素材《力》练习题教科版1.docx
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素材《力》练习题教科版1
力练习
1、如图8所示,重100N的物体A沿倾角为37°的斜面向上滑动,斜面对物体A的摩擦力的大小为10N.求:
(1)物体A受哪几个力的作用;
(2)将A所受各力在沿斜面方向和垂直斜面方向进行分解,求各力在这两个方向上分力的合力;
(3)A与斜面间的动摩擦因数为多大.
2、
(1)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,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图)。
实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条。
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。
其中正确的是 。
(填入相应的字母)
(2)测量电源B的电动势E及内阻r(E约为4.5V,r约为1.5Ω).
器材:
量程3V的理想电压表○V,量程0.5A的电流表○A(具有一定内阻),固定电阻R=4Ω,滑线变阻器R′,电键K,导线若干。
①画出实验电路原理图。
图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。
②实验中,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2。
则可以求出E= ,
r= 。
(用I1 、I2 、U1 、U2及R表示)
3、如下图中甲所示,在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学进行实验的主要步骤是:
将橡皮筋的一端固定在木板上的A点,另一端拴上两根绳套,每根绳套分别连着一个弹簧测力计。
沿着两个方向拉弹簧测力计,将橡皮筋的活动端拉到某一位置,将此位置标记为O点,读取此时弹簧测力计的示数,分别记录两个拉力F1、F2的大小。
并用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点,并分别将其与O点连接,表示两力的方向。
再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向。
(1)用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,这样做的目的是 。
(2)这位同学在实验中确定分力方向时,图中甲所示的a点标记得不妥,其原因是 。
(3)图中乙是在白纸上根据实验结果作出的力的图示,其中 是F1和F2合力的实际测量值。
4、做“互成角度的共点力合成”实验,实验步骤如下:
(1)在水平放置的木板上,固定一张白纸。
(2)把橡皮筋的一端固定在O点,另一端拴两根带套的细线.细线和橡皮筋的交点叫做结点。
(3)在纸面离O点比橡皮筋略长的距离上标出A点。
(4)用两个弹簧秤分别沿水平方向拉两个绳套,把结点拉至A点,如图所示,记下此时两力F1和F2的方向和大小。
(5)改用一个弹簧秤沿水平方向拉绳套,仍把结点拉至A点.记下此时力F的方向和大小。
(6)拆下弹簧秤和橡皮筋。
(7)在A点按同一标度尺,作F1、F2、F力的图示
请你写出下面应继续进行的实验步骤,完成实验。
(8)___________________________
(9)_______________________________
5、某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系,设计实验装置如图。
长直平板一端放在水平桌面上,另一端架在一物块上。
在平板上标出A、B两点,B点处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。
实验步骤如下:
①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d,用天平测量滑块的质量m;
②用直尺测量AB之间的距离s,A点到水平桌面的垂直距离,B点到水平桌面的垂直距离;
③将滑块从A点静止释放,由光电计时器读出滑块的挡光时间t;
④重复步骤③数次,并求挡光时间的平均值;
⑤利用所测数据求出摩擦力和斜面倾角的余弦值;
⑥多次改变斜面的倾角,重复实验步骤②③④⑤,做出关系曲线。
⑴用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为g):
①斜面倾角的余弦= ;
②滑块通过光电门时的速度v= ;
③滑块运动时的加速度a= ;
④滑块运动时所受到的摩擦阻力f= ;
(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示,读得d= 。
6、用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长,十七世纪英国物理学家胡克发现:
金属丝或金属杆在弹性限度内它的伸长量与拉力成正比,这就是著名的胡克定律。
这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础。
现有一根用新材料制成的金属杆,长为4m,横截面积为0.8cm2。
设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/1000,杆又较长,直接测量有困难,故选用同种材料制成样品进行测试,通过测试取得如下数据:
上述金属细杆承受的最大拉力多大?
7、做《验证力的平行四边形定则》实验时,
(1)下列叙述正确的是( )
A.同一次实验过程 ,结点的位置必须都拉到同一位置O点, 不能随意变动;
B.用两只弹簧秤拉橡皮条时,应使两细绳之间的夹角总为90°,以便于算出合力的大小;
C.力的夹角越大越好;
D.必须使分力与合力在同一平面内。
(2)如果实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。
图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是____________________
8、如图所示重60N的物体放在粗糙的水平面上,现施加一个与水平方向成α=530的拉力作用,已知动摩擦因数μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,试画出物体所受的摩擦力f随拉力F逐渐增大而变化的图象,并说明理由.(cos530=0.6,sin530=0.8)
9、如图12所示,装水的圆柱形玻璃容器中漂浮着质量为0.2千克的苹果,已知容器的底面积为100厘米2。
(g=10牛/千克) 求:
(1)苹果受到的浮力大小;
(2)苹果排开水的体积;
(3)若将苹果缓慢从容器中取出(苹果带出的水忽略不计),则容器底受到水的压强变化了多少?
