河南许昌高级中学第三章 相互作用——力单元测试卷(解析版)
- 格式:doc
- 大小:617.00 KB
- 文档页数:14
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、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,在粗糙地面上放有一装有定滑轮的粗糙斜面体,将两相同的A 、B 两物体通过细绳连接处于静止状态,用水平力F 作用于物体B 上,缓慢拉开一小角度,斜面体与物体A 仍然静止。
则下列说法正确的是( )(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)A .水平力F 变小B .物体A 所受合力变大C .物体A 所受摩擦力不变D .斜面体所受地面的摩擦力变大【答案】D【解析】【分析】 先对物体B 进行受力分析,根据共点力平衡条件求出绳的拉力,再对A 进行受力分析,同样根据共点力平衡条件得出各个力的情况,对斜面体所受地面的摩擦力可以用整体法进行分析。
【详解】A .对B 物体进行受力分析,如图根据共点力平衡条件B tan F m g θ=,B cos m g T θ= 在缓慢拉开B 的过程中,θ角度变大,故绳上的张力T 变大,水平力F 增大,故A 错误; B .因物体A 始终处于静止,故A 所受合外力为0,B 错误;C .物体A 受重力、支持力、细线的拉力,可能没有摩擦力,也可能有沿斜面向下的静摩擦力,还有可能受斜面向上的静摩擦力。
故拉力T 增大后,静摩擦力可能变小,也可能变大,故C 错误;D .对整体分析可以知道,整体在水平方向受拉力和静摩擦力作用,因拉力变大,故静摩擦力一定变大,故D正确。
故选D。
【点睛】整体法与隔离法相结合。
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【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 mgACABT 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.如图所示,物块正在沿粗糙的斜面匀速下滑,斜面保持静止状态。
在下列几种情况中,物块仍沿斜面下滑,则关于地面对斜面体的摩擦力正确说法是()A.若对物块施加竖直向下的外力,地面对斜面体的摩擦力水平向左B.若对物块施加垂直于斜面向下的外力,地面对斜面体的摩擦力水平向左C.若对物块施加沿斜面向下的外力,地面对斜面体的摩擦力水平向右D.若对物块施加沿斜面向下的外力,地面对斜面体没有摩擦力【答案】D【解析】【分析】【详解】物块沿粗糙的斜面匀速下滑,物块处于平衡状态,斜面体对物块的力竖直向上与重力平衡,物块对斜面体的力竖直向下,地面对斜面体没有摩擦力。
A.若对物块施加竖直向下的外力,相当于物块的重力增加了,物块仍做匀速运动,地面对斜面体的摩擦力仍为零,A错误;CD.若对物块施加沿斜面向下的外力,此时,物块对斜面体的摩擦力与匀速下滑时相等,物块对斜面体的压力与匀速时相等,因此斜面受力没变,地面对斜面体的摩擦力仍为零,C 错误,D正确;B.若对物块施加垂直于斜面向下的外力,把该外力分解为竖直向下的和沿斜面向上的两个分力(两个分力不再相互垂直),两个分力单独作用时,竖直向下的外力不会造成地面对斜面体有摩擦,沿斜面向上的分力只能使物块减速运动,物块对斜面体的压力和摩擦力不变,也不会造成地面对斜面体产生摩擦力,两个分力同时作用时,地面对斜面体的摩擦力仍为零,即若对物块施加垂直于斜面向下的外力,地面对斜面体的摩擦力仍为零,B错误。
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 G F 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,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 =3mgB .弹簧弹力大小2mgC .A 球质量为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.3.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.如图所示,在粗糙地面上放有一装有定滑轮的粗糙斜面体,将两相同的A 、B 两物体通过细绳连接处于静止状态,用水平力F 作用于物体B 上,缓慢拉开一小角度,斜面体与物体A 仍然静止。
