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第一部分核心考点突破专题一力与运动第1讲相互作用与物体的平衡21．(2011年广东卷)如图1－1－1所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止．下列判断正确的是()A．F1F2F3B．F3F1F2C．F2F3F1D．F3F2F1图1－1－13解析：结点P在F1、F2、F3三个力作用下处于平衡状态，将三个力平移围成矢量三角形，如图1所示．由各边在矢量三角形中的位置(F3为斜边、F1为较长直角边、F2为较短直角边)可得B选项正确．图1答案：Ｂ42．(2011年上海卷)如图1－1－2所示，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态．地面受到的压力为N，球b所受细线的拉力为F.剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力()A．小于NB．等于NC．等于N＋FD．大于N＋F图1－1－25解析：以箱子和a合在一起为研究对象，设其质量为M，剪断连接球b的细线前，则N＝Mg－F＋Fe，其中Fe表示b对a的库仑力；剪断连接球b的细线后，则N′＝Mg＋Fe′，因为在球b上升过程中库仑力变大(距离变近)，所以N′N＋F，选D.答案：D63．(双选，2011年山东卷)如图1－1－3所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁．开始时a、b均静止．弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa≠0，b所受摩擦力Ffb＝0，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间()图1－1－3A．Ffa大小不变B．Ffa方向改变C．Ffb仍然为零D．Ffb方向向右7解析：对b进行受力分析，剪断前b受重力、支持力、向左的弹簧拉力和绳的拉力．由于它所受摩擦力Ffb＝0，所以弹簧的拉力和绳的拉力是一对平衡力，将右侧细绳剪断瞬间，绳的拉力消失，但弹簧的拉力不变，所以b受摩擦力Ffb方向向右，C错误，D正确；由于细绳剪断瞬间，弹簧的弹力不变，所以Ffa大小不变，A正确，B错误．答案：AD84．(2010年广东卷)图1－1－4为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA、FB，灯笼受到的重力为G.下列表述正确的是()A．FA一定小于GB．FA与FB大小相等C．FA与FB是一对平衡力D．FA与FB大小之和等于G图1－1－49解析：由题意知，A、B两点等高，且两绳等长，故FA与FB大小相等，B项正确．若两绳夹角大于120°.则FA＝FBG；若夹角小于120°，则FA＝FBG；若夹角等于120°，则FA＝FB＝G，故选项A、D错．夹角为180°时，FA与FB才能成为一对平衡力，但这一情况不可能实现，故C项错．答案：B105．(2010年安徽卷)如图1－1－5所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部．闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是()A．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小C．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大D．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小图1－1－511解析：保持R1不变，缓慢增大R2时，由于R0和R2串联，R0两端的电压减小，即平行板电容器的两个极板的电压U减小，带电小球受到的电场力F电＝qE＝q·减小，悬线的拉力为F＝将减小，选项B正确，A错误．保持R2不变，缓慢增大R1时，R0两端的电压不变，F电不变，悬线的拉力为F不变，C、D错误．Udmg2＋F2电答案：B126.