2017年高考物理(全国通用)一轮微专题复习练:第2章 相互作用章末滚动练2
- 格式:docx
- 大小:428.73 KB
- 文档页数:7
第二章 相 互 作 用 (1)从近三年高考试题考点分布可以看出,高考对本章内容的考查重点有:弹力、摩擦力的分析与计算,共点力平衡的条件及应用,涉及的解题方法主要有力的合成法、正交分解法、整体法和隔离法的应用等。
(2)高考对本章内容主要以选择题形式考查,静摩擦力的分析、物体受力分析及平衡条件的应用是本章的常考内容。
2015高考考向前瞻 (1)本章主要考查共点力作用下物体的平衡条件的应用,平衡条件推论的应用;共点力作用下的平衡与牛顿运动定律、动能定理、功能关系相结合,与电场及磁场中的带电体的运动相结合,是高考命题的热点。
(2)以生活中的实际问题为背景考查力学知识是今后高考命题的一大趋势。
第1节弹力__摩擦力 弹 力 [记一记] 1.弹力 (1)定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。
(2)产生条件: 两物体相互接触; 发生弹性形变。
(3)方向:弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反。
2.胡克定律 (1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
(2)表达式:F=kx。
k是弹簧的劲度系数,单位为牛/米;k的大小由弹簧自身性质决定。
x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度。
[试一试] 1.(2014·清远质检)如图2-1-1所示,小车受到水平向右的弹力作用,与该弹力的有关说法中正确的是( ) 2-1-1 A.弹簧发生拉伸形变 B.弹簧发生压缩形变 C.该弹力是小车形变引起的 D.该弹力的施力物体是小车 解析:选A 小车受到水平向右的弹力作用,弹簧发生拉伸形变,该弹力是弹簧形变引起的,该弹力的施力物体是弹簧,选项A正确,B、C、D错误。
[想一想] (1)摩擦力的方向与物体的运动方向不相同就相反,这种说法对吗? (2)物体m沿水平面滑动时,受到的滑动摩擦力大小一定等于μmg吗? (3)滑动摩擦力是不是一定阻碍物体的运动? 提示:(1)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同,也可以相反,还可以与物体的运动方向成任何角度,但一定与相对运动方向相反。
第2章 研究物体间的相互作用一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分.)1.如图所示,一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F 作用而做匀速直线运动,则下列说法正确的是( )A .物体可能只受两个力作用B .物体可能受三个力作用C .物体可能不受摩擦力作用D .物体一定受四个力作用解析:物体做匀速直线运动,则受力平衡,将拉力F 在水平方向和竖直方向上进行分解,则物体一定要受到滑动摩擦力的作用,再根据摩擦力产生的条件知,物体一定会受弹力,因此物体一定受到四个力的作用,故选项D 正确.答案:D2.(2015·永州模拟)如图所示,一劲度系数为k 的轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接,弹簧、地面水平.A 、B 是物块能保持静止的位置中离墙壁最近和最远的两点,A 、B 两点离墙壁的距离分别是x 1、x 2.则物块与地面的最大静摩擦力为( )A .k (x 2-x 1)B .k (x 2+x 1)C.k (x 2-x 1)2D.k (x 2+x 1)2解析:水平方向上,物块在A 点受弹簧弹力和地面的摩擦力,方向相反,根据平衡条件有k (x 0-x 1)=F f 同理,在B 点根据水平方向上,受力平衡有 k (x 2-x 0)=F f ,联立解得物块与地面的最大静摩擦力为F f =k (x 2-x 1)2,故选项C 正确.答案:C3.粗细均匀的电线架在A 、B 两根电线杆之间.由于热胀冷缩,电线在夏、冬两季呈现如图所示的两种状态,电线杆始终处于竖直状态,下列说法中正确的是( )A .冬季,电线对电线杆的拉力较大B .夏季,电线对电线杆的拉力较大C .夏季与冬季,电线对电线杆的拉力一样大D .夏季,杆对地面的压力较大解析:以整条电线为研究对象,受力分析如图所示,由共点力的平衡条件知,两电线杆对电线的弹力的合力与其重力平衡,由几何关系得F cos θ=Mg 2,即F =Mg 2cos θ,由于夏天气温较高,电线的体积会膨胀,两杆正中部位电线下坠的距离h 变大,则电线在杆上固定处的切线方向与竖直方向的夹角θ变小,故Mg2cos θ变小,所以两电线杆处的电线拉力与冬天相比是变小.电线杆上的电线的质量一定,受力平衡,夏季、冬季杆对地面的压力相等,所以选项B 、C 、D 错误,A 正确.答案:A4.(2016·德州模拟)如图所示,质量不等的盒子A 和物体B 用细绳相连,跨过光滑的定滑轮,A 置于倾角为θ的斜面上,与斜面间的动摩擦因数μ=tan θ,B 悬于斜面之外而处于静止状态.现向A 中缓慢加入砂子,下列说法正确的是( )A .绳子拉力逐渐增大B .A 对斜面的压力逐渐增大C .A 所受的摩擦力一定逐渐增大D .A 可能沿斜面下滑解析:当m A g sin θ>m B g 时,对A 受力分析,由平衡条件有m A g sin θ=F f +m B g ,随m A 的增大,摩擦力不断增大;当m A g sin θ<m B g 时,由平衡条件有m A g sin θ+F f =m B g ,随m A 的增大,摩擦力不断减小,C 项错;在垂直斜面方向上,始终有F N =m A g cos θ,因此随着不断加入砂子,A 对斜面的压力不断增大,B 项正确;由μ=tan θ,可知最大静摩擦力F f max =μm A g cos θ=m A g sin θ,比较以上两个平衡关系式可知,A 所受静摩擦力始终小于最大静摩擦力,故A 始终保持静止,D 项错;此时绳子所受拉力等于B 的重力,故拉力保持不变,A 项错.答案:B5.(2016·西安模拟)如图所示,一根不可伸长的轻绳穿过轻滑轮,两端系在高度相等的A、B两点,滑轮下挂一物体,不计滑轮的重力及与轻绳之间的摩擦.保持A固定不动,让B缓慢向右移动,则下列说法正确的是( )A.随着B向右缓慢移动,绳子的张力减小B.随着B向右缓慢移动,绳子的张力不变C.随着B向右缓慢移动,滑轮受绳AB的合力变大D.随着B向右缓慢移动,滑轮受绳AB的合力不变解析:动滑轮在不计摩擦的情况下,两侧绳子拉力大小相等,平衡后,两侧绳子的拉力关于竖直方向对称.对滑轮受力分析,滑轮受到与物体相连的绳的拉力(大小等于物体的重力G)和绳AB的合力F AB,由平衡条件知F AB=G,由于G不变,所以B缓慢右移过程中F AB不变,故选项D正确,选项C错误;F AB不变,两侧绳子的夹角增大,所以绳子的张力增大,故选项A、B错误.答案:D6.如图所示,一辆质量为M的汽车沿水平面向右运动,通过定滑轮将质量为m的重物A缓慢吊起.在吊起重物的过程中,关于绳子的拉力F T、汽车对地面的压力F N和汽车受到的摩擦力F f随细绳与水平方向的夹角θ变化的图象中正确的是( )解析:因为绳子跨过定滑轮,故绳子张力等于重物A 的重力,A 正确;由牛顿第三定律可知,汽车对地面的压力大小等于地面对汽车的支持力,故以汽车为研究对象,受力分析得F N =Mg -F T sin θ,取θ=0时,F N =Mg ,B 错误;因为缓慢吊起重物,汽车可视为处于平衡状态,故有F f =F T cos θ,故C 对,D 错.答案:AC7.(2016·唐山模拟)如图所示,物体A 、B 用细绳与弹簧连接后跨过滑轮,A 静止在倾角为45°的粗糙斜面上,B 悬挂着.已知质量m A =3m B ,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°减小到30°,那么下列说法中正确的是( )A .弹簧的弹力大小将不变B .物体A 对斜面的压力将减小C .物体A 受到的静摩擦力将减小D .弹簧的弹力及A 受到的静摩擦力都不变解析:B 悬挂静止,受力平衡即绳子拉力F T =m B g ,无论倾角是45°还是30°,绳子拉力都不变化,弹簧弹力大小等于绳子拉力,所以弹簧弹力大小不变化,选项A 对;设斜面倾角为θ,对A 受力分析则有垂直斜面方向支持力F N =m A g cos θ,随倾角减小,支持力变大,根据牛顿第三定律,对斜面压力变大,选项B 错;倾角45°时,A 的重力沿斜面向下的分力m A g sin 45°=322m B g >F T ,摩擦力方向沿斜面向上,大小为Ff 1=322m B g -m B g =32-22m B g ,倾角为30°时,A 的重力沿斜面向下的分力m A g sin30°=32m B g >F T ,摩擦力方向沿斜面向上,大小为Ff 2=32m B g -m B g =12m B g ,Ff 1>Ff 2,所以选项C 对,D 错. 