则下列说法正确的是( )(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)A .水平力F 变小B .物体A 所受合力变大C .物体A 所受摩擦力不变D .斜面体所受地面的摩擦力变大【答案】D【解析】【分析】 先对物体B 进行受力分析,根据共点力平衡条件求出绳的拉力,再对A 进行受力分析,同样根据共点力平衡条件得出各个力的情况,对斜面体所受地面的摩擦力可以用整体法进行分析。
【详解】A .对B 物体进行受力分析,如图根据共点力平衡条件B tan F m g θ=,B cos m g T θ= 在缓慢拉开B 的过程中,θ角度变大,故绳上的张力T 变大,水平力F 增大,故A 错误; B .因物体A 始终处于静止,故A 所受合外力为0,B 错误;C .物体A 受重力、支持力、细线的拉力,可能没有摩擦力,也可能有沿斜面向下的静摩擦力,还有可能受斜面向上的静摩擦力。
故拉力T 增大后,静摩擦力可能变小,也可能变大,故C 错误;D .对整体分析可以知道,整体在水平方向受拉力和静摩擦力作用,因拉力变大,故静摩擦力一定变大,故D正确。
故选D。
【点睛】整体法与隔离法相结合。
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【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 mgACABT 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、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、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,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。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,在粗糙地面上放有一装有定滑轮的粗糙斜面体,将两相同的A 、B 两物体通过细绳连接处于静止状态,用水平力F 作用于物体B 上,缓慢拉开一小角度,斜面体与物体A 仍然静止。
则下列说法正确的是( )(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)A .水平力F 变小B .物体A 所受合力变大C .物体A 所受摩擦力不变D .斜面体所受地面的摩擦力变大【答案】D 【解析】 【分析】先对物体B 进行受力分析,根据共点力平衡条件求出绳的拉力,再对A 进行受力分析,同样根据共点力平衡条件得出各个力的情况,对斜面体所受地面的摩擦力可以用整体法进行分析。
【详解】A .对B 物体进行受力分析,如图根据共点力平衡条件B tan F m g θ=,B cos m gT θ=在缓慢拉开B 的过程中,θ角度变大,故绳上的张力T 变大,水平力F 增大,故A 错误; B .因物体A 始终处于静止,故A 所受合外力为0,B 错误;C .物体A 受重力、支持力、细线的拉力,可能没有摩擦力,也可能有沿斜面向下的静摩擦力,还有可能受斜面向上的静摩擦力。
故拉力T 增大后,静摩擦力可能变小,也可能变大,故C 错误;D .对整体分析可以知道,整体在水平方向受拉力和静摩擦力作用,因拉力变大,故静摩擦力一定变大,故D 正确。
故选D 。
【点睛】整体法与隔离法相结合。
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。
《第三章相互作用——力》章未检测时间:90分钟 满分:100分一、单选题(共8个小题,每题3分,满分24分;在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1.如图所示,在动摩擦因数为μ=0.1的水平面上有向右运动的物体,质量为20kg ,在运动过程中,还受到一个水平向左大小为10N 的拉力F 作用,则物体受到的滑动摩擦力为(g=10m/s 2)A.10N ,方向向右B.10N ,方向向左C.20N ,方向向右D.20N ,方向向左【答案】 D【解析】依题意,物体相对于地面向右运动,受到地面的滑动摩擦力方向向左。
物体在水平面上运动,F 也在水平方向,则物体对地面的压力大小等于物体的重力,即F N =mg ,所以物体受到的滑动摩擦力大小为f =μF N =μmg =0.1×200N=20N ;A .10N ,方向向右,与结论不相符,选项A 错误;B .10N ,方向向左,与结论不相符,选项B 错误;C .20N ,方向向右,与结论不相符,选项C 错误;D .20N ,方向向左,与结论相符,选项D 正确;2.下列说法正确的是A.研究在冰面上旋转的花样滑冰运动员的动作,可以将运动员看作质点B.运动员跑完800m 比赛,800m 指的是路程大小C.由滑动摩擦因数Nf F μ=知,μ与F N 成反比 D.滑动摩擦力总是阻力,静摩擦力可以是动力【答案】 B【解析】A.点没有大小,谈自转无意义;故研究在冰面上旋转的花样滑冰运动员动作时,运动员不可以简化为点,故A错误;B.运动员跑完800 m比赛,轨迹是曲线,故800 m指的是路程大小,故B正确;C.动摩擦因数的大小只有两个接触面的材料决定,与正压力无关,选项C错误;D.滑动摩擦力和静摩擦力都可以是动力,也可以是阻力,选项D错误。
