物理高一上册 第三章 相互作用——力综合测试卷(word含答案)
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一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,斜面体置于粗糙水平地面上,斜面体上方水平固定一根光滑直杆,直杆上套有一个滑块.滑块连接一根细线,细线的另一端连接一个置于斜面上的光滑小球.最初斜面与小球都保持静止,现对滑块施加水平向右的外力使其缓慢向右滑动至A 点,如果整个过程斜面保持静止,小球未滑离斜面,滑块滑动到A 点时细线恰好平行于斜面,则下列说法正确的是( )A .斜面对小球的支持力逐渐减小B .细线对小球的拉力逐渐增大C .滑块受到水平向右的外力逐渐增大D .水平地面对斜面体的支持力保持不变 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AB .对小球受力分析可知,沿斜面方向cos sin T mg αθ=在垂直斜面方向sin cos N F T mg αθ+=(其中α是细线与斜面的夹角,θ为斜面的倾角),现对滑块施加水平向右的外力使其缓慢向右滑动至A 点,α变小,则细线对小球的拉力T 变小,斜面对小球的支持力N F 变大,故A B 错误;C .对滑块受力分析可知,在水平方向则有sin cos()cos()sin (cos tan sin )cos mg F T mg θαθαθθθαθα+=+==-由于α变小,则有滑块受到水平向右的外力逐渐增大,故C 正确; D .对斜面和小球为对象受力分析可知,在竖直方向则有sin()N mg Mg F T θα'+=++由于()αθ+变小,所以水平地面对斜面体的支持力逐渐增大,故D 错误。
故选C 。
2.如图所示,水平直杆OP 右端固定于竖直墙上的O 点,长为2L m =的轻绳一端固定于直杆P 点,另一端固定于墙上O 点正下方的Q 点,OP 长为 1.2d m =,重为8N 的钩码由光滑挂钩挂在轻绳上处于静止状态,则轻绳的弹力大小为( )A .10NB .8NC .6ND .5N【答案】D 【解析】 【分析】根据几何关系得到两边绳子与竖直方向的夹角,再根据竖直方向的平衡条件列方程求解. 【详解】设挂钩所在处为N 点,延长PN 交墙于M 点,如图所示:同一条绳子拉力相等,根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等,设为α,则根据几何关系可知NQ =MN ,即PM 等于绳长;根据几何关系可得:1.2sin 0.62PO PM α===,则α=37°,根据平衡条件可得:2T cos α=mg ,解得:T =5N ,故D 正确,A 、B 、C 错误.故选D. 【点睛】 本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、然后建立平衡方程进行解答.3.如图所示,光滑的圆柱置于斜面上,挡板AB 可绕固定轴B 转动,使挡板AB 从图示位置(90θ<︒)缓慢转到水平位置,在此过程中,挡板AB 受到的压力大小将( )A .逐渐变大B .逐渐变小C .先变大后变小D .先变小后变大【解析】【分析】【详解】在挡板角度变化的过程中,圆柱在重力及两个接触面的弹力作用下处于动态平衡,受力分析如下三个力可以构成一个闭合的矢量三角形如下图由图可知,随着木板的转动,木板对圆柱体的压力1F先变小后变大,根据牛顿第三定律,挡板受到的压力1F 也先变小后变大。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.水平传感器可以测量器械摆放所处的水平角度,属于角度传感器的一种,其作用就是测量载体的水平度,又叫倾角传感器。
如图为一个简易模型,截面为内壁光滑的竖直放置的正三角形,内部有一个小球,其半径略小于内接圆半径,三角形各边有压力传感器,分别感受小球对三边压力的大小,根据压力的大小,信息处理单元能将各边与水平面间的夹角通过显示屏显示出来。
如果图中此时BC 边恰好处于水平状态,将其以C 为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动,直到AC 边水平,则在转动过程中( )A .当BC 边与AC 边所受压力大小相等时,AB 处于水平状态 B .球对AC 边的压力一直增大 C .球对BC 边的压力一直减小D .BC 边所受压力不可能大于球的重力 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】对正三角形内部的小球受力分析,如图所示由几何关系可知,随着角度θ从0°到120°增大过程中,角α与角θ之和保持不变,且α + θ = 120°,所以角β也保持不变,β = 60°,由平衡条件和正弦定理得()sin sin sin 120AC BC N N Gβθθ==︒- 所以球对AC 边的压力23sin sin sin sin sin 60ACAC G G N N θθθβ'====︒ 球对BC 边的压力()()()23sin 120sin 120sin 120sin sin 60BCBC G G N N G θθθβ'==︒-=︒-=︒-︒ A .当BC 边与AC 边所受压力大小相等时,即ACBC N N ''=,则θ = 60°,此时AB 处于水平状态,故A 正确;BC .角度θ从0°到120°增大过程中,sin θ和()sin 120θ︒-都是先增大后减小,所以球对AC 边的压力和球对BC 边的压力都是先增大后减小,BC 错误;D .当0 < θ < 60°时,BCN G '>,即BC 边所受压力有可能大于球的重力,故D 错误。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,竖直面内有一圆环,轻绳OA 的一端O 固定在此圆环的圆心,另一端A 拴一球,轻绳AB 的一端拴球,另一端固定在圆环上的B 点。
最初,两绳均被拉直,夹角为θ(2πθ>)且OA 水平。
现将圆环绕圆心O 顺时针缓慢转过90°的过程中(夹角θ始终不变),以下说法正确的是( )A .OA 上的张力逐渐增大B .OA 上的张力先增大后减小C .AB 上的张力逐渐增大D .AB 上的张力先增大后减小【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】取球为研究对象,缓慢转动过程可视为平衡状态,物体受到重力mg ,OA 绳子的拉力OA F ,AB 绳子的拉力AB F ,这三个力合力为零,可构成如图所示的矢量三角形,由动态图分析可知OA F 先增大后减小,AB F 一直减小到零。
故选择B 。
2.如图所示,物块A 放在直角三角形斜面体B 上面,B 放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁,初始时A 、B 静止。
现用力F 沿斜面向上推A ,但A 、B 仍未动,则施力F 后,下列说法正确的是( )A .A 、B 之间的摩擦力一定变大 B .B 与墙之间可能没有摩擦力C .B 与墙面间的弹力可能不变D .B 与墙面间的弹力变大【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .对A 物体,开始受重力、B 对A 的支持力和静摩擦力平衡,当施加F 后,仍然处于静止,开始A 所受的静摩擦力大小为A sin m g θ,若A 2sin F m g θ=,则A 、B 之间的静摩擦力大小还是等于A sin m g θ,所以A 、B 之间的摩擦力可能不变,故A 错误; B .对整体分析,因为AB 不动,弹簧的形变量不变,则弹簧的弹力不变,开始弹簧的弹力等于A 、B 的总重力,施加F 后,弹簧的弹力不变,总重力不变,根据平衡知,则B 与墙之间一定有摩擦力,摩擦力大小等于力F 在竖直方向的分力,方向竖直向下,故B 错误; CD .以整体为研究对象,开始时B 与墙面的弹力为零,施加力F 后,B 与墙面的弹力变为F cos α,弹力增大,故C 错误,D 正确。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.水平传感器可以测量器械摆放所处的水平角度,属于角度传感器的一种,其作用就是测量载体的水平度,又叫倾角传感器。
