2024届新高考物理高频考点专项练习:专题二 考点04 弹力和摩擦力的分析与计算(A卷)
1.甲、乙、丙、丁四幅图呈现的是常见的竞技体育的项目,关于图中的受力情况,下列说法正确的是( )
A.图甲中撑杆跳运动员在上升的过程中受到滑动摩擦力的作用
B.图乙中跳水运动员静止倒立在水平跳台上时受到重力、支持力和摩擦力的作用
C.图丙中皮划艇对水的力和水对皮划艇的力是一对平衡力
D.图丁中羽毛球撞击球拍的力是由羽毛球发生形变引起的
2.足球运动深受同学们喜爱,下图为四种与足球有关的情景,正确的说法是( )
A.甲图中,静止在水平草地上的足球对草地的压力就是它所受的重力
B.乙图中,静止在水平地面上的两个足球相互接触,则每个足球可能受到3个力的作用
C.丙图中,踩在脚下且静止在水平草地上的足球,脚对球的压力和地对球的支持力是一对平衡力
D.丁图中,落在球网中的足球受到网的弹力是由于网发生了形变
3.如图所示,物体A分别与水平面、竖直墙面以及物体B紧密接触,所有接触面均光滑,均静止,则( )
A.物体A受三个弹力作用 B.物体A受两个弹力作用
C.物体B受两个弹力作用 D.物体A和物体B均只受一个弹力作用
4.如图,有三个完全相同的光滑小球,现用三根等长的轻绳将它们悬挂起来,三根绳的上端悬点都为O点。静止时,三个球心处于同一水平面内,悬点O与三个小球的球心的连线恰好构成边长为a的正四面体。每个小球质量均为m,则相邻两个小球之间的弹力大小为( )
A. B. C. D.
5.如图所示,磁铁B吸附于铁箱A的侧壁,A的侧壁位于竖直平面内,A、B始终保持相对静止,则下列说法正确的是( )
A.铁箱静止于地面上时,磁铁B一共受到3个力的作用
B.A、B一起匀速上升时,B受到的摩擦力方向向上
C.A、B一起匀速向左运动时,B受到的摩擦力与静止时相比减小
D.若在图示状态下仅增大B的磁性,则B受到的摩擦力一定会变大
6.如图,质量为5kg的物体,在的水平拉力作用下,沿粗糙水平桌面做匀加速直线运动,已知桌面与物体间的动摩擦因数,则物体在运动过程中受到的滑动摩擦力和加速度大小分别为( )
A.20 N和 B.10N和 C.30N和 D.20N和
7.如图所示,质量为m的木块被水平推力F压着静止在竖直墙面上。当推力F的大小增加到3F时,则( )
A.木块所受墙面的摩擦力变小 B.木块所受墙面的摩擦力变大
C.木块所受墙面的弹力不变 D.木块所受墙面的弹力增加到原来的3倍
8.如图所示,质量为2kg的物体沿水平地面向右滑动,已知物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2,取,则物体受到的摩擦力大小为( )
A.0 B.4N C.8N D.10N
9.某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示,弹簧上端固定,在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时,弹簧下端指针位于直尺20 cm刻度处;下端悬挂钢球,静止时指针位于直尺40 cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上,就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.30 cm刻度对应的加速度为 B.40 cm刻度对应的加速度为g
C.50 cm刻度对应的加速度为 D.各刻度对应加速度的值是不均匀的
10.一轻质弹簧竖直悬挂,弹簧长度为14.00cm。在弹簧下端挂一质量为0.2kg的钩码,静止时弹簧长度为26.50cm,弹簧弹力未超过弹性限度,重力加速度g取。则该弹簧的劲度系数为( )
A.7.5N/m B.8.0N/m C.16N/m D.32N/m
11.弹簧原长为10 cm,当挂上一个50 g的钩码时,弹簧的长度变为12 cm,当在原钩码下再挂一个同样的钩码时,弹簧仍处于弹性限度内,下列说法中正确的是(取)( )
A.弹簧劲度系数为24 N/m B.弹簧劲度系数为25 N/m
C.弹簧劲度系数为24 N/cm D.弹簧劲度系数为25 N/cm
12.在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹簧弹力与弹簧长度的图像如图所示。下列表述正确的是( )
A.在测量弹簧原长时,应将弹簧平放在水平桌面上,使其自然伸长,并测出其长度
B.测得的弹力与弹簧的长度成正比
C.a的劲度系数比b的小
D.a的动度系数比b的大
13.某同学利用如图甲装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。
(1)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长__________,劲度系数__________。
(2)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤,当弹簧秤上的示数如图丙所示时,该弹簧的伸长量为__________。
14.某实验小组用如图甲所示装置探究弹簧弹力与形变量的关系。实验中,弹簧的上端与刻度尺的0刻度线对齐,弹簧的下端水平固定一质量可以忽略的指针,在弹性限度内,将质量相同的钩码逐个挂在弹簧的下端,记录悬挂钩码的数量及弹簧的长度,部分实验的数据如下表所示。完成下列填空:
钩码个数 1 2 3 4 5
弹力大小/N 0.49 ①_______ 1.47 … …
弹簧长度/cm 7.96 ②_______ 11.88 … …
(1)当悬挂2个钩码时,指针的位置如图乙(放大图)所示,请将对应的数值填写在表格中相应的位置;
(2)根据表格中的数据可知,该弹簧的原长为________cm,劲度系数为________N/m。(均保留3位有效数字)
2
答案以及解析
1.答案:D
解析:A、撑杆跳运动员在上升的过程中,手与杆之间没有相对运动,则运动员受到静摩擦力的作用,故A错误;B、图乙中跳水运动员静止倒立在水平跳台上时受到重力、支持力的作用,重力与支持力等大反向,若受到摩擦力,摩擦力方向沿水平方向,运动员将不能保持静止状态,故B错误;C、图丙中皮划艇对水的力和水对皮划艇的力是一对作用力与反作用力,故C错误;D、图丁中羽毛球撞击球拍的力的施力物体是羽毛球,是羽毛球发生形变后想恢复原状,对与它接触的球拍的作用力,故D正确。故选:D。
2.答案:D
解析:A.甲图中,静止在水平草地上的足球对草地的压力和它所受的重力不是同一个力,它们只是大小相等,故A错误;
B.乙图中,静止在水平地面上的两个足球相互接触,则每个足球只受到重力和地面的支持力两个力的作用,两球之间没有挤压所以两球间没有弹力作用,故B错误;
C.丙图中,踩在脚下且静止在水平草地上的足球,脚对球的压力和重力的合力与地面对球的支持力是一对平衡力,故C错误;
D.丁图中,落在球网中的足球受到网的弹力是由于网发生了形变,故D正确。
故选D。
3.答案:D
解析:假设整体受墙壁的弹力,则整体将不能处于静止状态;同理可知,均不可能受对方弹力作用,则它们均只受一个弹力,即地面的支持力,故只有D正确。
4.答案:A
解析:
对其中一个球受力分析,根据几何关系和平行四边形法则,绳子的拉力与重力的合力为F