10、如图所示,物重30N,用OC绳悬挂在O点,OC绳能承受的最大拉力为N,再用一绳系住OC绳的A点,BA绳能承受的最大拉力为30N。
现用水平力拉BA,可以把OA绳拉到与竖直方向成多大角度?
11、夹角为60°的V形槽固定在水平地面上,槽内放一根重500N的金属圆柱体,用F=200N沿圆柱体轴线方向拉圆柱体,可使它沿槽匀速滑动,如图所示.求圆柱体和V形槽间的动摩擦因数μ.
12、如图所示,物体A重GA=40N,物体B重GB=20N,A与B、B与地面之间的动摩擦因数相同.用水平绳将物体A系在竖直墙壁上,水平力F向右拉物体B,当F=30N时,才能将B匀速拉出.则接触面间的动摩擦因数多大?
13、李明同学在做《互成角度的两个力的合成》实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧秤拉力的大小如图(a)所示,
(1)试在图(a)中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示,并用F表示此力.
(2)有关此实验,下列叙述正确的是 .
A.拉橡皮条的绳细一些且长一些,实验效果较好
B.拉橡皮条时,弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
C.橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O时,拉力要适当大些
D.拉力F1和F 2的夹角越大越好
(3)图(b)所示是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果,其中哪一个实验比较符合实验事实?
(力F’是用一只弹簧秤拉时的图示)
答:
.
14、如图所示,A、B两球完全相同,质量均为m,用两根等长的细线悬挂在O点,两球之间连着一根劲度系数为k的轻弹簧,两球静止时,弹簧位于水平方向且与A、B两球心连线共线,两根细线之间的夹角为θ,(重力加速度为g)求:
(1)细线中拉力的大小;
(2)弹簧的压缩量.
15、滑板运动是一项非常刺激的水上运动,研究表明,在进行滑板运动时,水对滑板的作用力N垂直于板面,大小为kv2,其中v为滑板速率(水可视为静止).某次运动中,在水平牵引力的作用下,当滑板和水面的夹角θ=37°时(如图所示),滑板做匀速直线运动,相应的k=54kg/m,人和滑板的总质量为108kg,试求(重力加速度g取10m/s2,sin37°=,忽略空气阻力):
(1)水平牵引力F的大小;
(2)滑板的速率.
16、一根大弹簧内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长0.2m,它们的下端平齐并固定,另一端自由,如图(甲)所示.当压缩此组合弹簧时,测得弹力与弹簧压缩量的关系如图(乙)所示.试求这两根弹簧的劲度系数k1和k2.
17、如图所示,物体A、B的质量mA=6kg,mB=4kg,A与B、B与地面之间的动摩擦因数都为μ=0.3,在外力F作用下,A和B一起匀速运动,求A对B和地面对B的摩擦力的大小和方向(g取10m/s2).
18、如图所示,轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定,杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角.若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力),某人用它匀速地提起重物.已知重物的质量m=30kg,人的质量M=50kg,g取10m/s2.试求:
(1)此时地面对人的支持力的大小;
(2)轻杆BC和绳AB所受力的大小.
19、如图所示,一条细绳跨过定滑轮连接两个小球A、B,它们都穿在一根光滑的竖直杆上,不计绳与滑轮间的摩擦,当两球平衡时OA绳与水平方向的夹角为2θ,OB绳与水平方向的夹角为θ,则球A、B的质量之比为多少?
20、如图所示,质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上,三棱柱的斜面是光滑的,且斜面倾角为θ。
质量为m的光滑球B放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间,A和B都处于静止状态,求地面对三棱柱的支持力和摩擦力的大小。
答案
1、解:
(1)重力、支持力、摩擦力
(2)垂直于斜面F=0
沿斜面F=Fμ+mgsin37°=70N
(3) μ=Fμ/FN=0.125
2、
(1)C
(2)①实验电路原理图如图。
②、 -R
3、
(1)与F1、F2共同作用的效果相同
(2)O、a两点太近,误差大
(3)F
4、
(1)利用平行四边形法则作F1、F2的合力F合.
