課時(shí)作業(yè)1 力與物體的平衡一、選擇題(1～7題為單項(xiàng)選擇題，8～11題為多項(xiàng)選擇題)1．如圖所示，質(zhì)量為2 kg的物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，水平地面足夠大．t＝0時(shí)，物體以2 m/s的初速度向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)物體施加一個(gè)水平向左的大小恒為2 N的拉力F，向右為正方向，取g＝10 m/s2，則在t＝0之后( )A．物體所受摩擦力不會(huì)變化B．物體所受摩擦力會(huì)由－4 N變?yōu)椋? NC．物體所受摩擦力會(huì)由－4 N變?yōu)椋? ND．物體所受摩擦力會(huì)由＋4 N變?yōu)椋? N解析：分析摩擦力問(wèn)題的關(guān)鍵是弄清楚是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力，由題意知，剛開(kāi)始物體向右運(yùn)動(dòng)，所以物體受到向左的滑動(dòng)摩擦力為－4 N；又因?yàn)閠＝0時(shí)，物體受到向左的水平恒力，所以物體會(huì)向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直到速度為0；之后水平恒力小于最大靜摩擦力，故物體受到向右的靜摩擦力，與水平恒力等大反向，大小為＋2 N，選項(xiàng)B正確．答案：B2．一通電直導(dǎo)體棒用兩根絕緣輕質(zhì)細(xì)線懸掛在天花板上，靜止在水平位置(如正面圖)．現(xiàn)在通電導(dǎo)體棒所處位置加上勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使導(dǎo)體棒能夠靜止在偏離豎直方向θ角(如側(cè)面圖)的位置．如果所加磁場(chǎng)的強(qiáng)弱不同，則磁場(chǎng)方向的范圍是(以下選項(xiàng)中各圖，均是在側(cè)面圖的平面內(nèi)畫(huà)出的，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小未按比例畫(huà))( )解析：對(duì)導(dǎo)體棒受力分析可知，導(dǎo)體棒受到的安培力與重力和繩子的拉力的合力大小相等，方向相反，故由左手定則可以判斷出磁場(chǎng)的方向范圍，故C正確．答案：C3．[2018安徽十校聯(lián)考]美國(guó)物理學(xué)家密立根(R.A.Millikan)于20世紀(jì)初進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，比較準(zhǔn)確地測(cè)定了電子的電荷量，其實(shí)驗(yàn)原理可以簡(jiǎn)化為如下模型：兩個(gè)相距為d的平行金屬板A、B水平放置，兩板接有可調(diào)電源．從A板上的小孔進(jìn)入兩板間的油滴因摩擦而帶有一定的電荷量，將兩板間的電勢(shì)差調(diào)節(jié)到U時(shí)，帶電油滴恰好懸浮在兩板間；然后撤去電場(chǎng)，油滴開(kāi)始下落，由于空氣阻力，下落的油滴很快達(dá)到勻速下落狀態(tài)，通過(guò)顯微鏡觀測(cè)到這個(gè)速度的大小為v，已知這個(gè)速度與油滴的質(zhì)量成正比，比例系數(shù)為k，重力加速度為g.則計(jì)算油滴帶電荷量的表達(dá)式為( )A．q＝ B．q＝C．q＝ D．q＝解析：根據(jù)油滴恰好懸浮在兩板間，由平衡條件得：q＝mg，由題意知v＝km，聯(lián)立得q＝，選項(xiàng)B正確．答案：B4．如圖所示，甲、乙、丙、丁四種情況，光滑斜面的傾角都是α，球都是用輕繩系住處于平衡狀態(tài)，則下列說(shuō)法正確的是( )A．球?qū)π泵鎵毫ψ畲蟮氖羌讏DB．球?qū)π泵鎵毫ψ钚〉氖潜麍DC．球?qū)π泵鎵毫Φ诙蟮氖嵌DD．球?qū)π泵鎵毫Φ诙蟮氖且覉D解析：甲圖中，根據(jù)平衡條件得斜面對(duì)小球的支持力FN1＝mgcosαmg.丙圖中，斜面對(duì)小球的支持力FN3＝0.丁圖中，設(shè)繩子與斜面的夾角為θ，繩子的拉力大小為F，則斜面對(duì)小球的支持力FN4＝mgcosα－FsinθG＝G，C正確、D錯(cuò)誤．答案：C8．[2018佛山二模]如圖所示，兩個(gè)小球a、b質(zhì)量均為m，用細(xì)線相連并懸掛于O點(diǎn)，現(xiàn)用一輕質(zhì)彈簧給小球a施加一個(gè)拉力F，使整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，且Oa與豎直方向夾角為θ＝45，已知彈簧勁度系數(shù)為k，則彈簧形變量可能是( )A. B.C. D.解析：當(dāng)F與細(xì)線Oa垂直時(shí)，F(xiàn)有最小值，F(xiàn)的最小值為Fmin＝2mgsinθ＝2mg＝mg.當(dāng)F水平或豎直方向時(shí)，有最大值，F(xiàn)的最大值為Fmax＝2mg.根據(jù)胡克定律：xmax＝，所以：xmin＝，則A、C、D正確，B錯(cuò)誤．答案：ACD9．如圖所示，三角形ABC是固定在水平面上的三棱柱的橫截面，∠A＝30，∠B＝37，sin37＝0.6，cos37＝0.8，C處有光滑小滑輪，質(zhì)量分別為m1、m2的兩物塊通過(guò)細(xì)線跨放在AC面和BC面上，且均恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知AC面光滑，物塊2與BC面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則兩物塊的質(zhì)量比m1m2可能是( )A．