其余两个球对这个球弹力的合力与F等大反向
根据几何关系和平行四边形法则
故选A。
5.答案:B
解析:A.对B受力分析,B受重力、磁铁的吸引力,A对B的支持力、以及A对B的摩擦力共4个力,故A错误;B.一起匀速上升时,B处于平衡状态,竖直方向对B由平衡条件可知B受到的摩擦力方向向上,故B正确;C.一起匀速向左运动时,B处于平衡状态,根据平衡条件可知B受到的摩擦力大小等于B的重力,与静止时相等,故C错误;D.在图示状态下,B处于静止状态,之间的摩擦力为静摩擦力,根据平衡条件可知B受到的摩擦力大小等于B的重力,增大B的磁性,摩擦力大小不变,故D错误。故选B。
6.答案:B
解析:根据题意,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,所以物体受到的滑动摩擦力大小为:,由牛顿第二定律可得:,所以有:,所以B选项是正确的。
7.答案:D
解析:木块处于静止,推力和墙壁的弹力平衡,重力和静摩擦力平衡当推力增大为原来的3倍,则木块所受墙面的弹力增加到原来的3倍。但摩擦力始终等于重力,保持不变。故D正确,ABC错误;
故选:D。
8.答案:B
解析:依题意,可得物体受到的滑动摩擦力大小为
故选B。
9.答案:A
解析:弹簧原长,取竖直向上为正方向,当指针位于直尺40 cm刻度处时钢球静止,钢球的重力和弹簧弹力相等,此时钢球加速度为零,B错误。根据。即可以求出。当指针位于30 cm刻度时,钢球受到弹力和重力的作用,由牛顿第二定律有,加速度,A正确。指针对应50 cm刻度时,由牛顿第二定律有,加速度,C错误。方程是关于l的一次函数,加速度与各刻度值是线性变化的,刻度对应的加速度值是均匀的,D错误。
10.答案:C
解析:根据受力平衡可知,弹簧弹力为,根据胡克定律可得,可得该弹簧的劲度系数为,故选C。
11.答案:B
解析:由题意知当挂上一个50g的钩码时,弹力的增加量
弹簧的形变量
根据
代入数据得
故B正确,ACD错误。
故选B。
12.答案:D
解析:A.在实验中,弹簧一直处于竖直状态,所以在测量弹簧的原长时,如果在水平状态下测量弹簧原长,则会忽略弹簧自身重力而产生的形变量,对实验造成误差,故A错误;
B.根据胡克定律有
由此可知,弹簧弹力与弹簧的长度是一次函数,故B错误;
CD.图线的斜率表示弹簧的劲度系数,由图可知,a弹簧的劲度系数大于b弹簧的劲度系数,故C错误,D正确。
故选D。
13.答案:(1)4;50(2)6
解析:(1)图像的横截距表示弹簧的原长,斜率表示劲度系数,则,。
(2)由题图丙可知此时弹簧弹力大小为,根据胡克定律可知该弹簧的伸长量为。
14.答案:(1)①0.98
②9.92(9.91~9.93均可)
(2)5.99~6.01;24.9~25.1
解析:(1)①弹力大小;
②刻度尺的最小分度为1mm,弹簧长度为9.92cm。
(2)根据,代入数据可得,解得。专题二 相互作用综合训练(A卷)
1.甲、乙、丙、丁四幅图呈现的是常见的竞技体育的项目,关于图中的受力情况,下列说法正确的是( )
A.图甲中撑杆跳运动员在上升的过程中受到滑动摩擦力的作用
B.图乙中跳水运动员静止倒立在水平跳台上时受到重力、支持力和摩擦力的作用
C.图丙中皮划艇对水的力和水对皮划艇的力是一对平衡力
D.图丁中羽毛球撞击球拍的力是由羽毛球发生形变引起的
2.超市里的购物车在自动扶梯上会被“锁死”,秘密在于每个后轮两侧的塑胶垫,如图所示,塑胶垫的位置比轮子的凸缘高:当购物车推进自动扶梯时,轮子的凸缘会落进扶梯的凹槽(忽略此处摩擦),后轮的塑胶垫就压在自动扶梯的齿面上以获得静摩擦力。当购物车(人车分离)随倾斜自动扶梯一起匀速运动时( )
A.橡胶垫受到的弹力之和等于购物车的重力
B.橡胶垫受到的摩擦力之和等于购物车的重力
C.自动扶梯对购物车的弹力等于购物车的重力
D.橡胶垫受到的摩擦力之和等于购物车的重力沿斜面的分力
3.如图,用水平推力(k为恒量,t为时间)把一重力为G的物体压在足够高的竖直平整墙面上。从开始,物体所受的摩擦力随t的变化关系,下列四个图中正确的是( )
A. B. C. D.
4.如图所示,轻质网兜兜住重力为G的足球,用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点,轻绳的拉力为,墙壁对足球的支持力为,则( )
A. B. C. D.
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处于静止状态.若要使两小球处于静止状态,且悬线OA与竖直方向的夹角θ保持30°不变,则外力F的大小不可能为( )
A.0.5mg B.mg C.2mg D.5mg
6.唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力,设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为α和β,,如图所示,忽略耕索质量,耕地过程中,下列说法正确的是( )
A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大
B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大
C.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D.直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
7.如图所示,半径相同、质量分布均匀的圆柱体E和半圆柱体M靠在一起,E、M之间无摩擦力,E的重力为G,M下表面粗糙,E、M均静止在水平地面上,现过E的轴心施以水平作用力F,可缓慢地将E拉离地面一直滑到M的顶端,整个过程中,M始终处于静止状态,对该过程的分析,下列说法不正确的是( )
A.地面所受M的压力不变
B.地面对M的摩擦力逐渐增大
C.开始时拉力F最大,且为,以后逐渐减小为0
D.E、M间的压力开始时最大,且为2G,以后逐渐减小到G
8.滑雪运动深受人民群众喜爱。某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB,从滑道的A点滑行到最低点B的过程中,由于摩擦力的存在,运动员的速率不变,则运动员沿AB下滑过程中( )
A.所受合外力始终为零 B.所受摩擦力大小不变
C.合外力做功一定为零 D.机械能始终保持不变
9.如图所示,将一球形物体夹在竖直墙AC与木板BC之间,已知各接触面均光滑,将球对墙的压力用表示,球对木板的压力用表示.现将木板以C端为轴缓慢地转至水平位置的过程中,下列说法中正确的是( )
A.和都增大 B.和都减小
C.增大,减小 D.减小,增大
10.一固定斜面倾角为45°,一物体从斜面底端以一定速度冲上斜面,速度减小到零后沿斜面滑回底端,物体沿斜面上升的时间与其沿斜面下滑的时间之比为1:2,则物体与斜面间的动摩擦因数为( )
A.0.1 B.0.3 C.0.9 D.0.6
11.将三个质量均为m的小球用细线相连后(间无细线相连),再用细线悬挂于O点,如图所示.用力F拉小球c,使三个小球都处于静止状态,且细线与竖直方向的夹角保持为,则F的最小值为( )