如图为一个简易模型,截面为内壁光滑的竖直放置的正三角形,内部有一个小球,其半径略小于内接圆半径,三角形各边有压力传感器,分别感受小球对三边压力的大小,根据压力的大小,信息处理单元能将各边与水平面间的夹角通过显示屏显示出来。
如果图中此时BC 边恰好处于水平状态,将其以C 为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动,直到AC 边水平,则在转动过程中( )A .当BC 边与AC 边所受压力大小相等时,AB 处于水平状态B .球对AC 边的压力一直增大C .球对BC 边的压力一直减小D .BC 边所受压力不可能大于球的重力【答案】A【解析】【分析】 【详解】对正三角形内部的小球受力分析,如图所示由几何关系可知,随着角度θ从0°到120°增大过程中,角α与角θ之和保持不变,且α + θ = 120°,所以角β也保持不变,β = 60°,由平衡条件和正弦定理得()sin sin sin 120AC BC N N G βθθ==︒- 所以球对AC 边的压力23sin sin sin sin sin 60ACAC G G N N θθθβ'====︒ 球对BC 边的压力()()()23sin 120sin 120sin 120sin sin 60BC BC G G N N G θθθβ'==︒-=︒-=︒-︒ A .当BC 边与AC 边所受压力大小相等时,即ACBC N N ''=,则θ = 60°,此时AB 处于水平状态,故A 正确;BC .角度θ从0°到120°增大过程中,sin θ和()sin 120θ︒-都是先增大后减小,所以球对AC 边的压力和球对BC 边的压力都是先增大后减小,BC 错误;D .当0 < θ < 60°时,BCN G '>,即BC 边所受压力有可能大于球的重力,故D 错误。
一、选择题1.如图所示,在水平传送带上有三个质量分别为m 1、m 2、m 3的木块1、2、3,1和2及2和3间分别用原长为L ,劲度系数为k 的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数均为μ,现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上,传送带按图示方向匀速运动,当三个木块达到平衡后,1、3两木块之间的距离是( )A .23()2m m gL kμ++ B .123()2m m m gL kμ+++C .23(2)2m m gL kμ++D .32m gL kμ+2.如图所示,物体通过细线悬挂在天花板上的M 点,在细线上的O 点施加作用力F ,使细线OM 段偏离竖直方向一定角度β,若保持O 点静止不动,使作用力F 从图示方向缓慢转至水平方向,则作用力F 的大小变化情况为( )A .先减小后增大B .先增大后减小C .一直增大D .一直减小3.如图所示,水平桌面上静止放置着一把茶壶,下列说法正确的是( )A .茶壶共受到重力、桌面的支持力和摩擦力三个力作用B .桌面对茶壶的支持力是由于桌面发生形变产生的C .茶壶对桌面的压力与茶壶的重力是一对平衡力D .桌面对茶壶的支持力与茶壶的重力是一对相互作用力4.如图所示,图中的物体A 均处于静止状态,受到弹力作用的说法正确的是( )A.图甲中地面是光滑水平的,A与B间存在弹力B.图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α,β,A对两斜面均有压力的作用C.图丙中A不会受到斜面B对它的支持力的作用D.图丁中A受到斜面B对它的支持力的作用5.如图是同一型号灯笼的四种悬挂方式,其中绳子O A所受拉力最大的是()A.B.C.D.6.如图所示为两个共点力的合力F随两分力的夹角θ变化的图象,则这两个分力的大小可能为()A.1N和4N B.2N和3N C.1N和5N D.2N和4N7.关于摩擦力,以下说法中正确的是()A.运动物体可能受到静摩擦力作用,但静止物体不可能受到滑动摩擦力作用B.静止物体可能受到滑动摩擦力作用,但运动物体不可能受到静摩擦力作用C.正压力越大,摩擦力越大D.摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上,也可能与速度方向不在同一直线上8.下列有关力的说法正确的是()A.力可以脱离物体而单独存在B.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反C.质量均匀分布,形状规则的物体的重心可能在物体外D.木块放在水平桌面上受到一个向上的弹力,这是由于木块发生微小形变而产生的9.作用于O 点的三力平衡,设其中一个力的大小F 1,沿y 轴正方向,力F 2大小未知,与x 轴负方向夹角θ(θ<90°),如图所示。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,物块A 放在直角三角形斜面体B 上面,B 放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁,初始时A 、B 静止。
现用力F 沿斜面向上推A ,但A 、B 仍未动,则施力F 后,下列说法正确的是( )A .A 、B 之间的摩擦力一定变大 B .B 与墙之间可能没有摩擦力C .B 与墙面间的弹力可能不变D .B 与墙面间的弹力变大【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .对A 物体,开始受重力、B 对A 的支持力和静摩擦力平衡,当施加F 后,仍然处于静止,开始A 所受的静摩擦力大小为A sin m g θ,若A 2sin F m g θ=,则A 、B 之间的静摩擦力大小还是等于A sin m g θ,所以A 、B 之间的摩擦力可能不变,故A 错误; B .对整体分析,因为AB 不动,弹簧的形变量不变,则弹簧的弹力不变,开始弹簧的弹力等于A 、B 的总重力,施加F 后,弹簧的弹力不变,总重力不变,根据平衡知,则B 与墙之间一定有摩擦力,摩擦力大小等于力F 在竖直方向的分力,方向竖直向下,故B 错误; CD .以整体为研究对象,开始时B 与墙面的弹力为零,施加力F 后,B 与墙面的弹力变为F cos α,弹力增大,故C 错误,D 正确。
故选D 。
2.如图所示,水平直杆OP 右端固定于竖直墙上的O 点,长为2L m =的轻绳一端固定于直杆P 点,另一端固定于墙上O 点正下方的Q 点,OP 长为 1.2d m =,重为8N 的钩码由光滑挂钩挂在轻绳上处于静止状态,则轻绳的弹力大小为( )A .10NB .8NC .6ND .5N【答案】D【解析】 【分析】根据几何关系得到两边绳子与竖直方向的夹角,再根据竖直方向的平衡条件列方程求解. 【详解】设挂钩所在处为N 点,延长PN 交墙于M 点,如图所示:同一条绳子拉力相等,根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等,设为α,则根据几何关系可知NQ =MN ,即PM 等于绳长;根据几何关系可得:1.2sin 0.62PO PM α===,则α=37°,根据平衡条件可得:2T cos α=mg ,解得:T =5N ,故D 正确,A 、B 、C 错误.故选D. 【点睛】 本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、然后建立平衡方程进行解答.3.内壁光滑的球体半径为R ,一长度小于直径的轻杆两端固定质量分别为m A 、m B 的小球A 、B 。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,物块A 放在直角三角形斜面体B 上面,B 放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁,初始时A 、B 静止。