1：3 B．3：5C．5：3 D．2：1解析：物塊1受重力m1g、細(xì)線拉力FT和斜面支持力FN作用處于平衡狀態(tài)，則FT＝m1gsin30，物塊2受重力m2g、細(xì)線拉力FT、斜面支持力FN′及摩擦力Ff作用處于平衡狀態(tài)，當(dāng)m1較大時(shí)，最大靜摩擦力方向沿斜面向下，此時(shí)有FT＝m2gsin37＋μm2gcos37，即＝2；當(dāng)m1較小時(shí)，最大靜摩擦力方向沿斜面向上，此時(shí)有FT＝m2gsin37－μm2gcos37，即＝，所以≤≤2，選項(xiàng)B、C、D正確．答案：BCD10．把a(bǔ)、b兩個(gè)完全相同的導(dǎo)體小球分別用長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)線拴接，小球質(zhì)量均為m.先讓a球帶上＋q的電荷量并懸掛于O點(diǎn)，如圖所示．現(xiàn)將不帶電的小球b也懸掛于O點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)，兩球接觸后由于靜電斥力分開(kāi)，平衡時(shí)兩球相距l(xiāng).已知重力加速度為g，靜電力常量為k，帶電小球可視為點(diǎn)電荷．關(guān)于a球所受的靜電力大小F及O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小E下列正確的是( )A．F＝mg B．F＝mgC．E＝ D．E＝解析：對(duì)平衡時(shí)的a球受力分析如圖所示，由正交分解法可得FTsin60＝mg，F(xiàn)Tcos60＝F，聯(lián)立解得F＝mg，選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤；兩小球接觸后電荷量會(huì)平分，則每個(gè)小球的電荷量都為＋，由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式可得Ea＝Eb＝k＝，由平行四邊形定則可得E＝2Eacos30＝，選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確．答案：AD11．如圖所示，磁場(chǎng)方向垂直固定斜面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化的規(guī)律為B＝(2＋2t)T.將一根長(zhǎng)0.3 m、質(zhì)量為0.2 kg的通電硬直導(dǎo)線置于斜面上，導(dǎo)線兩側(cè)固定有立柱，導(dǎo)線中電流大小為1 A．t＝0和t＝2 s時(shí)刻，導(dǎo)線對(duì)兩側(cè)立柱的壓力恰好為零．重力加速度大小g＝10 m/s2.下列說(shuō)法正確的是( )A．斜面傾角θ＝30B．導(dǎo)線對(duì)斜面的壓力為1 NC．導(dǎo)線與斜面間最大靜摩擦力為0.6 ND．在t＝1 s時(shí)，導(dǎo)線所受的摩擦力為零解析：設(shè)導(dǎo)線受到的最大靜摩擦力為Ff.t＝0時(shí)，B1＝2 T，安培力為F1，由平衡條件得F1＋Ff＝mgsinθ，其中F1＝B1Il；t＝2 s時(shí)，B2＝6 T，安培力為F2，由平衡條件得F2＝mgsinθ＋Ff，F(xiàn)2＝B2Il，聯(lián)立解得Ff＝0.6 N，sinθ＝0.6，θ＝37，A錯(cuò)誤、C正確；導(dǎo)線對(duì)斜面的壓力大小為FN＝mgcosθ＝1.6 N，B錯(cuò)誤；t＝1 s時(shí)，B3＝4 T，安培力F3＝B3Il＝1.2 N，代入F3＋Ff′＝mgsinθ得，F(xiàn)f′＝0，D正確．答案：CD二、非選擇題12．如圖，坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在該區(qū)域有場(chǎng)強(qiáng)E＝12 N/C、方向沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝2 T、沿水平方向的且垂直于xOy平面指向紙里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)質(zhì)量m＝410－5 kg，電荷量q＝2.510－5 C帶正電的微粒，在xOy平面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)O時(shí)，撤去磁場(chǎng)，經(jīng)一段時(shí)間后，帶電微粒運(yùn)動(dòng)到了x軸上的P點(diǎn)(g＝10 m/s2)，求：(1)P點(diǎn)到原點(diǎn)O的距離；(2)帶電微粒由原點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間．解析：勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)：受力平衡，如圖所示，由平衡條件，得qvBsinθ＝qE，qvBcosθ＝mg.解得v＝10 m/s，與x軸正方向成37斜向右上撤去磁場(chǎng)后受2個(gè)力，結(jié)合速度方向可知做類平拋運(yùn)動(dòng)沿v方向：OPcos37＝vt垂直v方向：OPsin37＝t2得OP＝15 m t＝1.2 s答案：(1)15 m (2)1.2 s。
