衡水万卷2021届高三物理二轮复习作业卷四力与物体平衡2含解析.doc

力与物体平衡2
一 、单选题（本大题共4小题。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）
1. 如图，三根轻绳悬挂两个质量相同的小球保持静止，绳AD与AC垂直．现对B球施加一个水平向右的力F，使B缓慢移动到图中虚线位置，此过程中AD、AC两绳张力TAC、TAD的变化情况是（　　）

A．
TAC变大，TAD减小
B．
TAC变大，TAD不变
C．
TAC减小，TAD变大
D．
TAC不变，TAD变大

2. 如图所示，小车向右做匀加速运动的加速度大小为a，bc为固定在小车上的水平横杆，物块M串在杆上，M通过细线悬吊着一小铁球m， M、m均相对小车静止，细线与竖直方向的夹角为θ．若小车的加速度逐渐增大到2a时，M仍与小车保持相对静止，则    
A．横杆对M的作用力增加到原来的2倍    
B．细线的拉力增加到原来的2倍
C．细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍
D．细线与竖直方向夹角的正切值增加到原来的2倍
3. 如图，质量为M的斜面放在粗糙的水平地面上。几个质量都是m的不同物块，先后在斜面上以不同的加速度向下滑动，斜面始终保持静止不动。下列关于水平地面对斜面底部的支持力和静摩擦力的几种说法中正确的有
A．匀速下滑时，支持力静摩擦力不为零；
B．匀加速下滑时，支持力静摩擦力的方向水平向右；
C．匀减速下滑时，支持力静摩擦力的方向水平向右；
D．无论怎样下滑，总是静摩擦力为零。

4. 如图光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内，A端与水平面相切，穿在轨道上的小球在拉力F作用下，缓慢地由A向B运动，F始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为N．在运动过程中（　　）

A．
F增大，N减小
B．
F减小，N减小
C．
F增大，N增大
D．
F减小，N增大

二 、多选题（本大题共3小题）
5. 如图所示，质量为m的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧的一端悬挂于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为h，若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，下列说法正确的是( )
A.弹簧与杆垂直时，小球速度最大
B.弹簧与杆垂直时，小球的动能与重力势能之和最大
C.小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量小于mgh
D.小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量等于mgh

6. 不同材料之间的动摩擦因数是不同的，例如木与木的动摩擦因数是0.30，木与金属之间的动摩擦因数是0.20。现分别用木与金属制作成多个形状一样，粗糙程度一样的长方体。选择其中两个长方体A与B，将它们叠放在木制的水平桌面上。如图所示，如果A叠放在B上，用一个水平拉力作用在B上，当拉力大小为F1时，A、B两物体恰好要分开运动。如果B叠放在A上，当拉力大小为F2时，A、B两物体恰好要分开运动。则下列分析正确的是：（ ）
A
B
F1
B
A

F2

A．如果F1>F2，可确定A的材料是木，B的材料是金属
B．如果F1<F2，可确定A的材料是木，B的材料是金属
C．如果F1=F2，可确定A、B是同种材料
D．不管A、B材料如何，一定满足F1=F2
7. 物块A、B的质量分别为m和2m，用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上，对B施加向右的水平拉力F，稳定后A、B相对静止地在水平面上运动，此时弹簧长度为l1，若撤去拉力F，换成大小仍为F的水平推力向右推A，稳定后A、B相对静止地在水平面上运动，此时弹簧长度为l2，则下列判断正确的是（　　）

A．
弹簧的原长为

B．
两种情况下稳定时弹簧的形变量相等

C．
两种情况下稳定时两物块的加速度相等

D．
弹簧的劲度系数为

三 、简答题（本大题共2小题）
8. 光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B(中央有孔)，它们由细绳连接，在如图所示位置时恰好都能保持静止状态．此情况下，小球B与环中心O处于同一水平面上，小球A、B间的细绳呈伸直状态，且与水平线成30°角．已知小球B的质量为3 kg，求细绳对小球B的拉力和小球A的质量．(g取10 m/s2)

9.（2015北京高考真题）如图所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质量不计，物块（可视为质点）的质量为m，在水平桌面上沿x轴转动，与桌面间的动摩擦因数为，以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O，当弹簧的伸长量为x时，物块所受弹簧弹力大小为F=kx，k为常量。