A. B. C. D.
12.关于受力情况,下列说法正确的是( )
A.重力的方向总是垂直于接触面向下的
B.放在水平桌面上的两个小球,靠在一起但并不相互挤压,两球之间不存在弹力
C.两物体间如果有相互作用的弹力,就一定存在摩擦力
D.根据公式可知,动摩擦因数 跟滑动摩擦力成正比,跟支持力成反比
13.下列关于重力、重心、重力加速度g的说法,正确的是( )
A.物体在不与地球相互接触时也会受到重力作用,可见力是可以离开物体而独立存在的
B.物体的重心一定与它的几何中心重合
C.用一根绳子将物体悬挂起来,物体处于静止状态时,该物体的重心不一定在绳子的延长线上
D.在地球上的重力加速度g,两极最大、赤道最小
14.在“验证平行四边形定则”的实验中,用两个弹簧测力计拉橡皮条的结点,使其位于O处,如图所示,此时,,现在保持A的读数不变,减小α角,要使结点仍在O处,可采用的办法是( )
A.增大B的读数,同时减小β角 B.减小B的读数,同时减小β角
C.增大B的读数,同时增大β角 D.保持B的读数不变,同时增大β角
2
答案以及解析
1.答案:D
解析:A、撑杆跳运动员在上升的过程中,手与杆之间没有相对运动,则运动员受到静摩擦力的作用,故A错误;B、图乙中跳水运动员静止倒立在水平跳台上时受到重力、支持力的作用,重力与支持力等大反向,若受到摩擦力,摩擦力方向沿水平方向,运动员将不能保持静止状态,故B错误;C、图丙中皮划艇对水的力和水对皮划艇的力是一对作用力与反作用力,故C错误;D、图丁中羽毛球撞击球拍的力的施力物体是羽毛球,是羽毛球发生形变后想恢复原状,对与它接触的球拍的作用力,故D正确。故选:D。
2.答案:D
解析:购物车(人车分离)随倾斜自动扶梯一起匀速运动时,合力为零,即橡皮垫受到的弹力与橡皮垫受到的摩擦力的合力与重力等大反向,即自动扶梯对购物车的作用力等于购物车的重力;沿扶梯方向合力为零,则橡胶垫受到的摩擦力之和等于购物车的重力沿斜面的分力,故D正确,ABC错误;
故选:D。
3.答案:B
解析:如图所示,从开始水平推力,即压力不断增大,则物体受到滑动摩擦力作用,所以滑动摩擦力的大小与压力正比。因此滑动摩擦力不断增大;当滑动摩擦力大于重力后,物体开始减速运动,直到物体静止时,摩擦力变为静摩擦力,即使推力再增大,也不会影响物体的静摩擦力大小,此时静摩擦力的大小等于重力;则可知,摩擦力定是先增大,然后再保持不变,并且滑动摩擦力一定有一过程是大于重力的,故B正确;ACD错误。故选B。
4.答案:C
解析:足球受重力、拉力和支持力平衡,受力如图:
运用合成法,根据几何知识得:
绳子对球的拉力为:
墙壁的支持力为:,
可知:,故C正确,ABD错误。
故选:C。
5.答案:A
解析:对AB两球整体受力分析,受重力,OA绳子的拉力T以及拉力F,三力平衡,将绳子的拉力T和拉力F合成,其合力与重力平衡,如图:
当拉力F与绳子的拉力T垂直时,拉力F最小,最小值为,即;由于拉力F的方向具有不确定性,因而从理论上讲,拉力F最大值可以取到任意值,故A错误,BCD正确。
本题选择错误的,故选:A。
6.答案:B
解析:A、耕索对曲辕犁拉力的水平分力大小为,耕索对直辕犁拉力的水平分力大小为,由于,则耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁拉力的水平分力小,故A错误;B、耕索对曲辕犁拉力的在竖直方向的分力大小为,耕索对直辕犁拉力的竖直方向分力大小为,由于,则耕索对曲辕犁拉力的竖直方向的分力比对直辕犁拉力在竖直方向的分力大,故B正确;CD、无论曲辕犁匀速前进或直辕犁加速前进,耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力属于物体间的相互作用力,总是大小相等、方向相反,故CD错误。故选:B。
7.答案:B
解析:A.取整体为研究对象,地面所受M的压力不变,总等于二者的总重力,A正确,不符合题意;
CD.圆柱体E受重力G、拉力F、半圆柱体的支持力N作用处于平衡状态,这三个力构成封闭三角形,如图所示
开始时N与竖直方向成60°角,对应图中的最大三角形,此时拉力F和半圆柱体的支持力N都最大,其大小分别为,,随着E向上移动,三角形逐渐减小,拉力F、半圆柱体的支持力N都逐渐减小,当E移动到M顶端时,F减小到零,N减小到G,故开始时拉力F最大,且为,以后逐渐减小为0,E、M间的压力开始时最大,且为2G,以后逐渐减小到G,CD正确,不符合题意;
B.取整体为研究对象,地面对M的摩擦力等于拉力F,所以摩擦力随拉力F的减小而减小,B错误,符合题意。
故选B。
8.答案:C
解析:由于运动员在竖直面内的圆弧形滑道上运动时速率不变,故做匀速圆周运动,所受的合外力提供向心力,因此合外力不为零,A错误;因运动员的速率不变,故其所受摩擦力等于重力沿滑道向下的分力,运动员沿AB下滑过程中重力沿滑道向下的分力变小,因此滑动摩擦力变小,B错误;由动能定理知,合外力做的功等于动能的变化量,因速率不变,则动能不变,故合外力做功为零,C正确;机械能的改变量等于摩擦力做的功,故机械能减少,D错误。
9.答案:B
解析:以小球为研究对象,分析受力:重力、墙对小球的支持力和板对球的支持力,设板与墙间的夹角为α,根据平衡条件得知:板对球的支持力的合力与大小相等、方向相反,则由图可得;在将板逐渐放至水平的过程中,α增大,减小,增大,则知减小,减小,根据牛顿第三定律得知减小,减小.A,C,D错误。故选B。
10.答案:D
解析:设上滑的位移为x,上滑的加速度为、下滑的加速度为,则有上滑时,根据位移-时间关系可得:,下滑时,联立解得:;向上运动时的加速度大小为:,向下滑时的加速度大小为,联立解得:,故D正确、ABC错误。
故选:D。
11.答案:A
解析:静止时要将三球视为一个整体,重力为3mg,当作用于c球上的力F垂直于oa时,F最小,如图所示:
根据几何关系可得:,解得拉力的最小值为:,故A正确、BCD错误。
故选:A。
12.答案:B
解析:A.重力方向总是竖直向下,不是垂直于接触面向下,故A错误;