现用力F 沿斜面向上推A ,但A 、B 仍未动,则施力F 后,下列说法正确的是( )A .A 、B 之间的摩擦力一定变大 B .B 与墙之间可能没有摩擦力C .B 与墙面间的弹力可能不变D .B 与墙面间的弹力变大【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .对A 物体,开始受重力、B 对A 的支持力和静摩擦力平衡,当施加F 后,仍然处于静止,开始A 所受的静摩擦力大小为A sin m g θ,若A 2sin F m g θ=,则A 、B 之间的静摩擦力大小还是等于A sin m g θ,所以A 、B 之间的摩擦力可能不变,故A 错误; B .对整体分析,因为AB 不动,弹簧的形变量不变,则弹簧的弹力不变,开始弹簧的弹力等于A 、B 的总重力,施加F 后,弹簧的弹力不变,总重力不变,根据平衡知,则B 与墙之间一定有摩擦力,摩擦力大小等于力F 在竖直方向的分力,方向竖直向下,故B 错误; CD .以整体为研究对象,开始时B 与墙面的弹力为零,施加力F 后,B 与墙面的弹力变为F cos α,弹力增大,故C 错误,D 正确。
故选D 。
2.内壁光滑的球体半径为R ,一长度小于直径的轻杆两端固定质量分别为m A 、m B 的小球A 、B 。
将轻秆置于球体内部后。
最终静止在图示位置不动,球心O 与轩在同一竖直平面内,过球心O 竖直向下的半径与杆的交点为M ,2ROM =。
下列判断正确的是( )A .AB m m <B .球体内壁对A 球的支持力A A 2N m g =C .轻杆对B 球的支持力有可能小于B 球的重力D .若增大m A ,θ角会增大【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .假设两球质量相等,则杆应处于水平位置,现A 位于B 的下方,可知m A >m B .故A 错误;B .以A 球为研究对象,A 球受到重力m A g 、球体内壁对A 球的支持力N A 、杆的压力F 。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,斜面体置于粗糙水平地面上,斜面体上方水平固定一根光滑直杆,直杆上套有一个滑块.滑块连接一根细线,细线的另一端连接一个置于斜面上的光滑小球.最初斜面与小球都保持静止,现对滑块施加水平向右的外力使其缓慢向右滑动至A 点,如果整个过程斜面保持静止,小球未滑离斜面,滑块滑动到A 点时细线恰好平行于斜面,则下列说法正确的是( )A .斜面对小球的支持力逐渐减小B .细线对小球的拉力逐渐增大C .滑块受到水平向右的外力逐渐增大D .水平地面对斜面体的支持力保持不变【答案】C【解析】【分析】【详解】AB .对小球受力分析可知,沿斜面方向cos sin T mg αθ=在垂直斜面方向sin cos N F T mg αθ+=(其中α是细线与斜面的夹角,θ为斜面的倾角),现对滑块施加水平向右的外力使其缓慢向右滑动至A 点,α变小,则细线对小球的拉力T 变小,斜面对小球的支持力N F 变大,故A B 错误;C .对滑块受力分析可知,在水平方向则有sin cos()cos()sin (cos tan sin )cos mg F T mg θαθαθθθαθα+=+==- 由于α变小,则有滑块受到水平向右的外力逐渐增大,故C 正确;D .对斜面和小球为对象受力分析可知,在竖直方向则有sin()N mg Mg F T θα'+=++由于()αθ+变小,所以水平地面对斜面体的支持力逐渐增大,故D 错误。
故选C 。
2.如图所示,在水平放置的木棒上的M 、N 两点,系着一根不可伸长的柔软轻绳,绳上套有一光滑小金属环。
现将木棒绕其左端逆时针缓慢转动一个小角度,则关于轻绳对M 、N两点的拉力F1、F2的变化情况,下列判断正确的是A.F1和F2都变大B.F1变大,F2变小C.F1和F2都变小D.F1变小,F2变大【答案】C【解析】【详解】由于是一根不可伸长的柔软轻绳,所以绳子的拉力相等。
一、选择题1.如图所示,绳子一端系在天花板上,另一端系一半径为R的小球,小球静置于倾角为37°的光滑斜面上,绳子与竖直方向的夹角为45°。
沿水平向右缓慢推动斜面(小球不从斜面顶端落下),绳子与斜面接触前关于绳子张力T和斜面对小球的支持力F(忽略小球的转动),下列说法正确的是()A.T逐渐增大B.F逐渐增大C.T先增大后减小D.F先增大后减小2.下列关于力的说法,正确的是()A.重力的方向总是垂直向下B.重力的方向总是竖直向下C.两个物体之间有弹力,则它们之间一定有摩擦力D.两个物体之间发生了相对运动或有相对运动趋势,则它们之间一定有摩擦力3.关于以下四幅图像,以下说法正确的是()A.甲图表示物体做匀加速直线运动B.重锤自由下落时,乙图可表示其运动规律C.探究弹簧弹力实验中,丙图表示弹簧弹力与弹簧长度成正比D.研究摩擦力时,丁图表示静摩擦力与正压力成正比4.如图所示,图中的物体A均处于静止状态,受到弹力作用的说法正确的是()A.图甲中地面是光滑水平的,A与B间存在弹力B.图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α,β,A对两斜面均有压力的作用C.图丙中A不会受到斜面B对它的支持力的作用D.图丁中A受到斜面B对它的支持力的作用5.a、b、c为三个质量相同的木块、叠放于水平桌面上。
水平恒力F作用于木块b,三木块以共同速度v沿水平桌面匀速移动,如图所示,则在运动过程中()A.b作用于a的静摩擦力为零B.b作用于a的静摩擦力为3FC.b作用于c的静摩擦力为2 3 FD.c作用于地面的滑动摩擦力为3F6.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。
用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示。
用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中()A.F逐渐变小,T逐渐变大B.F逐渐变大,T逐渐变小C.F逐渐变大,T逐渐变大D.F逐渐变小,T逐渐变小7.下列关于重力和重心的说法,错误的是()A.物体受到的重力方向一定是竖直向下B.由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力C.形状规则的物体,其重心一定在几何中心D.物体的重心可能不在物体上8.如图所示,有一质量不计的杆AO,长为R,可绕A自由转动。
一、选择题1.如图所示,在水平传送带上有三个质量分别为m 1、m 2、m 3的木块1、2、3,1和2及2和3间分别用原长为L ,劲度系数为k 的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数均为μ,现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上,传送带按图示方向匀速运动,当三个木块达到平衡后,1、3两木块之间的距离是( )A .23()2m m gL kμ++ B .123()2m m m gL kμ+++C .23(2)2m m gL kμ++D .32m gL kμ+2.如图所示,甲、乙两位同学做“拔河”游戏,两人分别用伸平的手掌托起一长凳的一端,在乙端的凳面上放四块砖,保持凳子水平,然后各自向两侧拖拉。
若凳子下表面各处的粗糙程度相同,甲、乙同学手掌粗糙程度也相同,则下列判断正确的是( )A .凳子向甲方移动B .凳子向乙方移动C .凳子向两位同学中体力大的一侧移动D .凳子向两位同学中体重大的一侧移动3.下列哪种情况可能存在( ) A .物体的速度变化率很大,但加速度很小 B .一对作用力与反作用力的合力为零C .物体运动的加速度逐渐减小,其速度逐渐增大D .物体做自由落体运动时惯性消失4.如图所示是剪式千斤顶,当摇动把手时,螺纹轴就能迫使千顶的两臂靠拢,从而将汽车顶起。
