山东省章丘四中上册第三章 相互作用——力综合测试卷(word含答案)
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山东省章丘四中必修3物理 全册全单元精选试卷检测题一、必修第3册 静电场及其应用解答题易错题培优(难)1.如图所示,两块竖直放置的平行金属板A 、B ,两板相距d ,两板间电压为U ,一质量为m 的带电小球从两板间的M 点开始以竖直向上的初速度v 0运动,当它到达电场中的N 点时速度变为水平方向,大小变为2v 0 求(1)M 、N 两点间的电势差(2)电场力对带电小球所做的功(不计带电小球对金属板上电荷均匀分布的影响,设重力加速度为g )【答案】20MN Uv U dg=;【解析】 【详解】竖直方向上小球受到重力作用而作匀减速直线运动,则竖直位移大小为h =202v g小球在水平方向上受到电场力作用而作匀加速直线运动,则 水平位移x =022v t ⋅ h =2v t ⋅ 联立得,x =2h =20v g故M 、N 间的电势差为U MN =-Ex =-20v U d g =-20Uv gd从M 运动到N 的过程,由动能定理得 W 电+W G =12m 20(2)v -2012mv 所以联立解得W 电=202mv答:M 、N 间电势差为-20Uv gd,电场力做功202mv .2.如图所示,把一个倾角为θ的绝缘斜面固定在匀强电场中,电场方向水平向右,电场强度大小为E ,有一质量为m 、带电荷量为+q 的物体,以初速度v 0从A 端滑上斜面恰好能沿斜面匀速运动,求物体与斜面间的动摩擦因数.【答案】cos sincos sin qE mg mg qEθθθθ-+【解析】【分析】【详解】物体做匀速直线运动,由平衡条件得:在垂直于斜面方向上:N=mgcosθ+qEsinθ…①在平行与斜面方向上:f+mgsinθ=qEcosθ…②滑动摩擦力:f=μN…③由①②③可得:f qEcos mgsinN mgcos qEsinθθμθθ-=+=.【点睛】本题考查了学生受力分析及力的合成以及摩擦定律的相关知识,正确的受力分析是正确解题的关键,学会用正交分解法处理多力合成问题.3.如图,在足够大的平行金属板间的水平匀强电场中,有一长为L的轻质绝缘棒OA,一端可绕O点在竖直平面内自由转动,另一端A处有一带负电、电量为q、质量为m的小球,当变阻器滑片在P点处时,棒静止在与竖直方向成30°角的位置,如图所示。
章末综合测评(三) 相互作用(时间:90分钟分值:100分)1.(4分)下列有关力的一些说法正确的是( )A.物体被竖直向上抛出后,因为受到一个竖直向上的升力作用才上升B.放在斜面上的物体会沿斜面下滑,是因为受了一个下滑力的作用C.放在水中的木块浮于水面,是因为受了一个浮力的作用D.运动员跳远腾空后,是因为受了一个强大的冲力作用,所以能前进几米C[竖直向上抛出去的物体的上升过程,升力是谁施予的?沿斜面下滑的物体,下滑力是谁施予的?运动员腾空后冲力是谁施予的?因为都找不到施力物体,所以A、B、D均错误,浮力的施力物体是水,所以C正确.]2.(4分)如图所示各种状况下,光滑的小球均处于静止状态,a、b两者之间肯定有弹力的是( )A B C DB[假设A、C、D中小球除拉力外还受到接触面上的弹力,则小球不行能处于静止状态,故小球只是接触,而无形变,故没有弹力作用;B中由于绳子的拉力不竖直,故两球间存在弹力,则B正确,A、C、D错误.]3.(4分)如图所示,质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行,长木板放在水平地面上始终处于静止状态.若长木板ab与地面间的动摩擦因数为μ1,木块P与长木板ab 间的动摩擦因数为μ2,则长木板ab受到地面的摩擦力大小为( )A.μ1Mg B.μ1(m+M)gC.μ2mg D.μ1Mg+μ2mgC[长木板ab未动,即地面对长木板ab的摩擦力为静摩擦力,由于P在长木板ab上滑动,即P对长木板ab的摩擦力大小为μ2mg.由平衡条件可知,地面对ab的静摩擦力大小为μ2mg,即只有C正确.]4.(4分)如图所示,两个物体A、B的质量均为1 kg,各接触面间的动摩擦因数均为0.3,同时用F=1 N的两个水平力分别作用在A、B上,则地面对物体B,B对物体A的摩擦力分别为( )A .6 N 3 NB .1 N 1 NC .0 1 ND .0 2 NC [以A 、B 整体为探讨对象进行受力分析,可知地面对B 的摩擦力为零;再以A 为探讨对象进行受力分析,可知B 对A 的摩擦力与力F 大小相等、方向相反,大小为1 N ,所以选项C 正确.]5.