答案:AC8.(2015·黄冈模拟)重力为G 的圆柱体A 被平板B 夹在板与墙壁之间,平板B 与底座C 右端的铰链相连,左端由液压器调节高度,以改变平板B 与水平底座C 间的夹角θ,B 、C 及D 总重力也为G ,底座C 与水平地面间动摩擦因数为μ(0.5<μ<1),平板B 的上表面及墙壁是光滑的.底座C 与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是( )A .C 与地面间的摩擦力总等于2μG 不变B .θ角增大时,地面对C 的摩擦力总增大C .要保持底座C 静止不动,应满足tan θ≤2μD .若保持θ=45°不变,圆柱体的重力增大ΔG ,仍要保持底座C 静止,则ΔG 的最大值ΔG m =(2μ-1)1-μG 解析:对A 、B 、C 、D 整体受力分析如图(a)所示,当系统静止不动时,由平衡条件可知墙壁对圆柱体的压力F 1与地面对C 的摩擦力F f 相等,即F 1=F f ,地面支持力F N =2G ,因此C 与地面间最大静摩擦力F f m =2μG .对圆柱体A ,受力分析如图(b)所示,平衡时有F 1=F 2sin θ,F 2cos θ=G ,解得F 1=G tan θ,因此系统静止不动时,地面摩擦力F f =F 1=G tan θ,随θ的增大而增大,A 错误;当F 1=G tan θ>2μG 时,底座C 将在地面上滑动,圆柱体落地前滑动摩擦力保持F f =2μG 不变,B 错误;要保持底座C 静止不动,应满足G tan θ≤2μG ,即tan θ≤2μ,C 项正确;若保持θ=45°不变,圆柱体的重力增大ΔG ,则有(G +ΔG )tan θ≤μ(2G +ΔG ),解得ΔG 的最大值ΔG m =(2μ-1)1-μG ,D 项正确.答案:CD二、非选择题(本题共5小题,共52分.按题目要求作答,解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.)9.(6分)(2016·衡水模拟)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验. ①图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73 cm ,图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量Δl 为________cm.②本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是_______(填选项前的字母).A. 逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B. 随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重③图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl 与弹力F 的关系图线,图线的AB 段明显偏离直线OA ,造成这种现象的主要原因是______________.解析:由乙图知,读数为14.66 cm,所以弹簧伸长14.66 cm-7.73 cm=6.93 cm;若随意增减砝码,会作图不方便,有可能会超出弹簧弹性形变范围,所以应逐一增挂钩码;由图知AB段伸长量与弹力不成线性关系,是因为钩码重力超过弹簧的弹性限度范围.答案:①6.93 cm(2分) ②A(2分) ③钩码重力超过弹簧的弹性限度范围(2分)10.(10分)(2015·郴州模拟)在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置;再将橡皮条的另一端系两根细绳,细绳的另一端都有绳套,用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条.(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项:A.两根细绳必须等长B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行D.在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等E.在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置其中正确的是________(填入相应的字母).(2)“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图.①图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是________.②本实验采用的科学方法是________(填正确答案标号).A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法 D.建立物理模型法(3)(多选)某同学在坐标纸上画出了如图丙所示的两个已知力F1和F2,图中小正方形的边长表示2 N,两力的合力用F表示,F1、F2与F的夹角分别为θ1和θ2,关于F1、F2与F、θ1和θ2关系正确的有________(填正确答案标号).A.F1=4 N B.F=12 NC.θ1=45° D.θ1<θ2解析:(1)两细绳套不要太短,但是不一定要等长,选项A错误;橡皮条与两绳夹角的平分线是否在同一直线上,由两分力的大小和方向决定,选项B错误;用弹簧秤拉细绳套时,弹簧秤与木板平面必须平行,选项C正确;验证力的平行四边形定则实验中,测量分力大小的两个弹簧秤的读数不一定要相等,选项D错误;在同一次实验中,需要保持F1和F2的作用效果与合力F的作用效果相同,即拉到同一位置,所以选项E正确,答案为C、E.(2)①F′是利用一个弹簧秤将橡皮条拉到结点O位置的力,F是利用平行四边形定则作出的与F′作用效果相同的两个分力F1和F2的合力,所以沿AO方向的力一定是F′.②本实验中,需要保证单个拉力的作用效果与两个拉力的作用效果相同,即采用了等效替代法.(3)以F1和F2为邻边作平行四边形,如图所示,其对角线表示合力F,由图可知,F1=4 2 N,F=12 N,θ1=45°,θ1>θ2,所以选项B、C正确.答案:(1)CE(3分) (2)①F′(2分) ②B(2分) (3)BC(3分)11.(12分)(2015·荆州模拟)两个相同的小球A和B,质量均为m,用长度相同的两根细线把A、B两球悬挂在水平天花板上的同一点O,并用长度相同的细线连接A、B两小球,然后,用一水平方向的力F作用在小球A上,此时三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好处于竖直方向,如图所示.如果不考虑小球的大小,两小球均处于静止状态,则:(1)OB绳对小球的拉力为多大?(2)OA绳对小球的拉力为多大?(3)作用力F为多大?解析:(1)因OB绳处于竖直方向,所以B球处于平衡状态,AB绳上的拉力为零,OB绳对小球的拉力F OB=mg.(4分)(2)A球在重力mg、水平拉力F和OA绳的拉力F OA三力作用下平衡,所以OA绳对小球的拉力F OA=mgcos 60°=2mg.(4分)(3)作用力F=mg tan 60°=3mg(4分)答案:(1)mg (2)2mg (3)3mg .12.(12分)(2016·十堰模拟)如图所示,长为5 m 的细绳的两端分别系于竖立在水平地面上相距为4 m 的两根杆上的A 、B 两点(两点等高,距地面足够高),绳上挂有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,求:(1)绳中的张力大小;(2)若将A 点缓慢下移1 m ,重新平衡后,物体下降的高度大小.解析:(1)通过作图可得,设两绳与竖直方向的夹角为θ,且绳的张力为F ,则有sin θ=d l =45.(2分) 根据力的平衡条件可求得2F cos θ=mg .(2分)联立求得F =10 N .(1分)(2)根据力的动态平衡可知,绳的张力及夹角不变.设挂钩从O 点移动到O 1,由图可知OO 1=A 1B 1,(2分)AA 1=2A 1B 1cos θ,(2分)物体下降高度h =OO 1cos θ.(2分)代入数据解得h =0.5 m .(1分)答案:(1)10 N (2)0.5 m13.(12分)(2016·青岛模拟)所受重力G 1=8 N 的物块悬挂在绳PA 和PB 的结点上.PA 偏离竖直方向37°角,PB 在水平方向,且连在所受重力为G 2=100 N 的木块上,木块静止于倾角为37°的斜面上,如图所示,试求(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,重力加速度g取10 m/s 2):(1)木块与斜面间的摩擦力大小;(2)木块所受斜面的弹力大小.解析:如图甲所示,分析P点受力,由平衡条件可得F A cos 37°=G1,(2分)F A sin 37°=F B,(2分)可解得:F B=6N.(1分)再分析B的受力情况如图乙所示,由物体的平衡条件可得F f=G2sin 37°+F B′cos 37°,(2分)F N+F B′sin 37°=G2cos 37°,(2分)F B′=F B,(1分)可求得F f=64.8 N,(1分)F N=76.4 N.(1分)答案:(1)64.8 N (2)76.4 N。