当车轮刚被顶起时,汽车对千斤顶的压力为51.010N ⨯,此时千斤顶两臂间的夹角为120︒,则下列判断正确的是( )A .此时两臂受到的压力大小均为45.010N ⨯B.此时千斤顶对汽车的支持力大小为52.010NC.若继续摇动把手,将汽车顶起,两臂受到的压力将增大D.若继续摇动把手,将汽车顶起,两臂受到的压力将减小5.如图所示,放在地面上的木箱重为G1,重为G2的人站在木箱里,用力F向上推木箱,则有()A.人对木箱底的压力大小为G2B.人对木箱底的压力大小为(G2-F)C.木箱对地面的压力大小为(G1+G2-F)D.木箱对地面的压力大小为(G1+G2)6.通过学习牛顿运动定律知识,我们可以知道()A.力是物体运动状态改变的原因B.物体的运动需要力来维持C.惯性的大小与质量有关,与速度大小也有关D.物体之间的作用力与反作用力,总是同时产生但不一定同时消失的7.关于摩擦力,以下说法中正确的是()A.运动物体可能受到静摩擦力作用,但静止物体不可能受到滑动摩擦力作用B.静止物体可能受到滑动摩擦力作用,但运动物体不可能受到静摩擦力作用C.正压力越大,摩擦力越大D.摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上,也可能与速度方向不在同一直线上8.如图所示,物a和物b表面均光滑,都处于静止状态(图A、图B中两个接触面相互垂直),则下图中物a受到弹力最多的是()A.B.C.D.9.甲、乙两人用绳子拉船,使船沿OO′方向航行,甲用1000N的力拉绳子,方向如图所示,则乙的拉力最小值为()A.3B.500N C.1000N D.400N10.关于摩擦力,下列说法正确的是()A.滑动摩擦力的方向总是跟物体的运动方向相反B.滑动摩擦力总是对物体的运动起阻碍作用C.物体越重,越难使它滑动,所以摩擦力跟物体重力成正比D.滑动摩擦力可以跟物体的重力无关11.如图所示,吊车用两根等长的绳子OA和OB将质量分布均匀的铁板匀速吊离地面,下列说法中正确的是()A.两根绳子对铁板的拉力和铁板的重力不是共点力B.绳越长,两根绳对铁板拉力的合力越小C.两根绳子对铁板拉力的合力竖直向上D.绳越长,每根绳对铁板拉力越大12.杂技演员有高超的技术,能轻松地单手撑在凳子上,如图所示,前臂是竖直的,下列说法正确的是()A.人对凳子的压力就是人的重力B.人体重心一定在前臂所在直线方向上C.人受到凳子面的支持力是手掌形变产生的D.人对凳子的压力和地面对凳子的支持力是一对平衡力二、填空题13.一个物块m与竖直墙壁接触,受到水平推力F的作用,F随时间变化的规律为F=4t (N)。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,固定倾斜直杆上套有一个质量为m 的小球和两根原长均为L 的轻弹簧,两根轻弹簧的一端与小球相连,另一端分别固定在杆上相距为2L 的A 、B 两点。
已知直杆与水平面的夹角为θ,两弹簧的劲度系数均为k =3sin mg L θ,小球在距B 点45L 的P 点处于静止状态,重力加速度为g 。
则小球在P 点处受到摩擦力为( )A .sin 5mg f θ=,方向沿杆向下 B .sin 5mg f θ=,方向沿杆向上 C .sin 2mg f θ=,方向沿杆向下 D .sin 2mg f θ=,方向沿杆向上 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】小球在P 点时两根弹簧的弹力大小相等,设为F ,根据胡克定律有45F k L L ⎛⎫=- ⎪⎝⎭设小球静止时受到的摩擦力大小为f ,方向沿杆向下,根据平衡条件有sin 2mg f F θ+=解得sin 5mg f θ=方向沿杆向下,选项A 正确,BCD 错误。
故选A 。
2.如图,倾角θ=30楔形物块A 静置在水平地面上,其斜面粗糙,斜面上有小物块B 。
A 、B 间动摩擦因数μ=0.75;用平行于斜面的力F 拉B ,使之沿斜面匀速上滑。
现改变力F 的方向(图示)至与斜面成一定的角度,仍使物体B 沿斜面匀速上滑。
在B 运动的过程中,楔形物块A 始终保持静止。
关于相互间作用力的描述正确的有( )A .拉力F 大小一定减小且当F 与斜面夹角为37︒斜向上时有最小值B .A 对B 的摩擦力可能增大也可能不变C .物体B 对斜面的作用力可能不变D .地面受到的摩擦力大小可能不变 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】AB .拉力F 平行斜面向上时,先对物体B 受力分析如图根据平衡条件,平行斜面方向334sin30cos30sin308F f mg mg mg mg μ=+︒=︒+︒=拉力改变方向后,设其与斜面夹角为α,根据平衡条件 平行斜面方向cos sin30F f mg α'='+︒垂直斜面方向sin cos30N F mg α'+'=︒其中f N μ'='解得()sin30cos30(334)cos sin 10sin(53)mg mgF μαμαα︒+︒'=︒+=+ cos sin f mg F μθα'=-'()当F 与斜面夹角为37︒斜向上时有最小值,拉力F 大小一定减小,A 对B 的滑动摩擦力减小,故A 正确,B 错误;CD .对物体A 受力分析,受重力、支持力、B 对A 的压力、B 对A 的滑动摩擦力、地面对A 的静摩擦力,如图所示根据平衡条件,水平方向有=︒+︒sin30cos30f N f静结合前面A、B选项分析可知,当拉力改变方向后,N和f都减小,故N和f的合力一定减小(物体B对斜面的作用力就是N和f的合力),静摩擦力也一定减小,故C、D错误;故选A。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图,一固定的粗糙水平横杆上套有a 、b 两个轻环,系在两环上的两根等长细绳拴住一重物处于静止状态,现将两环距离适当变小后重物仍处于静止状态,则( )A .两绳对重物的合力变大B .细绳对重物的拉力变小C .杆对a 环的支持力变大D .b 环对杆的摩擦力变大【答案】B【解析】【分析】【详解】 A .根据平衡条件可知,两绳对重物的合力大小始终等于物体的重力大小,所以合力不变,A 错误;B .对重物受力分析,如图所示根据平衡条件,分析可得2cos 2A B mgF F α==当两环间距离变小后,α变小,则拉力F A 、F B 均变小,B 正确;C .以两个轻环和钩码组成的系统为研究对象,设系统总质量为M ,横梁对铁环的支持力F N ,分析如下图所示根据平衡条件可得N 2F Mg =即N 12F Mg =,可见水平横梁对环的支持力F N 不变,C 错误; D .以b 侧环为研究对象,受力分析如下图根据平衡条件可得tan N f F F θ= θ增大时,f F 变小,根据牛顿第三定律可知,b 环对杆的摩擦力也变大,D 错误。
故选B 。
2.如图所示,斜面体置于粗糙水平地面上,斜面体上方水平固定一根光滑直杆,直杆上套有一个滑块.滑块连接一根细线,细线的另一端连接一个置于斜面上的光滑小球.最初斜面与小球都保持静止,现对滑块施加水平向右的外力使其缓慢向右滑动至A 点,如果整个过程斜面保持静止,小球未滑离斜面,滑块滑动到A 点时细线恰好平行于斜面,则下列说法正确的是( )A .斜面对小球的支持力逐渐减小B .细线对小球的拉力逐渐增大C .滑块受到水平向右的外力逐渐增大D .水平地面对斜面体的支持力保持不变【答案】C【解析】【分析】【详解】AB .对小球受力分析可知,沿斜面方向cos sin T mg αθ=在垂直斜面方向sin cos N F T mg αθ+=(其中α是细线与斜面的夹角,θ为斜面的倾角),现对滑块施加水平向右的外力使其缓慢向右滑动至A 点,α变小,则细线对小球的拉力T 变小,斜面对小球的支持力N F 变大,故A B 错误;C .对滑块受力分析可知,在水平方向则有sin cos()cos()sin (cos tan sin )cos mg F T mg θαθαθθθαθα+=+==- 由于α变小,则有滑块受到水平向右的外力逐渐增大,故C 正确;D .对斜面和小球为对象受力分析可知,在竖直方向则有sin()N mg Mg F T θα'+=++由于()αθ+变小,所以水平地面对斜面体的支持力逐渐增大,故D 错误。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,竖直面内有一圆环,轻绳OA 的一端O 固定在此圆环的圆心,另一端A 拴一球,轻绳AB 的一端拴球,另一端固定在圆环上的B 点。
