專題2.15 運動平衡（專練）--2025年高考物理考點千題精練（新高考通用）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

專題2.15 運動平衡
1．（2024重慶名校2月質(zhì)檢）如圖所示，運動員和滑雪裝備的總質(zhì)量為m，在與水平面夾角為的雪道上勻速下滑。雪道與滑雪板間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，不考慮空氣阻力，則雪道對滑雪板的作用力大小為（）
A．B．C．D．
【參考答案】A
【名師解析】運動員勻速下滑，受力平衡，雪道對清雪板總作用力為mg，方向豎直向上，故選A．
2．（2024年遼寧頂級名校質(zhì)檢）如圖甲所示，車轅是馬車車身上伸出的兩根直木，它是駕在馬上拉車的把手。如圖乙為馬拉車時的簡化模型，車轅前端距車軸的高度大約為，馬拉車的力可視為沿車轅方向，馬車的車輪與地面間的摩擦力大小是其對地面壓力的，若想讓馬拉車在水平面上勻速前進(jìn)且盡可能省力，則車轅的長度大約為（）
A．B．C．D．
【參考答案】D
【名師解析】根據(jù)題意，車勻速運動，則受力平衡，設(shè)馬拉車的力為F，車轅與水平方向夾角為，可得，根據(jù)牛頓第三定律，可知車對地面的壓力大小等于車所受支持力，即
又，聯(lián)立，解得，當(dāng)時，有，可得，車轅的長度為，故選D。
3. .(2024廣東中山高一期末)耙在中國已有1500年以上的歷史，北魏賈思勰著《齊民要術(shù)》稱之為“鐵齒楱”，將使用此農(nóng)具的作業(yè)稱作耙。如圖甲所示，牛通過兩根耙索拉耙沿水平方向勻速耙地。兩根耙索等長且對稱，延長線的交點為，夾角，拉力大小均為F，平面與水平面的夾角為（為AB的中點），如圖乙所示。忽略耙索質(zhì)量，下列說法正確的是（）
A. 兩根耙索的合力大小為F
B. 兩根耙索的合力大小為
C. 地對耙的水平阻力大小為
D. 地對耙的水平阻力大小為
【參考答案】BC
【名師解析】
兩根耙索的合力大小為
A錯誤，B正確；
CD．由平衡條件，地對耙的水平阻力大小為
C正確，D錯誤。
4. （2024河南駐馬店期末）質(zhì)量為的物塊能夠靜止在傾角為30°的固定斜面上，現(xiàn)對物塊平行斜面施加大小為（為重力加速度大小）的恒定水平拉力，同時給物塊一初速度，使物塊沿斜面做勻速直線運動，如圖所示。認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。下列說法正確的是（）
A. 物塊在靜止與做勻速直線運動兩種情況下所受的摩擦力大小之比為
B. 物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為
C. 物塊沿斜面運動的速度方向與拉力方向的夾角為30°
D. 若拉力平行斜面且方向可調(diào)節(jié)，則要使物塊能靜止在斜面上，拉力的大小不能超過
【參考答案】BD
【名師解析】
物塊靜止在斜面上時所受的摩擦力大小為
物塊沿斜面做勻速直線運動時所受的摩擦力大小為
可得
選項A錯誤；
．物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)
選項B正確；
．設(shè)物塊沿斜而運動的速度方向與拉力方向的夾角為，有
解得
選項C錯誤；
經(jīng)分析可知，當(dāng)拉力平行斜面向上，且物塊剛要滑動時，拉力最大，最大值
選項D正確。
5. （2024浙江名校協(xié)作體質(zhì)檢）一只蜜蜂豎直向上飛時速度最大速率為，豎直向下飛時的最大速率為。低速情況下，空氣阻力的大小和速率成正比，假設(shè)蜂蜜翅膀提供的動力大小為定值，則蜜蜂水平飛行時的速度大小為（）
A. B.
C. D.
【參考答案】B
【名師解析】
設(shè)蜜蜂的牽引力為定值，蜜蜂的質(zhì)量為，空氣阻力的大小和速率比例系數(shù)為，當(dāng)豎直向上飛達(dá)到最大速度時，由受力分析可知
以最大速度下降時
由兩個方程聯(lián)立可解得
,
沿水平方向運動時有
解得蜜蜂水平飛行時的速度大小為
故選B。
6. . (2024安徽蕪湖3月質(zhì)檢)如圖所示，在水平面上有三個質(zhì)量分別為、、的木塊，木塊1和2、2和3間分別用一原長為、勁度系數(shù)為的輕彈簧連接起來，木塊1、2與水平面間的動摩擦因數(shù)為，木塊3和水平面間無摩擦力?，F(xiàn)用一水平向右的恒力拉木塊3，當(dāng)三個木塊一起勻速運動時，1和3兩木塊間的距離為（木塊大小忽略不計）（）