高考专项突破〔二〕力的平衡问题一、单项选择题1.(2017·江苏扬州期末)某电视台每周都有棋类节目,铁质的棋盘竖直放置,每个棋子都是一个小磁铁,能吸在棋盘上,不计棋子间的相互作用力,如下说法正确的答案是( )A.小棋子共受三个力作用B.棋子对棋盘的压力大小等于重力C.磁性越强的棋子所受的摩擦力越大D.质量不同的棋子所受的摩擦力不同解析:棋子受到重力G、棋盘的吸引力F、弹力F N和静摩擦力F f共四个力作用,故A错误;棋子对棋盘的压力大小与重力无关,故B错误;根据竖直方向上二力平衡知F f=G,即摩擦力与磁性强弱无关,质量不同的棋子所受的摩擦力不同,故C错误,D正确.答案:D2.风洞是进展空气动力学实验的一种重要设备.一次检验飞机性能的风洞实验示意图如下列图,AB代表飞机模型的截面,OL是拉住飞机模型的绳.飞机模型重为G,当飞机模型静止在空中时,绳恰好水平,此时飞机模型截面与水平面的夹角为θ,如此作用于飞机模型上的风力大小为( )A.Gcos θB.G cos θC.Gsin θD.G sin θ解析:作用于飞机模型上的风力F垂直于AB向上,风力F的竖直分力等于飞机模型的重力,即F cos θ=G,解得F=Gcos θ,A正确.答案:A3.(2017·江苏镇江中学等三校模拟)如下列图,轻质圆环在三个力的作用下平衡时,圆环紧靠着水平放置的固定挡板,不计圆环与挡板间的摩擦.假设只改变其中两个力的大小,欲将圆环竖直向下缓慢移动一小段距离,如此可行的方法是( )A.减小F1、F3两力,且F1减小得较多B.减小F1、F2两力,且F1减小得较多C.减小F2、F3两力,且F2减小得较多D.减小F2、F3两力,且F3减小得较多解析:轻质圆环在三个力的作用下平衡,如此合力为零,由题意可知,圆环竖直向下运动,如此F1、F2两力的合力小于F3,如此可以减小F1、F2两力,由于F1对应直角三角形的斜边,如此F1减小得较多,故B正确.答案:B4.(2017·河北百校联盟大联考)在“共点力合成〞的实验中,如下列图,使b弹簧测力计按图示位置开始顺时针缓慢转动,在这个过程中保持O点位置和a弹簧的拉伸方向不变,如此在整个过程中关于a、b弹簧测力计的读数变化是( )A.a增大,b减小B.a减小,b增大C.a减小,b先增大后减小D.a减小,b先减小后增大解析:对点O受力分析,受到两个弹簧测力计的拉力和橡皮条的拉力,如下列图,其中橡皮条长度不变,如此其拉力大小不变,a弹簧测力计拉力方向不变,b弹簧测力计拉力方向和大小都改变.根据平行四边形定如此可知,b的读数先变小后变大,a的读数不断变小,故D正确.答案:D二、多项选择题5.(2017·广东六校联盟联考)如下列图,小物体P放在直角斜劈M上,M下端连接一竖直弹簧,并紧贴竖直光滑墙壁.开始时,P、M静止,M与墙壁间无作用力.现以平行斜面向上的力F向上推物体P,但P、M未发生相对运动.如此在施加力F后( )A.P、M之间的摩擦力变大B.P、M之间的摩擦力变小C.墙壁与M之间产生弹力D.弹簧的形变量减小解析:未施加F之前,对P受力分析,根据平衡条件可知,P受到沿斜面向上的静摩擦力,其大小等于重力沿斜面向下的分力,当F等于2倍的重力沿斜面向下的分力时,摩擦力大小不变,故A、B错误.把P、M看成一个整体,整体受力平衡,如此墙壁对M的支持力等于F在水平方向的分力,竖直方向受力平衡,如此弹簧弹力等于整体重力减去F在竖直方向的分力,如此弹力减小,形变量减小,故C、D正确.答案:CD6.(2017·河南八市质检)如下列图,一个固定的14圆弧阻挡墙PQ,其半径OP水平,OQ竖直.在PQ和一个斜面体A之间卡着一个外表光滑的重球B.斜面体A放在光滑的地面上并用一水平向左的力F推着,整个装置处于静止状态.现改变推力F大小,推动斜面体A沿着水平地面向左缓慢运动,使球B沿斜面上升一很小高度.如此在球B缓慢上升过程中,如下说法中正确的答案是( )A.斜面体A与球B之间的弹力逐渐减小B.阻挡墙PQ与球B之间的弹力逐渐减小C.水平推力F逐渐增大D.水平地面对斜面体A的弹力逐渐减小解析:对球B受力分析,如图甲所示,当球B上升时,用图解法分析B球所受各力的变化,其中角θ增大,F AB和F OB均减小,如此A、B项正确.对斜面体进展受力分析,如图乙所示,因为F AB减小,由牛顿第三定律知F AB=F BA,故F BA也减小,如此推力F减小,水平地面对斜面体的弹力F N也减小,如此C项错误,D项正确.答案:ABD7.(2017·浙江台州中学模拟)如下列图,某小孩在广场游玩时,将一气球用轻质细绳与地面上的木块相连.气球在水平风力作用下处于斜拉状态,此时细绳与竖直方向成θ角.假设气球和木块的质量分别为m、M,当水平风力缓慢增大时,如下说法中正确的答案是( )A.细绳拉力变大B.水平面对木块的弹力不变C.木块滑动前水平面对木块的摩擦力变大D.木块有可能脱离水平面解析:对气球受力分析,受到重力、风的推力、拉力、浮力,如图甲所示.根据共点力平衡条件有T sin θ=F,T cos θ+mg=F浮,解得T=F2+F浮-mg2,当风力增大时,绳子的拉力T也增大,故A正确.再对气球和木块整体受力分析,受总重力、地面支持力、浮力、风的推力和摩擦力,如图乙所示. 根据共点力平衡条件有F N =(M +m )g -F 浮,F f =F ,当风力增大时,地面支持力不变,木块不可能脱离水平面,故B 正确,D 错误.木块滑动前受到的地面的摩擦力与风力平衡,故摩擦力随风力的增大而逐渐增大,故C 正确.答案:ABC8.(2017·辽宁辽南协作体期末联考)如下列图,在半径为R 的光滑半球形碗的最低点P 处固定两原长一样的轻质弹簧,弹簧的另一端与质量均为m 的小球相连,当两小球分别在A 、B 两点静止不动时,OA 、OB 与OP 之间的夹角满足α<β,弹簧不弯曲且始终在弹性限度内,如此如下说法正确的答案是( )A .静止在A 点的小球对碗内壁的压力较小B .静止在B 点的小球对碗内壁的压力较小C .静止在A 点的小球受到弹簧的弹力较小D .P 、B 之间弹簧的劲度系数比P 、A 之间弹簧的劲度系数大解析:因为α<β,结合几何关系可知AP <BP ,对两小球受力分析如下列图:都是受重力、支持力和弹簧的弹力三个力,两小球静止,都受力平衡,根据平行四边形定如此作平行四边形,由几何关系可知:N AG A=OA OP =1,N B G B =OB OP=1,即支持力始终与重力大小相等,两球质量相等,如此所受支持力相等,对碗内壁的压力也必然相等,故A 、B 错误;F A G A =AP OP ,F B G B =BP OP,且AP <BP ,G A =G B =mg ,得F B >F A ,C 正确;而两弹簧原长相等,P 、A 之间弹簧的形变量大,根据胡克定律F =k Δx ,可知P 、B 之间弹簧的劲度系数比P 、A 之间弹簧的劲度系数大,故D 正确.答案:CD三、非选择题9.(2017·湖南省长沙一中月考)某同学用如图甲所示的装置验证“力的平行四边形定如此〞.用一木板竖直放在铁架台和弹簧所在平面后,其局部实验操作如下,请完成如下相关内容:A.如图丙,在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O;B.卸下钩码然后将两绳套系在弹簧下端,用两弹簧秤将弹簧末端拉到同一位置O,记录细绳套AO、BO的________与两弹簧秤相应的读数.图乙中B弹簧秤的读数为________ N;C.在坐标纸上画出两弹簧拉力F A、F B的大小和方向如图丙所示,请在图丙中作出F A、F B的合力F′;D.钩码的重力,可得弹簧所受的拉力F如图丙所示,观察比拟F和F′,得出结论.解析:根据验证平行四边形定如此的实验原理要记录细绳套AO、BO的方向和拉力大小,拉力大小由弹簧秤读出,分度值为0.1 N,估读一位为11.40 N.答案:方向11.40 如下列图10.(2017·广东某某调研)把两根轻质弹簧串联起来测量它们各自的劲度系数,如图甲所示.