B.不相互挤压,没有形变,所以没有弹力,故B正确;
C.两物体间有弹力不一定有摩擦力;但是有摩擦力,一定有弹力,故C错误;
D.动摩擦因数 只跟相互接触的接触面以及材质有关,与无关,故D错误。
故选B。
13.答案:D
解析:地球和物体在不相互接触时也会产生重力作用,是通过重力场实现的,力不能离开物体而独立存在,A错误;重心的位置不仅与物体的形状有关,还与物体的质量分布有关,所以物体的重心不一定与它的几何中心重合,只有形状规则,质量分布均匀的物体的重心才在物体的几何中心,B错误;用一绳子将物体悬挂起来,物体处于静止状态时,物体受到重力和绳子的拉力,根据二力平衡可知重力与拉力在同一直线上,则该物体的重心一定在绳子的延长线上,C错误;在地球上的重力加速度为g,两极最大、赤道最小,D正确。
14.答案:B
解析:要保证结点仍在O处,应保证A和B拉力的合力的大小和方向不变,则由平行四边形定则作图如下:
合力不变,即平行四边形的对角线不变,A方向向合力方向靠拢,即减小α角,由图可知,B的拉力减小,同时应减小β角,故B正确。专题二 考点06 受力分析 共点力平衡(B卷)
1.如图所示,水平地面上有一辆向右匀加速运动的小车,车中有一光滑斜面,车厢顶部用细线竖直悬挂一小球,小球下方与斜面接触。关于小球的受力,下列说法正确的是( )
A.小球可能只受重力和细线对它的拉力
B.小球一定受三个力作用
C.小球可能只受重力和斜面对它的支持力
D.细线对小球的拉力与斜面对小球的支持力的合力等于它的重力
2.如图所示,物体A、B、C在水平外力F的作用下在水平面上一起向右做匀加速直线运动,则有关A、B、C三个物体的受力情况,下列说法中正确的是( )
A.物体A一定受5个力作用
B.物体B可能受4个力作用,也可能受5个力作用
C.物体C一定受3个力作用
D.物体A可能受4个力作用,也可能受5个力作用
3.如图所示,单肩电脑包的肩带是由一条长度可调节的尼龙纤维材料制成的。设电脑包装满时总质量不变,当单肩电脑包以不同的肩带长度悬挂在固定的光滑挂钩上时,下列说法正确的是( )
A.肩带较长时,肩带的张力更大
B.肩带较短时,肩带的张力更大
C.肩带长度增大时,挂钩对肩带的作用力增大
D.肩带长度缩短时,挂钩对肩带的作用力减小
4.一个人站在升降机的地板上,在升降机加速上升的过程中,以下说法正确的是( )
A.人对升降机的压力小于升降机对人的支持力
B.人对升降机的压力与升降机对人的支持力大小相等
C.升降机对人的压力等于人的重力
D.人的重力和升降机对人的支持力是一对作用力和反作用力
5.关于力,以下说法中正确的是( )
A.只有接触的物体之间才可能有相互作用力
B.马拉车加速前进时,马拉车的力大于车拉马的力
C.地球上的物体受到重力作用,这个力没有反作用力
D.相互接触的物体之间也不一定有弹力产生
6.小刘同学用食指和中指夹住笔,笔以倾斜状态平衡。如图所示为剖面图,则( )
A.中指对笔的作用力可能为零
B.手指对笔的作用力方向竖直向上
C.食指对笔的压力等于中指对笔的支持力
D.中指对笔的作用力方向一定垂直于笔,斜向左上方
7.重150N的光滑球A悬空靠在墙和木块B之间,木块B的重力为1500N,且静止在水平地板上,如图所示,则( )
A.墙所受压力的大小为
B.木块A对木块B压力的大小为150N
C.水平地板所受的压力为1500N
D.水平地板对木块B没有摩擦力
8.如图所示,一光滑小球被夹在挡板a与竖直面间,挡板平分水平面与竖直面间的角度,即,已知球质量为m,则挡板a与竖直面对球的弹力“”和“”分别为( )
A., B.,
C., D.,
9.课堂上,老师准备了“∟”型光滑木板和三个完全相同、外表面光滑的匀质圆柱形积木,要将三个积木按图示(截面图)方式堆放在木板上,则木板与水平面夹角θ的最大值为( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
10.城市中的路灯经常用三角形的结构悬挂,如图所示为这类结构的一种简化模型。图中硬杆可以绕通过B点且垂直于纸面的轴转动,钢索和杆的重力都可以忽略。如果悬挂物的重力为与间的夹角为θ。关于钢索对O点的拉力和杆对O点的支持力,下列说法正确的是( )
A.钢索对O点的拉力大小为,方向沿钢索向上
B.钢索对O点的拉力大小为,方向沿钢索向上
C.杆对O点的支持力大小为,方向沿杆向右
D.杆对O点的支持力大小为,方向沿杆向右
11.如图所示,在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不计( )
A.保持不变 B.逐渐变大 C.逐渐变小 D.先变小后变大
12.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和的物块,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,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,物块刚好要滑动,则μ的值为( )
A. B. C. D.
13.如图所示,粗糙固定斜面的倾角为θ,整个斜面处于垂直斜面的匀强磁场(大小和方向未知)中,在斜面上有一根有效长度为L、质量为m水平放置的导体棒,当导体棒中电流为和时,导体棒均能沿斜面匀速运动,已知电流的方向相同且垂直纸面向外,,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.当导体棒中电流为时,导体棒一定沿斜面向下做匀速直线运动
B.匀强磁场的磁感应强度大小为
C.导体棒与斜面间的动摩擦因数为
D.匀强磁场的方向垂直斜面向上
14.如图所示,木块A的质量为m,木块B的质量为M,叠放在光滑的水平面上,A、B的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,用水平力F用于A则保持A、B相对静止的条件是F超过( )
A.
