2011届高考物理一轮复习重要题型名师精讲之相互作用 第3讲力的合成与分解物体的平衡 doc--高中物理 .doc

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1、http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网第第 3 讲讲力的合成与分解力的合成与分解物体的平衡物体的平衡1.2008 年北京奥运会，我国运动员陈一冰勇夺吊环冠军，其中有一个高难年北京奥运会，我国运动员陈一冰勇夺吊环冠军，其中有一个高难度的动作就度的动作就是先双手撑住吊环，然后身体下移，双臂缓慢张开到如图是先双手撑住吊环，然后身体下移，双臂缓慢张开到如图 2315 所所示位置，则示位置，则在两手之间的距离增大过程中，吊环的两根绳的拉力在两手之间的距离增大过程中，吊环的两根绳的拉力 FT(两个拉力大小两个拉力大小相等相等)及它们及它们的合力的合力 F 的大小变化情况为的大小变

2、化情况为()AFT增大，增大，F 不变不变BFT增大，增大，F 增大增大CFT增大，增大，F 减小减小DFT减小，减小，F 不变不变图图 2315解析解析：由平衡条件由平衡条件，合力合力 F 等于人的重力等于人的重力，F 恒定不变恒定不变；当两手间距离变大时当两手间距离变大时，绳的拉力的夹角由零绳的拉力的夹角由零变大，由平行四边形定则知，变大，由平行四边形定则知，FT变大，变大，A 正确正确答案：答案：A2.如图如图 2316 所示，所示，ACB 是一光滑的、足够长的、固定在竖直平面是一光滑的、足够长的、固定在竖直平面内 的内 的“”“”形框架形框架，其中其中 CA、CB 边与竖直方向的夹角均

3、为边与竖直方向的夹角均为.P、Q 两个轻质小两个轻质小环 分 别 套环 分 别 套 在在CA、CB 上，两根细绳的一端分别系在上，两根细绳的一端分别系在 P、Q 环上，另一端和一绳环上，另一端和一绳套系在一起套系在一起，结点为结点为 O.将质量为将质量为 m 的钩码挂在绳套上的钩码挂在绳套上，OP、OQ 两根细绳拉直后两根细绳拉直后的 长 度 分 别的 长 度 分 别用用 l1、l2表示表示，若若 l1l223，则两绳受到的拉力之比则两绳受到的拉力之比 F1F2等于等于()A 11B 23C 32D 49图图 2316解析：解析：系统最终将处于平衡状态，两个轻质小环系统最终将处于平衡状态，两个

4、轻质小环 P、Q 分别受到两个力作用，一是框架对它们的支持分别受到两个力作用，一是框架对它们的支持力力，垂直垂直 AC、BC 边向外边向外，二是细绳拉力二是细绳拉力，这两个力是平衡力这两个力是平衡力根据等腰三角形知识可知两细绳与水根据等腰三角形知识可知两细绳与水平方向的夹角相等平方向的夹角相等，对结点对结点 O 受力分析受力分析，其水平方向的合力为零其水平方向的合力为零，可得出两细绳受到的拉力相等可得出两细绳受到的拉力相等，即即F1F2等于等于 11，本题选，本题选 A.注意题目中提到的注意题目中提到的“轻质小环轻质小环”可以不计重力，绳子的长短并不能代表可以不计重力，绳子的长短并不能代表力的

5、大小，要与力的平行四边形定则中的边长区别开来，力的平行四边形定则中边长的长与短代表着力的大小，要与力的平行四边形定则中的边长区别开来，力的平行四边形定则中边长的长与短代表着力的大小力的大小答案：答案：A3.图图 2317(2010郑州模拟郑州模拟)如图如图 2317 所示，质量为所示，质量为 m 的质点静止地放在半径为的质点静止地放在半径为 R 的半球体上，质点与半球的半球体上，质点与半球体间的动摩擦因数为体间的动摩擦因数为，质点与球心连线与水平地面的夹角为，质点与球心连线与水平地面的夹角为，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是()A质点所受摩擦力大小为质点所受摩擦力大小为mgsin B质点