(4分)如图所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为m 1和m 2的木块1和2,中间用一原长为l 、劲度系数为k 的轻弹簧连接起来,两木块与地面间的动摩擦因数均为μ.现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是( )A .l +μk m 1gB .l +μk (m 1+m 2)gC .l +μk m 2g D .l +μk ⎝ ⎛⎭⎪⎫m 1m 2m 1+m 2g A [对木块1,它受到弹簧的弹力F =k Δl 与它受到的摩擦力f =μm 1g 平衡,即k Δl =μm 1g ,所以当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是l +μkm 1g ,选项A 正确.] 6.(4分)如图所示,在水平力F 作用下,木块A 、B 保持静止.若木块A 与B 的接触面是水平的,且F ≠0.则关于木块B 的受力个数可能是( )A .3个或4个B .3个或5个C .4个或5个D .4个或6个C [木块B 静止,受到重力、斜面的支持力、A 给的压力作用,木块A 必受到B 施加的向右的摩擦力作用,则A 对B 施加向左的摩擦力作用,斜面对B 施加的摩擦力可有可无,故C 正确.]7.(4分)静止的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球,如图所示,小球下方与一光滑斜面接触.关于小球的受力,下列说法正确的是( )A .细线对它肯定有拉力作用B.细线可能对它没有拉力作用C.斜面对它可能有支持力作用D.斜面对它肯定有支持力作用A[小球必定受到重力和细线的拉力.小球和光滑斜面接触,斜面对小球没有弹力(假设有弹力,小球将受到三个力作用,重力和细线的拉力在竖直方向上,弹力垂直于斜面对上,三个力的合力不行能为零,小球将向右上方运动,与题设条件冲突,故斜面对小球没有弹力),故小球只受到重力和细线对它的拉力两个力,故选项A正确,选项B、C、D错误.] 8.(6分)如图所示,甲、乙是测定动摩擦因数常用的两种方案,依据你的阅历和相关学问回答下列问题.甲乙(1)用水平力拉木块A或B,为了保证弹簧测力计的读数表示A、B间的滑动摩擦力,下列说法中正确的是________.A.甲图中只要A相对B滑动即可,乙图中A必需做匀速运动B.乙图中只要A相对B滑动即可,甲图中B必需做匀速运动C.若两种装置中,被拉木块均做匀速运动,则两种状况下两弹簧测力计的读数相同D.若两种装置中,被拉木块均做匀速运动,则甲图中弹簧测力计的读数较大(2)设木块A和B的质量分别为m A=2 kg,m B=4 kg,木块A和B间的动摩擦因数μ1=0.2,木块B与地面间的动摩擦因数μ2=0.3,弹簧测力计中弹簧的劲度系数k=100 N/m,g 取10 m/s2.则在甲图中,B匀速运动时,外力F B的大小为________N,弹簧测力计中弹簧的伸长量为________cm.[解析](1)试验时假如木块不保持匀速直线运动,则摩擦力不等于拉力,只有当弹簧测力计拉动木块匀速运动时,拉力才与摩擦力成一对平衡力.题图甲中拉动B时,木块B受到向左的摩擦力,由于木块A相对地面静止,只要A相对B滑动即可;题图乙中,A必需做匀速运动,摩擦力才等于拉力,A正确,B错误;若两种装置中,被拉木块均做匀速运动,滑动摩擦力等于弹簧弹力,由于A对B压力相等,因此滑动摩擦力相等,故弹簧测力计示数相等,C 正确,D错误.(2)A、B间滑动摩擦力f1=μ1m A g=4 N,B与地面间滑动摩擦力f2=μ2(m A+m B)g=18 N.题图甲中,B受f1、f2两个摩擦力作用,且方向均向左,故F B=f1+f2=22 N,弹簧测力计弹力F1=f1=4 N,由F1=kx1得x1=4 cm.[答案](1)AC (2)22 49.(10分)如图所示,质量为m的物体A放在地面上的竖直轻弹簧B上,现用细绳跨过定滑轮将物体A 与另一轻弹簧C 连接,当弹簧C 处在水平位置且右端位于a 点时它没有发生形变.已知弹簧B 和弹簧C 的劲度系数分别为k 1和k 2,不计定滑轮、细绳的质量和摩擦.将弹簧C 的右端由a 点沿水平方向拉到b 点时,弹簧B 刚好没有形变,求a 、b 两点间的距离.