1、第5章力与平衡单元测试一、选择题(本题共12小题，共48分，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1一个质量m2.0kg的物体，放在倾角为30的斜面上静止不动，若用竖直向上的力F5.0N提物体，物体仍静止(g10m/s2)，下列论述正确的是()A斜面受的压力减小5.0NB物体受到的合外力减小5.0NC物体受的摩擦力减小5.0ND物体对斜面的作用力减小5.0N【解析】物体受到的合力为零不变由于物体受重力、拉力F、斜面对物体的作用力(含支持力和摩擦力)作用，且重力不变，当加上力F5.0N时，物体对斜面的作用力减小5
2、.0N.故选项D对【答案】D2(河南周口模拟)如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上，受到向右的拉力F的作用向右滑动，长木板处于静止状态，已知木板与木板间的动摩擦因数为1，木板与地面间的动摩擦因数为2.下列说法正确的是()A木板受到地面的摩擦力的大小一定是1mgB木板受到地面的摩擦力的大小一定是2(mM)gC当F2(mM)g时，木板便开始运动D无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动【解析】木板对木板向右的滑动摩擦力大小一定是1mg，对木板，由力的平衡，木板受地面给的向左的大小为1mg的静摩擦力作用，故选项A对，B错；当F增大时，木块与木板间的滑动摩擦力大小不变，故选项C错、D对【答案】A
3、D3(湖北武汉4月调研)如图所示，轻绳上端固定在天花板上的O点，下端悬挂一个重为10N的物体A，B是固定的表面光滑的圆柱体当A静止时，轻绳与天花板的夹角为30，B受到绳的压力是()A5NB10NC5ND10N【解析】如图所示，圆柱体B受到的压力为T1、T2的合力，因为同一根绳上的张力处处相等，故T1T2GA10N，又因为120，故圆柱体B受到的压力：FGA10N，选项B正确【答案】B4(江西南昌一模)半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖向挡板MN，在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态，如图所示是这个装置的截面图，若用外力使MN保持竖直且缓慢地向右移动
4、，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止在此过程中，下列说法中正确的是()AMN对Q的弹力逐渐减小BQ所受的合力逐渐增大C地面对P的摩擦力逐渐增大DP、Q间的弹力先减小后增大【解析】对Q进行受力分析如图所示，Q受重力(G)、P对它的支持力(FN)、挡板对它的弹力(F)FN；FGtan.当MN保持竖直且缓慢地向右移动时，变大，FN、F均变大，但Q所受合力为零，故选项A、B、D均错；将A、B看做一个整体，因水平方向挡板对它们的弹力F变大，故地面对P的摩擦力逐渐增大，选项C正确【答案】C5(河南巩义模似)如图所示，物块A放在倾斜的木板上，木板的倾角分别为30和45时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块
5、和木板间的动摩擦因数为()A.B.C.D.【解析】由题意，为30时，物体A受静摩擦力作用，大小等于mgsin30；为45时，物块A受滑动摩擦力作用，大小等于mgcos45；由mgsin30mgcos45，解出.【答案】B6如图所示，斜劈A静止放置在水平地面上质量为m的物体B在外力F1和F2的共同作用下沿斜劈表面向下运动当F1方向水平向右，F2方向沿斜劈的表面向下时，斜劈受到地面的摩擦力方向向左若物体B和斜面间没有摩擦力作用，则下列说法中正确的是()A若只撤去F1，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力方向可能向右来B若只撤去F1，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力不变C若只撤去
6、F2，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力方向可能向右D若只撤去F2，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力不变【解析】A、B两者的受力如图所示，撤去F1，斜劈A所受的压力FN方向不变，只是大小减小了，那么地面对斜劈A的摩擦力大小变小，方向不变，故选项A、B错；若撤去F2，因物体B对斜劈A的压力FN大小方向均不变，则地面对斜劈A的摩擦力也就不变，故选项C错、D对【答案】D7如图所示，C为固定在地面上的斜面体，A、B是两个长方形物体，F是作用在物体B上沿斜面向上的力，物体A和B以相同的速度做匀速直线运动，由此可知，A、B间的动摩擦因数1和B、C间的动摩擦因数2有可能是()A10，2