(1)未挂钩码之前,指针B指在刻度尺如图乙所示的位置上,记为________ cm;(2)将质量50 g的钩码逐个挂在弹簧Ⅰ的下端,逐次记录两弹簧各自的伸长量;所挂钩码的质量m与每根弹簧的伸长量x可描绘出如图丙所示的图象,由图象可计算出弹簧Ⅱ的劲度系数kⅡ=________ N/m;(取重力加速度g=9.8 m/s2)(3)图丙中,当弹簧Ⅰ的伸长量超过17 cm时其图线为曲线,由此可知,挂上第________个钩码时,拉力已经超过它的弹性限度,这对测量弹簧Ⅱ的劲度系数________(选填“有〞或“没有〞)影响(弹簧Ⅱ的弹性限度足够大).解析:(1)刻度尺的读数为11.50 cm ;(2)弹簧Ⅱ的劲度系数k Ⅱ=4×50×10-3×9.87×10-2 N/m =28 N/m ;(3)由图线可知:414=n 17,解得n ≈4.9,如此可知挂上第5个钩码时,拉力已经超过它的弹性限度,因为可以从前面的直线的斜率中测量劲度系数,故这对测量弹簧Ⅱ的劲度系数没有影响.答案:(1)11.50(11.45~11.55) (2)28 (3)5 没有11.(2017·黑龙江牡丹江一中期中)如下列图,细绳OA 的O 端与质量m =1 kg 的重物相连,A 端与轻质圆环(重力不计)相连,圆环套在水平棒上可以滑动;定滑轮固定在B 处,跨过定滑轮的细绳,两端分别与重物m 、重物G 相连,假设两条细绳间的夹角φ=90°,OA 与水平棒的夹角θ=53°,圆环恰好没有滑动,不计滑轮大小,整个系统处于静止状态,滑动摩擦力等于最大静摩擦力.(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)求:(1)圆环与棒间的动摩擦因数;(2)重物G 的质量M .解析:(1)因为圆环将要开始滑动,即所受的静摩擦力刚好达到最大值,有F f =μF N . 对圆环进展受力分析,如此有μF N -F T cos θ=0,F N -F T sin θ=0,代入数据解得μ=1tan θ=0.75. (2)对于重物m 有Mg =mg cos θ,解得M =m cos θ=0.6 kg.答案:(1)0.75 (2)0.6 kg12.(2014·高考全国卷Ⅱ)2012年10月,奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39 km 的高空后跳下,经过4分20秒到达距地面约1.5 km 高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多项世界纪录.取重力加速度的大小g =10 m/s 2.(1)假设忽略空气阻力,求该运动员从静止开始下落至1.5 km 高度处所需的时间与其在此处速度的大小;(2)实际上,物体在空气中运动时会受到空气的阻力,高速运动时所受阻力的大小可近似表示为f =kv 2,其中v 为速率,k 为阻力系数,其数值与物体的形状、横截面积与空气密度有关.该运动员在某段时间内高速下落的v -t 图象如下列图.假设该运动员和所带装备的总质量m =100 kg ,试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数.(结果保存1位有效数字)解析:(1)设该运动员从开始自由下落至1.5 km 高度处的时间为t ,下落距离为h ,在1.5 km 高度处的速度大小为v .根据运动学公式有v =gt ① h =12gt 2②根据题意有 h =3.9×104 m -1.5×103 m =3.75×104 m ③联立①②③式得t =87 s ④v =8.7×102 m/s.⑤(2)该运动员达到最大速度v max 时,加速度为零,根据平衡条件有mg =kv max 2⑥由所给的v -t 图象可读出v max ≈360 m/s⑦由⑥⑦式得k =0.008 kg/m.⑧答案:(1)87 s 8.7×102m/s (2)0.008 kg/m。
第二章第4课时一、单项选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.(2017·山西祁县中学月考)如图所示,甲、乙、丙三个质量相同的物体分别在不同外力的作用下沿水平地面做匀速直线运动,地面与物体间的动摩擦因数均相同.下列判断正确的是()A.三个物体所受的摩擦力大小相等B.丙物体所受的摩擦力最大C.乙物体所受的摩擦力最大D.甲物体所受的摩擦力最大解析:B[设外力与水平方向的夹角为θ,因为三个物体相对地面做匀速直线运动,所以受到的摩擦力为滑动摩擦力.对于甲,在竖直方向上有N1=mg-F1sin θ,故受到的摩擦力为f1=μN1=μ(mg-F1sin θ);对于乙,在竖直方向上有N2=mg,故受到的摩擦力为f2=μN2=μmg;对于丙,在竖直方向上有N3=mg+F3sin θ,故受到的摩擦力为f3=μN3=μ(mg+F3sin θ),所以f3>f2>f1,故B正确.]2.(2017·湖南师大附中、长沙一中、长郡中学、雅礼中学四校联考)如图所示,用恒力F将物体压在粗糙竖直面上,当F从实线位置绕O点顺时针转至虚线位置,物体始终静止,则在这个过程中,墙壁对物体摩擦力f与弹力F N的变化情况是()A.f方向可能一直竖直向上B.f先变小后变大C.F N先变小后变大D.F N先变小后变大再变小解析:A[F N的大小等于F的水平分力,故先变大后变小;f先由大于重力减小到等于重力,当F转过水平位置后,若F较小,f方向依然竖直向上,且f继续减小,若F较大,则当F转过水平位置后,f可能反向,且f变大.故A正确.]3.(2017·东北三省五校调研)如图所示,滑块A置于水平地面上,滑块B 在一水平力作用下紧靠滑块A (A 、B 接触面竖直),此时A 、B 恰好都不滑动,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.已知滑块A 、B 质量相等,设滑块A 与B 间的动摩擦因数为μ1,A 与地面间的动摩擦因数为μ2,则( )A .μ1μ2=23B .μ1μ2=12C.μ1μ2=13D.μ1μ2=12解析:B [对A 、B 整体分析,受重力、支持力、推力和最大静摩擦力,根据平衡条件有F =μ2(2m )g ,再对滑块B 分析,受重力、推力、向左的支持力和向上的最大静摩擦力,根据平衡条件水平方向F =N ,竖直方向mg =f ,其中f =μ1N ,联立有mg =μ1F ,解得μ1μ2=12,故选B.] 4.(2017·河北衡水中学五调)在竖直墙壁间有质量分别是m 和2m 的半圆球A和圆球B ,其中B 球球面光滑,半球A 与左侧墙壁之间存在摩擦.两球心之间连线与水平方向成30°的夹角,两球恰好不下滑,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g 为重力加速度,则半球A 与左侧墙壁之间的动摩擦因数为 ( ) A.32 B.33 C.34 D.233 解析:A [隔离光滑均匀圆球B ,对B 受力分析如图所示,可得F N =F cos θ,2mg -F sin θ=0,解得F N =2mg tan θ,对A 、B 组成的整体有3mg -μF N =0,联立解得μ=32,故选A.] 5.(2017·浙江嘉兴期末)科技的发展正在不断地改变着我们的生活,如图甲是一款手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上,如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图,若手机的重力为G ,则下列说法正确的是( )A .手机受到的支持力大小为G cos θD .手机受到的支持力不可能大于GC .纳米材料对手机的作用力大小为G sin θD .纳米材料对手机的作用力竖直向上 解析:D [因为采用了纳米微吸材料,斜面会对手机存在一个吸引力,所以手机受到的支持力大小不可能为G cos θ,其大小可能大于G ,也可能小于G ,取决于吸引力的大小,A 、B 错误;手机受到竖直向下的重力和纳米材料的作用力,故纳米材料对手机的作用力竖直向上,大小等于G ,C 错误,D 正确.]6.(2017·广东“六校联盟”联考)如图所示,小物体P 放在直角斜劈M 上,M 下端连接一竖直弹簧,并紧贴竖直光滑墙壁.开始时,P 、M 静止,M 与墙壁间无作用力.现以平行斜面向上的力F 向上推物体P ,但P 、M 未发生相对运动.则在施加力F后( )A .P 、M 之间的摩擦力变大B .P 、M 之间的摩擦力变小C .墙壁与M 之间仍然无作用力D .弹簧的形变量减小解析:D [未施加F 之前,对P 受力分析,根据平衡条件可知,P 受到沿斜面向上的静摩擦力,其大小等于重力沿斜面向下的分力,当F 等于2倍的重力沿斜面向下的分力时,摩擦力大小不变,故A 、B 错误.把P 、M 看成一个整体,整体受力平衡,则墙壁对M 的支持力等于F 在水平方向的分力,竖直方向受力平衡,则弹簧弹力等于整体重力减去F 在竖直方向的分力,则弹力减小,形变量减小,故C 错误,D 正确.]