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高一力学部分训练

基础训练6 力的合成与分解

(时间60分钟,赋分100分)

训练指要

本套试题训练和考查的重点是:理解力的合成与分解,掌握平行四边形定则;会用作图法和公式解决共点力的合成和力的分解问题.第15题为创新题.此类题的特点是解答时必须先画图后分析.其命题目的是训练学生画图分析的习惯.

一、选择题(每小题5分,共40分)

1.关于合力和分力的关系,下列说法正确的是

A.合力的作用效果与其分力作用效果相同

B.合力大小一定等于其分力的代数和

C.合力可能小于它的任一分力

D.合力可能等于某一分力大小

2.关于两个大小不变的共点力与其合力的关系,下列说法正确的是

A.合力大小随两力夹角增大而增大

B.合力的大小一定大于分力中最大者

C.两个分力夹角小于180°时,合力大小随夹角减小而增大

D.合力的大小不能小于分力中最小者

3.有两个大小恒定的力,作用在一点上,当两力同向时,合力为A ,反向时合力为B ,当两力相互垂直时,其合力大小为 A.22B A + B.2/)(22B A + C.B A + D.2/)(B A +

4.如图1—6—1所示装置,两物体质量分别为m 1、m 2,悬点ab 间的距离大于滑轮的直径,不计一切摩擦,若装置处于静止状态,则

A.m 2可以大于m 1

B.m 2一定大于21m

C.m 2可能等于21m

D.θ1一定等于θ2

5.有两个大小相等的共点力F 1和F 2,当它们夹角为90°时的合力为F ,它们的夹角变为120°时,合力的大小为 A.2F B.(2/2)F C. 2F D. 3/2F

6.将一个力F =10 N 分解为两个分力,已知一个分力的方向与F 成30°角,另一个分力的大小为6 N ,则在分解中

A.有无数组解

B.有两解

C.有惟一解

D.无解

7.下列几组共点力分别作用在一个物体上,有可能使物体达到平衡状态的是

A.7 N ,5 N ,3 N

B.3 N ,4 N ,8 N

C.4 N ,10 N ,5 N

D.4 N ,12 N ,8 N

8.如图1—6—2所示,原长为l ,劲度系数为k 的轻弹簧,固定于同一高度的M 、N 两点,在中点P 处悬挂一重为G 的物体而处于平衡,此时MP 与PN 之间的夹角为120°,如图所示,此时弹簧的总长度为

图1—6—2 A.l +G /k

B.l +2G /k

C.l +G /2k

D.l +2G /k sin60 °

二、填空题(每小题6分,共24分)

9.如图1—6—3所示装置,两根细绳拉住一球,保持两细绳间的夹角不变,若把整个装置顺时针缓慢转过90°,则在转动过程中,CA 绳的拉力T 1大小的变化情况是_______,CB 绳的拉力T 2的大小变化情况是_______.

10.如图1—6—4所示,在墙角处的水平地面上,静止放一质量为4m 、倾角为37°的三角形木块,在木块斜面与竖直墙壁间静止放有一质量为m 的小球,则木块对地面压力的大小为_______,地面对木块的静摩擦力大小为_______. 11.如图1—6—5所示,在“共点力合成”实验中,橡皮条一端固定于P 点,另一端连

接两个弹簧秤,分别用F 1与F 2拉两个弹簧秤,将这端的结点拉至O 点.现让F 2大小不变,

方向沿顺时针方向转动某一角度,要使这端的结点仍位于O 点,则F 1的大小及图中β角

相应作如下哪些变化才有可能?

答:________________.

A.增大F 1的同时增大β角

B.增大F 1而保持β角不变

C.增大F 1的同时减小β角

D.减小F 1的同时增大β角

12.如图1—6—6所示,硬杆BC 一端固定在墙上的B 点,另一端装有滑轮C ,重物D

用绳拴住通过滑轮固定于墙上的A 点.若杆、滑轮及绳的质量和摩擦均不计,AC 绳与竖直

墙的夹角为60°,重物D 的质量为m ,则杆BC 对绳的作用力大小为_______.

