1、- 1 -2016 万卷作业卷（四）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、T AD的变化情况是（ ）ATAC变大，TAD减小BTAC变大，T AD不变CTAC减小，T AD变大DTAC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，
2、M、 m 均相对小车静止，细线与竖直方向的夹角为 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；Nmg(),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
3、，支持力 静摩擦力的方向水平向右； Mg(),D无论怎样下滑，总是 Nm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（ ）- 2 -AF 增大，N 减小BF 减小，N 减小CF 增大，N 增大DF 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
4、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 mghD.小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量等于 mgh6. 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
5、 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：（ ）AB F1BA F2A如果 F1F2，可确定 A 的材料是木，B 的材料是金属B如果 F1F2，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=F27. 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
6、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- 3 -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
7、小球 A 的质量(g 取 10 m/s2) - 4 -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- 5 -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。133x2a、求弹力所做的功；并据此求弹性势能的变化量；b、求滑动摩
8、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。- 6 -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
9、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 ，则竖直方向有：T ACsin=2mg得：T AC= ，不变；水平方向：T AD=TACcos+F，T ACcos 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- 7 -2.【答案】D3.【答案】C4.【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=mgco
10、sF=mgsin其中 为支持力 N 与竖直方向的夹角；当物体向上移动时， 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】BD6.【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
11、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- 8 -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（l 1l 0）=ma 第二种情况：对 A：k（l 0l 2）=2ma 由解得，l 0= ，k= 故 A 错误，CD 正确B、第一种情况弹簧的形变量为l=l 1l 0=l1l 2；第二种情况弹簧的形变量为l=l 0l 2=l1l 2
12、；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Tsin30m Bg解得 T 60 NmBgsin30小球 A 处于平衡状态，有Tcos30N Asin30NAcos30m AgTsin30.其中 TT由以上各式解得 mA6 kg.9.【答案】 （1） ， （2） ；Wkx221 PaEkx、31 ()fbmg、【解析】 （1）在 图象中，面积为外力拉弹簧时外力所做的功F21FWxk弹簧的弹力对其 做负功， 21Wkx- 9 -（
13、2）a.分段研究：从 到 过程中， 弹簧的弹力做负功，为1x3 2131Wkx（ -）从 到 过程中，弹簧的弹力做正功，为3x2 2231kx（ -）则全过程弹簧的弹力作功为 121W（ ）由功能关系 ，得PE2Pkx（ -）b.物体向右由 运动到 的过程摩擦力作功1x3131()fmgx物体由由 返回到 的过程摩擦力做功3222全程摩擦力做功 1231()fffgx若物体直接由 位置运动到 位置，摩擦力做功为1xx 21()fWx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。- 10 -