A. B.
C. D.
【參考答案】D
【名師解析】
以木塊1、2為整體，根據(jù)受力平衡可得
解得木塊2、3間彈簧的伸長量為
以木塊1為對象，根據(jù)受力平衡可得
解得木塊1、2間彈簧的伸長量為
則1和3兩木塊間的距離為
故選D。
7．（2024南京零模）如圖所示，光滑的斜槽由槽板AB、BC組成，AB與BC的夾角大于90?，質(zhì)量為m的球放在斜槽中，當(dāng)斜槽和球一起沿水平面向右運動的過程中以下不正確的（）
A．球?qū)B槽板的壓力可能大于mg
B．球?qū)B槽板的壓力可能等于零
C．球?qū)C槽板的壓力可能大于mg
D．球?qū)C槽板的壓力可能小于mg
【參考答案】．C
【名師解析】．當(dāng)斜槽和球一起沿水平面向右以較大的加速度運動時，球可離開BC水平面，此時AB對球的彈力和球的重力的合力產(chǎn)生加速度，此時球?qū)B槽板的壓力大于mg，球?qū)C槽板的壓力小于mg，選項AD正確，不符合題意；
BC．當(dāng)斜槽和球一起沿水平面向右勻速運動時，球受力平衡，此時AB與球雖然接觸但不是不產(chǎn)生彈力，即此時球?qū)B槽板的壓力等于零，球?qū)C槽板的壓力等于mg，結(jié)合上述分析可知，球?qū)C槽板的壓力不可能大于mg，選項B正確，不符合題意；選項C錯誤，符合題意。
8. （2024四川德陽1月期末）如圖甲所示為很多商業(yè)步行街用來阻擋機(jī)動車輛進(jìn)入的石球路障?，F(xiàn)有一工作人員用一輕繩繞過石球按圖乙所示方式勻速拉動石球，此時兩側(cè)輕繩互相平行，且與水平地面間的夾角均為。已知石球路障總質(zhì)量，石球底座與地面間的動摩擦因數(shù)，重力加速度，不計繩與球面間的摩擦，，。求一側(cè)輕繩拉力的大小T及地面對石球支持力的大小N。
【參考答案】200N，960N
【名師解析】
對石球受力分析如圖所示
勻速拉動，由平衡條件有
又
聯(lián)立解得
，
9. (2024山西晉城期末)學(xué)生課桌的桌腳套上一種耐磨的化學(xué)材料，既可以增大課桌與地板的摩擦，又可以減小拉動課桌時發(fā)出的尖銳噪聲。套上該材料后，某同學(xué)的課桌連同課桌上物品的總質(zhì)量為25kg，放在水平地板上，他用150N的水平拉力剛好能將課桌拉動。假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取10m/s2。
（1）求該種材料與地板間的動摩擦因數(shù)；
（2）若該同學(xué)改用與水平方向成37°角斜向上的力拉桌子，至少用多大的力才能將桌子拉動（sin37°=0.6，cs37°=0.8，計算結(jié)果保留1位小數(shù)）。
【參考答案】（1）0.6；（2）129.3N
【名師解析】
（1）他用150N的水平拉力剛好能將課桌拉動，此時摩擦力為最大靜摩擦力
F=fm
則該種材料與地板間的動摩擦因數(shù)
（2）由平衡可知
解得
F=129.3N
10. （2024江蘇南京大廠高中質(zhì)檢）輕繩上端固定，下端系一可視為質(zhì)點的物塊，現(xiàn)對物塊施加一個能保持其在圖甲所示位置靜止且最小的力作用，此時輕繩與豎直方向的夾角。再將此物塊取下后輕放在圖乙所示的斜面上，恰好能處于靜止?fàn)顟B(tài)。然后再對其施加一個平行于斜面的拉力，使物塊能沿圖乙中虛線從C向A勻速運動，已知斜面ABCD為矩形，，斜面的傾角，重力加速度，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。求：
（1）物塊質(zhì)量m；
（2）物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)及物塊在斜面上運動時受到的摩擦力f的大小；
（3）拉力的大小。
【參考答案】（1）；（2），；（3）
【名師解析】
（1）圖甲中，當(dāng)施加力與繩子方向垂直時，力具有最小值，則有
解得物塊的質(zhì)量為
（2）將此物塊取下后輕放在圖乙所示的斜面上，恰好能處于靜止?fàn)顟B(tài)，則有
可得物塊與斜面間動摩擦因數(shù)為
對其施加一個平行于斜面的拉力，使物塊能沿圖乙中虛線從C向A勻速運動，則物塊受到滑動摩擦力作用，大小為
（3）由于物塊重力沿斜面方向的分力為
則有
根據(jù)受力平衡可知，拉力的方向與和夾角的角平分線在同一直線上，則拉力的大小為
11.（14分）（2024安徽六校期末聯(lián)考）如圖所示，質(zhì)量為30kg的小孩坐在10kg的雪橇上，大人用與水平方向成37°，斜向上的大小為100N的拉力拉雪橇?xí)r，雪橇沿水平面做勻速運動，已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，重力加速度g取10m/s2.求：
（1）雪橇對水平地面的壓力大小；
（2）雪橇與水平地面的動摩擦因數(shù).
【名師解析】
（1）以小孩和雪橇整體為研究對象，總重力，分析整體的受力情況如圖所示，由于雪橇沿水平地面做勻速直線運動，根據(jù)平衡條件
在豎直方向上有
解得
故雪橇對水平地面的壓力大小，方向豎直向下
（2）在水平方向上，可得雪橇所受的滑動摩擦力大小為
根據(jù)
解得

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