1、提能专训(二)力与平衡时间：90分钟满分：100分一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分多选全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1(2014湖南箴言中学期中)如图所示，物体B与竖直墙面接触，在竖直向上的力F的作用下A、B均保持静止，则物体B的受力个数为()A2个 B3个C4个 D5个答案：C解析：对A受力分析可知：受到重力、支持力、摩擦力，支持力和摩擦力的水平分力等大反向；对B分析可知：受到重力、推力F、A给的压力和摩擦力，结合A的分析可知，墙对B没有弹力，故受到4个力C项正确2如图所示，一个人用与水平方向成角斜向上的力F拉放在粗糙水平面上质量为m的箱子，箱子沿水平
2、面做匀速运动若箱子与水平面间的动摩擦因数为，则箱子所受的摩擦力大小为()AFsin BFcos Cmg DFsin 答案：B解析：对箱子进行受力分析，箱子匀速运动，受力平衡，水平方向合力为零，水平方向有两个效果的力：Fcos 、摩擦力f.这两个力等值反向，即摩擦力f大小也等于Fcos ，所以B选项正确由fFN得f(mgFsin )，C、D选项错误3(多选)如图所示，光滑水平地面上有一直角三角形斜面体B靠在竖直墙壁上，物块A放在斜面体B上，开始时A、B静止现用水平力F推A，A、B仍静止，则此时B受力个数可能是()A3个 B4个 C5个 D6个答案：BC解析：物体B受重力、地面对B的支持力、A对B
3、的压力和墙壁对B的弹力作用，因为F大小未知，不能确定A是否具有相对B的运动趋势，也就不能确定A、B间是否存在摩擦力，故B受力可能是4个，也可能是5个，B、C项正确4(2014广东惠州市一调)沿光滑的竖直墙壁用网兜把一个足球挂在A点(如图)，足球受到的重力为G，网兜的质量不计悬绳与墙壁的夹角为30.悬绳对球的拉力为FT，墙壁对球的支持力为FN，下列表述正确的是()AFN大于GBFT小于GCFN与FT的合力一定竖直向上DFN与FT大小之和等于G答案：C解析： 足球受到重力、拉力、墙给的弹力如图，把FN和mg合成，合力与FT等大反向，所以A、B错误；三力平衡中的两个力的合力等于第三个力，C正确；D错
4、误5(2014河北衡水中学调研) 如图所示，质量为m1的木块P在质量为m2的长木板ab上滑行，长木板放在水平地面上一直处于静止状态若ab与地面间的动摩擦因数为1，木块P与长木板ab间的动摩擦因数为2，则长木板ab受到地面的摩擦力大小为()A1m2g B2m1gC1(m1m2)g D1m2g2m1g答案：B解析：小木块在长木板上滑行时受到的摩擦力为2m1g，同时小木块对长木块亦有相同大小的摩擦力由于木板始终处于静止状态，说明地面对木板的摩擦力(静摩擦力)应与木块给木板的摩擦力相平衡故B正确6将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示用力F拉小球b，使两个小球都处于静止
5、状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持30，则F的最小值为()A.mg BmgC.mg D.mg答案：B解析：将ab看成一个整体受力分析可知，当力F与Oa垂直时F最小，可知此时F2mgsin mg，B正确7. (2014吉林省吉大附中高三三模)如图所示，固定在水平地面上的物体A，左侧是圆弧面，右侧是倾角为的斜面，一根轻绳跨过物体A顶点上的小滑轮，绳两端分别系有质量为m1、m2的小球，当两球静止时，小球m1与圆心连线跟水平方向的夹角也为，不计一切摩擦，则m1、m2之间的关系是()Am1m2 Bm1m2tan Cm1m2cot Dm1m2cos 答案：B解析：以m2为研究对象，由平衡条件有Tm2gs
6、in ，以m1为研究对象，由平衡条件有m1gcos T，联立解得m1m2tan ，选项B正确8. 如图所示，在一沿纸面方向的匀强电场中，用一绝缘丝线系一带电小球，小球的质量为m、电荷量为q.为了保证当丝线与竖直方向的夹角为60时，小球处于平衡状态，则匀强电场的电场强度大小不可能为()A. B.C. D.答案：B解析：取小球为研究对象，其受到重力mg、丝线的拉力F和电场力Eq的作用，因小球处于平衡状态，则它受到的合外力等于零由平衡条件知，F和Eq的合力与mg是一对平衡力根据力的平行四边形定则可知，当电场力Eq的方向与丝线的拉力方向垂直时，电场力为最小，如图所示则Eqmgsin ，得E.所以，该匀
7、强电场的场强大小可能值为E，可见，本题应选B.9如图甲所示，水平地面上固定一倾角为30表面粗糙的斜劈，一质量为m的小物块能沿着斜劈的表面匀速下滑现对小物块施加一水平向右的恒力F，使它沿该斜劈表面匀速上滑如图乙所示，则F大小应为()A.mg B.mg C.mg D.mg答案：A解析：小物块能沿着斜劈的表面匀速下滑，可知小物块与斜劈表面间的动摩擦因数tan 30，由小物块能沿着斜劈表面匀速上滑，沿斜面方向列平衡方程，可得Fmgtan 60，所以B、C、D选项错误，A选项正确10如图所示，质量为m的小球用细线拴住放在光滑斜面上，斜面足够长，倾角为的斜面体置于光滑水平面上，用水平力F推斜面体使斜面体缓
8、慢地向左移动，小球沿斜面缓慢升高当细线拉力最小时，推力F等于()Amgsin B.mgsin Cmgsin 2 D.mgsin 2答案：D解析：当细线与斜面平行时，细线拉力最小，隔离小球分析，画出受力动态矢量图，如图所示则由图易知，在平行斜面方向应有FTmgsin ；对小球和斜面体整体受力分析，在水平面内由平衡条件可得：FFTcos mgsin cos mgsin 2，选项D正确11如图是由某种材料制成的固定在水平地面上半圆柱体的截面图，O点为圆心，半圆柱体表面是光滑的质量为m的小物块(视为质点)在与竖直方向成角的斜向上的拉力F作用下静止在A处，半径OA与竖直方向的夹角也为，且A、O、F均在同
