山東專用2025版高考物理二輪復(fù)習(xí)專題一1第1講力與物體的平衡教案

PAGEPAGE9第1講力與物體的平衡一、單項選擇題1.(2024山東臨沂檢測)如圖所示,甲、乙兩物塊質(zhì)量相同,靜止放在水平地面上。甲、乙之間、乙與地面間的動摩擦因數(shù)均相同,現(xiàn)對甲施加一水平向右的由零起先不斷增大的水平拉力F(物體間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力),則經(jīng)過一段時間后()A.甲相對于乙會發(fā)生相對滑動B.乙相對于地面會發(fā)生相對滑動C.甲相對乙不會發(fā)生相對滑動D.甲相對于乙、乙相對于地面均不會發(fā)生相對滑動答案A設(shè)甲、乙的質(zhì)量均為m,甲、乙之間以及乙與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ,則甲、乙之間的最大靜摩擦力為:fmax=μmg,乙與地面間的最大靜摩擦力為:fmax'=2μmg,因fmax<fmax',則乙相對于地面不會發(fā)生相對滑動;若F>fmax=μmg時,甲、乙之間會發(fā)生相對滑動,故選項A正確,B、C、D均錯誤。2.(2024山東濱州二模)浙江烏鎮(zhèn)一帶的農(nóng)夫每到清明季節(jié)舉辦民俗活動,在一個巨型石臼上插入一根碩大的毛竹,表演者爬上竹梢表演各種驚險動作。如圖所示,下列說法正確的是()A.在任何位置表演者靜止時只受重力和彈力作用B.在任何位置竹竿對表演者的作用力必定與竹竿垂直C.表演者靜止時,竹竿對其作用力必定豎直向上D.表演者越靠近竹竿底部所受的摩擦力就越小答案C毛竹上的表演者靜止時受重力、彈力和摩擦力,故選項A錯誤;表演者靜止時,竹竿對其作用力(彈力和摩擦力的合力)與重力等大反向,即竹竿對表演者的作用力必定豎直向上,故選項B錯誤,C正確;表演者越靠近竹竿底部所受的摩擦力不肯定越小,故選項D錯誤。3.(2024山東濟南模擬)如圖所示,在傾角θ為37°的斜面上放置一質(zhì)量為0.5kg的物體,用一大小為1N平行斜面底邊的水平力F推物體時,物體保持靜止。已知物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為32,物體受到的摩擦力大小為(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2A.3N B.23NC.10N D.26N答案C物體所受的摩擦力為靜摩擦力,物體在平行斜面底邊的方向上受到的摩擦力為Fx,有Fx=F,在沿斜面方向上受到的摩擦力為Fy,有Fy=mgsin37°,則物體所受摩擦力的大小等于F2+(4.2024年10月1日上午,在慶祝中華人民共和國成立70周年閱兵儀式上,空中護旗梯隊拉開了閱兵分列式的序幕,20架武裝直升機組成巨大的“70”字樣飛越天安門上空讓人記憶猶新,大長中華之氣。而其領(lǐng)頭的直升機懸掛的國旗更是讓人心潮澎湃。若國旗、鋼索和配重大約為600kg,目測鋼索與豎直方向的角度約為12°,若鋼索與配重受到的空氣阻力不計,重力加速度g=10m/s2,已知θ較小時tanθ≈θ(弧度制)。國旗受到的空氣阻力約為()A.6000N B.2500NC.1200N D.600N答案C對國旗受力分析可知如圖,國旗受三個力,重力、繩子的拉力和空氣的阻力,其中空氣的阻力與運動的方向相反,沿水平方向。因夾角α=12°,則tan12°≈0.2,依據(jù)共點力平衡F=mgcos5.(2024山東濟寧質(zhì)檢)如圖所示,物體B疊放在物體A上,A、B的質(zhì)量均為m,且上、下表面均與斜面平行,它們以共同速度沿傾角為θ的固定斜面C勻速下滑,則()A.A、B間沒有靜摩擦力B.A受到B的靜摩擦力方向沿斜面對上C.A受到斜面的滑動摩擦力大小為mgsinθD.A與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=tanθ答案D對物體B受力分析可知,B肯定受重力、支持力,將重力分解可知重力有沿斜面對下的分力,B能勻速下滑,受力肯定平衡,故A對B應(yīng)有沿斜面對上的靜摩擦力;依據(jù)力的相互作用規(guī)律可知,A受到B的靜摩擦力應(yīng)沿斜面對下,故A、B錯誤。