(全国通用)2015高考物理二轮复习新题重组训练专题一力与运动1b

-1-（全国通用）2015高考物理二轮复习新题重组训练专题一力与运动1b一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分，其中第3、8小题为多选题。)1．[2014·广东高考]如图所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是()A．M处受到的支持力竖直向上B．N处受到的支持力竖直向上C．M处受到的静摩擦力沿MN方向D．N处受到的静摩擦力沿水平方向[解析]支持力的方向垂直于支持面，因此M处受到的支持力垂直于地面竖直向上，N处支持力过N垂直于切面，A项正确、B项错；静摩擦力方向平行于接触面与相对运动趋势的方向相反，因此M处的静摩擦力沿水平方向，N处的静摩擦力沿MN方向，C、D项都错误。[答案]A2．[2014·武汉武昌区调研]将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示。用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持θ＝30°，则F的最小值为()A.33mgB．mgC.32mgD.12mg[解析]本题考查受力分析，意在考查考生对受力分析的掌握，以及对整体法受力分析的理解。将ab看成一个整体，受力分析可知，当力F与Oa垂直时F最小，可知此时F＝2mgsinθ＝mg，B正确。[答案]B3．[2014·潍坊联考]如图所示，光滑水平地面上有一直角三角形斜面体B靠在竖直墙壁上，物-2-块A放在斜面体B上，开始A、B静止。现用水平力F推A，A、B仍静止，则此时B受力的个数可能是()A．3个B．4个C．5个D．6个[解析]本题考查受力分析的方法、步骤及注意事项，意在考查考生对受力分析过程的理解和应用能力。物体B受重力作用，地面对B的支持力、A对B的压力和墙壁对B的弹力作用，因为F的大小未知，不能确定A是否具有相对B的运动趋势，也就不能确定A、B间是否存在摩擦力，故B受力可能是4个，也可能是5个，选项B、C正确。[答案]BC4．如图所示，超市中的购物小车放在光滑斜面上，被竖直放置的挡板挡住而静止，若小车总重为G，斜面倾角为30°，则挡板受到小车的挤压力等于()A．GB.G2C.32GD.33G[解析]小车在斜面上受到三个力的作用，挡板对小车的弹力是水平的，与重力G的关系为F＝Gtan30°＝33G。[答案]D5．[2014·长春调研]如图甲所示，水平地面上固定一倾角为30°的表面粗糙的斜劈，一质量为m的小物块能沿着斜劈的表面匀速下滑。现对小物块施加一水平向右的恒力F，使它沿该斜劈表面匀速上滑。如图乙所示，则F的大小应为()A.3mgB.33mgC.36mgD.34mg[解析]本题考查共点力的平衡，意在考查考生对共点力平衡问题的分析与计算的能力。小物块能沿着斜劈的表面匀速下滑，可知小物块与斜劈表面间的动摩擦因数μ＝tan30°，由小物块能沿着斜劈表面匀速上滑，沿斜面方向列平衡方程，可得F＝mgtan60°，故选项A正确。[答案]A-3-6．[2014·沈阳质检]如图是由某种材料制成的固定在水平地面上的半圆柱体的截面图，O点为圆心，半圆柱体表面是光滑的。质量为m的小物块(视为质点)在与竖直方向成θ角的斜向上的拉力F作用下静止在A处，半径OA与竖直方向的夹角也为θ，且A、O、F均在同一横截面内，则小物块对半圆柱体表面的压力为()A.mg2sinθB．mgcosθC.mgcosθD.mg2cosθ[解析]本题考查力的合成与分解以及受力分析，意在考查考生受力分析的能力以及通过平行四边形定则解决物体受力问题的能力。对小物块受力分析可得，小物块受重力、支持力、拉力F三个力作用处于静止状态，因此三力的合力为零，由平衡关系可得，支持力为mg2cosθ，由牛顿第三定律可知，压力为mg2cosθ。选项D正确。[答案]D7．[2014·合肥质检]位于坐标原点O的质点在F1、F2和F3三力作用下保持静止，已知其中F1的大小恒定不变，方向沿y轴负方向；F2的方向与x轴正方向的夹角为θ(θ45°)，但大小未知，如图所示。则下列关于力F3的判断正确的是()A．F3的最小值为F1cosθB．F3的大小可能为F1sinθC．F3的方向可能与F2的方向相反D．F3与F2的合力大小与F2的大小有关[解析]质点在三个力作用下保持静止，则合外力为零，故F3的方向不可能与F2的方向相反，选项C错误；F3与F2的合力与F1等大反向，选项D错误；F1恒定，F2方向一定，则F3与F2垂直时，F3最小，三个力可平移构成一闭合三角形，最小值F3＝F1cosθ，选项A正确；又θ45°，故F3不可能等于F1sinθ，选项B错误。[答案]A-4-8.如图所示，两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动，在O点悬挂一重物M，将两相同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止。Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小，FN表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O1、O2始终等高，则()A．Ff变小B．Ff不变C．FN变小D．FN变大[解析]系统处于平衡状态，以整体为研究对象，在竖直方向：2Ff＝(2m＋M)g，Ff＝2m＋M2g，与两板间距离无关，B正确；以点O为研究对象，受力如图，根据力的实际作用效果，将力F分解为竖直向上的分力Fcosθ2和水平分力Fsinθ2，根据平衡条件有：2Fcosθ2＝Mg所以F＝Mg2cosθ2挡板间的距离稍许增大后，硬杆OO1、OO2之间的夹角θ变大，F变大，则FN＝Fsinθ2变大，即木块与档板间正压力变大，D正确。[答案]BD二、计算题(本题共2小题，共36分。需写出规范的解题步骤。)9．如图所示，质量为m的物体，放在一固定斜面上，当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑。对物体施加一大小为F的水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，试求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)这一临界角θ0的大小。-5-[解析](1)物体恰匀速下滑，由平衡条件有FN1＝mgcos30°mgsin30°＝μFN1则μ＝tan30°＝33。(2)设斜面倾角为α，由平衡条件有Fcosα＝mgsinα＋fFN2＝mgcosα＋Fsinα静摩擦力f≤μFN2联立解得F(cosα－μsinα)≤mgsinα＋μmgcosα要使“不论水平恒力F多大”，上式都成立，则有cosα－μsinα≤0，所以tanα≥1μ＝3＝tan60°即θ0＝60°[答案](1)33(2)60°10．质量为M的木楔倾角为θ，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑。如果用与木楔斜面成α角的力F拉着木块匀速上升，如图所示(已知木楔在整个过程中始终静止)。(1)当α＝θ时，拉力F有最小值，求此最小值；(2)求此时木楔对水平面的摩擦力是多少？[解析]木块在木楔斜面上匀速向下运动时，有mgsinθ＝μmgcosθ，即μ＝tanθ。(1)因其在力F作用下沿斜面向上匀速运动，则有：Fcosα＝mgsinθ＋f①Fsinα＋N＝mgcosθ②f＝μN③由①②③得F＝2mgsinθcosα＋μsinα＝2mgsinθcosθcosαcosθ＋sinαsinθ＝mgsin2θ－则当α＝θ时，F有最小值，即Fmin＝mgsin2θ。(2)因为木块及木楔均处于平衡状态，整体受到地面摩擦力等于F的水平分力，即fm＝Fcos(α＋θ)当F取最小值mgsin2θ时，fm＝Fmincos2θ＝mg·sin2θcos2θ＝12mgsin4θ。[答案](1)mgsin2θ(2)12mgsin4θ