3.如图所示,下列四个图中,所有的球都是相同的,且形状规则质量分布均匀。
甲球放在光滑斜面和光滑水平面之间,乙球与其右侧的球相互接触并放在光滑的水平面上,丙球与其右侧的球放在另一个大的球壳内部并相互接触,丁球用两根轻质细线吊在天花板上,且其中右侧一根线是沿竖直方向。
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.如图所示,在粗糙的水平面上,固定一个半径为R 的半圆柱体M ,挡板PQ 固定在半圆柱体M 上,PQ 的延长线过半圆柱截面圆心O ,且与水平面成30°角。
在M 和PQ 之间有一个质量为m 的光滑均匀球体N ,其半径也为R 。
整个装置处于静止状态,则下列说法正确的是( )A .N 对PQ 的压力大小为mgB .N 对PQ 的压力大小为12mg C .N 对M 的压力大小为mgD .N 对M 的压力大小为33mg4.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5.如图所示,一质量为m的物块静止在倾角为θ的斜面上,物块与斜面间的滑动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则()A.物块受到一个沿斜面向下的力,大小为m gsinθB.物块所受摩擦力的大小为0C.物块所受摩擦力的大小为μmg cosθD.物块所受摩擦力的大小为mg sinθ6.a、b、c为三个质量相同的木块、叠放于水平桌面上。
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m 1,小环乙的质量为m 2,则m 1∶m 2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 mg θD .正方体对圆柱体的压力为cos mg θ【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 mg θ圆柱体对正方体的支持力为 2sin mg N θ= 根据牛顿第三定律,正方体对圆柱体的压力为sin mg θ。
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.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2.用一个力代替几个力,使它们的作用效果相同,所采用的科学研究方法是()A.控制变量法B.比值定义法C.类比法D.等效替代法3.如图所示的一根轻弹簧,其自由端B在未悬挂重物时指针正对刻度5,在弹性限度内,当挂上80N重物时指针正对刻度45,若要指针正对刻度20应挂重物的重力是()A.40N B.30NC.20N D.因k值未知,无法计算4.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4N5.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6.当人体直立时,颈椎所承受的压力等于头部的重量,但当低头时,颈椎受到的压力会随之变化。
现将人低头时头颈部简化为如图所示的模型:重心在头部的P 点,颈椎OP (轻杆)可绕O 转动,人的头部在颈椎的支持力和沿PA 方向肌肉拉力的作用下处于静止。
假设低头时颈椎OP 与竖直方向的夹角为45°,PA 与竖直方向的夹角为60°此时颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到的压力的(2≈1.414,3≈1.732)( )A .3.3倍B .2.8倍C .2.4倍D .2.0倍7.如图所示,用筷子夹质量为m 的小球,筷子与小球球心均在竖直平面内,筷子和竖直方向的夹角均为θ,此时小球受到的摩擦力为0,则小球与筷子间的弹力为( )A .2sin mg θB .sin mg θC .2cos θmgD .cos mg θ8.物体在四个共点力F 1、F 2、F 3、F 4的作用下处于平衡状态,其中F 1=5N 。
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,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。