最初,两绳均被拉直,夹角为θ(2πθ>)且OA 水平。
现将圆环绕圆心O 顺时针缓慢转过90°的过程中(夹角θ始终不变),以下说法正确的是( )A .OA 上的张力逐渐增大B .OA 上的张力先增大后减小C .AB 上的张力逐渐增大D .AB 上的张力先增大后减小【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】取球为研究对象,缓慢转动过程可视为平衡状态,物体受到重力mg ,OA 绳子的拉力OA F ,AB 绳子的拉力AB F ,这三个力合力为零,可构成如图所示的矢量三角形,由动态图分析可知OA F 先增大后减小,AB F 一直减小到零。
故选择B 。
2.如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O 为球心,一质量为m 的小滑块,在水平力F 的作用下从半球形容器最低点缓慢移近最高点.设小滑块所受支持力为N ,则下列判断正确的是( )A .F 缓慢增大B .F 缓慢减小C .N 不变D .N 缓慢减小【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】对物体进行受力分析:物体受重力mg 、支持力F N 、水平力F .已知小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点,我们可以看成小滑块每一个状态都是平衡状态.根据平衡条件,应用力的合成得出:G F tan θ=N GF sin θ=,由于小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点,所以θ减小,tanθ减小,sinθ减小.根据以上表达式可以发现F 增大,F N 增大.故选A.【点睛】物体的动态平衡依然为高考命题热点,解决物体的平衡问题,一是要认清物体平衡状态的特征和受力环境是分析平衡问题的关键;二是要学会利用力学平衡的结论(比如:合成法、正交分解法、效果分解法、三角形法、假设法等)来解答;三是要养成迅速处理矢量计算和辨析图形几何关系的能力.3.如图所示,水平直杆OP 右端固定于竖直墙上的O 点,长为2L m =的轻绳一端固定于直杆P 点,另一端固定于墙上O 点正下方的Q 点,OP 长为 1.2d m =,重为8N 的钩码由光滑挂钩挂在轻绳上处于静止状态,则轻绳的弹力大小为( )A .10NB .8NC .6ND .5N【答案】D 【解析】【分析】根据几何关系得到两边绳子与竖直方向的夹角,再根据竖直方向的平衡条件列方程求解. 【详解】设挂钩所在处为N 点,延长PN 交墙于M 点,如图所示:同一条绳子拉力相等,根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等,设为α,则根据几何关系可知NQ =MN ,即PM 等于绳长;根据几何关系可得:1.2sin 0.62PO PM α===,则α=37°,根据平衡条件可得:2T cos α=mg ,解得:T =5N ,故D 正确,A 、B 、C 错误.故选D. 【点睛】 本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、然后建立平衡方程进行解答.4.如图所示,小球A 置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上,小球B 用水平轻弹簧拉着系于竖直板上,两小球A 、B 通过光滑滑轮O 用轻质细线相连,两球均处于静止状态,已知B 球质量为m ,O 点在半圆柱体圆心O 1的正上方,OA 与竖直方向成30°角,OA 长度与半圆柱体半径相等,OB 与竖直方向成45°角,则下列叙述正确的是A .小球A 、B 受到的拉力T OA 与T OB 相等,且T OA =T OB 3mg B 2mgC .A 6mD .光滑半圆柱体对A 球支持力的大小为mg 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A 、B 、隔离对B 分析,根据共点力平衡得: 水平方向有:T OB sin45°=F 竖直方向有:T OB cos45°=mg , 则2OB T mg =,弹簧弹力 F =mg ,根据定滑轮的特性知:T OA 与T OB 相等;故A ,B 错误. C 、D 、对A 分析,如图所示:由几何关系可知拉力T OA 和支持力N 与水平方向的夹角相等,夹角为60°,则N 和T 相等,有:2T OA sin60°=m A g ,解得:6A m m =,由对称性可得:2OA N T mg ==,故C 正确,D 错误. 故选C. 【点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡进行求解.本题采用隔离法研究比较简便.5.在一半径为R 、质量为m 的乒乓球内注入质量为M 的水,但未将乒乓球注满,用水平“U ”形槽将其支撑住,保持静止状态,其截面如图所示。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图,一固定的粗糙水平横杆上套有a 、b 两个轻环,系在两环上的两根等长细绳拴住一重物处于静止状态,现将两环距离适当变小后重物仍处于静止状态,则( )A .两绳对重物的合力变大B .细绳对重物的拉力变小C .杆对a 环的支持力变大D .b 环对杆的摩擦力变大【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .根据平衡条件可知,两绳对重物的合力大小始终等于物体的重力大小,所以合力不变,A 错误;B .对重物受力分析,如图所示根据平衡条件,分析可得2cos2A B mg F F α==当两环间距离变小后,α变小,则拉力F A 、F B 均变小,B 正确;C .以两个轻环和钩码组成的系统为研究对象,设系统总质量为M ,横梁对铁环的支持力F N ,分析如下图所示根据平衡条件可得N 2F Mg =即N 12F Mg =,可见水平横梁对环的支持力F N 不变,C 错误; D .以b 侧环为研究对象,受力分析如下图根据平衡条件可得tan Nf F F θ=θ增大时,f F 变小,根据牛顿第三定律可知,b 环对杆的摩擦力也变大,D 错误。
故选B 。
2.半径为R 的球形物体固定在水平地面上,球心正上方有一光滑的小滑轮,滑轮到球面B 的距离为h ,轻绳的一端系一小球,靠放在半球上的A 点,另一端绕过定滑轮后用力拉住,使小球静止,如图所示,现缓慢地拉绳,在使小球由A 到B 的过程中,半球对小球的支持力N 和绳对小球的拉力T 的大小变化的情况是( )A .N 不变,T 变小B .N 不变,T 先变大后变小C .N 变小,T 先变小后变大D .N 变大,T 变小【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】对小球受力分析如图所示,根据矢量三角形和力的图示的特点可知mg N Th R R L==+ 小球由A 到B 的过程,只有定滑轮左侧的绳子L 变短,h 和R 均不变,所以N 不变,T 变小,故A 正确,BCD 错误.故选A。
一、第三章相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,在固定光滑半球体球心正上方某点悬挂一定滑轮,小球用绕过滑轮的绳子被站在地面上的人拉住。