B.
C.
D.
答案以及解析
1.答案:C
解析:由题可知,平地面上有一辆向右匀加速运动的小车。
A.小球只受重力和细线对它的拉力,处于平衡态,不能向右匀加速运动,A错误;
BC.小球可能只受重力和斜面对它的支持力,由支持力的分力有向右的加速度,B错误,C正确;
D.细线对小球的拉力与斜面对小球的支持力的合力等于它的重力,处于平衡态,不能向右匀加速运动,D错误。
故选C。
2.答案:B
解析:AD.以BC为一整体,由于合力向右,所以B肯定受A向右的摩擦力;物体A受重力、地面的支持力、B对A的压力和摩擦力,拉力F,可能受地面的摩擦力,也可能不受地面的摩擦力,所以物体A的受力个数为5个或6个,故AD错误;
BC.对于C,可能受重力和支持力两个力,也可能受重力、支持力和B对C的摩擦力三个力;对于B,受重力、A对B的支持力、C对B的压力,A对B的摩擦力,可能受C对B的摩擦力,也可能不受C对B的摩擦力,所以B可能受4个力,可能受5个力,故B正确,C错误。
故选B。
3.答案:B
解析:由于单肩电脑包的重力不变,肩带较长时,肩带间夹角小,肩带的张力较小,肩带较短时,肩带间夹角大,肩带的张力较大,A选择错误,B选项正确;挂钩对肩带的作用力与肩带的长短无关,选项C、D错误.
4.答案:B
解析:ABD.人对升降机的压力与升降机对人的支持力是一对作用和反作用力,故大小相等,故B正确,AD错误;
C.因为升降机加速上升,故人处于超重状态,即升降机对人的压力大于人的重力,故C错误。
故选B。
5.答案:D
解析:A.两个不接触的物体也可以产生力,例如磁铁,故A错误;
B.马拉车的力和车拉马的力是一对作用力与反作用力,大小相等。故B错误;
C.重力的反作用力是物体对地球的吸引力,故C错误;
D.弹力产生的条件是相互接触和发生弹性形变,所以相互接触的物体之间也不一定有弹力产生,故D正确。
故选:D。
6.答案:B
解析:A.若中指对笔的作用力为0,G、、三力无法平衡,A错误;
B.笔只受重力和手对其作用力,故手对笔的作用力方向竖直向上,B正确;
C.在垂直于笔方向上,食指对笔的压力、中指对笔的支持力与重力分量三力平衡,C错误;
D.笔必受重力G,食指、中指所给的垂直于笔的支持力、,摩擦力为、,若笔仅受G、、,因、共线,笔无法平衡。笔平衡必受摩擦力,中指对笔可能有摩擦力,导致中指对笔的作用力方向与笔不垂直,D错误。
故选B。
7.答案:A
解析:AB、小球A和木块B受力分析如图所示,用、、、分别表示木块对A的弹力、墙壁对A的支持力、地面对木块的支持力和小球对木块的弹力。
对小球A,根据共点力平衡条件,有:
①
②
由以上两式得,木块A对木块B压力的大小:。根据牛顿第三定律,墙壁受到的压力;故A正确,B错误;
CD、对木块B受力分析,如上图所示,根据共点力平衡条件,有:
③
④
把代入③④可得:,。
根据作用力和反作用力的关系,水平地板所受的压力为:。故CD错误;
故选:A。
8.答案:B
解析:对小球受力分析,作出受力分析图所示
根据共点力平衡条件可知,解得,故选B。
9.答案:A
解析:若θ取任意角结合各圆柱的受力情况进行计算,数学运算过程繁琐不易得到结果,而考虑临界情况,取特殊值进行分析,可简化过程。θ取0°时,下面两圆柱之间将会分开,无法稳定,应适当增大θ以保持系统稳定,此时下面两圆柱之间有弹力;当下面两圆柱之间的弹力恰好为0时,对应的θ为最小值;继续增大θ,右圆柱和上圆柱之间弹力减小,若θ太大,此两圆柱将分开,临界情况为θ取30°时,左边两圆柱的圆心连线在竖直方向上,保证上圆柱只受到两个力的作用恰好处于平衡状态,此时与右圆柱间相互接触且无弹力,故A正确。
10.答案:D
解析:以O点为研究对象,受力分析如图所示,结合几何知识,根据平衡条件可知,杆对O点的支持力,方向向右;钢索对O点的拉力,方向沿钢索向上,故D正确。
11.答案:B
解析:对结点受力分析,如图
由于为同一根绳子,故;设与夹角为θ,则。在重物被吊起的过程中,θ变大,故与同时变大,即该同学对绳的拉力逐渐变大。故选B。
12.答案:C
解析:物块刚好要滑动,说明刚好处于平衡状态,所受摩擦力为最大静摩擦力,B重力较大有向下运动趋势,A受绳的作用有向上运动趋势,分别对受力分析,则对,对,联立解得,故C正确。
13.答案:C
解析:本题考查左手定则、安培力、共点力平衡等知识。由题意可知导体棒中电流为和时,导体棒均能沿斜面匀速运动,且,故电流为时导体棒沿斜面向下运动,电流为时导体棒沿斜面向上运动,导体棒受到的安培力沿斜面向上,由左手定则知磁场方向垂直斜面向下,根据平衡条件有,,联立解得,故A、B、D错误,C正确。
14.答案:C
解析:A、B以整体为研究对象可知;若A、B即将相对滑动,以物体B为研究对象可知;
联立解得,选项C正确.