三、计算题(共36分)

13.(12分)如图1—6—7所示,物重30 N ,用O C 绳悬挂在O 点,O C 绳能承受最大拉力为203N ,再用一绳系O C 绳的A 点,BA 绳能承受的最大拉力为30 N ,现用水平力拉BA ,可以把O A 绳拉到与竖直方向成多大角度?

14.(12分)如图1—6—8所示,一轻质三角形框架的B 处悬挂一个定滑轮(质量忽略不计).一体重为500 N 的人通过跨定滑轮的轻绳匀速提起一重为300 N 的物体.此时斜杆BC ,横杆AB 所受的力多大

?

15.(12分)把一个力分解为两个力F 1和F 2,已知合力为F =40 N ,F 1与合力的夹角为30 °,如图1—6—9所示,若F 2取某一数值,可使F 1有两个大小不同的数值,则F 2大小的取值范围是什么?

图1—6—5

基础训练7 共点力作用下物体的平衡

(时间60分钟,赋分100分)

训练指要

本套试题训练和考查的重点是:理解共点力作用下物体的平衡状态,掌握共点力作用下物体的平衡条件.其中第12题、第15题为创新题,此类试题的特点是立意新颖,与现实生活结合紧密.解答时应正确进行受力分析和正交分解,灵活运用平衡条件求解.

一、选择题(每小题5分,共40分)

1.如图1—7—1所示,用大小相等、方向相反,并在同一水平面上的力N 挤压相同的木板,木板中间夹着两块相同的砖,砖和木板均保持静止,则

图1—7—1

A.两砖间摩擦力为零

B.N 越大,板与砖之间的摩擦力就越大

C.板、砖之间的摩擦力大于砖的重力

D.两砖之间没有相互挤压的力

2.如图1—7—2在水平力F 的作用下,重为G 的物体沿竖直墙壁匀速下滑,物体与墙之间的动摩擦因数为μ,物体所受摩擦力大小为

A.μf

B.μ(F +G)

C.μ(F -G)

D.G

3.如图1—7—3所示,一个重为G 的木箱放在水平地面上,木箱与水平面间的动摩擦因数为μ,用一个与水平方向成θ角的推力F 推动木箱沿地面做匀速直线运动,则推力的水平分力等于

图1—7—3

A.F cos θ

B.μG/(cos θ-μsin θ)

C.μG/(1-μtan θ)

D.F sin θ

4.如图1—7—4在粗糙水平面上放一三角形木块a ,物块b 在a 的斜面上匀速下滑,则

A.a 保持静止,而且没有相对于水平面运动的趋势

B.a 保持静止,但有相对于水平面向右运动的趋势

C.a 保持静止,但有相对于水平面向左运动的趋势

D.因未给出所需数据,无法对a 是否运动或有无运动趋势做出判断

5.如图1—7—5所示,物块P 与Q 间的滑动摩擦力为5 N ,Q 与地面间的滑动摩擦力为10 N ,R 为定滑轮,其质量及摩擦均可忽略不计,现用一水平拉力F 作用于P 上并使P 、Q 发生运动,则F 至少为

A.5 N

B.10 N

C.15 N

D.20 N

6.如图1—7—6所示,甲、乙、丙、丁四种情况,光滑斜面的倾角都是α,球的质量都是m ,球都是用轻绳系住处于平衡状态,则

图1—7— 2 图1—7—4

A.球对斜面压力最大的是甲图所示情况

B.球对斜面压力最大的是乙图所示情况

C.球对斜面压力最小的是丙图所示情况

D.球对斜面压力最大的是丁图所示情况

7.如图1—7—7所示,固定在水平面上的光滑半球,球心O的正上方固定一个小定滑轮,细绳一端拴一小球,小球置于半球面上的A点,另一端绕过定滑轮,如图所示.今缓慢拉绳使小球从A点滑向半球顶点(未到顶点),则此过程中,小球对半球的压力大小N及细绳的拉力T大小的变化情况是