人拉动绳子,球在与球面相切的某点缓慢运动到接近顶点的过程中,试分析半球对小球的支持力N和绳子拉力T大小如何变化()A.N增大,T增大B.N增大,T减小C.N不变,T减小D.N不变,T增大【答案】C【解析】【分析】【详解】对球受力分析,受重力、支持力和拉力,根据平衡条件作图,如图所示图中矢量三角形与三角形ABC相似,故mg N T==AC BC AB解得BC=N mgACAB=T mgAC由于AB变小,AC不变、BC也不变,故N不变,T变小,故ABD错误,C正确;故选C。
【点睛】利用相似三角形求解物体的平衡,根据受力分析找到力的三角形,和空间几何三角形相似,对应边成比例。
2.内壁光滑的球体半径为R,一长度小于直径的轻杆两端固定质量分别为m A、m B的小球A 、B 。
将轻秆置于球体内部后。
最终静止在图示位置不动,球心O 与轩在同一竖直平面内,过球心O 竖直向下的半径与杆的交点为M ,2ROM =。
下列判断正确的是( )A .AB m m < B .球体内壁对A 球的支持力A A 2N m g =C .轻杆对B 球的支持力有可能小于B 球的重力D .若增大m A ,θ角会增大【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .假设两球质量相等,则杆应处于水平位置,现A 位于B 的下方,可知m A >m B .故A 错误;B .以A 球为研究对象,A 球受到重力m A g 、球体内壁对A 球的支持力N A 、杆的压力F 。
由平衡条件知,m A g 与F A 的合力与N A 等大、反向。
运用平行四边形定则作出力的合成图如图。
根据三角形相似得:A A N m gOA OM= 由OA =R ,OM 2R=,解得 N A =2m A g故B 正确;C .以B 球为研究对象,分析其受力情况如图。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.水平传感器可以测量器械摆放所处的水平角度,属于角度传感器的一种,其作用就是测量载体的水平度,又叫倾角传感器。
如图为一个简易模型,截面为内壁光滑的竖直放置的正三角形,内部有一个小球,其半径略小于内接圆半径,三角形各边有压力传感器,分别感受小球对三边压力的大小,根据压力的大小,信息处理单元能将各边与水平面间的夹角通过显示屏显示出来。
如果图中此时BC 边恰好处于水平状态,将其以C 为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动,直到AC 边水平,则在转动过程中( )A .当BC 边与AC 边所受压力大小相等时,AB 处于水平状态B .球对AC 边的压力一直增大C .球对BC 边的压力一直减小D .BC 边所受压力不可能大于球的重力【答案】A【解析】【分析】 【详解】对正三角形内部的小球受力分析,如图所示由几何关系可知,随着角度θ从0°到120°增大过程中,角α与角θ之和保持不变,且α + θ = 120°,所以角β也保持不变,β = 60°,由平衡条件和正弦定理得()sin sin sin 120AC BC N N G βθθ==︒- 所以球对AC 边的压力23sin sin sin sin sin 60ACAC G G N N θθθβ'====︒ 球对BC 边的压力()()()23sin 120sin 120sin 120sin sin 60BC BC G G N N G θθθβ'==︒-=︒-=︒-︒ A .当BC 边与AC 边所受压力大小相等时,即ACBC N N ''=,则θ = 60°,此时AB 处于水平状态,故A 正确;BC .角度θ从0°到120°增大过程中,sin θ和()sin 120θ︒-都是先增大后减小,所以球对AC 边的压力和球对BC 边的压力都是先增大后减小,BC 错误;D .当0 < θ < 60°时,BCN G '>,即BC 边所受压力有可能大于球的重力,故D 错误。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.水平传感器可以测量器械摆放所处的水平角度,属于角度传感器的一种,其作用就是测量载体的水平度,又叫倾角传感器。
如图为一个简易模型,截面为内壁光滑的竖直放置的正三角形,内部有一个小球,其半径略小于内接圆半径,三角形各边有压力传感器,分别感受小球对三边压力的大小,根据压力的大小,信息处理单元能将各边与水平面间的夹角通过显示屏显示出来。
如果图中此时BC 边恰好处于水平状态,将其以C 为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动,直到AC 边水平,则在转动过程中( )A .当BC 边与AC 边所受压力大小相等时,AB 处于水平状态 B .球对AC 边的压力一直增大 C .球对BC 边的压力一直减小D .BC 边所受压力不可能大于球的重力 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】对正三角形内部的小球受力分析,如图所示由几何关系可知,随着角度θ从0°到120°增大过程中,角α与角θ之和保持不变,且α + θ = 120°,所以角β也保持不变,β = 60°,由平衡条件和正弦定理得()sin sin sin 120AC BC N N Gβθθ==︒- 所以球对AC 边的压力23sin sin sin sin sin 60ACAC G G N N θθθβ'====︒ 球对BC 边的压力()()()23sin 120sin 120sin 120sin sin 60BCBC G G N N G θθθβ'==︒-=︒-=︒-︒ A .当BC 边与AC 边所受压力大小相等时,即ACBC N N ''=,则θ = 60°,此时AB 处于水平状态,故A 正确;BC .角度θ从0°到120°增大过程中,sin θ和()sin 120θ︒-都是先增大后减小,所以球对AC 边的压力和球对BC 边的压力都是先增大后减小,BC 错误;D .当0 < θ < 60°时,BCN G '>,即BC 边所受压力有可能大于球的重力,故D 错误。
一、选择题1.如图甲所示,被网友称为“麻辣小龙虾”的新型救 援机器人引起外媒广泛关注,其长长的手臂前端有三个对称安放的“铁夹”。
如图乙所示,在某次救援活动中,“麻辣小龙虾”用铁夹恰好竖直抓取到重力为G 的均匀圆柱状水泥制品,水泥制品在铁夹的作用下竖直向上匀速运动过程中,不计空气阻力,则( )A .“铁夹”对水泥制品的压力竖直向上B .“铁夹”对水泥制品的力大于水泥制品对“铁夹”的力C .若增大“铁夹”对水泥制品的挤压,则水泥制品所受摩擦力不变D .若“铁夹”放开水泥制品,水泥制品将做自由落体运动2.如图所示,在水平传送带上有三个质量分别为m 1、m 2、m 3的木块1、2、3,1和2及2和3间分别用原长为L ,劲度系数为k 的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数均为μ,现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上,传送带按图示方向匀速运动,当三个木块达到平衡后,1、3两木块之间的距离是( )A .23()2m m g L k μ++B .123()2m m m g L k μ+++C .23(2)2m m g L k μ++D .32m gL k μ+3.如图甲所示,推力F 垂直斜面作用在斜面体上,斜面体静止在竖直墙面上,若将斜面体改成如图乙所示放置,用相同大小的推力F 垂直斜面作用到斜面体上,则下列说法正确的是( )A .乙图中墙面受到的压力可能变小B .乙图中斜面体一定受到四个力C .乙图中斜面体受到的摩擦力一定变小D .乙图中斜面体可能沿墙面向上滑动4.如图所示是剪式千斤顶,当摇动把手时,螺纹轴就能迫使千顶的两臂靠拢,从而将汽车顶起。