22024届新高考物理高频考点专项练习:专题二 考点06 受力分析 共点力平衡(A卷)
1.下列说法不正确的是( )
A.跳高运动员起跳时,地对运动员的支持力等于运动员对地的压力
B.火箭加速上升时,火箭发动机的推力大于火箭的重力
C.鸡蛋撞击石头,蛋碎石全,是因为鸡蛋对石头的作用力小于石头对鸡蛋的作用力
D.乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球惯性小的缘故
2.滑雪运动深受人民群众喜爱。某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB,从滑道的A点滑行到最低点B的过程中,由于摩擦力的存在,运动员的速率不变,则运动员沿AB下滑过程中( )
A.所受合外力始终为零 B.所受摩擦力大小不变
C.合外力做功一定为零 D.机械能始终保持不变
3.如图所示,质量为的小球被非弹性绳和系住,其中绳水平,下列说法正确的是( )
A. 剪断水平绳,小球的加速度为
B. 剪断水平绳,斜绳的拉力不变
C. 平衡时水平绳的拉力为
D. 剪断斜绳,小球的加速度为
4.如图所示,一小虫在半径为R的半球形碗内沿碗面缓慢向上爬,假定小虫与碗之间动摩擦因数是μ,小虫与球心的连线和竖直方向夹角为α,则下列有关说法正确的是( )
A.小虫可以沿碗爬到碗的顶端
B.小虫沿碗爬到的位置和动摩擦因数有关,最高点满足
C.小虫沿碗爬到的位置和动摩擦因数有关,最高点满足
D.条件不足,无法判断小虫能爬到的具体位置
5.关于物体在共点力作用下,下列说法正确的是( )
A.物体的速度在某一时刻等于0,物体就一定处于平衡状态
B.物体相对另一物体保持静止时,物体一定处于平衡状态
C.物体处于平衡状态,所受合力一定为0
D.物体处于平衡状态时,物体一定做匀速直线运动
6.如图所示,三个木块在水平推力F作用下静止在竖直的墙面上。已知A的左侧面是光滑的,下列说法错误的是( )
A.A对B的摩擦力竖直向下 B.B对C的摩擦力竖直向下
C.C对墙的摩擦力竖直向上 D.墙对C的摩擦力竖直向上
7.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
B.物块所受摩擦力的大小为0
C.物块所受摩擦力的大小为
D.物块所受摩擦力的大小为
8.水平杆上套有质量为M的滑块a,用长为l的轻质细线与质量为m的小球b相连,现用一水平力F作用于小球b使之缓慢运动,直到细线与竖直方向的夹角,整个过程中滑块a始终保持静止。不计空气阻力,重力加速度大小为g。则在此过程中( )
A.细线的张力先变小后变大 B.水平杆对滑块a的支持力变大
C.水平杆对滑块a的作用力不变 D.拉力F对小球做的功为
9.如图所示,质量分布均匀的细棒中心为O点,为光滑铰链,为光滑定滑轮,在正上方,一根轻绳一端系于O点,另一端跨过定滑轮,由水平外力F牵引,用表示铰链对细棒的作用,现在外力F作用下,细棒从图示位置缓慢转到竖直位置的过程中,下列说法正确的是( )
A.F逐渐变小,大小不变 B.F逐渐变小,大小变大
C.F先变小后变大,逐渐变小 D.F先变小后变大,逐渐变大
10.如图,将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处,上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节,使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放,物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角e的大小有关。若由30°逐渐增大至45°,物块的下滑时间t将( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大
11.如图所示,在竖直放置的穹形光滑支架上(上部为半圆形, 左右竖直)一根不可伸长的轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物。现将轻绳的一端固定于支架上的点,另一端从点(点是穹形支架的最高点)沿支架缓慢地向点(点与点等高)靠近。则绳中拉力大小变化的情况是( )
A.先变小后变大 B.先不变后变大 C.先不变后变小 D.先变大后不变
12.如图所示,杆的端用铰链固定在竖直墙上,另一端为一滑轮。重物上系一绳经过滑轮固定于墙上点处,杆恰好平衡.若将绳的端沿墙缓慢向下移(杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计),则( )
A.绳的拉力增大,杆受绳的压力增大 B.绳的拉力不变,杆受绳的压力增大
C.绳的拉力不变,杆受绳的压力减小 D.绳的拉力不变,杆受绳的压力不变
13.小丽同学利用所学知识测量一段长为10 cm的棉质细线的最大张力。如图所示,她将细线一端固定在P点,另一端Q点与P点在同一水平线上并可以移动,质量为的物体用光滑轻滑轮挂在细线的中点,然后缓慢移动Q点,当两点位于水平直尺上图示的位置时,细线恰好被拉断,则细线所能承受的最大张力约为()( )
A.8 N B.10 N C.15 N D.20 N
14.用AB和CD两根细绳悬挂一小轻环,A、C两点在同一水平面上,如图所示。已知,,,AB绳能承受的最大拉力为5N,CD绳能承受的最大拉力为4N,环下悬挂重物的悬绳能承受的最大拉力为9N,则所悬挂重物受到的重力最大为( )
A. B. C. D.
2
答案以及解析
1.答案:C
解析:A项,跳高运动员起跳时,地对人的支持力与人对地的压力是相互作用力,等值、反向、共线,即A项正确,故不选择A项。
B项,火箭加速上升时,加速度向上,由牛顿第二定律可知,合力向上,发动机的推力大于火箭的重力,即B项正确,故不选择B项。
C项,鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力是相互作用力,总是等值、反向、共线,鸡蛋碎了是因为鸡蛋壳承受能力太小,即C项错误,故应选择C项。
D项,惯性大小与物体的质量有关,质量越小,惯性越小。乒乓球可以快速抽杀,正是因为乒乓球的质量小、惯性小,即D项正确,故不选择D项。