(2009年广东卷)建筑工人用图1－1－6所示的定滑轮装置运送建筑材料．质量为70.0kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.50m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10m/s2)()A．510NB．490NC．890ND．910N图1－1－613解析：对建筑材料进行受力分析．根据牛顿第二定律有F－mg＝ma，得绳子的拉力大小等于F＝210N；然后再对人受力分析，由平衡的知识得Mg＝F＋FN，得FN＝490N，根据牛顿第三定律可知人对地面的压力为490N.答案：B14从近三年的试题来看，考查的内容主要是受力分析、物体的平衡、整体法和隔离法的应用、弹簧弹力和摩擦力大小和方向的计算及判断；解题方法主要是正交分解法、三角形法、力的合成与分解等，只要抓住平衡状态条件列方程就可以解答．如广东2011年和2010年的力学选择题都比较基础，连续两年都考了三力平衡的问题，物理情景来源于生活，情景比较简单，考核最基础的知识．15研究对象的确定【例1】(双选，2011年湛江二中月考)如图1－1－7，三块质量相同的木块A、B、C叠放在水平桌面上，水平力F作用在木块B上，三木块以共同速度v沿水平桌面匀速移动，下列说法正确的是()A．B作用于A的静摩擦力为零B．B作用于C的静摩擦力为FC．B作用于C的静摩擦力为FD．B作用于A的静摩擦力为F图1－1－7323116解析：研究B作用于A的静摩擦力时，应该选A为研究对象，A处于平衡状态，A没有受到水平方向的其他力作用，则水平方向静摩擦力为零；研究B作用于C的静摩擦力时，应该选A和B整体为研究对象，A和B整体处于平衡状态，由于A和B整体受到水平向右的F作用，则C作用于A和B整体的静摩擦力为F，方向向左，由牛顿第三定律得，B作用于C的静摩擦力也为F，方向向右．答案：AB17高考中，整体法和隔离法在确定研究对象时经常用到．根据题目的条件，有时只需用到整体法，有时只需用到隔离法，有时整体法和隔离法要交叉使用．题外拓展：若求地面对C的摩擦力，应该将A、B和C整体选为研究对象，由平衡条件得地面对C的摩擦力为F.181．如图1－1－8，甲物体在水平外力F的作用下静止在乙物体上，乙物体静止在水平面上．现增大外力F，两物体仍然静止，则下列说法正确的是()A．乙对甲的摩擦力一定增大B．乙对甲的摩擦力一定沿斜面向上C．乙对地面的摩擦力一定增大D．乙对地面的压力一定增大图1－1－819解析：选甲为研究对象，因为F沿斜面向上的大小和重力沿斜面向下分力的大小不知道，甲受的摩擦力可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，A、B错；选甲、乙整体为研究对象，水平方向的F增大了，则摩擦力就要增大；竖直方向的重力不变，则压力就不变，C对D错．答案：C20物体的受力分析【例2】(2011年台山一中二模)如图1－1－9所示，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G，悬绳与竖直墙壁的夹角为α，悬绳对工人的拉力大小为F1，墙壁对工人的弹力大小为F2,则()A．F1＝B．F2＝GtanαC．若缓慢减小悬绳的长度，F1与F2的合力变大D．若缓慢减小悬绳的长度，F1减小，F2增大图1－1－9Gsinα21解析：工人受力如图2所示，由平衡条件可得：F1cosα＝G,F1sinα＝F2，于是F1＝，F2＝Gtanα，所以A错，B对；缓慢减小悬绳的长度，α角变大，F1、F2都增大，工人仍然处于平衡状态，所以F1与F2的合力不变，C、D均错．Gcosα答案：B图2利用数学三角形知识首先判断角度的变化情况，再根据某个力不变去判断其他力的变化情况．高考中经常用到这种方法，要引起重视．222．(2011年广东六校联考)物块M静止在倾角为α的斜面上，若给物块一个平行于斜面的水平力F的作用，物块仍处于静止状态，如图1－1－10所示．则物块所受到的()A．支持力变大B．摩擦力的方向一定发生改变C．摩擦力大小保持不变D．摩擦力变小23解析：物块静止在斜面上时，物块所受的摩擦力为：f1＝Mgsinα.