第三章相互作用单元测试一、单选题(每题3分,共45分)1.下列说法中正确的是()A.书放在桌面上要受到一个向上的弹力,是由于书发生微小的形变而产生的B.拿一根细竹竿拨动水中的木头,木头受到竹竿的弹力,这是由于木头发生形变而产生的C.一本书静止置于水平桌面上,桌面对书的支持力与书所受的重力是一对平衡力D.一本书静止置于水平桌面上,书对桌面的压力与书所受重力是同一性质力2.关于弹力、摩擦力,以下说法正确的是A.两物体间如果存在弹力,一定同时存在摩擦力B.物体的弹性形变增大,弹力一定会随之增大C.增大两物体间的弹力,物体间的摩擦力也一定会相应增加D.同一接触面间产生的弹力和摩擦力,方向可以不垂直3.一个质量为m的皮球用一根轻质细绳悬挂在光滑的竖直墙面上,已知细绳与墙壁的夹角为θ,若细绳的拉力为F T,墙对球的支持力为F N.下列说法正确的是()A.F N=mg sinθB.F T=mg cosθC.若增加悬绳的长度,则拉力F T将会增大D.若增加悬绳的长度,则支持力F N将会减小4.如图所示,将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在物理书内,书对A4纸的压力为3N,A4纸与书之间的动摩擦因数为0.3,要把A4纸从书中拉出,拉力至少应为( )A.0.3N B.0.9 N C.1.2N D.1.8N5.如图所示,轻弹簧的劲度系数,当弹簧的两端各受20 N拉力F的作用时(在弹性限度内)弹簧处于平衡,那么下列说法正确的是A.弹簧所受的合力为40 N B.该弹簧伸长5 cmC.该弹簧伸长10 cm D.该弹簧伸长20 cm6.如图所示,三个相同的木块放在同一个水平面上,木块和水平面间的动摩擦因数相同。
分别给它们施加一个大小均为F的作用力,其中给第一、三两木块的推力或拉力与水平方向的夹角相同,这时三个木块都保持静止。
比较它们和水平面间的弹力大小F N1、F N2、F N3和摩擦力大小F f1、F f2、F f3,下列说法中正确的是A.F N1>F N2>F N3,F f1>F f2>F f3B.F N1=F N2=F N3,F f1=F f2=F f3C.F N1>F N2>F N3,F f1=F f3<F f2D.F N1>F N2>F N3,F f1=F f2=F f37.作用在同一物体上的三个共点力,大小分别为4N、3N和8N,其合力最小值为()A.1N B.3N C.13N D.08.小华同学利用如图所示的实验装置来测定物体与滑板间的滑动摩擦力.下列关于用这种装置做实验的说法中,你认为正确的是A.必须调节托盘中重物的重量,确保滑板做匀速运动B.不一定要使滑板做匀速运动,但必须要用恒力拉滑板C.托盘中放的重物越重,滑板运动得越快,弹簧秤读数越大D.只要滑板与木块有相对运动,无论滑板做什么运动,弹簧秤的读数都相同9.物体A静止于固定斜面上,下列说法正确的是A.物体A对斜面的压力就是物体A所受重力垂直于斜面的分力B.物体A对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对相互作用力C.物体A受到的重力和斜面对物体的作用力是一对相互作用力D.物体A所受重力沿斜面的分力和斜面所受的摩擦力是一对平衡力10.如图所示,水平横梁的一端A插在墙壁内,另一端装有一个小滑轮B,一轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过定滑轮后悬挂一质量为m=10 kg的重物,绳与滑轮间光滑,∠CBA=30°.则滑轮受到的绳子的作用力为(取g=10 m/s2)()A.50 N B.43 N C.100 N D.86 N11.如图所示,天花板下悬挂着一块磁性很强的条形磁铁,磁铁下吸着一铁块,铁块的上边呈水平状。
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,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,质量分别为m 和2m 的物块A 、B ,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,A 、B 间的接触面和轻绳均与木板平行。
A 与B 间、B 与木板间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
