2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题2.6叠加体平衡问题提高篇含.doc

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1、六叠加体平衡问题（提高篇）一选择题1（2019湖南湘潭三模）如图所示，四个球A、B、C、D大小完全相同，A、B、C的重力皆为G，D的重力为3GA、B、C放置在水平面上，两两接触并用轻质细线捆扎，D球置于A、B、C三球之上，则下列说法正确的是（）AA、B、C三球与地面之间一定没有摩擦力BA、B、C三球两两之间的弹力一定不为零C地面对A球的支持力为2GDA球对D球的支持力为G【参考答案】C【名师解析】对A球竖直面内受力分析，受重力、地面的支持力、D球的压力、绳的弹力F，四个力作用下可能平衡，也可能不平衡，若不平衡则需要地面提供摩擦力保持平衡，故A错误；细线捆扎，细线对球作用有弹力，若此弹力适当，则

2、水平方向A、B、C三球之间弹力就有可能为零，选项B错误；把四个球作为整体受力分析，设地面对每个球（或A球）的支持力为N，则3N6G，故N2G，选项C正确；隔离D球受力分析，ABC三球对D球支持力的矢量和等于3G，A球对D球的支持力一定大于G ，选项D错误。2.（2018福建质检）课堂上，老师准备了“”型光滑木板和三个完全相同、外表面光滑的匀质圆柱形积木，要将三个积木按图示（截面图）方式堆放在木板上，则木板与水平面夹角的最大值为（ ）A30B45C60D90【参考答案】 A【考查内容】本题是以三个圆柱形积木在“”型光滑木板上处于平衡状态为情境，主要考查共点力的平衡等知识。侧重考查推理能力，要求考

3、生深刻理解共点力的平衡条件，运用特殊值法解决实际问题。体现相互作用观念与科学推理等物理核心素养的考查。【试题分析】若取任意角结合各圆柱的受力情况进行计算，数学运算过程繁琐不易得到结果，而考虑临界情况，取特殊值进行分析，可简化过程。取0时，下面两圆柱之间将会分开，无法稳定，应适当增大以保持系统稳定，此时下面两圆柱之间有弹力；当下面两圆柱之间的弹力恰好为0时，对应的为最小值；继续增大，右圆柱和上圆柱之间弹力减小，若太大，此两圆柱将分开，临界情况为取30时，左边两圆柱的圆心连线在竖直方向上，保证上圆柱只受到两个力的作用恰好处于平衡状态，此时与右圆柱间相互接触且无弹力，故A正确。本题的解题关键是应用共

4、点力的平衡条件，灵活选取研究对象，运用特殊值法解决问题。3（2018全国联考）如图所示，水平地面粗糙，竖直墙面光滑，A是一个光滑圆球，B是与A半径相等的半圆球，A、B均保持静止。将B向左移动稍许，A、B仍处于静止状态。下列说法正确的是（ ）A墙壁对A的弹力变大 BB对地面的压力变小CA对B的压力变大 DB受到地面的摩擦力变小【参考答案】D 【名师解析】设墙壁对A的弹力为F1，B对A的弹力为F2，A和B圆心的连线与竖直方向的夹角为，根据共点力的平衡条件，对A得，解得，因为变小，所以F1和F2都变小，选项AC错误；B受到地面的摩擦力等于F1，也是变小的，选项D正确；B对地面的压力等于A、B的总重力

5、，是不变的，选项B错误。4. 如图所示，叠放在一起的A、B两物体放置在光滑水平地面上，A、B之间的水平接触面是粗糙的，细线一端固定在A物体上，另一端固定于N点，水平恒力F始终不变，A、B两物体均处于静止状态，若将细线的固定点由N点缓慢下移至M点(线长可变)，A、B两物体仍处于静止状态，则()A细线的拉力将减小BA物体所受的支持力将增大CA物体所受摩擦力将增大D水平地面所受压力将减小【参考答案】AB【名师解析】以A、B两物体组成的系统作为研究对象，受力分析如图甲所示。水平方向：FTcos F，竖直方向：FNFTsin (mAmB)g，因为细线与水平地面的夹角减小，cos 增大，sin 减小，FT

