1、课时作业 1 力与物体的平衡一、选择题(17 题为单项选择题，811 题为多项选择题)1如图所示，质量为 2 kg 的物体与水平地面间的动摩擦因数为 0.2，水平地面足够大t 0 时，物体以 2 m/s 的初速度向右运动，同时对物体施加一个水平向左的大小恒为 2 N 的拉力 F，向右为正方向，取 g10 m/s 2，则在 t0 之后( )A物体所受摩擦力不会变化B物体所受摩擦力会由4 N 变为2 NC物体所受摩擦力会由4 N 变为2 ND物体所受摩擦力会由 4 N 变为2 N解析：分析摩擦力问题的关键是弄清楚是滑动摩擦力还是静摩擦力，由题意知，刚开始物体向右运动，所以物体受到向左的滑动摩擦力为
2、4 N；又因为 t0 时，物体受到向左的水平恒力，所以物体会向右做匀减速直线运动直到速度为 0；之后水平恒力小于最大静摩擦力，故物体受到向右的静摩擦力，与水平恒力等大反向，大小为2 N ，选项 B 正确答案：B2一通电直导体棒用两根绝缘轻质细线悬挂在天花板上，静止在水平位置(如正面图) 现在通电导体棒所处位置加上匀强磁场，使导体棒能够静止在偏离竖直方向 角(如侧面图)的位置如果所加磁场的强弱不同，则磁场方向的范围是(以下选项中各图，均是在侧面图的平面内画出的，磁感应强度的大小未按比例画)( )解析：对导体棒受力分析可知，导体棒受到的安培力与重力和绳子的拉力的合力大小相等，方向相反，故由左手定则
3、可以判断出磁场的方向范围，故 C 正确答案：C32018安徽十校联考美国物理学家密立根(R.A.Millikan)于 20 世纪初进行了多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量，其实验原理可以简化为如下模型：两个相距为 d 的平行金属板A、B 水平放置，两板接有可调电源从 A 板上的小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量，将两板间的电势差调节到 U 时，带电油滴恰好悬浮在两板间；然后撤去电场，油滴开始下落，由于空气阻力，下落的油滴很快达到匀速下落状态，通过显微镜观测到这个速度的大小为 v，已知这个速度与油滴的质量成正比，比例系数为 k，重力加速度为 g.则计算油滴带电荷量的表达式为( )A
4、q B qkvdU vdgkUC q D qkvUd vgkUd解析：根据油滴恰好悬浮在两板间，由平衡条件得：q mg，由题意知 vkm，联立得 q ，选项 B 正确Ud vdgkU答案：B4如图所示，甲、乙、丙、丁四种情况，光滑斜面的倾角都是 ，球都是用轻绳系住处于平衡状态，则下列说法正确的是( )A球对斜面压力最大的是甲图B球对斜面压力最小的是丙图C球对斜面压力第二大的是丁图D球对斜面压力第二大的是乙图解析：甲图中，根据平衡条件得斜面对小球的支持力FN1 mgcosmg.丙图中，斜面对小球的支持力 FN30.丁图中，设mgcos绳子与斜面的夹角为 ，绳子的拉力大小为 F，则斜面对小球的支持
5、力 FN4mgcos F sin G G，C 正确、FNsin FFN 62 sin60sin15 sin60sin30 3D 错误答案：C82018佛山二模 如图所示，两个小球 a、b 质量均为m，用细线相连并悬挂于 O 点，现用一轻质弹簧给小球 a 施加一个拉力 F，使整个装置处于静止状态，且 Oa 与竖直方向夹角为 45，已知弹簧劲度系数为 k，则弹簧形变量可能是( )A. B.2mgk 2mg2kC. D.42mg3k 2mgk解析：当 F 与细线 Oa 垂直时，F 有最小值，F 的最小值为Fmin 2mgsin2 mg mg.当 F 水平或竖直方向时，有最22 2大值，F 的最大值为