7、0B10，20C10，20 D10，20【解析】以AB整体为研究对象，在F(mAmB)gsinFfBC时，则滑动摩擦力FfBCF(mAmB)gsin.当F(mAmB)gsin时，FfBC0，则20；当F(mAmB)gsin时，FfBC0，则20.隔离A物体，B对A的静摩擦力FfBAmAgsin，则1一定不等于零，故本题正确选项为C、D.【答案】CD8如图所示，在一根粗糙的水平直杆上，套有两个质量均为m的铁环，两铁环上系着两根等长细线，共同拴住质量为M的小球，两铁环与小球都处于静止状态现想办法使得两铁环间距离增大稍许而同时仍能保持系统平衡，则水平直杆对铁环的支持力FN和摩擦力Ff的可能变化是()
8、AFN不变 BFN增大CFf增大 DFf不变【解析】分析本题可以先用整体法，把小球和两个铁环看成一个整体，该整体受到竖直向下的重力和杆竖直向上的支持力作用，由题意整体平衡和该整体在竖直方向上受力必然平衡，即受到竖直向下的重力为(2mgMg)，与竖直向上的支持力大小相等，所以选项B错误，选项A正确再用隔离法，分析小球平衡得到细线中的拉力随两铁环间距离变大而增大，所以当对其中一个铁环受力分析可以得到细线沿水平方向的分力F在逐渐增大，则铁环水平方向受到的摩擦力必与F大小相等，所以摩擦力在变大，选项C正确，选项D错综上所述，本题的正确答案应该为A、C.【答案】AC9如图所示，倾角为的斜面上有一质量为m
9、的物块，斜面与物块均处于静止状态现用一大小为2.5mgsin、方向沿斜面向上的力F推物块、斜面和物块仍然静止不动则力F作用时与力F作用前相比，物块对斜面的摩擦力及斜面对地面的摩擦力的变化情况分别是()A变大，变大 B变大，变小C变小，不变 D变小，变小【解析】力F作用前斜面对地面的摩擦力Ff10，物块对斜面的摩擦力Ff2mgsin力F作用后，斜面对地面的摩擦力Ff1FcosFf1物块对斜面的摩擦力为：Ff21.5mgsinFf2，故选A.【答案】A10(原创题)高层建筑的外观保洁工作一般由被称为“蜘蛛人”的保洁员来承担由图所示，保洁员由上向下对建筑物玻璃幕墙进行清洁工作设图中保洁员的质量为m，
10、保洁员在五楼、三楼双腿伸直支撑保持静止时，绳子的拉力分别为T1、T2，保洁员支撑腿所受支持力分别为F1、F2，则通过比较可判断下列大小关系中正确的是()AF1F2T1T2BF1F2T1T2CF1T2DF1F2T15N，故不能【答案】(1)ABC个力的合力大小超出了弹簧秤的量程15在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的Fx图象如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为_图线不过原点的原因是由_造成的【解析】根据图示倾斜直线可求出其斜率，从而求出弹簧的
11、劲度系数kN/m200N/m.从直线与坐标轴的交点可以看出，当弹簧的伸长量为0.5cm时，向下施加的外力F为零，说明没加外力时弹簧已有一个伸长量，这主要是由于弹簧的自身重力作用造成的【答案】200N/m弹簧自身所受重力三、计算题(本题共包括4小题，共52分，解答时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，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)16(上海六校模拟)天花板上用电线吊着一个重为G的电灯，电线的自重不计用一根能够承受G拉力的细线系在距悬点O1为1.5m处的O点沿水平方向拉动电线，使电灯偏离悬点O1的正下方，如图所示求(1)电灯可以偏离悬点O1正下方的最
12、大水平距离是多少？(2)此时上段电线O1O的拉力是多少？【解析】对结点O受力分析如图所示(1)tan.得37所以shsin1.50.6m0.9m.(2)sin，FTG.【答案】(1)0.9m(2)G17如图所示，质量为m2kg的直角劈形木块的顶角为37，被外力F顶靠在竖直墙上已知木块与墙间的最大静摩擦力和木块对墙的压力成正比，即FfmkFN，比例系数为k0.5，问垂直作用于BC边的外力F取何值时木块能保持静止状态？(取g10m/s2，sin370.6，cos370.8)【解析】静止的木块受重力mg、推力F、水平弹力FN和静摩擦力Ff四个力的作用(Ff在图中没有画出，它的方向是竖直向上或竖直向下
13、)将力F正交分解，如图所示当F最小时(设为F1)，物体刚好不向下滑，Ffm竖直向上，则水平方向上，有FNF1cos；竖直方向上，有mgF1sinkFN，故F120N.当F最大时(设为F2)，物体刚好不向上滑，Ffm竖直向下，则水平方向上，有FNF2cos；竖直方向上，有mgkFNF2sin，故F2100N.综合得F的取值范围为20NF100N.【答案】20NF100N18图是常见的拔桩架的示意图，绳CD水平、DE竖直，绳AC与水平方向成角(45)，绳BD与竖直方向成角(mg所以A物体处于静止状态，静摩擦力Ff1mg20N.(2)A沿水平方向运动，面对着墙看，作出A物体在竖直平面内的受力图如图所示，有：FsinmgFcosFNma解出：F20N，arctan.【答案】(1)20N(2)20N，与水平方向成arctan角