對A、B整體分析,并將整體重力分解,可知沿斜面方向上,重力的分力與摩擦力等大反向,故A受的滑動摩擦力沿斜面對上,大小為2mgsinθ,C錯誤。對A、B整體分析,受重力、支持力和滑動摩擦力,由于勻速下滑,故重力沿斜面方向的分力與滑動摩擦力平衡,故2mgsinθ=μ·2mgcosθ,解得μ=tanθ,D正確。6.(2024山東日照一模)如圖所示,兩個質(zhì)量分別為3m、m的小圓環(huán)A、B用細線連著,套在一個豎直固定的大圓環(huán)上,大圓環(huán)的圓心為O。系統(tǒng)平衡時,細線所對的圓心角為90°,大圓環(huán)和小圓環(huán)之間的摩擦力及線的質(zhì)量忽視不計,重力加速度大小用g表示,下列推斷正確的是()A.小圓環(huán)A、B受到大圓環(huán)的支持力之比是3∶1B.小圓環(huán)A受到大圓環(huán)的支持力與豎直方向的夾角為15°C.細線與水平方向的夾角為30°D.細線的拉力大小為32答案A對A和B進行受力分析,依據(jù)平行四邊形定則作出重力和支持力的合力的大小等于細線拉力的大小,設(shè)支持力與豎直方向的夾角分別為α和β,如圖所示:依據(jù)正弦定理可得:3mgsin45°=Tsin由于T=T',α+β=90°可得:α=30°,β=60°,T=T'=62再次利用正弦定理:NAsin(180°-45可得:NANB=31,故選項A正確,B、D錯誤;二、多項選擇題7.如圖所示,間距為0.3m的平行導(dǎo)軌所在平面與水平面之間的夾角為θ,勻強磁場的磁感應(yīng)強度方向垂直平行導(dǎo)軌向上,大小隨時間改變的規(guī)律為B=(2+2t)T。將一根長為0.3m、質(zhì)量為0.2kg的導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒中通有大小為1A、方向為從a到b的電流。t=0和t=2s時刻,導(dǎo)體棒剛好都能處于靜止?fàn)顟B(tài)。取g=10m/s2。則()A.平行導(dǎo)軌傾角θ=30°B.導(dǎo)體棒對平行導(dǎo)軌的壓力為1NC.導(dǎo)體棒與平行導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力為0.6ND.在t=1s時,導(dǎo)體棒所受的摩擦力為0答案CD據(jù)題意t=0和t=2s時刻,導(dǎo)體棒恰好能處于靜止?fàn)顟B(tài),可知t=0時,導(dǎo)體棒受到的摩擦力剛好達到最大值,方向沿導(dǎo)軌向上,t=2s時最大靜摩擦力沿導(dǎo)軌向下,即t=0時,mgsinθ=fm+B1IL,t=2s時,mgsinθ+fm=B2IL,聯(lián)立得θ=37°,fm=0.6N,故A錯誤,C正確;導(dǎo)體棒對導(dǎo)軌的壓力為FN'=FN=mgcos37°=1.6N,故B錯誤;t=1s時,BIL=mgsinθ,導(dǎo)體棒所受摩擦力為零,故D正確。8.(2024山東青島一模)如圖,固定在地面上的帶凹槽的長直桿與水平面成α=30°角,輕質(zhì)環(huán)a套在桿上,置于凹槽內(nèi)質(zhì)量為m的小球b通過一條細繩跨過定滑輪與環(huán)a連接。a、b靜止時,細繩與桿間的夾角為30°,重力加速度為g,不計一切摩擦,下列說法正確的是()A.a受到3個力的作用B.b受到3個力的作用C.細桿對b的作用力大小為12D.細繩對a的拉力大小為33答案BD輕質(zhì)環(huán)a套在桿上,沒有質(zhì)量,不受重力,不計摩擦,則a靜止時細繩的拉力與桿對a的彈力平衡,故拉a的細繩與桿垂直,a受到兩個力作用,故A錯誤;對b球受力分析可知,b受到重力、細繩的拉力和桿對b球的彈力,b受到3個力的作用,故B正確;以b為探討對象,受力分析如圖所示,依據(jù)幾何關(guān)系可得β=θ=30°,細桿對b的作用力大小為N,則:2Ncos30°=mg,則N=33mg,故C錯誤;對b分析,細繩的拉力大小T=N=33mg,則細繩對a的拉力大小為T=9.