综上所述,本题正确答案为C。
2.答案:C
解析:由于运动员在竖直面内的圆弧形滑道上运动时速率不变,故做匀速圆周运动,所受的合外力提供向心力,因此合外力不为零,A错误;因运动员的速率不变,故其所受摩擦力等于重力沿滑道向下的分力,运动员沿AB下滑过程中重力沿滑道向下的分力变小,因此滑动摩擦力变小,B错误;由动能定理知,合外力做的功等于动能的变化量,因速率不变,则动能不变,故合外力做功为零,C正确;机械能的改变量等于摩擦力做的功,故机械能减少,D错误。
3.答案:A
解析:C、平衡时,水平绳的拉力为,故C错误。AB、剪断水平绳,小球的合力等于重力沿圆弧向下的分力,由牛顿第二定律得,得,故B错误,A正确。D、剪断斜绳,小球的合力等于,加速度为g,故D错误。故选:A。
4.答案:B
解析:小虫缓慢上爬,可以认为小虫处于平衡状态则合力始终为零,小虫爬到最高位置时,达到最大静摩擦力,根据共点力平衡有:,解得:。故B正确,A、C、D错误。
故选:B。
5.答案:C
解析:A、竖直上抛运动运动到最高点时,速度为零,但加速度不为零,合力不为零,故A错误;
B、两物体可能相对静止,并一起做变速运动,物体不平衡,故B错误;
C、处于平衡状态的物体,所受合力一定为零,故C正确;
D、物体处于平衡状态,应保持静止或做匀速直线运动,故D错误。
故选:C。
6.答案:C
解析:对整体受力分析,知墙对C的摩擦力方向向上,平衡整体重力。对A受力分析,B对A的摩擦力方向向上,平衡A的重力;对B分析知C对B的摩擦力方向向上,通过分析可知C正确。
7.答案:D
解析:对静止在斜面上的物体受力分析可知,受重力、支持力、静摩擦力,由平衡条件可知,即物体所受静摩擦力的大小为,方向沿斜面向上,重力的下滑分力为,物体并不会受到沿斜面向下的力,故选D。
8.答案:D
解析:A、对小球b受力分析如图,
根据平衡条件可得,,解得:,小球b缓慢运动,直到细线与竖直方向的夹角过程中,θ逐渐增大,T逐渐增大,故A错误;
B、以a、b为整体分析,竖直方向水平杆对滑块a的支持力与a、b重力平衡,保持不变,故B错误;
C、对滑块a受力分析可知,杆对a的作用力与重力和细线拉力的合力大小相等方向相反,小球b缓慢运动过程中,细线拉力T逐渐增大,重力恒定,故水平杆对滑块a的作用力时刻改变,故C错误;
D、小球b缓慢运动过程中,根据动能定理得,解得:,故D正确;
故选:D。
9.答案:A
解析:画出细棒的受力图。根据三角形定则及相似三角形可知,因和不变,则不变;随的减小,F减小,选项A正确。
10.答案:B
解析:在利用牛顿第二定律解题时,要注意结合数学知识的应用。由题意,先根据牛顿第二定律和运动学公式写出时间的表达式,再利用夹角变化分析时间的变化。
11.答案:D
解析:当轻绳的右端从点缓慢移到直杆最上端时,设两绳的夹角为。以滑轮为研究对象,受力分析,根据平衡条件得,得到绳子的拉力,所以在轻绳的右端从点移到直杆最上端的过程中,最大,减小,则变大。当轻绳的右端从直杆最上端移到点时,设两绳的夹角为,绳子总长为,两直杆间的距离为,由数学知识得到,不变,则保持不变。再根据平衡条件可知,两绳的拉力保持不变,所以绳中拉力大小变化的情况是先变大后不变,故选项D正确。
12.答案:B
解析:本题易错之处是误判杆受力的方向。选取绳子与滑轮的接触点为研究对象,对其受力分析,如图所示。绳中的弹力大小相等,即,C点处于三力平衡状态,将三个力的示意图平移可以组成闭合三角形,如图中虚线所示,设段绳子与竖直墙壁间的夹角为,则根据几何知识可知,当绳的端沿墙缓慢向下移时,绳的拉力不变,增大,也增大,根据力的作用是相互的可知,杆受绳的压力增大,B正确,ACD错误。
13.答案:B
解析:对细线与滑轮接触处进行受力分析,如图所示,
设棉质细线长为长为d,有,解得,选B。
14.答案:B
解析:由于,故绳AB和CD与水平线AC围成的三角形为直角三角形。设,,由几何关系可知,,,.以小环为研究对象,分析其受力情况.小环受三个力作用而平衡,即AB绳的拉力、CD绳的拉力和悬挂重物的悬绳的拉力G,如图所示.根据共点力作用下物体的平衡条件有
水平方向:①
竖直方向:②
由①式解得③
当时,,绳AB已断。
当时,,绳CD末断。
所以,当AB绳承受拉力时,G最大且AB、CD两绳均不断,此时由②式可得。专题二 考点05 力的合成和分解(B卷)
1.如图所示,重力的物体,在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动,同时受到大小为10N的,方向向右的水平力F的作用,则物体所受合力大小和方向是( )
A.2N,水平向左 B.2N,水平向右 C.10N,水平向左 D.12N,水平向右
2.如图所示。某小球在空中沿水平直线AC向右运动,运动过程中除受到重力外,还受到一个垂直于直线AB方向的外力F,已知AB、AC与力F都在同一竖直平面内,AB与AC之间的夹角为锐角,不计空气阻力,则该小球沿AC向右运动过程中( )
A.一定做匀加速直线运动 B.一定做匀减速直线运动
C.加速度大小可能变化 D.可能做匀速直线运动
3.每年春天许多游客前往公园放风筝,会放风筝的人,可使风筝静止在空中,下列的四幅图中,AB线代表风筝截面,OL代表风筝线,风向水平,则风筝可能静止的是( )
A. B. C. D.
4.如图所示,小球A和B的质量均为m,长度相同的四根细线分别连接在两球间、球与水平天花板上P点以及与竖直墙上的Q点之间,它们均被拉直,且P、B间细线恰好处于竖直方向,两小球均处于静止状态,则P、A间细线对球的拉力大小为( )
A. B.2mg C. D.
5.在研究人站姿的时候,我们可以把人的腿看成是用铰链连接的两根硬杆,如图所示是同一个人的分腿站姿和并腿站姿(并腿时腿部竖直),则关于两种站姿的说法正确的是( )
A.分腿时,人受到地面的作用力更大
B.分腿时,一只腿受到地面的作用力更大
C.分腿时,地面与脚掌之间的弹力更小
D.并腿时,地面与脚掌之间的弹力更小
6.如图所示,某钢制工件上开有一个楔形凹槽,凹槽的截面是一个直角三角形ABC,,,在凹槽中放有一个光滑的金属球,当金属球静止时,金属球对凹槽的AB边的压力大小为,对BC边的压力大小为,则的值为( )