6、将减小，FN将增大，所以细线所受拉力减小，地面受到的压力增大，A正确，D错误；以物体A为研究对象，受力分析如图乙所示，竖直方向：FNAFTsin mAg，FT减小，sin 减小，所以FNA增大，B正确；以B为研究对象，在水平方向上由力的平衡可得FfF，B物体所受摩擦力不变，故A物体所受摩擦力不变，C错误。5. (2018洛阳名校月考)如图所示,将三个形状不规则的石块叠放在水平桌面上,处于静止状态.下列说法中正确的是()A. 石块b对a的支持力与a受到的重力是一对平衡力B. 石块a 一定受到三个力的作用C. 石块c受到水平桌面向左的摩擦力D. 桌面对石块c的作用力一定竖直向上【参考答案】 D【名

7、师解析】 石块可能受b对a的支持力、摩擦力及a受到的重力而平衡,故A错误;石块a可能受石块b对a的支持力与a受到的重力平衡,故B错误;对整体由平衡条件可知石块c没有受到水平桌面的摩擦力作用,但桌面对石块c的作用力与重力平衡,故C错误,D正确.6. (2018河南名校联考)如图所示,三个粗细均匀完全相同的圆木A、B、C堆放在水平地面上,处于静止状态,每个圆木的质量为m,截面的半径为R,三个截面圆心连线构成的等腰三角形的顶角O1 =120.若在地面上的两个圆木刚好要滑动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不考虑圆木之间的摩擦,重力加速度为g,则()A. 圆木间的弹力为mgB. 下面两个圆木对地面的压力

8、均为1.5mgC. 地面上的每个圆木受到地面的作用力为1.5mgD. 地面与圆木间的动摩擦因数为【参考答案】. ABD【名师解析】 A圆木受到重力与B、C对它的弹力,三个力之间的夹角为120,所以圆木间的弹力为mg,故选项A正确；;对ABC整体有 3mg=2FN,解得下面两个圆木对地面的压力均为FN=1.5mg,故选项B正确;对B球有所受摩擦力f=1.5mgcos 30=mg,地面上的每个圆木受到地面的作用力为摩擦力和压力的合力，一定大于1.5=mg,故选项C错误;由f=FN,解得=，,故选项D正确.7（2016上海十三校调研）如图所示，两梯形木块A、B叠放在水平地面上，A、B之间的接触面倾斜

9、。A的左侧靠在光滑的竖直墙面上，关于两木块的受力，下列说法正确的是（ ）ABF（A）A、B之间一定存在摩擦力作用（B）木块A可能受三个力作用（C）木块A一定受四个力作用（D）木块B受到地面的摩擦力作用方向向右【参考答案】.B【名师解析】A、B之间可能不存在摩擦力作用，木块A可能受重力、B对A的支持力和竖直墙面向右的弹力三个力作用，选项AC错误B正确。木块B也可能不受地面的摩擦力作用，选项D错误。8(2016河北唐山五校联考)如图所示，两个光滑金属球a、b置于一个桶形容器中，两球的质量mamb，对于图中的两种放置方式，下列说法正确的是()A两种情况对于容器左壁的弹力大小相同B两种情况对于容器右壁

10、的弹力大小相同C两种情况对于容器底部的弹力大小相同D两种情况两球之间的弹力大小相同【参考答案】.C【名师解析】由几何知识可知，两种情况下两球球心的连线互相平行，也就是说，下面小球对上面小球弹力的方向相同。上面小球受到的弹力的竖直方向上的分力大小等于重力，水平方向上的分力等于对左壁的弹力，显然a球在上面时对左壁的弹力大，两球之间的弹力也大，A、D错误；将两球看做整体分析可知，在同一容器里对左壁的弹力大小等于对右壁的弹力，所以是b球在下面时对右壁作用力大，而对底部的作用力大小相同，B错误、C正确。9(2016云南名校联考)如图所示，质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈B上，现同时用大小为F1和

11、F2、方向相反的水平力分别推木块A和斜劈B，它们均静止不动，则()AF1、F2一定等大反向B木块A、斜劈B间一定存在摩擦力C斜劈B与地面间一定存在摩擦力D地面对斜劈B的支持力的大小一定等于(Mm)g【参考答案】.D【名师解析】木块A、斜劈B均静止不动，则木块A、斜劈B整体受力平衡，在水平方向上，若F1、F2等大反向，则斜劈B与地面间无摩擦力作用，若F1、F2大小不相等，则斜劈B与地面间一定存在摩擦力，故选项A、C错误；在竖直方向上，地面对斜劈B的支持力与木块A、斜劈B组成的系统的重力平衡，选项D正确；木块A、斜劈B间有无摩擦力以及摩擦力的方向取决于木块A的重力沿斜面方向的分力和F1沿斜面方向的