A.N变大,T变大

B.N变小,T变大

C.N不变,T变小

D.N变大,T变小

8.如图1—7—8所示,绳OA、OB悬挂重物于O点,开始时OA水平.现缓慢提起A端而O点的位置保持不变,则

A.绳OA的张力逐渐减小

B.绳OA的张力逐渐增大

C.绳OA的张力先变大,后变小

D.绳OA的张力先变小,后变大

二、填空题(每小题6分,共24分)

9.将力F分解为F1和F2两个分力,若已知F的大小及F和F2之间的夹角θ,且θ为锐角,则当F1和F2大小相等时,F1的大小为_______;而当F1有最小值时,F2的大小为_______.10.如图1—7—9所示表面光滑、质量不计的尖劈插在缝A、B之间,在尖劈背上加一压力P,如图所示,则尖劈对A侧的压力为_______,对B侧的压力为_______.

11.质量为m的均匀绳两端悬于同一水平天花板上的A、B两点.静止时绳两端的切线方向与天花板成α角.绳的A 端所受拉力F1为_______,绳中点C处的张力为F2为_______.

12.如图1—7—10所示,长为5 m的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4 m的两杆的顶端A、B.绳上挂一个光滑的轻质挂钩,其下连着一个重为12 N的物体.平衡时,绳的张力T=_______.

三、计算题(共36分)

13.(12分)如图1—7—11所示,将一条轻而柔软的细绳一端固定在天花板上的A点,另一端固定在竖直墙上的B 点,A和B到O点的距离相等,绳长为OA的两倍.滑轮的大小与质量均可忽略,滑轮下悬挂一质量为m的重物.设摩擦力可忽略,求平衡时绳所受的拉力为多大?

G

14.(12分)如图1—7—12所示,在倾角θ=30°的粗糙斜面上放一物体,重力为G.现用与斜面底边平行的力F=

2推物体,物体恰能在斜面上做匀速直线运动,求物体与斜面间的动摩擦因数.

15.(12分)测定患者的血沉,在医学上有助于医生对病情作出判断.设血液是由红血球和血浆组成的悬浮液,将此悬浮液放进竖直放置的血沉管内,红血球就会在血浆中匀速下沉,其下沉速率称为血沉.某人的血沉v的值大约是10 mm/h.如果把红血球近似看做是半径为R的小球,且认为它在血浆中下沉时所受的粘滞阻力为F f=6πηRv.在室温下η=1.8×103 Pa·s.已知血浆的密度ρ0=1.0×103 kg/m3,红血球的密度ρ=1.3×103 kg/m3.试由以上数据估算出红血球半径的大小(结果取一位有效数字即可).

基础训练9 牛顿运动定律

(时间60分钟,赋分100分)

训练指要

牛顿运动三定律是力学的核心内容之一,也是历年高考物理命题的热点内容之一.本套试题的重点是训练和考查对牛顿三定律的理解和运用牛顿第二定律解答动力学问题的能力.其中第3题、第11题、第15题为创新题,其目的是把一些生活中常见的实际问题与有关物理知识联系起来命题,以提高学生学习物理的兴趣和解决实际问题的能力.

一、选择题(每小题5分,共40分)

1.下面关于惯性的说法中,正确的是

A.运动速度大的物体比速度小的物体难以停下来,所以运动速度大的物体具有较大的惯性

B.物体受的力越大,要它停下来就越困难,所以物体受的推力越大,则惯性越大

C.物体的体积越大,惯性越大

D.物体含的物质越多,惯性越大

2.关于作用力与反作用力,下列说法中正确的有

A.物体相互作用时,先有作用力,后有反作用力

B.作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,因而这二力平衡

C.作用力与反作用力可以是不同性质的力,例如,作用力是弹力,其反作用力可能是摩擦力

D.作用力和反作用力总是同时分别作用在相互作用的两个物体上

3.在一种叫做“蹦极跳”的运动中,质量为m的游戏者身系一根长为L、弹性优良的轻质柔软的橡皮绳,从高处由静止开始下落1.5L时达到最低点,若不计空气阻力,则在弹性绳从原长达最低点的过程中,以下说法正确的是

