高考物理二轮复习专题1力和物体的平衡配套检测Word文档格式.docx
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A.30°
B.60°
C.90°
D.120°
5.如图所示,凹槽半径R=30cm,质量m=1kg的小物块在沿半径方向的轻弹簧挤压下处于静止状态。
已知弹簧的劲度系数k=50N/m,自由长度L=40cm,一端固定在圆心O处,弹簧与竖直方向的夹角为37°
。
取g=10m/s2,sin37°
=0.6,cos37°
=0.8。
则( )。
A.物块对槽的压力大小是15N
B.物块对槽的压力大小是12N
C.槽对物块的摩擦力大小是6N
D.槽对物块的摩擦力大小是8N
6.射箭是奥运会比赛项目之一,如图甲为我国著名选手张娟娟的射箭场景。
已知弓的顶部跨度为l,弦均匀且弹性良好,其自由长度为l。
发射时弦和箭可等效为图乙的情景,假设弓的跨度保持不变,即箭在弦的正中间,弦夹住类似动滑轮的附加装置上,将箭发射出去。
已知弦的劲度系数为k,发射箭时弦的最大长度为
l(弹性限度内),则箭被发射瞬间所受的最大弹力为(设弦的弹力满足胡克定律)( )。
A.kl B.
kl C.
kl D.2kl
7.如图甲所示,一物块置于水平地面上。
现用一个与竖直方向成θ角的力F拉物块,现使力F沿顺时针转动,并保持物块沿水平方向做匀速直线运动;
得到拉力F与θ变化关系图线如图乙所示,根据图中信息可知物块与地面之间的动摩擦因数为( )。
A.
B.
C.2-
D.
8.如图所示,重力均为G的两条形磁铁分别用细线A和B悬挂在水平的天花板上,静止时,A线的张力为F1,B线的张力为F2,则( )。
A.F1=2G,F2=G
B.F1=2G,F2>G
C.F1<2G,F2>G
D.F1>2G,F2>G
9.在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直墙之间放一光滑圆球B,整个装置处于静止状态。
现对B加一竖直向下的力F,F的作用线通过球心,设墙对B的作用力为F1,B对A的作用力为F2,地面对A的作用力为F3。
若F缓慢增大而整个装置仍保持静止,截面如图所示,在此过程中( )。
A.F1保持不变,F3缓慢增大
B.F1缓慢增大,F3保持不变
C.F2缓慢增大,F3缓慢增大
D.F2缓慢增大,F3保持不变
10.如图所示,物体A、B用细绳连接后跨过定滑轮。
A静止在倾角为30°
的斜面上,B被悬挂着。
已知质量mA=2mB,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由30°
增大到50°
,但物体仍保持静止,那么下列说法中正确的是( )。
A.绳子的张力将增大
B.物体A对斜面的压力将减小
C.物体A受到的静摩擦力将先增大后减小
D.滑轮受到的绳的作用力不变
二.不定项选择题(本题共5小题,每小题5分,共25分。
在每道小题的四个选项中,有一个选项正确,也有多个选项正确的,全对得5分,不全得3分,不正确的得0分)
11.下列关于摩擦力的说法正确的是( ).
A.作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速,不可能使物体加速
B.作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速,不可能使物体减速
C.作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速,也可能使物体加速
D.作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速,也可能使物体减速
12.如图1-8所示,光滑斜面固定于水平面,滑块A、B叠放后一起冲上斜面,且始终保持相对静止,A上表面水平,则在斜面上运动时,B受力的示意图为( ).
图1-8
13.如图19所示,一轻绳的两端分别固定在不等高的A、B两点,现用另一轻绳将一物体系于O点,设轻绳AO、BO相互垂直,α>
β,且两绳中的拉力分别为FA、FB,物体受到的重力为G,下列表述正确的是( ).
图1-9
A.FA一定大于G
B.FA一定大于FB
C.FA一定小于FB
D.FA与FB大小之和一定等于G
14.如图1-10所示,与水平面夹角为30°
的固定斜面上有一质量m=1.0kg的物体.细绳的一端与物体相连,另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连.物体静止在斜面上,弹簧秤的示数为4.9N.关于物体受力的判断(取g=9.8m/s2),下列说法正确的( ).