当车轮刚被顶起时,汽车对千斤顶的压力为51.010N ⨯,此时千斤顶两臂间的夹角为120︒,则下列判断正确的是( )A .此时两臂受到的压力大小均为45.010N ⨯B .此时千斤顶对汽车的支持力大小为52.010N ⨯C .若继续摇动把手,将汽车顶起,两臂受到的压力将增大D .若继续摇动把手,将汽车顶起,两臂受到的压力将减小5.如图所示,质量均为m 的小球A 、B 用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于O 点,在外力F 的作用下,小球A 、B 均处于静止状态。
一、选择题1.将一个物块放在水平桌面上,用弹簧测力计水平拉物块。
当测力计的示数为F 时,物块仍保持静止。
此时( )A .物块不受摩擦为作用B .物块受到的摩擦力大小大于FC .物块受到的摩擦力大小小于FD .物块受到的摩擦力大小等于F2.如图所示,图中的物体A 均处于静止状态,受到弹力作用的说法正确的是( )A .图甲中地面是光滑水平的,A 与B 间存在弹力B .图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α,β,A 对两斜面均有压力的作用C .图丙中A 不会受到斜面B 对它的支持力的作用D .图丁中A 受到斜面B 对它的支持力的作用3.下列关于物体重力的说法中正确的是( )A .重力的受力物体是地球B .物体重力大小与其质量无关C .物体的重心一定在物体身上D .某物体在同一位置时,所受重力与静止还是运动无关,重力大小是相同的 4.如图所示,A 、B 两球用劲度系数为1k 的轻弹簧相连,B 球用长为L 的细线悬于O 点,A 球固定在O 点正下方,且O 、A 间的距离恰为L ,此时绳子所受的拉力为1F ,现把A 、B 间的弹簧换成劲度系数为2k 的轻弹簧,仍使系统平衡,此时绳子所受的拉力为2F ,则1F 与2F 的大小关系为( )A .12F F <B .12F F >C .12F FD .因1k 、2k 大小关系未知,故无法确定 5.如图所示,矩形物块A 和楔形物块B 、C 叠放在水平地面上,B 物块上表面水平。
水平向左的力F 作用在B 物块上,整个系统处于静止状态,则B 受到的力的个数是( )A .4个B .5个C .6个D .7个 6.如图,一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢从底部爬到a 处,则下列说法正确的是( )A .在a 点蚂蚁受到的合力大于在b 点受到的合力B .在a 点碗对蚂蚁的作用力大于在b 点的作用力C .在a 点蚂蚁能静止,在b 点也一定能静止D .以上说法均不对7.下列关于重力和重心的说法,错误的是( )A .物体受到的重力方向一定是竖直向下B .由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力C .形状规则的物体,其重心一定在几何中心D .物体的重心可能不在物体上8.如图,水平地面上质量为m 的物体A 在斜向上的拉力F 的作用下,向右做匀速直线运动,拉力F 与水平面夹角为θ,物块与地面间动摩擦因数为μ。
一、第三章相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,一固定的细直杆与水平面的夹角为α=15°,一个质量忽略不计的小轻环C套在直杆上,一根轻质细线的两端分别固定于直杆上的A、B两点,细线依次穿过小环甲、小轻环C和小环乙,且小环甲和小环乙分居在小轻环C的两侧.调节A、B间细线的长度,当系统处于静止状态时β=45°.不计一切摩擦.设小环甲的质量为m1,小环乙的质量为m2,则m1∶m2等于( )A.tan 15°B.tan 30°C.tan 60°D.tan 75°【答案】C【解析】试题分析:小球C为轻环,重力不计,受两边细线的拉力的合力与杆垂直,C环与乙环的连线与竖直方向的夹角为600,C环与甲环的连线与竖直方向的夹角为300,A点与甲环的连线与竖直方向的夹角为300,乙环与B点的连线与竖直方向的夹角为600,根据平衡条件,对甲环:,对乙环有:,得,故选C.【名师点睛】小球C为轻环,受两边细线的拉力的合力与杆垂直,可以根据平衡条件得到A段与竖直方向的夹角,然后分别对甲环和乙环进行受力分析,根据平衡条件并结合力的合成和分解列式求解.考点:共点力的平衡条件的应用、弹力.2.如图,A、B是两根竖直立在地上的木杆,轻绳的两端分别系在两杆上不等高的P、Q 两点,C为一质量不计的光滑滑轮,滑轮下挂一物体,下列说法正确的是()A.将Q点缓慢上移,细绳中的弹力不变B.将P点缓慢上移,细绳中的弹力变小C.减小两木杆之间的距离,细绳中的弹力变大D.增大两木杆之间的距离,细绳中的弹力不变【答案】A【解析】【分析】【详解】设滑轮所受绳子拉力为T ,到左边木杆距离为x 1,到右边木杆距离为x 2,左侧细绳长度为L 1,右侧细绳长度为L 2,受力分析如图所示。
物体受力平衡,由平衡条件可知sin sin T T αθ=cos cos T T mg αθ+=解得αθ=,2cos mg T α=设两木杆之间的距离为d ,绳的总长为L ,由几何关系有 11sin L x α=22sin L x θ=由于αθ=,两式相加可得1212()sin L L x x α+=+可解得 sin d Lα= AB .上下移动P 或者Q ,因为两杆的宽度d 不变,绳子的长度L 也不变,故有α角度不变,由上面的分析2cos mg T α= 可知细绳中的弹力不变,故A 正确,B 错误; C .减小两木杆之间的距离,即d 变小,由sin d L α=可知,两侧绳与竖直方向夹角α减小,由2cos mg T α=可知,α减小,cos α增大,则细绳中弹力减小,故C 错误; D .同理,增大两木杆之间的距离,即d 变大,α增大,cos α减小,则细绳中弹力增大,故D 错误。
一、第三章相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,O点有一个很小的光滑轻质圆环,一根轻绳AB穿过圆环,A端固定,B端悬挂一个重物。
另一根轻绳一端固定在C点,另一端系在圆环上,力F作用在圆环上。
圆环静止时,绳OC与绳OA水平,F与OA的夹角为45°。
现改变力F,圆环位置不变,且重物始终处于平衡状态,则下列说法中正确的是()A.改变F方向时绳AB中拉力将改变B.当F沿逆时针旋转时,F先增大后减小C.当F沿顺时针旋转时,绳OC中的拉力先增大后减小D.F沿逆时转过的角度不能大于90°【答案】D【解析】【分析】【详解】A.因为重物始终处于平衡状态,所以AB绳子的拉力的大小与重物的重力大小相等,不变化,选项A错误;BC.对环受力分析,环受AO和BO两绳子的拉力,以及绳子CO和F的拉力;环的位置不变,则AB绳子的拉力不变,AO与BO的合力也不变,方向沿它们的角平分线,根据共点力平衡的特点可知,CO与F的合力与AO、BO的合力大小相等,方向相反;当力F的方向变化时,做出F与CO上的拉力的变化如图:由图可知,当沿逆时针族转时,F先减小后增大,绳OC的拉力减小;而当F沿顺时针旋转时,F逐渐增大,绳OC的拉力增大,选项BC错误;D.由于F与CO绳子的拉力的合力方向与水平方向之间的夹角是45°,可知F沿逆时转过的角度不能大于90°,选项D正确。
故选D。
2.如图,倾角θ=30楔形物块A 静置在水平地面上,其斜面粗糙,斜面上有小物块B 。
A 、B 间动摩擦因数μ=0.75;用平行于斜面的力F 拉B ,使之沿斜面匀速上滑。
现改变力F 的方向(图示)至与斜面成一定的角度,仍使物体B 沿斜面匀速上滑。
在B 运动的过程中,楔形物块A 始终保持静止。