6、对半球体的压力大小为质点对半球体的压力大小为 mgcos C质点所受摩擦力大小为质点所受摩擦力大小为 mgsin D质点所受摩擦力大小为质点所受摩擦力大小为 mgcos http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网解析解析：分析质点受力如图所示分析质点受力如图所示，因质点静止在半球体上因质点静止在半球体上，所以有所以有 FNmgsin，Ffmgcos.故有故有 D 正正确，确，B、C 错误；因质点受静摩擦力作用，其大小不能用错误；因质点受静摩擦力作用，其大小不能用 FfFNmgsin 来计算，故来计算，故 A 错误错误答案：答案：D4.图图 2318重重 150 N 的光滑

7、球的光滑球 A 悬空靠在墙和木块悬空靠在墙和木块 B 之间，木块之间，木块 B 的重力为的重力为 1 500 N，且静止在水平地板上，如，且静止在水平地板上，如图图 2318 所示，则所示，则()A墙所受压力的大小为墙所受压力的大小为 150 3 NB木块木块 A 对木块对木块 B 压力的大小为压力的大小为 150 NC水平地板所受的压力为水平地板所受的压力为 1 500 ND木块木块 B 所受摩擦力大小为所受摩擦力大小为 150 3 N解析解析：小球小球 A 和木块和木块 B 受力分析如图所示受力分析如图所示，对对 A：FN1cos 60GA，FN1sin 60FN2，可得可得：FN1300

8、N，FN2150 3 N，可知选项可知选项 A 正确正确、B 错误错误；对对 B：由由 FN1FN1，FN1cos 60GBFN3及及 FN1sin60Ff可得：可得：FN31 650 N，Ff150 3 N，所以选项，所以选项 C 错误、错误、D 正确正确答案：答案：AD1.图图 2319如图如图 2319 所示所示，物体物体 M 在斜向右下方的推力在斜向右下方的推力 F 作用下作用下，在水平地面上恰好做匀速运动在水平地面上恰好做匀速运动，则推则推力力F 和物体和物体 M 受到的摩擦力的合力方向是受到的摩擦力的合力方向是()A竖直向下竖直向下B竖直向上竖直向上C斜向下偏左斜向下偏左D斜向下偏

9、右斜向下偏右http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网解析：解析：物体物体 M 受四个力作用，支持力和重力都在竖直方向上，故推力受四个力作用，支持力和重力都在竖直方向上，故推力 F 与摩擦力的合力一定在竖直与摩擦力的合力一定在竖直方向上，由于推力方向上，由于推力 F 的方向斜向下，由此可断定力的方向斜向下，由此可断定力 F 与摩擦力的合力一定竖直向下与摩擦力的合力一定竖直向下答案：答案：A2.图图 2320如图如图 2320 所示，物体所示，物体 A 置于倾斜的传送带上，它能随传送带一起向上或向下做匀速运动，下列置于倾斜的传送带上，它能随传送带一起向上或向下做匀速运动，下

10、列关于物体关于物体 A 在上述两种情况下的受力描述，正确的是在上述两种情况下的受力描述，正确的是()A物体物体 A 随传送带一起向上运动时，随传送带一起向上运动时，A 所受的摩擦力沿斜面向下所受的摩擦力沿斜面向下B物体物体 A 随传送带一起向下运动时，随传送带一起向下运动时，A 所受的摩擦力沿斜面向下所受的摩擦力沿斜面向下C物体物体 A 随传送带一起向下运动时，随传送带一起向下运动时，A 不受摩擦力作用不受摩擦力作用D无论传送带向上或向下运动，传送带对物体无论传送带向上或向下运动，传送带对物体 A 的作用力均相同的作用力均相同解析解析：由于物体由于物体 A 做匀速运动做匀速运动，故物体故物体

11、A 受力平衡受力平衡，所以无论传送带向上运动还是向下运动所以无论传送带向上运动还是向下运动，传送带传送带对物体对物体 A 的作用力相同，均等于物体的作用力相同，均等于物体 A 的重力沿斜面的分力，故的重力沿斜面的分力，故 D 对对答案：答案：D3.图图 2321(2010山西省实验中学模拟山西省实验中学模拟)如图如图 2321 所示，所示，A、B 两物体的质量分别为两物体的质量分别为 mA、mB，且，且 mAmB，整，整个系统处于静止状态个系统处于静止状态，滑轮的质量和一切摩擦均不计滑轮的质量和一切摩擦均不计，如果绳一端由如果绳一端由 Q 点缓慢地向左移到点缓慢地向左移到 P 点点，整个整个系