[解析] 当弹簧C 处于水平位置且右端位于a 点时,弹簧C 刚好没有发生形变依据胡克定律,弹簧B 压缩的长度x B =mg k 1 当将弹簧C 的右端由a 点沿水平方向拉到b 点时,弹簧B 刚好没有形变依据胡克定律,弹簧C 伸长的长度x C =mg k 2依据几何学问得,a 、b 两点间的距离 l =x B +x C =mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k 1+1k 2. [答案] mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k 1+1k 2 10.(10分)如图所示,一质量为2 kg 的物块被夹在两木板之间,物块左右两侧面与两块木板间的动摩擦因数相同.若把该物块从上面匀速抽出,需50 N 的力.若把它从下面匀速抽出,需多大的力?(设两木板对物块的压力不变,g 取10 m/s 2)[解析] 因为两木板对物块的压力N 不变,由公式f =μN 可得,将物块匀速抽出时,物块所受的滑动摩擦力不变.设物块与一块木板之间的摩擦力为f ,当把该物块从上面匀速抽出时,对物块进行受力分析,如图甲所示,物块受竖直向下的重力G 、竖直向下的摩擦力2f 和竖直向上的拉力F ,因为匀速抽出,所以物块受力平衡,故有F =2f +mg ①甲当把该物块从下面匀速抽出时,对物块进行受力分析,如图乙所示,物块受竖直向下的重力G 、竖直向上的摩擦力2f 和竖直向下的拉力F ′,因为匀速抽出,所以物块受力平衡,故有F ′+mg =2f ②乙将mg=20 N,F=50 N代入①②,解得F′=10 N.[答案]10 N11.(4分)(多选)如图所示,有一个重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法正确的是( )A.容器受到的摩擦力不变B.容器受到的摩擦力渐渐增大C.水平力F可能不变D.水平力F必需渐渐增大BC[由于容器静止不动,容器和墙面之间的摩擦力应和水的重力等大,故渐渐增大,A 错误,B正确;假如力F比较大,当水充溢容器时,水的重力仍未达到墙面和容器间的最大静摩擦力,就不用变更力F的大小,故C正确,D错误.]12.(4分)(多选)足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一,深受青少年宠爱.如图所示为四种与足球有关的情景.下列说法错误的是( )甲乙丙丁A.甲图中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力B.乙图中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力C.丙图中,踩在脚下且静止在水平草地上的足球可能受到3个力的作用D.丁图中,落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变ABD[静止在草地上的足球受到的弹力是地面对球的向上的力,受到的重力是地球对球的向下的力,选项A错误;静止在光滑水平面上的两个足球间没有相互作用的弹力,选项B 错误;踩在脚下的球可能受重力、地面对它的弹力、脚对它的弹力三个力的作用,选项C正确;网中的足球受到弹力是由于网发生了形变,选项D错误.]13.(4分)(多选)为保障市民平安出行,有关部门规定:对乘坐轨道交通的乘客所携带的物品实施平安检查.如图所示为乘客在进入地铁站乘车前,将携带的物品放到以恒定速率运动的水平传送带上,使物品随传送带一起运动并通过检测仪接受检查时的情景.当乘客将携带的物品轻放在传送带上之后,关于物品受到的摩擦力,下列说法正确的是( )A.当物品与传送带相对静止时,物品受到静摩擦力B.由于物品相对于地面是运动的,物品肯定受到滑动摩擦力C.当物品受到摩擦力作用时,物品肯定受到弹力作用D.当物品受到摩擦力作用时,摩擦力方向与物品运动方向相同CD[当物品与传送带相对静止时,物体与传送带做匀速直线运动,两者之间没有要发生相对运动的趋势,故物品不受静摩擦力,A错误;推断物体是否受滑动摩擦力,是看与接触面有没有发生相对运动,与物品相对地面的运动状况无关,这里物品相对与之接触的传送带是静止的,故不受滑动摩擦力,B错误;摩擦力存在的条件:①接触面粗糙,②有弹力,③有相对运动或者相对运动趋势,即有弹力不肯定有摩擦力,有摩擦力肯定有弹力,C正确;物品是在摩擦力作用下运动的,该摩擦力对物品来说是动力,故方向与物品运动的方向相同,D正确.] 14.