图1-10
A.斜面对物体的摩擦力大小为零
B.斜面对物体的摩擦力大小为4.9N,方向沿斜面向上
C.斜面对物体的支持力大小为4.9
N,方向竖直向上
D.斜面对物体的支持力大小为4.9N,方向垂直斜面向上
15.如图1-11所示,两根光滑金属导轨平行放置,导轨所在平面与水平面间的夹角为θ.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中.金属杆ab垂直导轨放置,当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时,金属杆ab刚好静止,则( ).
图1-11
A.磁场方向竖直向上
B.磁场方向竖直向下
C.金属杆ab受安培力的方向平行于导轨向上
D.金属杆ab受安培力的方向水平向右
三、非选择题(本题共3小题,共35分)
16.(10分)为了测量两张纸之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验:
如图所示,在木块A和木板B上贴上待测的纸,B木板水平固定,砂桶通过细线与木块A相连,调节砂桶中砂的多少,使A匀速向左运动。
测出砂桶和砂的总质量m,以及木块A的质量M,则两纸间的动摩擦因数μ=m/M。
(1)该同学为什么要把纸贴在木块A和木板B上,而不直接测量两张纸间的滑动摩擦力?
________________________________________________________________________。
(2)在实际操作中,发现要保证木块A做匀速运动较困难,请你对这个实验作一改进来克服这一困难。
①你设计的改进方案是:
_____________________________________________________;
②根据你的方案做实验,结果动摩擦因数μ的表达式是:
_______________________;
③根据你的方案要添加的器材有______________________________________________。
17.(10分)如图所示,重为G的均匀链条,两端用等长的轻绳连接,挂在等高的地方,轻绳与水平方向成θ角。
试求:
(1)绳子的拉力;
(2)链条在最低点的相互拉力的大小。
18.(15分)如图所示,AB、CD是两根长度均为l=4.0m,质量分别为m1=0.6kg和m2=0.2kg的金属棒,两根等长的细金属杆将两节干电池与两个金属棒串联成闭合回路,整个回路用绝缘细线悬挂在天花板上,保证金属棒水平。
整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=1.0T,电路中的电流I=0.5A,待系统稳定之后(金属棒、细金属杆在力的作用下不会发生变形,取g=10m/s2),求:
(1)绝缘细线与竖直方向的夹角;
(2)细金属杆与竖直方向的夹角。
参考答案
1.B 解析:
工人受力如图所示,
由平衡条件,F1cosα=G,F1sinα=F2,于是F1=
,F2=Gtanα,所以A错,B对;
缓慢减小悬绳的长度,α角变大,F1、F2都增大,工人仍然处于平衡状态,所以F1与F2的合力不变,C、D均错。
2.C 解析:
如果绳子的拉力正好等于物体B所受重力沿斜面向下的分力,物体B就不会受到斜面的摩擦力,选项A错;
以B、C为整体进行受力分析,它们在水平方向上受到绳子向右斜上方的拉力,此拉力有水平向右的分力和竖直向上的分力,因此B和C有向右运动的趋势,正是由于右边木桩的阻挡才没有向右运动,选项B错误,C正确;
由于绳子有向上的分量,因此地面对C的支持力小于B、C的总重力,选项D错误。
3.C 解析:
合力F和两分力F1、F2之间的关系为|F1-F2|≤F≤|F1+F2|,故应选C项。
4.D 解析:
设AB和AC间的夹角为2θ,AB和AC绳上的拉力为F,对水泥板受力分析有:
2Fcosθ=G,当F≤G时,θ≤60°
,2θ≤120°
5.C 解析:
由受力分析可知物体对槽的压力F=mgcos37°
+kΔx=8N+5N=13N,槽对物块的摩擦力Ff=mgsin37°
=6N。
6.B 解析:
弓弦张力F=k(
l-l)=
kl,弓弦对箭的作用力F′=2Fcos37°
=
kl。
7.C 解析:
从图象中可以看出,当力与竖直方向夹角为30°
和120°
时,外力相等,设此时拉力大小为F′,则物体受重力mg、支持力FN、摩擦力Ff和F′处于平衡状态,根据平衡条件可知,夹角为30°
时有:
F′sin30°
=μ(mg-F′cos30°