6、 Fmax2mg .根据胡克定律：x max ，所2mgk以：x min ，则 A、C 、D 正确，B 错误2mgk答案：ACD9如图所示，三角形 ABC 是固定在水平面上的三棱柱的横截面，A30，B37，sin370.6，cos37 0.8，C处有光滑小滑轮，质量分别为 m1、m 2 的两物块通过细线跨放在AC 面和 BC 面上，且均恰好处于静止状态，已知 AC 面光滑，物块 2 与 BC 面间的动摩擦因数 0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则两物块的质量比 m1m2 可能是( )A1 ：3 B3 ：5C 5：3 D2 ：1解析：物块 1 受重力 m1g、细线拉力 FT和斜面支持力 FN作
7、用处于平衡状态，则 FTm 1gsin30，物块 2 受重力 m2g、细线拉力 FT、斜面支持力 FN及摩擦力 Ff作用处于平衡状态，当m1较大时，最大静摩擦力方向沿斜面向下，此时有FT m2gsin37m 2gcos37，即 2；当 m1较小时，最大静m1m2摩擦力方向沿斜面向上，此时有 FTm 2gsin37m 2gcos37，即 ，所以 2，选项 B、C 、D 正确m1m2 25 25 m1m2答案：BCD10把 a、b 两个完全相同的导体小球分别用长为 l 的绝缘细线拴接，小球质量均为 m.先让 a 球带上q 的电荷量并悬挂于 O 点，如图所示现将不带电的小球 b 也悬挂于 O 点(
8、图中未画出)，两球接触后由于静电斥力分开，平衡时两球相距 l.已知重力加速度为 g，静电力常量为 k，带电小球可视为点电荷关于 a 球所受的静电力大小 F 及 O 点处的场强大小 E 下列正确的是( )AF mg BF mg33 3C E DE3kql2 3kq2l2解析：对平衡时的 a 球受力分析如图所示，由正交分解法可得 FTsin60mg，F Tcos60F ，联立解得 F mg，选项33A 正确、B 错误；两小球接触后电荷量会平分，则每个小球的电荷量都为 ，由点电荷的场强公式可得 EaE bk ，q2 q2l2 kq2l2由平行四边形定则可得 E2E acos30 ，选项 C 错误、D
9、3kq2l2正确答案：AD11如图所示，磁场方向垂直固定斜面向上，磁感应强度大小随时间变化的规律为 B(2 2t )T.将一根长 0.3 m、质量为0.2 kg 的通电硬直导线置于斜面上，导线两侧固定有立柱，导线中电流大小为 1 At 0 和 t2 s 时刻，导线对两侧立柱的压力恰好为零重力加速度大小 g10 m/s 2.下列说法正确的是( )A斜面倾角 30B导线对斜面的压力为 1 NC导线与斜面间最大静摩擦力为 0.6 ND在 t1 s 时，导线所受的摩擦力为零解析：设导线受到的最大静摩擦力为 Ff.t0 时，B 12 T，安培力为 F1，由平衡条件得 F1F fmgsin ，其中F1B
10、1Il；t2 s 时， B26 T，安培力为 F2，由平衡条件得F2mg sinF f，F 2B 2Il，联立解得 Ff0.6 N，sin 0.6， 37，A 错误、C 正确；导线对斜面的压力大小为 FN mgcos1.6 N ，B 错误；t1 s 时，B 34 T，安培力F3B 3Il1.2 N，代入 F3F fmgsin 得，F f0，D 正确答案：CD二、非选择题12如图，坐标系 xOy 位于竖直平面内，在该区域有场强E12 N/C、方向沿 x 轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B2 T、沿水平方向的且垂直于 xOy 平面指向纸里的匀强磁场一个质量 m4 105 kg，电荷量 q2.5
11、10 5 C 带正电的微粒，在 xOy 平面内做匀速直线运动，运动到原点 O 时，撤去磁场，经一段时间后，带电微粒运动到了 x 轴上的 P 点(g 10 m/s2)，求：(1)P 点到原点 O 的距离；(2)带电微粒由原点 O 运动到 P 点的时间解析：匀速直线运动时：受力平衡，如图所示，由平衡条件，得 qvBsinqE，qvBcosmg.解得 v10 m/s ，与 x 轴正方向成 37斜向右上撤去磁场后受 2 个力，结合速度方向可知做类平抛运动沿 v方向：OPcos37vt垂直 v方向：OPsin37 t212 q2E2 m2g2m得 OP15 m t1.2 s答案：(1)15 m (2)1.2 s
