力F的作用下静止在物体乙的斜面上，物体乙

静止在水平地面上．现减小水平外力F，三物体仍然静止，则下列说法中正确的是

( )

图12

A．物块甲对物块丙的支持力一定减小

B．物体乙对物块甲的摩擦力一定减小

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C．地面对物体乙的摩擦力一定减小

D．物块甲可能受5个力的作用

答案 CD

解析 减小水平外力F，丙的受力情况没有变化，物块甲对物块丙的支持力不变，选项A错误；在未减小水平外力F之前，不知道物体乙对物块甲的摩擦力的方向是沿斜面向上还是沿斜面向下，所以减小水平外力F之后，物体乙对物块甲的摩擦力可能增大，也可能减小，选项B错误；选甲、乙、丙三个物体作为整体，地面对物体乙的摩擦力等于F，F减小，地面对物体乙的摩擦力也减小，选项C正确；物块甲受重力、推力F、丙的压力、丙的摩擦力、乙的支持力，还可能受乙的摩擦力，故物块甲受5个力或6个力的作用，选项D正确．

14．如图13所示，A、B两物块始终静止在水平地面上，有一轻质弹簧一端连接在竖直墙上

P点，另一端与A相连接，下列说法正确的是(

)

图13

A．如果B对A无摩擦力，则地面对B也无摩擦力

B．如果B对A有向左的摩擦力，则地面对B也有向左的摩擦力

C．P点缓慢下移过程中，B对A的支持力一定减小

D．P点缓慢下移过程中，地面对B的摩擦力一定增大

答案 AB

解析 若B对A无摩擦力，因B在水平方向受力平衡，则地面对B无摩擦力，A正确；若B对A有向左的摩擦力，则A对B有向右的摩擦力，由平衡条件知，地面对B有向左的摩擦力，B正确；若弹簧起初处于拉伸状态，则在P点缓慢下移的过程中，弹簧对A物体的拉力减小且拉力在竖直方向的分力减小，则B对A的支持力增大，C错误；在P点缓慢下移过程中，以A、B为整体，若弹簧起初处于拉伸状态，P点下移使弹簧恢复到原长时，地面对B的摩擦力逐渐减小到零，D错误．

【解题方法技巧3】 计算推理法

以上2、3、4、5、6、9、11、12几个题目为受力分析题，其相同点都是要结合平衡条件进行分析和推理，即“计算推理法”.

根据题给条件，利用有关的物理规律、物理公式或物理原理通过逻辑推理或计算得出正确答案，然后再与备选答案对照作出选择

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