A.速度先减小后增大

B.加速度先减小后增大

C.动能增加了mgL

D.重力势能减少了mgL

4.一物体向上抛出后,所受空气阻力大小不变,从它被抛出到落回原地的过程中

A.上升时间大于下降时间

B.上升加速度大于下降加速度

C.上升阶段平均速度大于下降阶段平均速度

D.上升阶段平均速度小于下降阶段平均速度

5.下面哪一组单位属于国际单位制的基本单位

A.m、N、kg

B.kg、m/s2、s

C.m、kg、s

D.m/s2、kg、N

6.质量为M的木块位于粗糙的水平面上,若用大小为F的水平恒力拉木块,其加速度为a.当拉力方向不变,大小变为2F时,木块的加速度为a′,则

A.a′=a

B.a′<2a

C.a′>2a

D.a′=2a

7.(2002年春上海大综试题)根据牛顿运动定律,以下选项中正确的是

A.人只有在静止的车厢内,竖直向上高高跳起后,才会落在车厢的原来位置

B.人在沿直线匀速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方

C.人在沿直线加速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方

D.人在沿直线减速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方

8.(2002年全国高考试题)质点所受的力F随时间变化的规律如图1—9—1所示,力的方向始终在一直线上.已知t=0时质点的速度为零.在图1—9—1所示的t1、t2、t3和t4各时刻中,哪一时刻质点的动能最大

A.t1

B.t2

C.t3

D.t4

二、填空题(每小题6分,共24分)

9.某火箭发射场正在进行某型号火箭的发射试验.该火箭起飞时质量为2.02×103kg,起飞推力2.75×106N,火箭发射塔高100 m,则该火箭起飞时的加速度大小为_______ m/s2;在火箭推动力不变的情况下,若不考虑空气阻力及火箭质量的变化,火箭起飞后,经_______s飞离火箭发射塔.(g=9.8 m/s2)

10.用一个力作用在A物体上产生的加速度为a1,作用于B物体上产生的加速度为a2,若将该力同时作用在A、B两物体上时,A、B的加速度为_______.

11.(2002年上海大综合试题)如图1—9—2所示,足球守门员在发门球时,将一个静止的质量为0.4 kg的足球,以10 m/s的速度踢出,这时足球获得的动能是_______J.足球沿草地做直线运动,受到的阻力是足球重力的0.2倍,当足球运动至距发球点20 m的后卫队员处时,速度为_______m/s.(g取10 m/s2)

12.如图1—9—3所示,一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处. 细线的另一端拴一质量为m的小球,当滑块至少以a=_______向左运动时,小球对滑块的压力等于零,当滑块以a=2g的加速度向左运动时,线中拉力T=_______.

三、计算题(共36分)

13.(12分)一个质量m为3.0 kg的物块,静止在水平面上,物块与水平面间的动摩擦因数为0.20.现在给物块施加一个大小为15 N,方向向右的水平推力F1.并持续作用6 s,在 6 s末时撤去F1,在撤去F1的同时给物块施加一个大小为12 N、方向向左的水平推力F2,持续一段时间后又将它撤去,并立即给物块施加一个大小仍为12 N,方向向右持续作用的水平推力F3.已知物块开始运动经历14 s速度达到18 m/s,方向向右.求物块14 s内发生的位移.

14.(12分)如图1—9—4所示,质量M=10 kg的木楔ABC静置于粗糙水平地面上,动摩擦因数μ=0.02,在木楔的倾角为30°的斜面上,有一个质量m=1.0 kg的物块由静止开始沿斜面下滑,当滑行路程s=1.4 m时,其速度v=1.4 m/s.在这个过程中木楔未动.求地面对木楔的摩擦力的大小和方向.(重力加速度g=10 m/s2)

15.(12分)(2002年全国高考试题)蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目.一个质量为60 kg的运动员,从离水平网面3.2 m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回离水平网面 5.0 m高处.已知运动员与网接触的时间为1.2 s.若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小.(g=10 m/s2)

基础训练6 力的合成与分解参考答案

一、1.ACD 2.C 3.B 4.ABD 5.B 6.B 7.AD 8.A

二、9.先增大后减小;逐渐减小至零

10. 5mg ; 4

3mg 11.ABC 12.mg 三、13.当OA 绳与竖直方向的夹角θ逐渐增大时,OA 和BA 绳中的拉力都逐渐增大.其中某一根的拉力达到它本身能承受的最大拉力时,就不能再增大角度了.显然,OA 绳中的拉力先达到这一要求.