9、一横截面内，则小物块对半圆柱体表面的压力为()A. Bmgcos C. D.答案：D解析：对小物块受力分析可得，小物块受重力、支持力、拉力F三个力作用处于静止状态，因此三力合力为零，由平衡关系可得，支持力为，由牛顿第三定律可知，压力也是.D正确12(2014南京师大附中期中)如图所示，a为水平输送带，b为倾斜输送带，当行李箱随输送带一起匀速运动时，下列判断中正确的是()Aa上的行李箱受到重力、支持力和摩擦力作用Bb上的行李箱受到重力、支持力和摩擦力作用Cb上的行李箱受的支持力与重力是一对平衡力Da上的行李箱受的支持力与重力是一对作用力与反作用力答案：B解析：由于行李箱随输送带一起匀速运动，因此
10、行李箱处于平衡状态，所受合外力为零，又因为a为水平输送带，所以a上的行李箱若受到输送带对它的摩擦力，则在水平方向找不到与其相平衡的力，即a上的行李箱不受输送带对它的摩擦力作用，故选项A错误；a上的行李箱仅受重力和输送带对它的支持力作用，两者是一对平衡力，故选项D错误；因为b为倾斜输送带、b上的行李箱受竖直向下的重力，输送带垂直带面向上的支持力作用，两者方向不共线，所以不可能平衡，故选项C错误；此时重力垂直带面向下的分力与支持力平衡，要使行李箱能随输送带一起匀速运动，则必须沿带面向上的静摩擦力与重力沿带面向下的分力相平衡，故选项B正确13(2014广东顺德区期末)(多选)如图所示，用三根长度相同
11、的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中三个带电小球质量相等，A球带正电，平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零，则()AB球和C球都带负电荷BB球带负电荷，C球带正电荷CB球和C球所带电量不一定相等DB球和C球所带电量一定相等答案：AD解析：分析小球B受力，如图所示由此可判断B、C都带负电，选项A正确，B错误；若B和C所带电量不相等，则FABFAC，B和C不可能同时平衡，选项D正确，C错误14(2014陕西省咸阳市高三二模)(多选) 如图所示，在倾角为30的斜面上，固定一宽L0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R.电源电动势E12 V，内阻r1 ，一质量m20 g的金
12、属棒ab与两导轨垂直并接触良好，整个装置处于磁感应强度B0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)金属棒与金属导轨间的最大静摩擦力为0.05 N，取g10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，滑动变阻器R接入电路中的阻值可能为()A48 B30 C20 D14 答案：BC解析：导体棒受到安培力的方向沿导轨向上，当安培力足够大，导体棒有沿导轨向上的运动趋势当导体棒受到沿导轨向下的最大静摩擦力时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，设为R1，由平衡条件有：mgsin fm，解得R115 ；导体棒受到沿导轨向上的最大静摩擦力作用时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，设为R2，由平衡方程
13、有：mgsin fm，解得R247 ，所以15 R47 ，选项B、C正确二、计算题(本题包括3小题，共44分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分)15(2014广东珠海六校联考)(14分)光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有两个小球A和B(中央有孔，球可在圆环上自由滑动)，A、B间由细绳连接着，它们处于如图所示位置时恰好都能保持静止状态，B球与环中心O处于同一水平直线上，AB间的细绳呈伸直状态，与水平线成30夹角已知B球的质量为m，重力加速度为g，求：(1)细绳对B球的拉力；(2)A球的质量答案：(1)2mg(2)2m解析：(1)B物体受三力平衡，设细绳对B球拉
14、力为FFsin 30mg所以F2mg(2)A物体受三力平衡，设A物体质量为mA，细绳对A球拉力为F，圆环对A球弹力为FN，则解得：FF，mA2m16. (14分)如图所示，空间同时存在水平向右的匀强电场和方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场质量为m、电荷量为q的液滴，以某一速度沿与水平方向成角斜向上进入正交的匀强电场和匀强磁场叠加区域，在时间t内液滴从M点匀速运动到N点重力加速度为g.(1)判定液滴带的是正电还是负电，并画出液滴受力示意图；(2)求匀强电场的场强E的大小；(3)求液滴从M点运动到N点的过程中电势能的变化量答案：(1)正电受力示意图见解析图(2)(3)解析： (1)液滴带正
15、电液滴受力示意图如图所示(2)由图可知F电Eqmgtan E(3)设液滴运动的速度为v，由图可知mgqvBcos v设MN之间的距离为d，则dvt液滴从M点运动到N点，电场力做正功，电势能减少，设电势能减少量为Ep，EpEqdcos 故Ep17(16分)某同学表演魔术时，将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里，然后对着一悬挂的金属小球指手画脚，结果小球在他神奇的“功力”下飘动起来假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置C(QCS30)时，金属小球偏离竖直方向的夹角也是30，如图所示已知小球的质量为m，该同学(含磁铁)的质量为M，求此时：(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少？(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少？答案：(1)mg(2)Mgmgmg解析：(1)以小球为研究对象，受力分析如图甲所示，则由平衡条件得Fsin 30FCsin 30FCcos 30Fcos 30mg解得FFCmg.(2)以小球和该同学整体为研究对象，受力分析如图乙所示，由平衡条件得fFsin 30NFcos 30(Mm)g将F值代入解得fmgNMgmg.