二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分.全部选对的得6分,部分选对的得3分,有选错或不答的得0分)7.(2017·湖南株洲二中月考)如图所示,A 球被固定在竖直支架上,A 球正上方的点O 悬有一轻绳拉住B 球,两球之间连有轻弹簧,平衡时绳长为L ,张力为T 1,弹簧弹力为F 1.若将弹簧换成原长相同的劲度系数更小的轻弹簧,再次平衡时绳中的张力为T 2,弹簧弹力为F 2,则( )A .T 1>T 2B .T 1=T 2C .F 1<F 2D .F 1>F 2解析:BD [以B 球为研究对象,B 球受到重力G 、弹簧的弹力F 和绳子的张力T ,如图所示.B 球平衡时,F 与T 的合力与重力G 大小相等、方向相反,即G ′=G .根据三角形相似得G ′OA =T OB =F AB,换成劲度系数小的弹簧,形变量增大,AB 减小,则T 不变,F 减小,B 、D 正确.]8.(2017·浙江六校联考)如图所示,木板C 放在水平地面上,木板B 放在C 的上面,木板A放在B 的上面,A 的右端通过轻质弹簧测力计固定在竖直的墙壁上,A 、B 、C 质量相等,且各接触面间动摩擦因数相同,用大小为F 的力向左拉动C ,使它以速度v 匀速运动,三者稳定后弹簧测力计的示数为T .则下列说法正确的是( )A .B 对A 的摩擦力大小为T ,方向向左B .A 和B 保持静止,C 匀速运动C .A 保持静止,B 和C 一起匀速运动D .C 受到地面的摩擦力大小为F -T解析:ACD [由题意知,A 、B 、C 质量相等,且各接触面间动摩擦因数相同,再依据滑动摩擦力公式f =μN 可知B 、C 之间的滑动摩擦力大于A 、B 之间的滑动摩擦力,因此在力F 作用下,B 、C 作为一整体运动;A 受水平向右的拉力和水平向左的摩擦力,根据平衡条件可知B 对A 的摩擦力大小为T ,方向向左,故A 、C 正确,B 错误.因为物体间力的作用是相互的,则物体B 、C 整体受到A 对它水平向右的摩擦力,大小为T ;由于B 、C 整体做匀速直线运动,则B 、C 整体受到的水平向左的拉力F 和水平向右的两个摩擦力平衡(A 对B 的摩擦力和地面对C 的摩擦力),根据平衡条件可知,C 受到地面的摩擦力大小为F -T ,故D 正确.]9.(68520044)(2017·山东日照一模)如图所示,倾角为30°的斜面体静止在水平地面上,轻绳一端连着斜面上的物体A (轻绳与斜面平行),另一端通过两个滑轮相连于天花板上的P 点.动滑轮上悬挂质量为m 的物块B ,开始时悬挂动滑轮的两绳均竖直.现将P 点缓慢向右移动,直到动滑轮两边轻绳的夹角为90°时,物体A 刚好要滑动.假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物体A 与斜面间的动摩擦因数为33.整个过程斜面体始终静止,不计滑轮的质量及轻绳与滑轮间的摩擦.下列说法正确的是( )A .物体A 的质量为22m B .物体A 受到的摩擦力一直增大C .地面对斜面体的摩擦力水平向左并逐渐减小D .斜面体对地面的压力逐渐减小解析:AB [动滑轮处于静止状态,受力平衡,根据平衡条件解得绳子拉力T =mg sin 45°=22mg ,物体A 刚好要滑动,受力平衡,根据平衡条件得T =m A g sin 30°+μm A g cos 30°,解得m A =22m ,故A 正确;开始时悬挂动滑轮的两绳均竖直,则绳子拉力T 1=mg 2>m A g sin 30°,则开始时A受到的静摩擦力方向向下,当P 向右移动时,绳子的拉力一直增大,根据平衡条件可知, A 受到的静摩擦力也一直增大,故B 正确;设悬挂动滑轮的左侧绳子与水平方向的夹角为θ,对斜面体和A 整体研究,由平衡条件得,水平方向有f =T cos θ,P 向右移动过程中,T 增大,θ减小,则f 增大,故C 错误;悬挂动滑轮的绳子中的拉力在竖直方向的分量T ′=mg 2,所以斜面体对地面的压力等于斜面体和物体A 的总重力与mg 2之和且不变,故D 错误.] 10.(2017·浙江杭州五校联盟“一诊”)如图所示,质量为m 的长方体物块放在水平放置的钢板C 上,物块与钢板间的动摩擦因数为μ,由于光滑固定导槽A 、B 的控制,该物块只能沿水平导槽运动.现使钢板以速度v 1向右匀速运动,同时用水平力F 拉动物块使其以速度v 2(v 2的方向与v 1的方向垂直,沿y 轴正方向)沿槽匀速运动,以下说法正确的是 ( )A .若拉力F 的方向在第一象限,则其大小一定大于μmgB .若拉力F 的方向在第二象限,则其大小可能小于μmgC .若拉力F 的方向沿y 轴正方向,则此时F 有最小值,其值为μmgv 1v 21+v 22 D .若拉力F 的方向沿y 轴正方向,则此时F 有最小值,其值为μmg v 2v 21+v 22解析:BD [物块有相对于钢板水平向左的速度v 1和沿导槽的速度v 2,故物块相对于钢板的速度v 如图所示,滑动摩擦力方向与相对运动方向相反.由图可知,若拉力F 的方向在第一、二象限,则其大小可能大于、小于、等于μmg ,A错误,B 正确.若拉力F 的方向沿y 轴正方向,则此时F 有最小值,F min =f cosθ=μmg cos θ=μmg v 2v 21+v 22,C 错误,D 正确.]三、非选择题(本题共2小题,共40分.写出必要的文字说明和重要的演算步骤,有数值计算的要注明单位)11.(68520045)(20分)[2017·东北三省三校(辽宁省实验、东北师大附中、哈尔滨师大附中)一模]两个带电小球A 、B (可视为质点)通过绝缘的不可伸长的轻绳相连,若将轻绳的某点O 固定在天花板上,平衡时两个小球的连线恰好水平,且两侧轻绳偏离竖直方向的夹角分别为30°和60°,如图甲所示.若将轻绳跨过光滑定滑轮(滑轮大小可不计),调节两球的位置能够重新平衡,如图乙所示.求:(1)两个小球的质量之比;(2)图乙状态,滑轮两侧的绳长O ′A 、O ′B 之比.解析:(1)带电小球处于静止状态,受力平衡,对任意一个带电小球受力分析,受到重力、绳子的拉力T 和库仑力F ,根据平衡条件得:T cos θ-mg =0,T sin θ-F =0,解得mg =F tan θ,则m A m B=tan 60°tan 30°=31.(2)如图,对小球A 受力分析,设绳子拉力为T ,小球到滑轮的长度为L ,O ′C 的长度为h ,根据三角形相似有mg h =T L ,解得L =Th mg ,所以L O ′A L O ′B =m B m A =13. 答案:(1)3∶1 (2)1∶312.(68520046)(20分)(2017·江西白鹭洲中学月考)一般教室门上都安装一种暗锁,这种暗锁由外壳A 、骨架B 、弹簧C (劲度系数为k )、锁舌D (倾斜角θ=45°)、锁槽E ,以及连杆、锁头等部件组成,如图甲所示.设锁舌D 的侧面与外壳A 和锁槽E 之间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力F fm 由F fm =μF N (F N 为正压力)求得.有一次放学后,当某同学准备关门时,无论用多大的力,也不能将门关上(这种现象称为自锁),此刻暗锁所处的状态的俯视图如图乙所示,P 为锁舌D 与锁槽E 之间的接触点,弹簧由于被压缩而缩短了x .(1)求自锁状态时D 的下表面所受摩擦力的方向.(2)求此时(自锁时)锁舌D 与锁槽E 之间的正压力的大小.(3)无论用多大的力拉门,暗锁仍然能够保持自锁状态,则μ至少要多大?解析:(1)设锁舌D 下表面受到的最大静摩擦力为F fl ,则其方向向右.(2)设锁舌D受锁槽E的最大静摩擦力为F f2,正压力为F N,下表面的正压力为F,弹力为kx,如图所示,由力的平衡条件可知:kx+F f1+F f2cos 45°-F N sin 45°=0①F-F N cos 45°-F f2sin 45°=0②F f1=μF③F f2=μF N④联立①②③④式解得正压力大小F N=2kx1-2μ-μ2.(3)令F N趋近于∞,则有1-2μ-μ2=0解得μ=2-1=0.41.答案:(1)向右(2)2kx1-2μ-μ2(3)0.41经典语录1、最疼的疼是原谅,最黑的黑是背叛。
单元质检二相互作用(时间:75分钟满分:100分)一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.匀速前进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.受重力和细线对它的拉力B.受重力、细线对它的拉力和斜面对它的支持力C.受重力和斜面对它的支持力D.受细线对它的拉力和斜面对它的支持力答案:A解析:小球必定受到重力和细线的拉力,小球和光滑斜面接触,假设斜面对小球有支持力,小球将受到三个力作用,重力和细线的拉力在竖直方向上,支持力垂直于斜面向上,三个力的合力不可能为零,与题设匀速运动,处于平衡状态矛盾,故斜面对小球没有支持力,A正确。