所以有cos θ=2

332030==OA T G 所以θ=30°

14.T C =340030cos =?

T N T A =T C sin30°=2003N

15.此类问题的解答,必须先画图后分析,由于已知合力F 的大小和方向,以及一个分力F 1的方向,因此可以试着把另一个分力F 2的大小从小逐渐增大去画力的平行四边形.

如上图所示,以合力的箭头为圆心,以F 2的大小为半径去画圆弧与F 1相交,分别可得到如下几种情况:

(1)当F 2<20 N 时,圆弧与F 1没有交点,即不能画出平行四边形.无解.

(2)当F 2=20 N 时,圆弧与F 1相切,有一个解,且此时F 2具有最小值.F 1=203N 如图(a )所示.

(3)当20 N <F 2<40 N 时,圆弧与F 1有两个交点,有两个解.即F 2的某一数值对应着F 1的两个不同的数值,如图(b )所示.

(4)当40 N ≤F 2时,圆弧与F 1只有一个交点,只有惟一解.

所以,若F 2取某一数值,可使F 1有两个大小不同的数值,则F 2的取值范围为20 N <F 2<40 N.

基础训练7 参考答案

一、1.A 2.AD

3.AC 将F 进行正交分解,得A 选项正确.又因为水平方向合力为零有F f =F cos θ,竖直方向合力为零有N=G +F sin θ,且F f =μN .所以有F cos θ=μ(G +F sin θ),解得F =θ

μθμsin cos -G ,其水平分力为μG /(1-μtan θ),故C 选项正确. 4.A 5.D 6.BC

7.C 提示:对A 进行受力分析,然后利用三角形相似求解.

8.D

二、9.F /2cos θ;F cos θ

10.P /sin α;P cot α

11.mg /2sin α;mg /2tan α

12.10 N

三、13.如右图所示:由平衡条件得

2T sin θ=mg

设左、右两侧绳长分别为l 1、l 2,AO =l ,则由几何关系得

l 1cos θ+l 2cos θ=l

l 1+l 2=2l

由以上几式解得θ=60°

T =3

3mg

14.如右图.由力的平衡条件得

F f =22)30sin (?+

G F

由滑动摩擦力的大小规律得

F f =μ

G cos30°

由F =2

G 及以上两式解得 μ=3

6 15.红血球在重力、浮力和粘滞阻力的作用下,匀速下落.由力的平衡,得:

Rv g R g R πηρπρπ63

434033+= 取g =10 m/s 2,解得

R =333010

)0.13.1(1023600/1010108.19)(29?-??????=---ρρηg v m ≈3×10-6 m

基础训练8 参考答案

一、1.D 2.D 3.B 开始一段,物体变加速下落,a 减小,v 增大;后来一段,物体变减速下落,a 增大,v 减小. 4.BC 5.C 6.C 设阻力为f ,依题意有F -F f =Ma ,2F -F f =Ma ′,由上述两式可得a ′>2a . 7.C

8.B t 2末,物体速度最大,动能最大.

9.1.35×103;0.385 10.a 1a 2/(a 1+a 2)

11.20;4.5或20 12.g;5mg

13.s =150 m 第一阶段,物体做初速为零的匀加速直线运动,第二阶段,物体做匀减速直线运动,第三阶段,物体做初速度不为零的匀加速运动.一、二过程以v 1为联系纽带,二、三过程以v 2为联系纽带,并以加速度a 作为运动学和动力学问题的联系“桥梁”,联立多式求解.

14.f =ma cos θ=0.61 N 方向水平向左

15.1.5×103 N 运动员触网时速度v 1=12gh (向下),离网时速度v 2=22gh (向上),速度变量Δv =v 1+v 2(向上) 加速度a =Δv /Δt ,由F -mg =m a 可得

F =mg +m 22gh +

t gh ?12=1.5×103 N.

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