(4分)(多选)如图所示,A、B、C叠放在一起,F作用在B上,三物体仍保持静止,则下列说法正确的是( )A.C受到地面对其向左的摩擦力B.A受到水平向右的摩擦力C.B对C的摩擦力方向水平向右D.C共受到五个力作用ACD[以A、B、C为整体进行探讨,整体在水平方向上受力平衡,因此C受到地面的摩擦力大小等于拉力F,方向向左,A正确;以A为探讨对象,A不受摩擦力,B错误;以A、B 为整体,B受到C对其向左的摩擦力,所以B对C的摩擦力方向水平向右,C正确;以C为探讨对象,受力分析可知,C受重力、地面支持力、B的压力、B的摩擦力以及地面的摩擦力,共五个力,D正确.]15.(4分)(多选)如图所示,木块m和M叠放在一固定在地面不动的斜面上,它们一起沿斜面匀速下滑,则m、M间的动摩擦因数μ1和M、斜面间的动摩擦因数μ2可能正确的有( )A.μ1=0,μ2=0 B.μ1=0,μ2≠0C.μ1≠0,μ2=0 D.μ1≠0,μ2≠0BD[因木块m和M整体沿斜面匀速下滑,所以M与斜面之间肯定存在摩擦力,故M、斜面间的动摩擦因数μ2肯定不等于零;因木块m和M的接触面水平,由m的运动状态可知,它肯定不受M的摩擦力,所以木块m和M之间的动摩擦因数μ1可以为零,也可以不为零,B、D 项正确.]16.(6分)某同学和你一起探究弹簧弹力和伸长的关系,并测弹簧的劲度系数k.做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上.当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度数值记作L0;弹簧下端挂一个50 g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L1;弹簧下端挂两个50 g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L2……;挂七个50 g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L7.(1)下表记录的是该同学已测出的6个值,其中有两个数值在记录时有误,它们的代表符号分别是________和________.测量记录表:代表符号L0L1L2L3L4L5L6L7刻度数1.70 3.40 5.108.6010.312.1值/cm(2)试验中,L3和L7两个值还没有测定,请你依据下图将这两个测量值填入记录表中:(3)为充分利用测量数据,该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差,分别计算出了三个差值:d1=L4-L0=6.90 cm,d2=L5-L1=6.90 cm,d3=L6-L2=7.00 cm.请你给出第四个差值:d4=________=________cm.(4)依据以上差值,可以求出每增加50 g砝码的弹簧平均伸长量ΔL.ΔL用d1、d2、d3、d4表示的式子为:ΔL=________,代入数据解得ΔL=________cm.(5)计算弹簧的劲度系数k=______________N/m.(g取9.8 m/s2)[解析](1)读数时应估读一位,所以表格中L5、L6数值在记录时有误.(2)依据图示进行测量结果读数时,要确保有效位数正确,估读在误差允许的范围内.(3)第四个差值d 4=L 7-L 3=7.20 cm.(4)平均伸长量ΔL =d 1+d 2+d 3+d 44×4=1.75 cm. (5)k =FΔL =0.05×9.80.017 5 N/m =28 N/m. [答案] (1)L 5 L 6(2)6.85(6.84~6.86) 14.05(14.04~14.06)(3)L 7-L 3 7.20(7.18~7.22)(4)d 1+d 2+d 3+d 44×4 1.75(5)2817.(10分)用一根长20 cm ,劲度系数k =200 N/m 的弹簧水平拉着放在水平桌面上质量为1 kg 的木块,弹簧的长度渐渐伸长到22.4 cm 时木块起先运动,当弹簧的长度为21.7 cm 时,木块在桌面上做匀速运动.(g 取10 N/kg)求:(1)木块受到的最大静摩擦力为多大?静摩擦力的变更范围是多少?(2)木块与桌面间的动摩擦因数是多少?(3)木块滑动的过程中,当弹簧的长度小于或大于21.7 cm 时,滑动摩擦力如何变更?