2.如图所示,A、B、C、D四个物体的质量相等,与传送带间的动摩擦因数也相同。
A、B、C随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示,将D 轻轻放在正在运动的传送带上。
最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
在D刚开始运动时,下列叙述正确的是( )A.A、D受到的摩擦力都不为零B.D受到的摩擦力最大C.B受到的摩擦力大于C受到的摩擦力D.B、C受到的摩擦力大小相等,方向相反答案:B解析:A与传送带一起匀速运动,没有发生相对运动,也没有相对运动趋势,所以A不受摩擦力,A错误;对D进行受力分析,D与传送带发生相对运动,且对传送带压力最大,所以受到的摩擦力最大,B正确;对B、C进行受力分析,根据平衡条件可知B、C所受的静摩擦力大小均为mgsinθ,方向均沿传送带向上,故C、D错误。
3.(四川高三二模)如图所示,长木板放在粗糙的水平地面上,一人站在木板上通过细绳向左上方拉木箱,人和木箱一起向左匀速运动,长木板静止不动,已知细绳的拉力为F,细绳与水平面夹角为30°,长木板、人与木箱质量均为m,重力加速度为g,下列说法正确的是( )A.长木板对地面的压力大于3mgB.长木板对木箱的摩擦力等于√3F2C.地面对长木板的摩擦力水平向右D.长木板对人的摩擦力和对木箱的摩擦力相同答案:B解析:取长木板、人与木箱整体为研究对象,长木板对地面的压力等于3mg,F,故B正确;故A错误;取木箱为研究对象,由平衡条件得f=Fcos30°=√32取长木板、人与木箱整体为研究对象,整体无运动趋势,地面对长木板没有摩擦力,故C错误;木箱受到的摩擦力向右,人受到的摩擦力向左,人和木箱受到的摩擦力大小相等,方向相反,D错误。
第二章 综合测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分,考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
)1.(原创题)关于力的说法错误的是导学号 05800254( ) A .力可以改变物体的运动状态,也可以改变物体的形状 B .空中飞行的炮弹没有受到与前进方向相同的推力 C .几何形状规则的物体,其重心必然在物体的几何中心上 D .重心是物体总重力的等效作用点 答案:C解析:重心在物体的几何中心上,除几何形状规则的物体,还要质量分布均匀,C 选项错误;其他均正确。
2.一轻弹簧两端分别连接物体a 、b ,在水平力作用下共同向右做匀加速运动,如图所示,在水平面上时,力为F 1,弹簧长为L 1,在斜面上时,力为F 2,弹簧长为L 2,已知a 、b 两物体与接触面间的动摩擦因数相同,则轻弹簧的原长为导学号 05800255( )A.L 1+L 22B.F 1L 1-F 2L 2F 2-F 1C.F 2L 1-F 1L 2F 2-F 1D.F 2L 1+F 1L 2F 2+F 1答案:C解析:设物体a 、b 的质量分别为m 1、m 2,与接触面间的动摩擦因数为μ,弹簧原长为L 0,在水平面上时,以整体为研究对象有F 1-μ(m 1+m 2)g =(m 1+m 2)a ,① 隔离a 物体有k (L 1-L 0)-μm 1g =m 1a② 联立解得k (L 1-L 0)=m 1m 1+m 2F 1, ③ 同理可得k (L 2-L 0)=m 1m 1+m 2F 2,④联立③④可得轻弹簧的原长为L 0=F 2L 1-F 1L 2F 2-F 1,C 对。
3.表面粗糙的长直木板的上表面的一端放有一个木块,如图所示,木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角α变大,最大静摩擦力大于滑动摩擦力),另一端不动,则木块受到的摩擦力F f 随角度α变化的图象是下列图中的导学号05800256( )答案:C解析:解法一:过程分析法(1)木板由水平位置刚开始运动时:α=0,F f 静=0。
基础课时5力的合成与分解一、单项选择题1.两个共点力的夹角为120°,大小都是8 N,则这两个力的合力应为() A.4 N B.8 N C.12 N D.16 N解析根据平行四边形定则,两个大小为F的力,其夹角为120°时,合力大小也等于F。
所以合力为8 N。
答案 B2.某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用,在如图1所示的四种情况中(坐标纸中每格的边长表示 1 N大小的力),该物体所受的合外力大小正确的是()图1A.图甲中物体所受的合外力大小等于4 NB.图乙中物体所受的合外力大小等于2 NC.图丙中物体所受的合外力等于0D.图丁中物体所受的合外力等于0解析图甲中,先将F1与F3合成,然后再由勾股定理求得合力大小等于5 N,选项A错误;图乙中,先将F1与F3正交分解,再合成,求得合力大小等于5 N,选项B错误;图丙中,可将F3正交分解,求得合力大小等于6 N,选项C错误;根据三角形定则,图丁中合力等于0,选项D正确。
答案 D3.有两个大小相等的共点力F1和F2,当它们的夹角为90°时,合力为F,则当它们的夹角为60°时,合力的大小为()A.2F B.62F C.32F D.22F解析当它们的夹角为90°时,合力F=2F1,当它们的夹角为60°时,合力F′=3F1,所以可求得F′=62F,故选项B正确。
答案 B4.如图2所示,相隔一定距离的两个相同的圆柱体A、B固定在等高的水平线上,一细绳套在两圆柱体上,细绳下端悬挂一重物。
绳和圆柱体之间无摩擦,当重物一定时,绳越长()图2A.绳对圆柱体A的作用力越小,作用力与竖直方向的夹角越小B.绳对圆柱体A的作用力越小,作用力与竖直方向的夹角越大C.绳对圆柱体A的作用力越大,作用力与竖直方向的夹角越小D.绳对圆柱体A的作用力越大,作用力与竖直方向的夹角越大解析题中装置关于AB连线的中垂线对称,因此,三段绳中的张力相等。
高考·模拟·创新1.(2014年高考·海南卷)如图2-4-29,一不可伸长的光滑轻绳,其左端固定于O点,右端跨过位于O′点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体;OO′段水平,长度为L;绳子上套一可沿绳滑动的轻环.现在轻环上悬挂一钩码,平衡后,物体上升L.则钩码的质量为()图2-4-29图2-4-30A.2 2MB.3 2MC.2MD.3M解析:平衡后,物体上升L,说明环下移后,将绳子拉过来的长度为L,取环重新平衡的位置为A点,则OA=O′A=L,则如图2-4-30易知mg=3Mg,选项D正确.答案:D2.如图2-4-31所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定于O 点.现用水平力F缓慢推动斜面体,小球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平,此过程中斜面对小球的支持力F N以及绳对小球的拉力F T的变化情况是()图2-4-31A.F N保持不变,F T不断增大B.F N不断增大,F T不断减小C.F N保持不变,F T先增大后减小D.F N不断增大,F T先减小后增大解析:图2-4-32如图2-4-32所示,小球在重力mg、支持力F N和拉力F T三个共点力作用下处于平衡状态,其中重力mg的大小和方向不发生变化,支持力F N的方向不变,拉力F T与水平方向夹角逐渐减小,对小球进行受力分析,并用动态图解法做出F N、F T的变化情况,显然F N不断增大,F T先减小后增大(F T与F N垂直时F T最小),因此D选项正确.答案:D3.(2016山东济南调研)(多选)如图2-4-33所示,方形物块A 和三角形物块B、C叠放在水平地面上,物块B上表面水平.水平向左的力F作用在物块B上,整个系统处于静止状态,则以下说法正确的是()图2-4-33A.物块A的受力个数为4个B.物块B的受力个数为5个C.地面对物块C的支持力小于三者重力之和D.地面对物块C的摩擦力大小等于F,方向水平向右解析:对A受力分析,根据平衡条件知,A只受重力和支持力2个力的作用,A错误;对B受力分析,可知B受重力、压力、斜面施加的斜向上的支持力、拉力F,根据平衡条件可知还受斜面施加的斜向上的摩擦力,共5个力的作用,B正确;对A、B、C整体为研究对象进行受力分析,根据平衡条件知地面对物块C的支持力等于三者重力之和,C错误;对A、B、C整体为研究对象进行受力分析,根据平衡条件知地面对物块C的摩擦力大小等于F,方向水平向右,D 正确.答案:BD。