如圖所示,在豎直平面內(nèi),一輕質(zhì)絕緣彈簧上端固定在P點,下端與帶電小圓環(huán)連接,帶電小圓環(huán)套在半徑為R的光滑絕緣大圓環(huán)上,大圓環(huán)的圓心O點固定一個帶電小球,帶電小圓環(huán)與帶電小球均可看做點電荷,它們的電性相同且電荷量大小均為q,P點在O點的正上方,當(dāng)把帶電小圓環(huán)放在大圓環(huán)A、B位置時,帶電小圓環(huán)均能保持平衡,且B點與O點在同一水平線上,帶電小圓環(huán)在B位置平衡時,大圓環(huán)與帶電小圓環(huán)之間剛好無相互作用力,已知∠APO=∠AOP=30°,靜電力常量為k,則下列說法正確的是()A.帶電小圓環(huán)在A位置時彈簧肯定處于壓縮狀態(tài)B.帶電小圓環(huán)在A位置平衡時,大圓環(huán)與帶電小圓環(huán)之間無彈力C.帶電小圓環(huán)的重力為kqD.彈簧的勁度系數(shù)為kq答案BD在B位置時,對帶電小圓環(huán)受力分析可知:G=kq2R2×tan60°=3kq2R2,選項C錯誤;小圓環(huán)在A位置時,若彈簧給帶電小圓環(huán)斜向下的彈力,不論有沒有大圓環(huán)的彈力,帶電小圓環(huán)都不行能平衡,故彈簧肯定處于拉伸狀態(tài),選項A錯誤;帶電小圓環(huán)在A位置平衡時,對帶電小圓環(huán)受力分析,假設(shè)兩圓環(huán)之間的相互作用力為F,由平衡條件可知:FAPsin30°=F+kq2R2sin30°,FAPcos30°+F+kq2R命題拓展預(yù)料1.如圖是當(dāng)前街頭常見的踩踏式獨輪電動車示意圖,其中間是一個由電動機驅(qū)動的獨輪,兩側(cè)各有一塊踏板。當(dāng)人站在踏板上向右做直線運動時,關(guān)于踏板對腳的摩擦力,下列說法正確的是()A.考慮空氣阻力,以圖甲的狀態(tài)向右勻速運動時,腳所受摩擦力向左B.不計空氣阻力,以圖甲的狀態(tài)向右加速運動時,腳所受摩擦力向左C.考慮空氣阻力,以圖乙的狀態(tài)向右勻速運動時,腳所受摩擦力可能為零D.不計空氣阻力,以圖乙的狀態(tài)向右加速運動時,腳所受摩擦力不行能為零答案C考慮空氣阻力,當(dāng)人處在如題圖甲所示的狀態(tài)向右勻速運動時,依據(jù)平衡條件,則腳所受摩擦力向右,故A錯誤;不計空氣阻力,當(dāng)人處在如題圖甲所示的狀態(tài)向右加速運動時,腳受到的摩擦力向右,故B錯誤;考慮空氣阻力,當(dāng)人處在如題圖乙所示的狀態(tài)向右勻速運動時,依據(jù)平衡條件,則重力、支持力與空氣阻力處于平衡,則腳所受摩擦力可能為零,故C正確;不計空氣阻力,當(dāng)人處在如題圖乙所示的狀態(tài)向右加速運動時,依據(jù)牛頓其次定律,腳受到的重力與支持力供應(yīng)加速度,那么腳所受摩擦力可能為零,故D錯誤。2.如圖所示,六根原長均為L的輕質(zhì)細彈簧兩兩相連,在同一平面內(nèi)六個大小相等、互成60°的恒定拉力F作用下,形成一個穩(wěn)定的正六邊形。已知正六邊形外接圓的半徑為R,每根彈簧的勁度系數(shù)均為k,彈簧在彈性限度內(nèi),則F的大小為()A.k2(R-L)C.k(R-2L)D.2k(R-L)答案B正六邊形外接圓的半徑為R,則彈簧的長度為R,彈簧的伸長量為Δx=R-L,由胡克定律可知,每根彈簧的彈力為f=kΔx=k(R-L),兩相鄰彈簧夾角為120°,兩相鄰彈簧彈力的合力為F合=f=k(R-L),彈簧靜止且處于平衡狀態(tài),由平衡條件可知,F的大小為F=F合=k(R-L),故B正確,A、C、D錯誤。3.在日常生活中,力的分解有著廣泛的應(yīng)用,如甲圖為