[解析] (1)木块在未滑动前,依据木块平衡条件可知,木块受到的桌面的弹力N 与木块重力G 大小相等、方向相反,静摩擦力f 与弹簧的拉力F 大小相等、方向相反,其受力状况如图所示.木块在刚滑动之前,受到的静摩擦力达到最大值.f max =k (x 1-x 0)=200×(0.224-0.20) N =4.8 N木块在未起先运动之前,受到的静摩擦力总是与弹簧的拉力大小相等、方向相反.木块受到的静摩擦力随着弹簧的拉力增大而增大,其变更范围是0~f max ,即0~4.8 N.(2)木块匀速滑动时,f 滑=μN =μG又f 滑=F 弹=k (x 2-x 0),解得μ=0.34.(3)因为滑动摩擦力f 滑=μN ,f 滑是由μ与N 确定的,μ和N 不变,所示f 滑不变,与弹簧长度无关.[答案] (1)4.8 N 0~4.8 N (2)0.34 (3)不变18.(10分)如图所示,重为20 N 的物块放在水平桌面上,用F =8 N 的水平拉力拉物块,可使其做匀速直线运动.求:(1)物块所受的滑动摩擦力为多大?(2)物块和桌面间的动摩擦因数为多大?(3)当水平拉力增大到16 N 时,物块受到的滑动摩擦力为多大?(4)物块运动过程中突然撤去外力,在物块停止运动前它受到的摩擦力为多大?[解析] (1)物块匀速运动时,在水平方向和竖直方向都受力平衡,如图所示.水平方向受到水平拉力F 和滑动摩擦力f ,物块匀速运动时,这两个力大小相等、方向相反,即f =F .所以物块所受的滑动摩擦力f =8 N.(2)竖直方向由二力平衡得:桌面对物块的支持力N =G =20 N由滑动摩擦力公式f =μN得μ=f N =8 N 20 N=0.4. (3)当水平拉力增大到16 N 时,这时拉力和滑动摩擦力不再相等,应当用滑动摩擦力公式求解.由于f =μN ,且μ和N 都没有变,所以这时的滑动摩擦力f =μN =0.4×20 N=8 N.(4)当撤去拉力后,在停止运动前,物块始终受到滑动摩擦力的作用.由f =μN ,且μ和N 均未变,可知f =8 N.[答案] (1)8 N (2)0.4 (3)8 N (4)8 N。
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,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【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 TAC BC AB== 解得BCN mg AC = AB T mg AC=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 。
一、第一章 运动的描述易错题培优(难)1.如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,AB 、ABC 、ABCD 、ABCDE 四段曲线轨迹运动所用的时间分别是:1s 、2s 、3s 、4s ,下列说法正确的是( )A .物体在AB 段的平均速度为1m/sB .物体在ABC 5m/s C .AB 段的平均速度比ABC 段的平均速度更能反映物体处于A 点时的瞬时速度D .物体在B 点的速度等于AC 段的平均速度【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A .由图可知物体在AB 段的位移为1m ,则物体在AB 段的平均速度1m/s 1m/s 1x v t === 选项A 正确;B .物体在ABC 段的位移大小为 2212m 5m x =+=所以物体在ABC 段的平均速度5x v t == 选项B 正确;C .根据公式x v t=可知,当物体位移无限小、时间无限短时,物体的平均速度可以代替某点的瞬时速度,位移越小平均速度越能代表某点的瞬时速度,则AB 段的平均速度比ABC 段的平均速度更能反映物体处于A 点时的瞬时速度,选项C 正确;D .根据题给条件,无法得知物体的B 点的运动速度,可能很大,也可能很小,所以不能得出物体在B 点的速度等于AC 段的平均速度,选项D 错误。
故选ABC 。