12、统重新平衡后，物体系统重新平衡后，物体 A 的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角变化情况是变化情况是()A物体物体 A 的高度升高，的高度升高，角变大角变大B物体物体 A 的高度降低，的高度降低，角变小角变小C物体物体 A 的高度升高，的高度升高，角不变角不变D物体物体 A 的高度不变，的高度不变，角变小角变小解析：解析：最终平衡时，绳的拉力最终平衡时，绳的拉力 F 大小仍为大小仍为 mAg，由二力平衡可得，由二力平衡可得 2Fsin mBg，故，故角不变，但因悬角不变，但因悬点由点由 Q 到到 P，左侧部分绳子变长，故，左侧部分绳子变长，故 A 应升高，所以应

13、升高，所以 C 正确正确答案：答案：C4.图图 2322如图如图 2322 所示，水平横杆上套有两个质量均为所示，水平横杆上套有两个质量均为 m 的铁环，在铁环上系有等长的细绳，共同拴着的铁环，在铁环上系有等长的细绳，共同拴着质量为质量为 M 的小球的小球两铁环与小球均保持静止两铁环与小球均保持静止，现使两铁环间距离增大少许现使两铁环间距离增大少许，系统仍保持静止系统仍保持静止，则水平则水平http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网横杆对铁环的支持力横杆对铁环的支持力 FN和摩擦力和摩擦力 Ff将将()AFN增大增大BFf增大增大CFN不变不变DFf减小减小解析解析：本题

14、考查受力分析及整体法和隔离体法本题考查受力分析及整体法和隔离体法以两环和小球整体为研究对象以两环和小球整体为研究对象，在竖直方向始终有在竖直方向始终有 FNMg2mg，选项选项 C 对对 A 错错；设绳子与水平横杆间的夹角为设绳子与水平横杆间的夹角为，设绳子拉力为设绳子拉力为 T，以小球为研究对象以小球为研究对象，竖直方向有，竖直方向有，2Tsin Mg，以小环为研究对象，水平方向有，以小环为研究对象，水平方向有，FfTcos，由以上两式联立解得，由以上两式联立解得 Ff12Mgcot，当两环间距离增大时，当两环间距离增大时，角变小，则角变小，则 Ff增大，选项增大，选项 B 对对 D 错错答

15、案：答案：BC5一个质量为一个质量为 3 kg 的物体的物体，被放置在倾角为被放置在倾角为30的固定光滑斜面上的固定光滑斜面上，在如图在如图 2323 所示的甲所示的甲、乙乙、丙三种情况下物体能处于平衡状态的是丙三种情况下物体能处于平衡状态的是(g10 m/s2)()图图 2323A仅甲图仅甲图B仅乙图仅乙图C仅丙图仅丙图D甲、乙、丙图甲、乙、丙图解析：解析：本题考查共点力的平衡条件物体受三个力的作用，重力、支持力、拉力重力沿斜面向下的本题考查共点力的平衡条件物体受三个力的作用，重力、支持力、拉力重力沿斜面向下的分力大小为分力大小为 15 N，故只有乙图中能保持平衡选项，故只有乙图中能保持平衡

16、选项 B 正确本题较易正确本题较易答案：答案：B6.图图 2324用轻弹簧竖直悬挂质量为用轻弹簧竖直悬挂质量为 m 的物体的物体，静止时弹簧伸长量为静止时弹簧伸长量为 L.现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为 2m 的的物体，系统静止时弹簧伸长量也为物体，系统静止时弹簧伸长量也为 L.斜面倾角为斜面倾角为 30，如图，如图 2324 所示则物体所受摩擦力所示则物体所受摩擦力()A等于零等于零B大小为大小为12mg，方向沿斜面向下，方向沿斜面向下C大小为大小为32mg，方向沿斜面向上，方向沿斜面向上D大小为大小为 mg，方向沿斜面向上，方向沿斜面向上解析：解析：以以 m