当木板与水平面的夹角为45°时,物块A 、B 刚好要滑动,则μ的值为( )A .13B .14C .15D .16【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】当木板与水平面的夹角为45︒时,两物块刚好滑动,对A 物块受力分析如图沿斜面方向,A 、B 之间的滑动摩擦力1cos 45f N mg μμ==︒根据平衡条件可知sin 45cos45T mg mg μ=︒+︒对B 物块受力分析如图沿斜面方向,B 与斜面之间的滑动摩擦力23cos 45f N mg μμ='=⋅︒根据平衡条件可知2sin 45cos453cos45mg T mg mg μμ︒=+︒+⋅︒两式相加,可得2sin 45sin 45cos45cos453cos45mg mg mg mg mg μμμ︒=︒+︒+︒+⋅︒解得15μ=故选C 。
一、选择题1.如图所示,质量为m的物块静置于足够长的木板AB的上表面,木板由水平位置绕固定的B端顺时针缓慢转动,当木板与水平面的倾角θ=37︒时,物块开始下滑。
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,取sin37︒=0.6。
下列说法正确的是()A.物块与木板间的动摩擦因数为0.6B.随着倾角θ的增大,木板对物块的支持力逐渐减小C.当倾角θ=30︒时,木板对物块作用力的合力大小为12 mgD.当倾角θ=45︒时,木板对物块作用力的合力大小为22mg2.静止在水平地面上的物体ABC由两部分构成,AOB为斜面体,BOC为14光滑圆柱体,截面图如图所示。
跨过B点处定滑轮的光滑轻绳两端分别连接a、b两个小滑块,用平行于AB的外力F缓慢拉动a,a与接触面间的动摩擦因数不为零。
在b沿BC间曲面缓慢上升的过程中(初始时b已离开地面),轻绳始终平行于接触面,物体ABC始终静止,以下说法正确的是( )A.绳的拉力大小不变B.拉力F逐渐增大C.物体ABC对地面的压力逐渐减小D.物体ABC对地面的摩擦力水平向右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,一质量为m的物块静止在倾角为θ的斜面上,物块与斜面间的滑动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则()A.物块受到一个沿斜面向下的力,大小为m gsinθB.物块所受摩擦力的大小为0C.物块所受摩擦力的大小为μmg cosθD.物块所受摩擦力的大小为mg sinθ5.质量分别为1kg、2kg、1kg的木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接,如图所示,其中a放在光滑水平桌面上.开始时p弹簧处于原长,木块都处于静止状态.现用水平力F缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止,g取10m/s2。
一、选择题1.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B解析:BA.图甲中对B进行受力分析,B球受重力和弹力的作用,二力平衡B球静止,不可能再受到A对B的弹力的作用, A错误;B.图乙中采用假设法,若除去左侧的斜面,A将运动,去掉右侧的斜面,A也将运动,所以两斜面对球A均有力的作用, B正确;C.图丙中绳子对A的拉力是倾斜的,假设斜面B移走,则绳子要竖直,故A要受到斜面B对它的弹力的作用,C错误;D.图丁中绳子处于竖直状态,故绳子有拉力;但若与斜面间有弹力,物体不能保持竖直状态,故物体不受斜面的弹力,D错误。
故选B。
2.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3F A解析:AAB.以a为研究对象,分析得知a相对于b没有运动趋势,则b作用于a的静摩擦力为零,否则a所受合力不为零,不可能做匀速直线运动。
故A正确,B错误;C .以ab 作为整体为研究对象,根据平衡条件可知,c 对b 的静摩擦力大小等于F ,方向与F 相反,则知b 作用于c 的静摩擦力为F 。
故C 错误;D .以abc 整体为研究对象,由平衡条件得,地面作用于c 的滑动摩擦力F ,则c 作用于地面的滑动摩擦力为F 。
故D 错误。
故选A 。
3.如图所示,放在地面上的木箱重为G 1,重为G 2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G 2B .人对木箱底的压力大小为(G 2-F )C .木箱对地面的压力大小为(G 1+G 2-F )D .木箱对地面的压力大小为(G 1+G 2)D 解析:DAB.对人分析,人受到重力、箱子对人的支持力,箱顶对人的压力,根据平衡有2N G F =+故AB 错误;CD. 对整体分析,受总重力和支持力,有12N G G '=+根据牛顿第三定律,压力与支持力的大小相等,故C 错误,D 正确。
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 mg θD .正方体对圆柱体的压力为cos mg θ 【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 mg θ圆柱体对正方体的支持力为 2sin mg N θ= 根据牛顿第三定律,正方体对圆柱体的压力为sin mg θ。