2.A 、B 、C 三个物体同时在同一地点沿同一方向做直线运动,如图为他们的位移﹣﹣时间图象,由图象可知,物体在t o时间内()A.A物体的平均速度最大B.三个物体的平均速度一样大C.三个物体的平均速率一样大D.三个物体的平均速率关系为V A>V B=V C【答案】BD【解析】由图象看出,在0~t0时间内,三个物体的位移△x相同,所用时间相同,则平均速度都相同,故A错误、B正确;由图象看出,在0~t0时间内,A的路程最大,BC路程相等,故三个物体的平均速率关系为v A>v B=v C,故C错误,D正确;故选BD.点睛:本题关键抓住位移图象的斜率大小等于速度、纵坐标的变化量表示位移来分析图象的意义;注意理解BC的运动特点.3.一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度的大小为4 m/s, 1 s后速度的大小变为5m/s,则在这1 s内该物体( )A.速度变化的大小可能为3m/s B.速度变化的大小可能为9m/sC.加速度的大小可能为3m/s2D.加速度的大小可能为1m/s2【答案】BD【解析】【分析】【详解】取v1的方向为正方向,则v1=4m/s,若v2 =5m/s,速度的变化为v2-v1=1m/s,即速度变化大小为1m/s,加速度为1m/s2,加速度大小为1 m/s2,若v2 =-5m/s,速度的变化为v2-v1 =-9m/s,即速度变化大小就为9m/s了,加速度为-9m/s2,加速度大小为9m/s2.所以选BD.4.如图所示,a、b两条直线分别是A、B两个物体运动的位移—时间图像,下列说法中正确的是()A.两物体均做匀速直线运动B.在0~t时间内A的位移较小C.在0~t时间内A、B的位移相同D.t时刻以前A的速度比B的大,t时刻以后A的速度比B的小【答案】AB【解析】【分析】【详解】A.两物体的位移随时间都均匀变化,所以两物体做匀速直线运动,故A正确;BC.0~t时间内A的位置坐标变化小于B的位置坐标变化,则A的位移较小,故C错误,B正确;D.b图线的斜率大于a图线的斜率,则B的速度一直大于A的速度,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,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。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.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.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 603BC 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.如图所示,质量为M 的四分之一圆柱体放在粗糙水平地面上,质量为m 的正方体放在圆柱体和光滑墙壁之间,且不计圆柱体与正方体之间的摩擦,正方体与圆柱体的接触点的切线与右侧墙壁成θ角,圆柱体处于静止状态,则( )A .地面对圆柱体的支持力大于(M +m )gB .地面对圆柱体的摩擦力为mg tan θC .墙壁对正方体的弹力为tan mgθ D .正方体对圆柱体的压力为cos mgθ【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】CD .以正方体为研究对象,受力分析,并运用合成法如图所示墙壁对正方体的弹力N 1=tan mgθ圆柱体对正方体的支持力为2sin mgN θ=根据牛顿第三定律,正方体对圆柱体的压力为sin mgθ。
选项C 正确,D 错误;AB .以圆柱体和正方体整体为研究对象,地面对圆柱体的支持力N =(M +m )g水平方向受力平衡,地面对圆柱体的摩擦力f =N 1=tan mgθ选项AB 错误。
故选C 。
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 mgT 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 mgT 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 dLα=可知,两侧绳与竖直方向夹角α减小,由2cos mgT 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.如图所示,质量为M 的四分之一圆柱体放在粗糙水平地面上,质量为m 的正方体放在圆柱体和光滑墙壁之间,且不计圆柱体与正方体之间的摩擦,正方体与圆柱体的接触点的切线与右侧墙壁成θ角,圆柱体处于静止状态,则( )A .地面对圆柱体的支持力大于(M +m )gB .地面对圆柱体的摩擦力为mg tan θC .墙壁对正方体的弹力为tan mgθ D .正方体对圆柱体的压力为cos mgθ【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】CD .以正方体为研究对象,受力分析,并运用合成法如图所示墙壁对正方体的弹力N 1=tan mgθ 圆柱体对正方体的支持力为2sin mgN θ=根据牛顿第三定律,正方体对圆柱体的压力为sin mgθ。