第3讲重力、弹力、摩擦力核心填空一、力1.定义:力是________________的相互作用.2.作用效果:使物体发生形变或改变物体的______________(即产生加速度).3.性质:力具有物质性、相互性、共存性、矢量性、独立性等特征.4.基本相互作用(1)四种基本相互作用:________相互作用、________相互作用、强相互作用和弱相互作用.(2)重力属于引力相互作用,弹力、摩擦力、电场力、磁场力等本质上是________作用的不同表现.二、重力1.定义:由于地球的________而使物体受到的力.2.大小:与物体的质量成________,即G=mg.3.方向:________________.4.重心:重力宏观作用效果的________作用点.三、弹力1.定义:发生________________的物体由于要恢复原状而使物体受到的力.2.产生条件:两物体相互接触且发生了__________________________________________.3.方向:沿________________恢复原状的方向.4.胡克定律:在弹簧的弹性限度内,弹簧的弹力大小与形变量成________,即F=kx,其中k表示弹簧的劲度系数,反映弹簧的性质.四、滑动摩擦力1.定义:一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动时所受到的阻碍物体________的力.2.产生条件:(1)两物体相互________、挤压;(2)物体间的接触面________;(3)两物体间发生________.3.大小:跟正压力F N成正比,即f=μF N,μ表示两物体间的________________.4.方向:与接触面平行,并且跟物体相对接触面的滑动方向________.五、静摩擦力1.定义:两个相互接触、相对静止的物体由于有相对运动的趋势而在物体接触处产生的 ________物体之间相对运动趋势的力.2.产生条件:(1)两物体相互接触、________;(2)物体间的接触面________;(3)两物体相对静止但有________的趋势.3.大小:在零至________________之间变化.4.方向:总是跟接触面________________________,并且跟物体相对运动趋势的方向相反.易错判断(1)重力的方向一定指向地心.( )(2)弹力可以产生在不直接接触的物体之间.( )(3)相互接触的物体间不一定有弹力.( )(4)F=kx中“x”表示弹簧伸长量.( )(5)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势.( )(6)受滑动摩擦力作用的物体,一定处于运动状态.( )(7)同一接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直.( )考点一关于弹力的判定与计算1.弹力有无的判断(1)“条件法”:根据弹力产生的两个条件——接触和形变直接判断.(2)“假设法”:在一些微小形变难以直接判断的情况下,可以先假设有弹力存在,然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合.图31中绳“1”对小球必无弹力,否则小球不能静止.图31(3)“状态法”:根据研究对象的运动状态进行受力分析,判断物体保持现在的运动状态是否需要弹力.(4)替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否维持原来的运动状态.2.弹力的方向与大小(1)弹力方向除几种典型情况(压力、支持力、拉力等)外,一般应由其运动状态结合动力学规律确定.(2)弹力大小除弹簧类弹力由胡克定律计算外,一般也要结合运动状态,根据平衡条件或牛顿第二定律求解.1.(弹力是否存在的判断)如图32所示,轻绳上端固定,下端悬挂一个重球,在重球下放着一光滑斜面,球与斜面接触且处于静止状态,轻绳保持竖直,则重球受到的力是( )图32A.重力和轻绳的拉力B.重力、轻绳的拉力和斜面的支持力C.重力、斜面的弹力和斜面的静摩擦力D.重力、轻绳的拉力、斜面的支持力和下滑力2.(弹簧弹力的大小问题)如图33所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3,其大小关系是( )图33A.F1=F2=F3B.F1=F2<F3C.F1=F3>F2D.F3>F1>F23.(弹力方向判断)图34中各物体均处于静止状态.图中画出了小球A所受弹力的情况,其中正确的是( )图344.(动态分析杆上的弹力)如图35所示,小车上固定着一根弯成α角的细杆,杆的另一端固定着一个质量为m的小球.试分析下列情况下杆对小球的弹力的大小和方向.(重力加速度为g)(1)小车静止;(2)小车以加速度a水平向右加速运动.图35■ 特别提醒1.中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型,具有如下特性:(1)弹力遵。
最新高三一轮复习单元过关检测卷—物理相互作用考试时间:100分钟;满分:100分班级姓名第I卷(选择题)一、单项选择题(本题共6道小题,每小题4分,共24分)1. 在2014年8月28日第二届南京青年奥林匹克运动会闭幕式举行现场,国际奥委会主席托马斯·巴赫再次提议全场观众使用智能手机拍照“传情”,这已经成为本届青奥会最时尚的“传情”方式。
若他们拿手机进行自拍时,只用两个手指捏着手机,则下列说法正确的是A手机一定只受到弹力和重力作用,处于平衡状态B手机可能受到摩擦力、弹力、重力作用,处于平衡状态C.手机一定只受到摩擦力和重力作用,处于平衡状态D_手机受到摩擦力、手臂的举力、弹力、重力作用,处于平衡状态2. 如图所示,某同学通过滑轮组将一重物缓慢吊起的过程中,该同学对绳的拉力将(滑轮与绳的重力及摩擦均不计)()A.越来越小B.越来越大C.先变大后变小D.先变小后变大3. 如图所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力为G,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为()A . GB . GsinθC . GcosθD . Gtanθ4. 如图所示,物体A 静止在固定斜面上,一平行斜面向上的力F 作用于物体A 上.在力F 变大的过程中,A 始终保持静止,则以下说法中正确的是( )5.一建筑塔吊如图所示向右上方匀速提升建筑物料,若忽略空气阻力,则下列有关该物料的受力图正确的是( )6. 如图所示,不计重力的轻杆OP 能以O 点为圆心在竖直平面内自由转动,P 端用轻绳PB 挂一重物,另用一根轻绳通过滑轮系住P 端.在力F 的作用下,当杆OP 和竖直方向的夹角α(0<α<π)缓慢增大时,力F 的大小应()二、多项选择题(本题共5道小题,每小题6分,共30分,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得得0分)7.如图所示,倾角为α的斜劈放置在粗糙水平面上,斜面粗糙,物体α放在斜面上.一根轻质细线一端固定在物体a 上,细线绕过两个光滑小滑轮,滑轮1固定在斜劈上、滑轮2下吊一物体b ,细线另一端固定在c 上,c 穿在水平横杆上,物体a 和滑轮1间的细线平行于斜面,系统静止.物体a 受到斜劈的摩擦力大小为f1、c 受到横杆的摩擦力大小为f2,若将c 向右移动少许,a 始终静止,系统仍静止,则( )8. 如图,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AB 并未运动。
一、单项选择题1.物体同时受到同一平面内三个共点力的作用,下列几组力的合力不可能为零的是( )A .5N 、7N 、8NB .5N 、2N 、3NC .1N 、5N 、10ND .10N 、10N 、10N2.如图1所示,在粗糙水平面上放置有一竖直截面为平行四边形的木块,图中木块倾角为θ,木块与水平面间的动摩擦因数为μ,木块所受重力为G ,现用一水平恒力F 推木块,使木块由静止开始向左运动,则木块所受的摩擦力大小为( )图1A .FB.μG cos θ C .μG D .μ(G sin θ+F cos θ)3.如图2所示,倾角为θ的斜面体C 置于水平面上,B 置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与A 相连接,连接B 的一段细绳与斜面平行,A 、B 、C 都处于静止状态.则( )图2A .水平面对C 的支持力等于B 、C 的总重力B .B 一定受到C 的摩擦力C .C 一定受到水平面的摩擦力D .若将细绳剪断,物体B 开始沿斜面向下滑动,则水平面对C 的摩擦力可能为零4.一物体位于光滑水平面上,同时受到三个水平共点力F 1、F 2和F 3作用,其大小分别为F 1=42N 、F 2=28N 、F 3=20N ,且F 2的方向指向正北,下列说法正确的是( )A .这三个力的合力不可能为零B .F 1、F 2两个力的合力大小可能为20NC .