12、分力的大小关系，木块A、斜劈B间可能不存在摩擦力，选项B错误。10. （单选）将一横截面为扇形的物体放在水平面上，一小滑块放在物体上，如图除了物体与水平面间的摩擦力之外，其余接触面的摩擦均可忽略不计，已知物体的质量为、滑块的质量为，当整个装置静止时，、接触面的切线与竖直的挡板之间的夹角为。则下列选项正确的是（ ）A物体对水平面的压力大小为Mg B物体受到水平面的摩擦力大小为mgtan C滑块与竖直挡板之间的弹力大小为D滑块对物体的压力大小为【参考答案】C【名师解析】以滑块为研究对象，受力分析，并运用合成法如图：由几何知识得，挡板对滑块的弹力大小为， C正确；物体对滑块的弹力大小为，根据牛顿第三

13、定律则滑块对物体的压力为，D错误；以滑块和物体组成的系统为研究对象，竖直方向受力平衡，地面对物体的支持力：，水平方向受力平衡，则水平面所受的压力大小为，A错误；水平面对物体的摩擦力大小为，B错误。11 (2016昆明七校联考)如图2所示，三角形物体a静置于水平地面上，其倾角=300，上底面水平的b物体在a物体上恰能匀速下滑。现对b施加沿斜面向上的推力F，使b总能极其缓慢地向上匀速运动，某时刻在b上轻轻地放上一个质量为m的小物体c（图中未画出），a始终静止，b保持运动状态不变。关于放上小物体c之后，下列说法正确的是（ ）图2Ab受到a的支持力增加了mgBb受到a的摩擦力增加了mg C推力F的大小

14、增加了mg Da受地面的摩擦力增加了mg【参考答案】.C【名师解析】本题考查叠加体、隔离法整体法受力分析、平衡条件及其相关的知识点。题述b物体在a物体上恰能匀速下滑，说明mgsin30=mgcos30，=tan30= 。对b施加沿斜面向上的推力F，使b总能极其缓慢地向上匀速运动，b保持运动状态不变，b所受滑动摩擦力沿斜面向下。在b上轻轻地放上一个质量为m的小物体c，则bc可视为一个整体，分析受力，由平衡条件可得，b受到a的支持力增加了mgcos30= mg，b受到a的摩擦力增加了mgcos30=mg，选项AB错误。放小物体c之前，推力F的大小为F=mgsin30+mgcos30=mg，放小物体

15、c之后，推力F的大小为F=2mgsin30+2mgcos30=2mg，增加了F-F=mg，选项C正确。把三角形物体a和物体b、c看作整体，分析受力，放小物体c之前，由平衡条件可得，a受地面的摩擦力为f=Fcos30=mg；放小物体c之后，由平衡条件可得，a受地面的摩擦力为f=Fcos30=mg；增加了f-f=mg，选项D错误。12 如图所示，三角形物体a静置于水平地面上，其倾角=300，上底面水平的b物体在a物体上恰能匀速下滑。现对b施加沿斜面向上的推力F，使b总能极其缓慢地向上匀速运动，某时刻在b上轻轻地放上一个质量为m的小物体c（图中未画出），a始终静止，b保持运动状态不变。关于放上小物体

16、c之后，下列说法正确的是（ ）Ab受到a的支持力增加了mgBb受到a的摩擦力增加了mg C推力F的大小增加了mg Da受地面的摩擦力增加了mg【参考答案】.C【名师解析】本题考查叠加体、隔离法整体法受力分析、平衡条件及其相关的知识点。题述b物体在a物体上恰能匀速下滑，说明mgsin30=mgcos30，=tan30= 。对b施加沿斜面向上的推力F，使b总能极其缓慢地向上匀速运动，b保持运动状态不变，b所受滑动摩擦力沿斜面向下。在b上轻轻地放上一个质量为m的小物体c，则bc可视为一个整体，分析受力，由平衡条件可得，b受到a的支持力增加了mgcos30= mg，b受到a的摩擦力增加了mgcos30

17、=mg，选项AB错误。放小物体c之前，推力F的大小为F=mgsin30+mgcos30=mg，放小物体c之后，推力F的大小为F=2mgsin30+2mgcos30=2mg，增加了F-F=mg，选项C正确。把三角形物体a和物体b、c看作整体，分析受力，放小物体c之前，由平衡条件可得，a受地面的摩擦力为f=Fcos30=mg；放小物体c之后，由平衡条件可得，a受地面的摩擦力为f=Fcos30=mg；增加了f-f=mg，选项D错误。13.（2016上海闸北模拟）如图，质量为mB的滑块B置于水平地面上，质量为mA的滑块A在一水平力F作用下紧靠滑块B（A、B接触面竖直）。此时A、B均处于静止状态。已知A

