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专题1 力与物体平衡课时活页训练
一、单项选择题
1.
图1-22
(2009年高考江苏卷)用一根长1 m的轻质细绳将一幅质量为1 kg的画框对称悬挂在墙壁上,如图1-22所示.已知绳能承受的最大张力为10 N,为使绳不断裂,画框上两个挂钉的间距最大为(g取10 m/s2)( )
A. m B. m
C. m D. m
解析:选A.绳子的张力与画框的重力为共点力.如图.由平衡条件2FTcosθ=mg.当绳的张力达到最大时,两个挂钉间距最大 cosθ==,设两挂钉距离为d.则
cosθ==
解得d=l= m.
2.
图1-23
(2009年高考海南卷)两刚性球a和b的质量分别为ma和mb、直径分别为da和db(da>db).将a、b球依次放入一竖直放置、内径为D的平底圆筒内,如图1-23所示.设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为f1和f2,筒底所受的压力大小为F.已知重力加速度大小为g.若所有接触都是光滑的,则( )
A.F=(ma+mb)g f1=f2
B.F=(ma+mb)g f1≠f2
C.mag<F<(ma+mb)g f1=f2
D.mag<F<(ma+mb)g f1≠f2
解析:选A.对两刚性球a和b整体进行受力分析,在竖直方向两球重力竖直向下,筒底对a球的支持力F′竖直向上,在竖直方向由平衡条件可知F′=(ma+mb)g.筒底所受的压力大小为F=F′=(ma+mb)g.在水平方向圆筒侧面对两球的压力大小相等,两球对圆筒侧面的压力大小相等,f1=f2.所以A正确.
3.
图1-26
(2009年高考北京卷)如图1-26所示,将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上.滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ.若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g,则( )
A.将滑块由静止释放,如果μ>tanθ,滑块将下滑
B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ<tanθ,滑块将减速下滑
C.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是2 mgsinθ
D.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是mgsinθ
解析:选C.当滑块匀速下滑时 mgsinθ=μmgcosθ,则μ=tanθ,故μ>tanθ时滑块将静止在斜面上,μ<tanθ时,滑块将加速下滑.故A、B错误.若沿斜面用力拉滑块匀速上滑,则F=mgsinθ+μmgcosθ,μ=tanθ,则F=2 mgsinθ,C正确.若沿斜面用力拉滑块匀速下滑,则F+mgsinθ=μmgcosθ,μ=tanθ,则F=0,D错误.
4.
图1-27
(2009年高考浙江理综卷)如图1-27所示,质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上.已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ,斜面的倾角为30°,则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为( )
A.mg和mg B.mg和mg
C.mg和μmg D.mg和μmg
解析:选A.对静止在水平放置的斜面上的等边三棱柱进行受力分析,画出受力图如图所示,对重力沿平行斜面方向和垂直斜面进行分解,由平衡条件可得,在平行斜面方向有斜面对三棱柱的摩擦力Ff=mgsin 30°=mg/2,垂直斜面方向有斜面对三棱柱的支持力FN=mgcos 30°=mg,所以A正确.
5.
图1-28
(2010年华南师大附中模拟)如图1-28所示是给墙壁刷涂料用的涂料滚的示意图,使用时,用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动,把涂料均匀地粉刷到墙上.撑竿的重力和墙壁的摩擦均不计,且撑竿足够长,粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚,设该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1,涂料滚对墙壁的压力为F2,则( )
A.F1增大,F2减小
B.F1增大,F2增大
C.F1减小,F2减小
D.F1减小,F2增大
解析:选C.涂料滚缓慢沿墙上滚过程中,处于动态平衡状态,合力为零,分析涂料滚受力如图所示,涂料滚上滚过程中,θ变小,F1和F2均变小,故C正确.
6.
图1-29
在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直墙之间放一光滑圆球B,整个装置处于静止状态,现对B加一竖直向下的力F,F的作用线通过球心,设墙对B的作用力为F1,B对A的作用力为F2,地面对A的作用力为F3.若F缓慢增大而整个装置仍保持静止,截面如图1-29所示,在此过程中( )
A.F1保持不变,F3缓慢增大
B.F1缓慢增大,F3保持不变
C.F2缓慢增大,F3缓慢增大
D.F2缓慢增大,F3保持不变
解析:选C.对圆球B受力分析如图所示,有F1=(GB+F)tanθ,F2=,可以看出当F缓慢增大时,F1、F2均缓慢增大,对物体A受力分析如图所示,竖直方向上有FNA=GA+F
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