选项C 正确,D 错误;AB .以圆柱体和正方体整体为研究对象,地面对圆柱体的支持力N =(M +m )g水平方向受力平衡,地面对圆柱体的摩擦力f =N 1=tan mg选项AB 错误。
故选C 。
3.如图所示,木块B 静止在水平地面上,木块A 叠放在B 上。
A 的左侧靠在光滑的竖起墙面上。
关于A 、B 的受力情况,下列说法中正确的是( )A .B 对A 的作用力方向一定竖直向上 B .B 对A 的作用力一定大于A 的重力C .地面对B 的摩擦力方向可能向右D .地面对B 的支持力大小等于A 、B 的总重力 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB .对A 受力分析可知:若A 与B 的接触面光滑,则A 受重力、支持力及墙壁对A 的支持力作用,A 处于静止状态,合力为零,由于A 、B 之间的接触面倾斜,则B 对A 的支持力垂直接触面斜向上,且大于A 的重力。
若接触面粗糙,A 受到重力、B 对A 的支持力,还可能受到B 对A 的摩擦力,有可能A 还受到墙壁的支持力;当墙壁对A 没有支持力时,B 对A 的支持力与摩擦力的合力与A 的重力大小相等,方向相反。
由以上分析可知,故A 错误,B 错误;C .若A 与B 的接触面光滑,木块B 受重力、地面的支持力、A 对B 斜向下的压力以及地面的摩擦力处于静止状态,合力为零,则摩擦力方向水平向左。
若接触面粗糙,木块B 受重力、地面的支持力、A 对B 斜向下的压力以及A 对B 的静摩擦力,其中A 对B 斜向下的压力以及A 对B 的静摩擦力的合力与A 的重力大小相等,方向竖直向下,所以B 不受地面的摩擦力,故C 错误;D .对整体进行受力分析可知,整体在竖直方向合外力为零,故地面对B 的支持力一定等于两物体的重力,故D 正确。
故选D 。
4.如图所示的装置中,在A 端用外力F 把一个质量为m 的小球沿倾角为30°的光滑斜面匀速向上拉动,已知在小球匀速运动的过程中,拴在小球上的绳子与水平固定杆之间的夹角从45°变为90°,斜面体与水平地面之间是粗的,并且斜面体一直静止在水平地面上,不计滑轮与绳子之间的摩擦.则在小球匀速运动的过程中,下列说法正确的是( )A .地面对斜面体的静摩擦力始终为零B .绳子对水平杆上的滑轮的合力一定大于绳子的拉力C .绳子A 端移动的速度大小大于小球沿斜面运动的速度大小D .外力F 一定增大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】D .设连接小球的绳子与水平方向的夹角为θ,对小球沿斜面方向,由平衡条件有cos -30sin 30T mg θ︒=︒()则当θ角从45°变为90°的过程中,绳子的拉力T 变大,因F =T ,则外力F 一定增大,选项D 正确;A .对小球和斜面的整体,地面对斜面体的静摩擦力等于绳子拉力的水平分量,则地面对斜面体的静摩擦力cos f T θ=可知随θ角的增加,地面对斜面的静摩擦力f 是变化的,选项A 错误;B .当θ=90°时,滑轮两边绳子的夹角为120°,根据几何关系和平行四边形定则可知此时刻绳子对水平杆上的滑轮轴的合力等于绳子的拉力,选项B 错误;C .将小球的速度v 分解可知,绳子的速度cos 30v v θ=-︒绳()可知绳子移动的速度大小小于小球沿斜面运动的速度的大小,选项C 错误。
故选D 。
5.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334sin30cos30sin30F 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 。
6.如图所示,光滑的圆环固定在竖直平面内,圆心为O ,三个完全相同的小圆环a 、b 、c 穿在大环上,小环c 上穿过一根轻质细绳,绳子的两端分别固定着小环a 、b ,通过不断调整三个小环的位置,最终三个小环恰好处于平衡位置,平衡时绳子ac 、bc 段夹角为120°,已知小环的质量为m ,重力加速度为g ,轻绳与c 的摩擦不计。