17、为研究对象，受力情况如右图所示，为研究对象，受力情况如右图所示，http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网则则 k kLmg以以 2m 为研究对象，受力情况如右图所示为研究对象，受力情况如右图所示Fk kLmg2mgsin 30mg即即 F2mgsin 30，故正确选项为，故正确选项为 A.答案：答案：A7.图图 2325如图如图 2325 所示所示，放在斜面上的物体处于静止状态放在斜面上的物体处于静止状态，斜面倾角为斜面倾角为 30，物体质量为物体质量为 m，若想使物体若想使物体沿斜面从静止开始下滑，至少需要施加平行斜面向下的推力沿斜面从静止开始下滑，至少需要施加平行斜

18、面向下的推力 F0.2mg，则，则()A若若 F 变为大小变为大小 0.1mg，沿斜面向下的推力，则物体与斜面的摩擦力是，沿斜面向下的推力，则物体与斜面的摩擦力是 0.1mgB若若 F 变为大小变为大小 0.1mg 沿斜面向上的推力，则物体与斜面的摩擦力是沿斜面向上的推力，则物体与斜面的摩擦力是 0.2mgC若想使物体沿斜面从静止开始上滑，若想使物体沿斜面从静止开始上滑，F 至少应变为大小至少应变为大小 1.2mg 沿斜面向上的推力沿斜面向上的推力D若若 F 变为大小变为大小 0.8mg 沿斜面向上的推力，则物体与斜面的摩擦力是沿斜面向上的推力，则物体与斜面的摩擦力是 0.7mg解析解析：由题

19、意可知由题意可知，物体和斜面间的最大静摩擦力物体和斜面间的最大静摩擦力 Ff m0.7mg，故若物体上滑故若物体上滑，其最小推力其最小推力 F0.5mg0.7mg1.2mg，C 正确；若正确；若 F0.8mg 上推时，上推时，Ff0.8mg0.5mg0.3mg，D 错误；当错误；当 F0.1mg向下时，向下时，Ff0.5mg0.1mg0.6mg，A 错；当错；当 F0.1mg 向上时，向上时，Ff0.5mg0.1mg0.4mg，B 错错答案：答案：C8.图图 2326如图如图 2326 所示，物体所示，物体 A、B 用细绳连接后跨过定滑轮用细绳连接后跨过定滑轮A 静止在倾角为静止在倾角为 30

20、的斜面上，的斜面上，B 被悬挂被悬挂着着已知质量已知质量 mA2mB，不计滑轮摩擦不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由现将斜面倾角由 30增大到增大到 50，但物体仍保持静止但物体仍保持静止，那么下那么下列说法中正确的是列说法中正确的是()A绳子的张力将增大绳子的张力将增大B物体物体 A 对斜面的压力将减小对斜面的压力将减小C物体物体 A 受到的静摩擦力将先增大后减小受到的静摩擦力将先增大后减小D滑轮受到的绳的作用力不变滑轮受到的绳的作用力不变解析解析：由于由于 B 物体的质量保持不变物体的质量保持不变，且且 B 物体静止物体静止，所以绳的张力保持不变所以绳的张力保持不变，A 项错误项错误；以以 A

21、物体为物体为研究对象，在垂直于斜面的方向上有研究对象，在垂直于斜面的方向上有 mAgcos N，沿斜面方向有，沿斜面方向有 2mBgsin mBgFf，当斜面的倾，当斜面的倾角为角为 30时时，摩擦力恰好为摩擦力恰好为 0，当斜面的倾角增大时当斜面的倾角增大时，支持力减小支持力减小，静摩擦力增大静摩擦力增大，B 项正确项正确，C 项错项错http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网误；在斜面倾角增大的过程中，绳子的张力不变，但是夹角减小，所以合力增大，因此误；在斜面倾角增大的过程中，绳子的张力不变，但是夹角减小，所以合力增大，因此 D 项错误项错误答案：答案：B9.图图 2

22、327完全相同的直角三角形滑块完全相同的直角三角形滑块 A、B，按如图，按如图 2327 所示叠放，设所示叠放，设 A、B 接触的斜面光滑，接触的斜面光滑，A 与桌面与桌面间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为，现在现在 B 上作用一水平推力上作用一水平推力 F，恰好使恰好使 A、B 一起在桌面上匀速运动一起在桌面上匀速运动，且且 A、B 保保持相对静止则持相对静止则 A 与桌面间的动摩擦因数与桌面间的动摩擦因数与斜面倾角与斜面倾角的关系为的关系为()Atan B12tan C2tan D与与无关无关解析：解析：利用整体法对利用整体法对 AB 受力分析如图甲，受力分析如图甲，则则 FFf2mg对物体