18、与B间的动摩擦因数为1，B与地面间的动摩擦因数为2，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）ABF（A）F（B）F2（mAmB）g（C）（D）【参考答案】.C【名师解析】对AB整体，由平衡条件可得F2（mAmB）g，选项B错误。对A，1FmAg，解得F，选项A错误。联立解得，选项C正确D错误。14截面为直角三角形的木块A质量为M，放在倾角为的斜面上，当37时，木块恰能静止在斜面上，如图甲现将改为30，在A与斜面间放一质量为m的光滑圆柱体B，如图乙，已知sin 37 0.6，cos 370.8，则 ()AA、B仍一定静止于斜面上B若M4m，则A受到斜面的摩擦力为m

19、gC若M2m，则A受到的摩擦力为mgD以上说法都不对【参考答案】.B【名师解析】由题意可知，当37时，木块恰能静止在斜面上，则有：Mgcos 37Mgsin 37代入数据解得：0.75现将改为30，在A与斜面间放一质量为m的光滑圆柱体B，对A受力分析；则有：fNNMgcos 30而：Fmgsin 30当：fmgsin 30Mgsin 30，则A相对斜面向下滑动，当：fmgsin 30Mgsin 30，则A相对斜面不滑动，因此A、B是否静止在斜面上，由B对A弹力决定，故A错误；若：M4m，则：mgsin 30Mgsin 30Mg而：fN0.75Mgcos 30Mg因：fmgsin 30Mgsin

20、 30，A不滑动，A受到斜面的静摩擦力，大小为：mgsin 30Mgsin 30Mg，故B正确，D错误；若：M2m，则：mgsin 30Mgsin 30Mg而：fN0.75Mgcos 30Mg因：fmgsin 30Mgsin 30，A滑动，A受到斜面的滑动摩擦力，大小为：fN0.75Mgcos 30Mgmg，故C错误15如图甲所示，在粗糙水平面上静置一个截面为等腰三角形的斜劈A，其质量为M，两个底角均为30.两个完全相同的、质量均为m的小物块p和q恰好能沿两侧面匀速下滑若现在对两物块同时各施加一个平行于斜劈侧面的恒力F1、F2，且F1F2，如图乙所示，则在p和q下滑的过程中，下列说法正确的是

21、()A斜劈A对地向右运动B斜劈A受到地面向右的摩擦力作用C斜劈A对地面的压力大小等于(M2m)gD斜劈A对地面的压力大于(M2m)g【参考答案】.C【名师解析】甲图中，三个物体都处于平衡状态，故可以对三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，故支持力为(M2m)g，没有摩擦力；在图乙中，物体P、q对斜劈的压力和摩擦力不变，故斜劈受力情况不变，故斜劈A仍保持静止，斜劈A对地面的压力大小等于(M2m)g，与地面间没有摩擦力；故C正确，A、B、D错误16. (2016青岛检测)如图所示，水平桌面上有三个相同的物体a、b、c叠放在一起， a的左端通过一根轻绳与质量为m 3kg的小球相连，绳与水平方向的夹

22、角为60，小球静止在光滑的半圆形器皿中水平向右的力F 40N作用在b上，三个物体保持静止状态. g取10 m/s2，下列说法正确的是 ()A物体c受到向右的静摩擦力B物体b受到一个摩擦力，方向向左C桌面对物体a的静摩擦力方向水平向右D撤去力F的瞬间，三个物体将获得向左的加速度【参考答案】.B【名师解析】对c：设b对c的静摩擦力为f，则水平方向上只受f影响，且c保持静止，由牛顿第二定律得：fm1a1，代入数据得：f0，故A错误；B.对b：b静止，设a对b的静摩擦力为f1，则水平面上：Ff1fm1a10，即：f1F40 N，故b只受一个静摩擦力，方向与F相反，即水平向左，故B正确；C.对a，a静止，设绳的拉力为T，器皿对小球的弹力为N，桌面对a的静摩擦力为f2，则水平面上：f1f2Tm1a10对小球受力分析如图：由于小球静止，故竖直方向上：Nsin 60Tsin 60mg水平方向上：Ncos 60Tcos 60联立式代入数据解得：T10N，f222.68N，故地面对a的静摩擦力水平向左，故C错误；D.若撤去F，对a，水平方向上受绳的拉力：T10cos 60f222.68 N，故整个系统仍然保持静止，故D错误