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 θ选项AB 错误。
故选C 。
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 G F 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,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 。
4.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 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 。
【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。
5.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.6.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 ,2R OM =。
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 g OA 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。
根据几何知识有 β>α,则在图中,一定有 F B >m B g ,即轻杆对B 球的支持力一定大于B 球的重力,故C 错误;D .若增大m A ,A 球下降,θ角会减小,故D 错误。
故选B 。
7.将一弹性绳对折,相当于将此弹性绳剪成相同长度的两段绳,每段绳在相同的外力作用下,其伸长量为原来的一半。
现有一根原长20cm 的弹性细绳,其外力F 与伸长量x 的关系如图所示,将此细绳对折,其两端点固定于天花板同一位置,并在对折点处竖直悬系一物体,然后再缓慢放手,平衡后发现物体下降了2cm ,则该物体所受重力约为( )A .0.8NB .1.6NC .3.2ND .6.4N【答案】C【解析】【分析】 【详解】根据题意将一弹性绳对折,相当于将此弹性绳剪成相同长度的两段绳,每段绳在相同的外力作用下,伸长量变为原来的一半,根据胡克定律F kx =可知劲度系数变为原来的两倍。
根据图像可知弹性细绳的劲度系数4N/cm 0.4N/cm 10F k x ∆===∆ 则对折后,劲度系数变为 20.8N/cm k =所以物体的重力为220.82N 0.82N 3.2N G kx kx =+=⨯+⨯=ABD 错误,C 正确。
故选C 。
8.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 mg α【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 mg N α'= cot tan m mg N mg αα==所以墙面对正方体M 的弹力大小tan M m mg N N α==选项C 错误,D 正确。
故选D 。
9.如图所示,横截面为直角三角形的斜劈P ,靠在粗糙的竖直墙面上,力F 通过球心水平作用在光滑球Q 上,系统处于静止状态。
当力F 增大时,系统仍保持静止,下列说法正确的是( )A .斜劈P 所受合外力增大B .斜劈P 对竖直墙壁的压力不变C .墙面对斜劈P 的摩擦力可能增大D .球Q 对地面的压力不变【答案】C【解析】【分析】【详解】A .由于系统仍保持静止,斜劈P 所受合外力仍为零,保持不变,A 错误;B .将斜劈和球作为一个整体,当F 增大时,斜劈P 对竖直墙壁的压力也增大,B 错误;C .如果斜劈原来受到的摩擦力向上,增大F 时,球对斜劈斜面的压力变大,斜劈受到的摩擦力可能减小,而如果斜劈原来受到的摩擦力向下,增大F 时,球对斜劈的压力变大,斜所受摩擦力变大,C 正确;D .将斜劈和球作为一个整体,在竖直方向上,如果斜劈与墙壁间的摩擦力变化,球对地面的压力也会变化,D 错误。
故选C 。
10.20世纪末,由于生态环境的破坏,我国北方地区3、4月份沙尘暴天气明显增多。
近年来,我国加大了环境治理,践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念,沙尘天气明显减少。
现把沙尘上扬后的情况简化为沙尘颗粒悬浮在空中不动。
已知风对沙尘的作用力表达式为F =αρAv 2,其中α为常数,ρ为空气密度,A 为沙尘颗粒的截面积,v 为风速。