23、对物体 B 受力分析如图乙受力分析如图乙则则 Fcos mgsin 由由得得12tan，故选，故选 B.答案：答案：B10.图图 2328如图如图 2328 所示，光滑水平地面上放有截面为所示，光滑水平地面上放有截面为14圆周的柱状物体圆周的柱状物体 A，A 与墙面之间放一光滑的圆柱与墙面之间放一光滑的圆柱形物体形物体 B，对对 A 施加一水平向左的力施加一水平向左的力 F，整个装置保持静止整个装置保持静止若将若将 A 的位置向左移动稍许的位置向左移动稍许，整个装置整个装置仍保持平衡，则仍保持平衡，则()A水平外力水平外力 F 增大增大B墙对墙对 B 的作用力减小的作用力减小C地面对地面对 A

24、 的支持力减小的支持力减小DB 对对 A 的作用力减小的作用力减小http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网解析解析：受力分析如图所示受力分析如图所示，A 的位置左移的位置左移，角减小角减小，FN1Gtan，FN1减小减小，B 项正确项正确；FNG/cos，FN减小，减小，D 项正确；以项正确；以 AB 为一个整体受力分析，为一个整体受力分析，FN1F，所以水平外力减小，所以水平外力减小，A 项错误；地面项错误；地面对对 A 的作用力等于两个物体的重力，所以该力不变，的作用力等于两个物体的重力，所以该力不变，C 项错误本题难度中等项错误本题难度中等答案：答案：BD11图图

25、 2329(2010烟台模拟烟台模拟)如图如图 2329 所示，半径为所示，半径为 R 的半球支撑面顶部有一小孔质量分别为的半球支撑面顶部有一小孔质量分别为 m1和和 m2的的两只小球两只小球(视为质点视为质点)，通过一根穿过半球顶部小孔的细线相连，不计所有摩擦请你分析：，通过一根穿过半球顶部小孔的细线相连，不计所有摩擦请你分析：(1)m2小球静止在球面上时，其平衡位置与半球面的球心连线跟水平方向的夹角为小球静止在球面上时，其平衡位置与半球面的球心连线跟水平方向的夹角为，则，则 m1、m2、和和R 之间应满足什么关系；之间应满足什么关系；(2)若若 m2小球静止于小球静止于45处处，现将其沿半

26、球面稍稍向下移动一些现将其沿半球面稍稍向下移动一些，则释放后则释放后 m2能否回到原来位置？能否回到原来位置？解析：解析：(1)根据平衡条件有根据平衡条件有 m2gcos m1g，所以，所以 m1m2cos(或或 cos m1m2)，与，与 R 无关无关(2)不能回到原来位置，不能回到原来位置，m2所受的合力为所受的合力为 m2gcos m1gm2g(cos cos 45)0(因为因为45)，所以所以 m2将向下运动将向下运动答案：答案：(1)m1m2cos 与与 R 无关无关(2)不能不能m2向下运动向下运动12.图图 2330如如图图 2330 所示所示，质质量量 M2 3 kg 的木块套

27、在水平杆上的木块套在水平杆上，并用轻绳与质并用轻绳与质量量 m 3 kg 的小球相连的小球相连 今今用跟水平方向成用跟水平方向成30角的力角的力 F10 3 N 拉着球带动木块一起向右匀速运动拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中运动中 M、m 的相对位的相对位置保持不变，置保持不变，g10 m/s2，求运动过程中轻绳与水平方向的夹角，求运动过程中轻绳与水平方向的夹角及木块及木块 M 与水平杆间的动摩擦因数与水平杆间的动摩擦因数解析：解析：以以 M、m 整体为研究对象由平衡条件得：整体为研究对象由平衡条件得：水平方向：水平方向：Fcos 30FN0竖直方向：竖直方向：FNFsin 30Mgmg 0由由得：得：35http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网以以 m 为研究对象，由平衡条件得为研究对象，由平衡条件得Fcos 30FTcos 0 Fsin 30FTsin mg 0 由由得：得：30.答案：答案：3035