给物块平行于斜面的水平力F后，在斜面内，重力沿斜面向下的分力、水平力F、摩擦力f2三力平衡，根据平衡条件有：f＝(Mgsinα)2＋F2，重力沿斜面向下的分力与F的合力方向的反向是摩擦力f2的方向，所以摩擦力的方向和大小都发生了改变．22答案：B24力的平衡问题【例3】(双选)如图1－1－11所示，质量分别为m1、m2的两个物块间用一轻弹簧连接，放在倾角为θ的粗糙斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数均为μ.平行于斜面的拉力F作用在m1上，使m1、m2一起向上做匀速运动，斜面始终静止在水平地面上，则()图1－1－1125A．拉力F为μgcosθ(m1＋m2)＋(m1＋m2)gsinθB．拉力F为μgsinθ(m1＋m2)C．地面对斜面的摩擦力水平向左D．地面对斜面的摩擦力水平向右解析：选m1和m2为研究对象，系统受到四个力作用：G、N、F和f，将G正交分解，得f＝μgcosθ(m1＋m2)．系统处于平衡状态，合外力为0，则F＝μgcosθ(m1＋m2)＋(m1＋m2)gsinθ.选斜面、m1和m2为研究对象，系统处于平衡状态，系统应受到四个力作用：G1、N1、F和f1，则F水平向右的分力与f1大小相等、方向相反．答案：AC26A.G2B.33GC.3G2D．G3．在第十一届全运会男子举重56公斤级比赛中，龙清泉以302公斤的总成绩获得冠军，并以169公斤超该级别挺举世界纪录．如图1－1－12所示，设龙清泉所举杠铃的总重为G，杠铃平衡时每只手臂与竖直线所成的夹角为30°，则他每只手臂承受的张力为()答案：B解析：以杠铃为研究对象，杠铃受到重力和两个张力作用，合力为0.由力的合成得G＝Tcos300，T＝G.1233图1－1－1227复合场中的平衡问题【例4】如图1－1－13所示，带正电q、质量为m的滑块，沿固定绝缘斜面匀速下滑．现加一竖直向上的匀强电场，电场强度为E，且qE≤mg，以下判断正确的是()A．滑块将沿斜面减速下滑B．滑块将沿斜面加速下滑C．滑块仍保持匀速下滑D．仅当qE＝mg时，物体继续保持匀速下滑图1－1－1328题外拓展：电场和重力场内的平衡问题，仍然是力学问题．力学中用到的图解法和正交分解法仍然可以用在电场和重力场内．若加一竖直向下的匀强电场，电场强度为E，关系式(mg＋qE)sinθ＝μ(mg＋qE)cosθ仍然成立，合外力为0，滑块仍保持匀速下滑．解析：没有电场时，滑块匀速下滑，则mgsinθ＝μmgcosθ，μ＝tanθ；加了电场后，滑块竖直方向受到电场力、重力作用，竖直方向的合力为(mg－qE)，关系式(mg－qE)sinθ＝μ(mg－qE)cosθ仍然成立，合外力为0，仍保持匀速下滑．答案：C294．(双选)如图1－1－14所示，A、B两带电小球，质量分别为mA、mB，电荷量分别为qA、qB，用绝缘不可伸长的细线如图悬挂，静止时A、B两球处于同一水平面．若B对A及A对B的库仑力分别为FA、FB，则下列判断正确的是()A．FAFBB．OC细线的拉力FTC＝(mA＋mB)gC．AC细线对A的拉力FTA＝D．同时烧断AC、BC细线后，A、B在竖直方向的加速度相同图1－1－14mAg230解析：FA与FB是一对相互作用力，A错；对整体分析知，B对；对A受力分析如图3所示，FTA＝mAg，C错；同时烧断AC、BC后，竖直方向只受重力，即竖直方向的加速度都为g，D对．233答案：BD31极值和临界问题【例5】如图1－1－15所示，A、B两物体紧靠着放在粗糙水平面上，A、B间接触面光滑．在水平推力F作用下两物体一起加速运动，物体A恰好不离开地面，则关于A、B两物体的受力个数，下列说法正确的是()A．A受3个力，B受4个力B．A受4个力，B受3个力C．A受3个力，B受3个力D．A受4个力，B受4个力图1－1－1532解析：A物体受重力、水平推力F、B对A的支持力，由于A、B间接触面光滑，故A、B间无摩擦力，物体A恰好不离开地面，于是地面对A无支持力，同时地面对A也就没有摩擦力，因此A受3个力；B物体受重力、A对B的压力、地面对B的支持力，由于A、B两物体紧靠着放在粗糙水平面上，故还有地面对B的摩擦力，于是B受4个力．答案：A抓住“物体A恰好不离开地面”这