若物体处于匀速直线运动状态,则F 2、F 3的合力大小为48N ,方向指向正南D .若物体处于静止状态,则F 1、F 3的合力大小一定为28N ,方向指向正北5.如图3所示为通过轻杆相连的A 、B 两小球,用两根细线将其悬挂在水平天花板上的O 点.已知两球重力均为G ,轻杆与细线OA 长均为L .现用力F 作用于小球B 上(图上F 未标出),使系统保持静止状态且A 、B 两球在同一水平线上.则力F 最小值为( )图3 A.22G B.2G C .G D .2G 6.如图4所示,有一质量不计的杆AO ,长为R ,可绕A 自由转动.用绳在O 点悬挂一个重为G 的物体,另一根绳一端系在O 点,另一端系在以O 点为圆心的圆弧形墙壁上的C 点.当点C 由图示位置逐渐向上沿圆弧CB 移动过程中(保持OA 与地面夹角θ不变),OC 绳所受拉力的大小变化情况是( )图4A .逐渐减小B .逐渐增大C .先减小后增大D .先增大后减小7.甲、乙两人用绳aO 和bO 通过装在P 楼和Q 楼楼顶的定滑轮,将质量为m 的物块由O 点沿Oa 直线缓慢地向上提升,如图5所示.则在物块由O 点沿直线Oa 缓慢上升过程中,以下判断正确的是( )图5A .aO 绳和bO 绳中的弹力都逐渐减小B .aO 绳和bO 绳中的弹力都逐渐增大C .aO 绳中的弹力一直在增大,bO 绳中的弹力先减小后增大D .aO 绳中的弹力先减小后增大,bO 绳中的弹力一直在增大二、多项选择题8.如图6所示,三个物块A 、B 、C 叠放在斜面上,用方向与斜面平行的拉力F 作用在B 上,使三个物块一起沿斜面向上做匀速运动.设物块C 对A 的摩擦力为F f A ,对B 的摩擦力为F f B ,下列说法正确的是()图6A.如果斜面光滑,F f A与F f B方向相反,且F f A<F f BB.如果斜面光滑,F f A与F f B方向相同,且F f A>F f BC.如果斜面粗糙,F f A与F f B方向相同,且F f A>F f BD.如果斜面粗糙,F f A与F f B方向相反,且F f A<F f B9.如图7所示,倾角为α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上,物体a放在斜面上,轻质细线一端固定在物体a上,另一端绕过光滑的滑轮固定在c点,滑轮2下悬挂物体b,系统处于静止状态.若将固定点c向右移动少许,而a与斜劈始终静止,则()图7A.细线对物体a的拉力增大B.斜劈对地面的压力减小C.斜劈对物体a的摩擦力减小D.地面对斜劈的摩擦力增大10.如图8所示,矩形物块甲和丙在水平外力F的作用下静止在物体乙的斜面上,物体乙静止在水平地面上.现减小水平外力F,三物体仍然静止,则下列说法中正确的是()图8A.物块甲对物块丙的支持力一定减小B.物体乙对物块甲的摩擦力一定减小C.地面对物体乙的摩擦力一定减小D.物块甲可能受5个力的作用三、非选择题11.在研究摩擦力的实验中,将木块放在水平长木板上,如图9a所示.用力沿水平方向拉木块,拉力从零开始逐渐增大.分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力,并用计算机绘制出摩擦力F f随拉力F的变化图象,如图b所示.已知木块质量为8.0kg,重力加速度g =10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.图9(1)求木块与长木板间的动摩擦因数μ;(2)如图c,木块受到恒力F=50N作用,方向与水平方向成θ=37°角斜向右上方,求木块从静止开始沿水平地面做匀变速直线运动的加速度(设地面与木块间的动摩擦因数也为μ);(3)在(2)中拉力F作用t1=2.0s后撤去,计算再经过多少时间木块停止运动.12.如图10所示,质量为M的斜劈倾角为θ,在水平面上保持静止,当将一质量为m的木块放在斜面上时正好匀速下滑.如果用与斜面成α角的力F拉着木块沿斜面匀速上滑.图10(1)求拉力F的大小;(2)若m=1kg,θ=15°,g=10m/s2,求F的最小值以及对应的α的取值.答案解析1.C[任意两个力F1、F2合力范围为|F1-F2|≤F≤F1+F2.第三个力若在该范围内,则三力合力可能为零,C组中,1 N、5 N的合力最小值为4 N,最大值为6 N,与10 N的合力不可能为零,C项正确.]2.C[木块由静止开始向左运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,故F f=μF N=μG,选项C正确.]3.C[由题设条件知:绳子上拉力大小等于物体A的重力大小,对B、C整体受力分析,如图所示,由平衡条件,可知:水平面对C的支持力F N小于B、C的总重力,C一定受到水平面的摩擦力F f,选项A错误,选项C正确;因不确定m B g sinθ和m A g的大小关系,故C对B的摩擦力无法确定,选项B错误;若将细绳剪断,物体B开始沿斜面向下滑动,加速度沿斜面向下,系统处于失重状态,水平面对C的摩擦力一定不为零.选项D错误.]4.B[F1和F2的合力范围14 N≤F合≤70 N,F3=20 N,则F3与F1和F2的合力大小可能相等,三个力的合力可能为零.故选项A错误,B正确;若物体处于匀速直线运动状态,合外力为零,F2、F3的合力与F1大小相等、方向相反,即大小为42 N,方向与F1方向相反,故选项C 错误;若物体处于静止状态,合外力为零,F1、F3的合力大小与F2大小相等,方向相反,即大小为28 N,方向指向正南,故选项D错误.]5.A[由于系统处于静止状态时,A、B两球在同一水平线上,悬线OA竖直,因此轻杆中的弹力为零,小球B受竖直向下的重力、沿悬线OB斜向上的拉力和F的作用而处于静止状态,三力的合力为零,表示三力的线段构成封闭三角形,由于重力的大小及方向不变,悬线拉力的方向不变,由几何关系可知,当F的方向与OB垂直且斜向右上方时,F最小,由几何关系可知,此时F=G sin45°=22G,选项A正确.]6.C[据题意,对悬点O受力分析有:悬挂物对O点的拉力F T1=G,AO杆对O点的支持力F N和CO绳对O点的拉力F T2,作出受力分析图,如图所示,据力的三角形定则可知,当C点向B点移动过程中,CO绳拉力F T2先减小后增大.C选项正确.]7.C [对结点O 进行受力分析,如图所示,根据三力平衡的特点可知aO 绳和bO 绳中的弹力的合力与重力是一对平衡力,从图中可以看出:aO 绳中的弹力一直在增大,bO 绳中的弹力先减小后增大,即C 选项正确.]8.AD9.AD [若将固定点c 向右移动少许,细线与竖直方向的夹角变大,设此角度为θ,物体b 质量为m ,细线拉力为F T ,则有2F T cos θ=mg ,所以细线拉力增大,选项A 正确;设b 、a和斜劈的总质量为M ,则斜劈对地面的压力为F N =Mg -F T cos θ=Mg -12mg ,压力不变,故选项B 错误;设a 的质量为m ′,由于不知道F T 与m ′g sin α的关系,无法判断a 受到的摩擦力变化情况,故选项C 错误;地面对斜劈的摩擦力F f =F T sin θ=12mg tan θ,所以地面对斜劈的摩擦力增大,故选项D 正确.]10.CD [减小水平外力F ,丙的受力情况没有变化,物块甲对物块丙的支持力不变,选项A 错误;在未减小水平外力F 之前,不知道物体乙对物块甲的摩擦力的方向是沿斜面向上还是沿斜面向下,所以减小水平外力F 之后,物体乙对物块甲的摩擦力可能增大,也可能减小,选项B 错误;选甲、乙、丙整体为研究对象,地面对物体乙的摩擦力等于F ,F 减小,地面对物体乙的摩擦力也减小,选项C 正确;物块甲受重力、推力F 、丙的压力、丙的摩擦力、乙的支持力,还可能受乙的摩擦力,故物块甲受5个力或6个力的作用,选项D 正确.]11.(1)0.4 (2)2.5m/s 2 (3)1.25s解析 (1)由题图b 可知滑动摩擦力F f =32N ,压力F N =mg =80N ,由F f =μF N 求得木块与木板间的动摩擦因数μ=0.4;(2)根据牛顿第二定律得F cos θ-F f ′=ma ,F sin θ+F N ′=mg ,F f ′=μF N ′,联立解得:a =2.5m/s 2(3)拉力F 作用t 1=2.0s 后木块速度,v =at 1=2.5×2.0m /s =5.0 m/s ,撤去F 后,加速度a ′=μg =4m/s 2继续滑行时间t ′=v a ′=1.25s.12.见解析解析(1)由木块在斜面上匀速向下滑动,可得:mg sinθ=μmg cosθ①在拉力F作用下匀速向上滑动时,有:F cosα=mg sinθ+F f②F sinα+F N=mg cosθ③F f=μF N④①②③④联立可解得:F=mg sin2θcos(θ-α)⑤(2)由⑤式可知:当α=θ时,F有最小值.即:当α=15°时,F有最小值.F min=mg sin2θ代入题中已知数据,可解得:F min=5N.。