第1讲 力与物体的平衡
[真题再现]
1. (2017·全国卷Ⅱ)如图1-1-1所示,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为
图1-1-1
333A.2-3 B.6 C.3 D.2 解析 在水平力F的作用下沿水平桌面匀速运动时F=μmg;F的方向与水平面成60°3角拉动时有Fcos 60°=μ(mg-Fsin 60°),联立解得μ=3,故选C。
答案 C
2.(多选)(2018·天津卷)明朝谢肇淛的《五杂组》中记载:“明姑苏虎丘寺塔倾侧,议欲正之,非万缗不可。一游僧见之曰:无烦也,我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为θ,现在木楔背上加一力F,方向如图1-1-2所示,木楔两侧产生推力FN,则
图1-1-2
A.若F一定,θ大时FN大 B.若F一定,θ小时FN大 C.若θ一定,F大时FN大 D.若θ一定,F小时FN大
解析 木楔两侧面产生的推力合力大小等于F,由力的平行四边形定则可知,FN=
1
Fθ2sin2
,由表达式可知,若F一定,θ越小,FN越大,A项错误,B项正确;若θ一定,F
越大,FN越大,C项正确,D项错误。
答案 BC
3.(多选)(2016·课标卷Ⅰ)如图1-1-3所示,一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态。若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则
图1-1-3
A.绳OO′的张力也在一定范围内变化
B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化 C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化 D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化
解析 系统处于静止状态,连接a和b的绳的张力大小T1等于物块a的重力Ga,C项错误;以O′点为研究对象,受力分析如图甲所示,T1恒定,夹角θ不变,由平衡条件知,绳OO′的张力T2恒定不变,A项错误;以b为研究对象,受力分析如图乙所示,则
FN+T1cos θ+Fsin α-Gb=0 f+T1sin θ-Fcos α=0
FN、f均随F的变化而变化,故B、D项正确。 答案 BD
4.(多选)(2017·课标卷Ⅰ)如图1-1-4所示,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N,初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之
2
π
间的夹角为α(α>)。现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变。在OM由竖直被
2拉到水平的过程中
图1-1-4
A.MN上的张力逐渐增大 B.MN上的张力先增大后减小 C.OM上的张力逐渐增大 D.OM上的张力先增大后减小
解析 以重物为研究对象,受重力mg,OM绳上拉力F2,MN上拉力F1,由题意知,三个力合力始终为零,矢量三角形如图所示,在F2转至水平的过程中,MN上的F1逐渐增大,OM上的张力F2先增大后减小,所以A、D正确;B、C错误。
答案 AD [考情分析]
分值 题型 0~6分 选择题或计算题的一部分 (1)物体的受力分析 命题热点 (1)共点力作用下物体的静态平衡 (3)共点力作用下物体的动态平衡
考点一 静态平衡问题
3
1.平衡状态:物体处于静止状态或匀速直线运动状态。 2.共点力的平衡条件 ?Fx=0
F合=0或者?。
F=0?y3.平衡条件的推论
(1)二力平衡:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反。
(2)三力平衡:如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等,方向相反,并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形。
(3)多力平衡:如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等,方向相反。
(多选)(2018·河南六市联考)将一横截面为扇形的物体B放在水平面上,一小滑
块A放在物体B上,如图1-1-5所示,除了物体B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B的质量为M、滑块A的质量为m,重力加速度为g,当整个装置静止时,A、B接触面的切线与竖直的挡板之间的夹角为θ,则下列选项正确的是
图1-1-5
A.物体B对水平面的压力大小为(M+m)g mg
B.物体B受到水平面的摩擦力大小为tan θ C.滑块A与竖直挡板之间的弹力大小为mgtan θ mg
D.滑块A对物体B的压力大小为cos θ [解析] 选取A为研究对象。A受重力mg、B对A的支持力F1、竖直挡板对A的弹力F2、由平衡条件可知F1、F2的合力F与重力mg等大反向。
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