(2)比较F合和F的大小和方向并得出结论
5、
(1)① ② ③ ④
(2)3.62cm
6、1.0×104N
7、
(1)AD;
(2)F′
8、开始F很小时,物体静止 Fcos53°=f f Fcos53°=(G-Fsin53°)时,刚要滑动 f=18N F继续增大,f滑=(G-Fsin53°)=30-0.4F 当F=75N时 f=0以后物体离开平面 9、 (1)……………………2分 (2) ……………………1分 ……………………1分 (3)……………………2分 10、解: 对A点进行受力分析,如图所示,由题意可得: , 设OA先断,则N ,解得, 此时N<30N。 因此,可以把OA绳拉 到与竖直方向成30°角处 11、0.2 [解析] 因为圆柱体匀速滑动,所以水平方向的拉力与摩擦力平衡,即f=200N.又因为圆柱体两面均与槽接触,所以每一面所受摩擦力f ′=100N. 设V形槽两侧对圆柱体的弹力大小分别为FN1 、FN2,在竖直平面内,圆柱体受到重力G、两侧的弹力FN1 、FN2作用,如图所示,由对称性可知,FN1=FN2=G. 根据f ′=μFN1,解得μ=0.2. 12、0.30 [解析] 设接触面间的动摩擦因数为μ,物体A与B间的摩擦力为 f1=μGA 物体B与地面间的滑动摩擦力为 f2=μ(GA+GB) 将B匀速拉出,拉力大小与两个摩擦力的合力大小应相等,有 F=f1+f2 解得μ=0.30 13、 (1)如图 (2分) (2)ABC (2分) (3)张华作的符合实验事实 (2分) 14、解析: (1)将A的重力沿水平方向和细线的方向进行分解,如图所示.可得细线中拉力的大小为: F=G1=. (2)弹簧的弹力 F′=G2=kΔx=mgtan , 所以弹簧的压缩量Δx=. 答案: (1) (2) 15、解析: (1)以滑板和运动员为研究对象,其受力示意图如图所示,因为滑板做匀速直线运动,所以N与F的合力与重力是一对平衡力,所以有F合=mg. 由几何知识得: N·cos θ=mg,N·sin θ=F 联立解得F=810N. (2)由N=kv2得 v===5m/s. 答案: (1)810N (2)5m/s 16、解析: 此物理过程中,压缩弹簧测得的力大小就等于弹簧的弹力,并遵守胡克定律. 据题意,当压缩量在0~0.2m的过程中,只有大弹簧发生形变,从图(乙)中读出x1=0.2m,F1=2N. 由胡克定律知F1=k1x1,得k1== N/m=10N/m. 组合弹簧形变量为0.3m时,大弹簧的形变量为x1′=0.3m,小弹簧的形变量x2=0.1m,F1+F2=5N 就有k1x1′+k2x2=5N,代入数据,解得k2=20N/m. 答案: 10N/m 20N/m 17、解析: 因为A、B一起在地面上运动,所以A与B间是静摩擦力,而B与地面间是滑动摩擦力,所以有: f地B=μ(mA+mB)g=0.3×(6+4)×10N=30N. f地B的方向与B相对地面的运动方向相反,即向左. fBA=F′=F=f地B=×30N=15N. 其中F′为物体A上绳子的拉力,依据二力平衡知fBA的方向与F′的方向相反即向左,故fAB的方向向右,大小为15N. 答案: 15N,方向向右 30N,方向向左 18、解析: (1)因匀速提起重物,绳的拉力F=mg,且绳对人的拉力为mg,所以地面对人的支持力为: N=Mg-mg=(50-30)×10N=200N,方向竖直向上. (2)定滑轮对B点的拉力方向竖直向下,大小为2mg,杆对B点的弹力方向沿杆的方向,如图所示,由共点力平衡条件得: FAB=2mgtan30° =2×30×10× N =200 N FBC== N=400 N. 答案: (1)200N (2)400 N 200 N 19、解析: 设绳的拉力大小为F,杆对A、B的弹力均为N,作出A的受力图如图所示,由图知sin2θ=.同理可得sin θ=.联立解得mA∶mB=2cos θ∶1. 答案: 2cos θ∶1 20、【解析】选取A和B整体为研究对象,它受到重力(M+m)g,地面支持力FN,墙壁的弹力F和地面的摩擦力Ff的作用,如图甲所示,处于平衡状态。 根据平衡条件有: 甲 FN-(M+m)g=0 ①(2分) F=Ff ②(2分) 由①解得FN=(M+m)g (1分) 再以B为研究对象,它受到重力mg,三棱柱对它的支持力FAB,墙壁对它的弹力F的作用,如图乙所示,处于平衡状态。 乙 根据平衡条件有: 竖直方向上: FABcosθ=mg ③(2分) 水平方向上: FABsinθ=F ④(2分) 由③④解得F=mgtanθ, (2分) 所以Ff=F=mgtanθ。 答案: (M+m)g mgtanθ
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