（1）请画出F随x变化的示意图:并根据F-x图像，求物块沿x轴从O点运动到位置x过程中弹力所做的功。
（2）物块由向右运动到，然后由返回到，在这个过程中。
a、求弹力所做的功；并据此求弹性势能的变化量；
b、求滑动摩擦力所做的功；并与弹力做功比较，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。
0.2016万卷作业卷（四）答案解析
一 、单选题
1.【答案】C
考点：
共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．
专题：
共点力作用下物体平衡专题．
分析：
先以B为研究对象受力分析，由分解法作图判断出TAB大小的变化；
再以AB整体为研究对象受力分析，由平衡条件判断TAD和TAC的变化情况．
解答：
以B为研究对象受力分析，由分解法作图如图：

由图可以看出，当将B缓缓拉到图中虚线位置过程，绳子与与竖直方向夹角变大，绳子的拉力大小对应图中1、2、3三个位置大小所示，即TAB逐渐变大，F逐渐变大；
再以AB整体为研究对象受力分析，

设AC绳与水平方向夹角为α，
则竖直方向有：TACsinα=2mg
得：TAC=，不变；
水平方向：TAD=TACcosα+F，TACcosα不变，而F逐渐变大，故TAD逐渐变大；
故C正确；
故选：C．
点评：
当出现两个物体的时候，如果不是求两个物体之间的作用力大小通常采取整体法使问题更简单．

2.【答案】D
3.【答案】C
4.【答案】A
考点：
物体的弹性和弹力．
分析：
对球受力分析，受重力、支持力和拉力，根据共点力平衡条件列式求解出拉力和支持力的数值，在进行分析讨论．
解答：
对球受力分析，受重力、支持力和拉力，如，根据共点力平衡条件，有
N=mgcosθ
F=mgsinθ
其中θ为支持力N与竖直方向的夹角；当物体向上移动时，θ变大，故N变小，F变大；故A正确，BCD错误．
故选：A．

点评：
题关键对滑块受力分析，然后根据共点力平衡条件列式求解出支持力和拉力的表达式进行讨论．

二 、多选题
5.【答案】BD
6.【答案】BC
【解析】本题考查的是对动摩擦因数的理解，因为木与木的动摩擦因数是0.30，木与金属之间的动摩擦因数是0.20，可知如果和桌子接触的是木的，则抽出去更费力，故B正确，A错误；如果F1=F2，可确定A、B是同种材料，C正确；D错误；
7.【答案】CD
考点：
牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．.
专题：
牛顿运动定律综合专题．
分析：
先以整体法为研究对象，根据牛顿第二定律求得加速度，再分别对A和B为研究对象，求得弹簧的原长．根据两种情况下弹簧的弹力的大小关系，分析弹簧的形变量关系；由胡克定律求得劲度系数．
解答：
解：A、C、D以整体法为研究对象，根据牛顿第二定律得知，两种情况下加速度相等，而且加速度大小为a=．
设弹簧的原长为l0．根据牛顿第二定律得：
第一种情况：对A：k（l1﹣l0）=ma ①
第二种情况：对A：k（l0﹣l2）=2ma ②
由①②解得，l0=，k=．故A错误，CD正确．
B、第一种情况弹簧的形变量为△l=l1﹣l0=l1﹣l2；第二种情况弹簧的形变量为△l=l0﹣l2=l1﹣l2；故B错误．
故选：CD．
点评：
本题关键要灵活选择研究对象，运用整体法和隔离法，根据牛顿第二定律和胡克定律结合研究．

三 、简答题
8.【答案】60 N　6 kg
对小球B球受力分析，如图所示，小球B处于平衡状态，有
Tsin30°＝mBg
解得T＝＝60 N
小球A处于平衡状态，有
T′cos30°＝NAsin30°
NAcos30°＝mAg＋T′sin30°.
其中T′＝T
由以上各式解得mA＝6 kg.

9.【答案】（1），（2） ；
【解析】（1）在图象中，面积为外力拉弹簧时外力所做的功

弹簧的弹力对其做负功，
（2）a.分段研究：从到过程中，弹簧的弹力做负功，为
从到过程中，弹簧的弹力做正功，为
则全过程弹簧的弹力作功为
由功能关系，得
b.物体向右由运动到的过程摩擦力作功
物体由由返回到的过程摩擦力做功
全程摩擦力做功
若物体直接由位置运动到位置，摩擦力做功为
可知，两次沿不同路径从相同出发点运动到同一位置，摩擦力做功不同，说明摩擦力做功与路径有关。
而弹簧弹力做功与路径无关，只与初末位置有关，因此存在弹性势能的概念，根据势能的定义可知，不存在摩擦力势能的概念。

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