关于相互间作用力的描述正确的有( )A .拉力F 大小一定减小且当F 与斜面夹角为37︒斜向上时有最小值B .A 对B 的摩擦力可能增大也可能不变C .物体B 对斜面的作用力可能不变D .地面受到的摩擦力大小可能不变 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】AB .拉力F 平行斜面向上时,先对物体B 受力分析如图根据平衡条件,平行斜面方向334sin30cos30sin308F f mg mg mg mg μ=+︒=︒+︒=拉力改变方向后,设其与斜面夹角为α,根据平衡条件 平行斜面方向cos sin30F f mg α'='+︒垂直斜面方向sin cos30N F mg α'+'=︒其中f N μ'='解得()sin30cos30(334)cos sin mg mgF μαμα︒+︒+'==+ cos sin f mg F μθα'=-'()当F 与斜面夹角为37︒斜向上时有最小值,拉力F 大小一定减小,A 对B 的滑动摩擦力减小,故A 正确,B 错误;CD .对物体A 受力分析,受重力、支持力、B 对A 的压力、B 对A 的滑动摩擦力、地面对A 的静摩擦力,如图所示根据平衡条件,水平方向有=︒+︒sin30cos30f N f静结合前面A、B选项分析可知,当拉力改变方向后,N和f都减小,故N和f的合力一定减小(物体B对斜面的作用力就是N和f的合力),静摩擦力也一定减小,故C、D错误;故选A。
3.如图所示,物体B的上表面水平,当A、B相对静止沿斜面匀速下滑时,斜面在水平面上保持静止不动,则下列判断正确的是()A.物体A受3个力作用B.物体B受4个力作用C.物体C受水平面的摩擦力方向一定水平向右D.水平面对物体C的支持力小于A、B和C三物体的重力大小之和【答案】B【解析】【分析】【详解】A.A、B相对静止沿斜面匀速下滑,所以物体A受重力和支持力2个力作用,选项A错误;B.对B分析,B受重力、斜面的支持力、A的压力及B受C的摩擦力,所以物体B受4个力作用,选项B正确;C.对整体分析,由于整体保持静止,故整体在水平方向没有摩擦力,即物体C不受水平面的摩擦力作用,选项C错误;D.对整体分析,由于整体保持静止,所以水平面对物体C的支持力等于A、B和C三物体的重力大小之和,选项D错误。
故选B。
4.如图所示,质量为m 的正方体和质量为M 的正方体放在两竖直墙和水平面间,处于静止状态。
m 与M 的接触面与竖直方向的夹角为α,若不计一切摩擦,下列说法正确的是( )A .水平面对正方体M 的弹力大小大于(M +m )gB .水平面对正方体M 的弹力大小为(M +m )g ·cosαC .墙面对正方体M 的弹力大小为mg tanαD .墙面对正方体M 的弹力大小为tan mgα【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB .对M 和m 构成的整体进行受力分析,受重力G 、底面支持力N ,两侧面的支持力M N 和m N ,如图:两物体受力平衡,根据共点力平衡条件有 水平方向,墙面对正方体M 的弹力大小M m N N =竖直方向,水平面对正方体M 的弹力大小N G M m g ==+()选项AB 错误;CD .对m 进行受力分析,受重力mg 、墙面支持力N m ,M 的支持力N ',如图:在木块受力平衡的过程中,根据共点力平衡条件有 竖直方向sin mg N α'=水平方向cos m N N α'=解得sin mgN α'=cot tan m mgN mg αα==所以墙面对正方体M 的弹力大小tan M m mgN N α==选项C 错误,D 正确。
故选D 。
5.如图所示,在斜面上放两个光滑球A 和B ,两球的质量均为m (不随r 改变),它们的半径分别是R 和r ,球A 左侧有一垂直于斜面的挡板,两球沿斜面排列并静止,以下说法正确的是( )A .斜面倾角θ一定,R >r 时,R 越大,r 越小,B 对斜面的压力越小 B .斜面倾角θ一定,R =r 时,两球之间的弹力最小C .斜面倾角θ一定时,A 球对挡板的压力随着r 减小而减小D .半径确定时,随着斜面倾角θ逐渐增大,A 受到挡板作用力先增大后减小 【答案】B 【解析】 【分析】用整体法和隔离体法分别对B 球和AB 整体进行受力分析,再根据R 与r 的关系变化及倾角变化,分析各个力的变化。
【详解】B .对B 球的受力分析,如图所示N1、N2的合力与重力mg等大反向,在右侧力的三角形中,竖直边大小等于m g,当倾斜角 一定时,N2的方向保持不变,R=r时,N1恰好垂直于N2,此时N1最小,故B正确;A.当R>r时,R越大,r越小,N1越向下倾斜,N2都越大,即斜右对B的支持力越大,根据牛顿第三定律,B对斜面的压力也越大,故A错误;C.将两个球做为一个整体,档板对A的支持力等于两球重力的下滑分力,斜面倾角θ一定时,下滑分力一定,与R及r无关,故C错误;D.半径确定时,而当斜面倾角θ逐渐增大,两球的下滑分析增大,因此A对档板的压力一直增大,故D错误。
故选B。
【点睛】动态分析时将各个力移动到一个三角形中进行分析,比较容易发现各个力的大小变化。
6.如图,半圆柱体半径为4R,固定在水平面上。
竖直挡板紧靠柱体低端,使半径为R的光滑小球停在柱体与挡板之间,球与柱体接触点为M。
现将挡板保持竖直,缓慢的向右移动距离R后保持静止,球与柱体接触点为N(未画出)。
以下判断正确的是()A.挡板移动过程中,挡板对小球的弹力变小B.挡板移动过程中,柱体对小球的弹力变大C.小球在M、N两点所受挡板的作用力大小之比为3∶4D.小球在M、N两点所受柱体的作用力大小之比为3∶4【答案】BD【解析】【分析】【详解】AB.设小球的质量为m,先对小球受力分析,受重力、半圆柱体对小球的支持力N1和挡板对小球的支持力N2,如图:根据共点力平衡条件,有:1cos N mg θ=2tan N mg θ=当挡板向右移动时,θ增大,挡板对小球得支持力增大,柱体对小球的弹力变大。
选项A 错误,B 正确;C .连接半圆柱体的圆心O 1和小球的圆心O 2,则1245O O R R R =+=过O 2做竖直线与地面交于P 点,则143O P R R R =-=所以24O P R =所以212124cos 0.853tan 0.754O P RO O RO P RO P Rθθ======所以1 1.25mg cos 0.8mg mgN θ=== 当将挡板保持竖直,缓慢地向右移动距离R 后保持静止后,由几何关系可得 cos 0.6θ=所以153N mg '=所以小球在M 、N 两点所受柱体的作用力大小之比为11 1.253543N mg N mg '==选项C 错误,D 正确。
故选BD 。
7.如图所示,内壁光滑的绝缘半圆容器静止于水平面上,带电量为q A 的小球a 固定于圆心O 的正下方A 点,带电量为q 质量为m 的小球b 静止于B 点,∠AOB =30°,由于小球a 电量的变化,现发现小球b 沿容器内壁缓慢向上移动,最终静止于C 点(未标出),∠AOC =60°.下列说法正确的是A .水平面对容器的摩擦力为0B .容器对小球b 的弹力始终与小球b 的重力大小相等C .出现上述变化时,小球a 的电荷量可能减小D .出现上述变化时,可能是因为小球a 的电荷量逐渐增大为3223A q --() 【答案】ABD 【解析】 【详解】A .对整体进行受力分析,整体受到重力和水平面的支持力,两力平衡,水平方向不受力,所以水平面对容器的摩擦力为0,A 正确;B .小球b 在向上缓慢运动的过程中,所受的外力的合力始终为0,如图所示,小球的重力不变,容器对小球的弹力始终沿半径方向指向圆心,无论小球a 对b 的力如何变化,由矢量三角形可知,容器对小球的弹力大小始终等于重力大小,B 正确;C .若小球a 的电荷量减小,则小球a 和小球b 之间的力减小,小球b 会沿半圆向下运动,与题意矛盾,C 错误;D .小球a 的电荷量未改变时,对b 受力分析可得矢量三角形为顶角为30°的等腰三角形,此时静电力为22sin15Aqq mg k L ︒=,a ,b 的距离为2sin15L R =︒,当a 的电荷量改变后,静电力为2Aqq mg kL '=',a ,b 之间的距离为L R'=,由静电力122q q F k L =,可得3223A A q q -'=(),D 正确。
8.如图所示,斜面体固定在水平面上,一轻质细线绕过滑轮1和滑轮2,两端分别与物体a 和轻环c 连接,轻环c 穿在水平横杆上,滑轮2下吊一物体b 。
物体a 和滑轮1间的细线平行于斜面,系统静止。