则( )A .a 与大环间的弹力大小为mgB .绳子的拉力大小为3mg C .c 受到绳子的拉力大小为3mg D .c 与大环间的弹力大小为3mg【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】AB .三个小圆环能静止在光的圆环上,由几何知识知aoc 恰好能组成一个等边三角形,对a 受力分析如图所示:在水平方向上有cos30cos 60a T N ︒=︒在竖直方向上有sin 30sin 30a T N mg ︒+︒=解得a N T mg ==选项A 正确,B 错误;C .c 受到绳子拉力的大小为2sin 30T T mg '=︒=选项C 错误;D .以c 为对象受力分析,在竖直方向上有c N mg T '=+解得2c N mg mg mg =+=选项D 错误。
故选A 。
7.如图所示,质量为m 的物体放在质量为M 、倾角为θ的斜面体上,斜面体置于粗糙的水平地面上,用平行于斜面的力F 拉物体使其沿斜面向下匀速运动,斜面体始终静止,则下列说法正确的是( )A .斜面体对地面的摩擦力大小为cos F θB .斜面体对地面的压力大小为()M m g +C .物体对斜面体的摩擦力大小为FD .斜面体对物体的作用力竖直向上 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A .对物块和斜面受力分析如下图所示,对物块有cos N F mg θ=sin f F F mg θ=+假设地面对斜面的摩擦力向左,对斜面有1cos sin N N f F Mg F θF θ=++'sin cos f N f F F θF θ+=联立上式解得'cos f F F θ=由于'0f F >,说明方向就是向左,A 正确;B .斜面体对地面的压力大小等于地面对斜面体的支持力,根据上式,解得()1sin N g F M m F ++=θB 错误;C .物体对斜面体的摩擦力大小等于斜面体对物体的摩擦力大小,根据上式解得sin f F F mg θ=+C 错误;D .斜面体对物体的作用力与物体重力和外力的合力方向相同,为斜向上偏左,D 错误。
故选A 。
8.如图所示,在水平地面上放置一个边长为a 、质量为M 的正方体,在竖直墙壁和正方体之间放置半径为R (R <a )、质量为m 的光滑球体,球心O 与正方体的接触点A 的连线OA 与竖直方向的夹角为θ。
已知重力加速度为g ,正方体与水平地面的动摩擦因数为3μ=,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,球和正方体始终处于静止状态,且球没有掉落地面,下列说法正确的是( )A .正方体对球的支持力的大小为mg tan θB .若θ=45°,球的半径不变,只增大球的质量,为了不让正方体滑动,球的质量最大为31+ C .若球的质量m =12M ,则正方体的右侧面到墙壁的最大距离是322R + D .当正方体的右侧面到墙壁的距离小于32R 时,无论球的质量是多少,正方体都不会滑动 【答案】BCD 【解析】 【分析】【详解】A .以球为研究对象,受力如图由平衡条件知1cos F mg θ=则正方体对球的支持力的大小1cos mgF θ=故A 错误;B .以正方体和球整体为研究对象,竖直方向受重力()m M g +和地面的支持力N F ,水平方向受墙壁的弹力2F 和地面的摩擦力f F ,根据平衡条件,有()N F m M g =+2f tan45F mg F =︒≤f N F F μ=联立解得球的质量31m M +≤故B 正确; C .若球的质量m =12M ,对整体分析,有 ()N F m M g =+2f tan F mg F θ=≤f N F F μ=联立解得60θ≤︒则正方体的右侧面到墙壁的最大距离是32sin 60L R R R +=+︒=故C 正确;D .由上述分析知,正方体不滑动的条件tan ()mg m M g θμ≤+即3tan (1)3M mθ≤+ 当30θ≤︒时,上述式子必定成立,此时正方体的右侧面到墙壁的距离3sin sin 302L R R R R R θ=+≤+︒=所以当正方体的右侧面到墙壁的距离小于32R 时,无论球的质量是多少,正方体都不会滑动,故D 正确。