),夹角为120°
时,力与水平方向成30°
夹角,则由平衡条件得:
F′cos30°
=μ(mg+F′sin30°
),联立解得:
μ=2-
故C选项正确。
8.B 解析:
以两条形磁铁整体为研究对象,得F1=2G,隔离下面的磁铁,它受重力和两磁体的斥力及B线的张力三个力的作用处于平衡状态,前两个力的方向向下,所以F2>G。
9.C 解析:
设AB圆心连线与竖直方向的夹角为α,先以B为研究对象,其受力分析如图甲所示,由平衡条件可得
甲
F2′sinα=F1,F2′cosα=F+mBg,
根据牛顿第三定律F2=F2′,
当F增大时,F2增大,F1也增大。
再以A、B整体为研究对象,其受力分析如图乙所示,设地面对A的支持力为FN,对A的摩擦力为Ff,则F3就是FN与Ff的合力。
由整体的平衡得(mA+mB)g+F=FN,Ff=F1。
当F增大时,FN、Ff都增大,所以F3也增大,所以C正确。
乙
10.B 解析:
由于B物体的质量保持不变,且B物体静止,所以绳的张力保持不变,A项错误;
以A物体为研究对象,在垂直于斜面的方向上有mAgcosθ=FN,沿斜面方向有2mBgsinθ-mBg=Ff,当斜面的倾角为30°
时,摩擦力恰好为0,当斜面的倾角增大时,支持力减小,静摩擦力增大,B项正确,C项错误;
在斜面倾角增大的过程中,绳子的张力不变,但是两段绳夹角减小,所以滑轮受到绳的作用力增大,因此D项错误。
11.CD 解析:
摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势),而物体间的相对运动与物体的实际运动无关.当摩擦力的方向与物体的运动方向一致时,摩擦力是动力,方向相反时为阻力,故C、D项正确.
12.A 解析:
以A、B为整体,A、B整体沿斜面向下的加速度a可沿水平方向和竖直方向分解为加速度a∥和a⊥,如图所示,以B为研究对象,B滑块必须受到水平向左的力来产生加速度a∥.因此B受到三个力的作用,即:
重力、A对B的支持力、A对B的水平向左的静摩擦力,故只有选项A正确.
13.B 解析:
将FA和FB正交分解,水平方向分力大小相等,竖直方向分力之和等于G,可知FA一定大于FB.
14.A 解析:
选斜面上的物体为研究对象对其进行受力分析如图所示(设摩擦力的方向
向下)由平衡条件得沿斜面方向上,
F-mgsin30°
-Ff=0①
垂直斜面方向上
FN-mgcos30°
=0②
F=4.9N③
由①②③得Ff=0,FN=4.9
N所以选项A正确,B、C、D均错误.
15.AD 解析:
本题考查物体的平衡及安培力方向的判断.受力分析如图所示,
当磁场方向竖直向上时,由左手定则可知安培力水平向右,金属杆ab受力可以平衡,A正确;
若磁场方向竖直向下,由左手定则可知安培力水平向左,则金属杆ab受力无法平衡,D正确,B、C错误.
16.答案:
见解析
解析:
(1)因纸质量较小,两者间摩擦力也很小,不易测量。
纸贴在木板、木块上,可增大正压力,从而增大滑动摩擦力,便于测量。
(2)①参考方案:
只要将测力计的一端与木块A相连接,测力计的另一端与墙壁或竖直挡板之类的固定物相连。
用手通过轻绳拉动木板B,读出并记下测力计的读数F,测出木块A的质量M。
②μ=
③弹簧测力计
17.答案:
(1)
(2)
(1)先用整体法,以整个链条为研究对象,链条受重力G和两端轻绳的拉力F1、F2的作用,此三力必相交于一点O,如图甲所示。
则有:
F1cosθ=F2cosθ,即F1=F2。
F1sinθ+F2sinθ=G,解得F1=F2=
(2)再用隔离法,以链条的左半部为研究对象,如图乙所示,左半部链条受到的重力为
,受到绳的拉力F1,受到右半部链条的拉力F的作用,此三力相交于一点O′,则有:
F=F1cosθ,
=F1sinθ。
解得F=
Gcotθ。
18.答案:
(1)0°
(2)45°
(1)以整体为研究对象,整体总共受到四个力的作用。
水平方向上,金属杆受到大小均为F=BIl且方向相反的安培力,这两个力互相平衡;
竖直方向上,绝缘细线的拉力与总的重力平衡,因为重力的方向竖直向下,所以,绝缘细线的拉力一定是竖直向上,也就是说,绝缘细线与竖直方向的夹角为0°
,受力情况如图
(2)以CD棒为研究对象,CD棒受三个力而平衡。
安培力F=BIl=1×
0.5×
4N=2N
CD棒的重力m2g=0.2×
10N=2N
tanθ=
=1
所以,θ=45°
,即细金属丝与竖直方向的夹角为45°
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