A. B. C. D.
7.小刘同学用轻质圆规做了如图所示的小实验,其中圆规两脚A与B分别模拟横梁与斜梁,钥匙模拟重物。通过实验能说明:O点受到向下的力F产生的对横梁A与斜梁B的作用效果分别是( )
A.压力、拉力 B.压力、压力 C.拉力、拉力 D.拉力、压力
8.一名旅客斜向上拉着一个拉杆箱在水平地面上加速前行,旅客的拉力为20N,拉杆与水平地面的夹角为53°,,,下列说法正确的是( )
A.旅客拉箱使箱子前行的力为16N B.旅客拉箱使箱子前行的力为12N
C.水平地面对箱子的支持力16N D.水平地面对箱子的摩擦力为12N
9.如图所示,一个“Y”形弹弓顶部跨度为L,两根相同的橡皮条自由长度均为L,在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律,且劲度系数为k,发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为1.5L(弹性限度内),则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为( )
A. B. C.kL D.2kL
10.在“验证力的平行四边形定则”实验中,所说的合力与两个分力具有相同的效果,是指下列说法的( )
A.弹簧秤的弹簧被拉长
B.细绳套受拉力产生形变
C.固定橡皮条的图钉受拉力产生形变
D.使橡皮条在某方向上伸长到某一长度
11.在平面内有作用于同一点的三个力,以力的作用点为坐标原点0,已知,方向沿x轴正方向;,沿y轴正方向;,沿x轴负方向,则这三个力的合力( )
A.大小为2N,方向指向第一象限 B.大小为2N,方向指向第三象限
C.大小为10N,方向指向第二象限 D.大小为10N,方向指向第四象限
12.如图是由,…,六个力分别首尾相连构成的几何图形。已知,水平向左,则这六个力的合力的大小和方向为( )
A.10N,水平向左 B.10N,水平向右 C.20N,水平向左 D.20N,水平向右
13.某同学利用如图甲所示的装置来验证力的平行四边形定则:在铺有白纸的竖直木板上,橡皮条的一端固定,另一端与两细绳套相连,用两弹簧测力计分别拉动细绳套,并将结点的位置标记为O。
(1)检验两个弹簧测力计是否合格,要先观察两弹簧测力计的量程与最小刻度以及未拉动弹簧测力计时指针是否在零刻度线处,弹簧测力计调零后,分别使两弹簧测力计与标准弹簧测力计相互勾住水平对拉,若待检验的弹簧测力计的示数总是和标准弹簧测力计的示数________,则待检验的弹簧测力计可以正常使用。
(2)在实验过程中,下列说法正确的是________。
A.弹簧测力计拉细绳套时与木板不平行
B.读数时视线要正对弹簧测力计的刻度线
C.橡皮条的结点越大,细绳套越短,测量误差越小
D.必须使两细绳套间的夹角为90°
(3)另一同学用如图乙所示的装置验证力的平行四边形定则,A、B为两光滑定滑轮,所有钩码的质量都相同。下列悬挂钩码的个数,能完成该实验的是________。
A.钩码的个数,
B.钩码的个数,
C.钩码的个数
(4)当悬挂的钩码的个数分别为、、时,绳OA与OB间的夹角为________。
14.某同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计B挂于竖直木板上的固定点C,下端用细线挂一重物M,如图所示。手持弹簧测力计A拉结点O,分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中B的示数为________N。
(2)下列关于实验的要求不正确的是_________。
A.拉线方向应与木板平面平行
B.弹簧测力计应在使用前调零
C.改变拉力,进行多次实验,每次都要记录拉力的方向与大小
D.与弹簧测力计相连的细绳应尽量短些
(3)某次实验,稳定后,该同学读出两个弹簧测力计的示数大小分别为和,两弹簧测力计间的夹角小于,若实验操作无误,则物体的重力大小可能是_________(填符号)。
A B. C. D.
2
答案以及解析
1.答案:D
解析:物体向左运动,因此物体受到的摩擦力方向向右,大小为2N,F的方向也向右,大小为10N,因此二力的合力
合力方向水平向右;
故选D。
2.答案:B
解析:小球沿直线AC运动,则受到的合力与AC共线,因重力向下,则F的方向垂直AB斜向上,合力沿着CA方向,合力大小和方向都不变,则加速度不变,则物体做匀减速直线运动。
故选B。
3.答案:C
解析:风筝受到的浮力应是垂直于风筝面向上的。故:
A、风筝的重力竖直向下,风筝受到的浮力与而拉力方向相反,则三力的合力不可能为零,故风筝不可能静止,A错误;
B、风筝的重力和绳子的拉力都竖直向下,而浮力垂直于风筝面,故三力不可能平衡,故风筝不可能静止,故B错误;
C、风筝重力竖直向下,风力垂直于风筝面向上,绳子拉力沿绳向下,故任意两力的合力均可能与第三力大小相等,方向相反,故C正确;
D、风筝受浮力竖直向上,而绳子的拉力斜向下,风力对风筝不起作用,故浮力与绳子的合力不能为零:故不可能平衡,故D错误;
故选:C。
4.答案:B
解析:由题知,P、B间细线恰好处于竖直方向,两小球均处于静止状态,则知A、B间细线的拉力为零,若AB绳有拉力,则球B会偏离竖直方向,与已知矛盾。对A球,分析受力情况,作出力图,如图所示
由平衡条件得
ACD错误,B正确。
故选B。
5.答案:B
解析:对人整体受力分析,可以得到水平方向合力为零,竖直方向的重力与两脚掌受到竖直向上的支持力的合力平衡,由平衡条件可得,分腿和并腿时人受到地面的作用力都等于重力,由对称性可知无论分腿还是并腿时,每只脚掌受到的支持力总是等于人重力的一半,分腿时,一只腿受到的作用力为支持力与静摩擦力的合力,比整体两只腿受到地面的作用力更大。故B正确。
6.答案:B
解析:金属球受到的重力产生两个作用效果,压AB面和压BC面,如图所示,对AB面的压力大小等于分力,对BC面的压力大小等于分力,故
故选B。
7.答案:D
解析:ABCD.把绳子的拉力F沿着AO和BO的方向进行分解,分力即是力F对横梁A与斜梁B的作用。运用平行四边形定则进行分解可知,对横梁A产生了拉力的作用,对斜梁B产生了压力的作用,故ABC错误,D正确。
故选D。
8.答案:B
解析:AB.将旅客的拉力分解在水平方向和竖直方向,可得旅客拉箱使箱子前行的力为
故B正确,A错误;
C.由于不知道箱子的重力,无法求出水平地面对箱子的支持力,故C错误;
D.由题意知箱在水平地面上加速前行,可知水平地面对箱子的摩擦力小于12N,故D错误。
故选B。
9.答案:B
解析:根据胡克定律知,每根橡皮条的弹力
设此时两根橡皮条与合力的夹角为θ,根据几何关系知
根据平行四边形定则知,弹丸被发射过程中所受的最大弹力
故选B。
10.答案:D
解析:该实验采用了“等效法”,即合力和分力的效果由橡皮的拉伸体现,效果相同,橡皮条在某一方向上伸长到相同长度,即要求橡皮筋的形变方向和大小都相同,故ABC错误,D正确。
故选:D.
11.答案:C
解析:由题意,在x方向的合力为
方向沿x轴负向,则三个力的合力
方向指向第二象限。
故选C。
12.答案:B
解析:由图,方向向左;依据力的三角形法则,可知,三个力的合力大小等于,方向向右;两个力的合力大小也等于,方向向右;所以这六个力的合力的大小也等于,即大小等于10N,方向向右,故ACD错误,B正确;
故选:B。
13.答案:(1)相等(2)B(3)C(4)90°
解析:(1)待测弹簧测力计与标准弹簧测力计相互勾住水平对拉时,二者之间的拉力大小相等,所以若待检验的弹簧测力计的示数总是和标准弹簧测力计的示数相等,则待检验的弹簧测力计可以正常使用。
(2)A.弹簧测力计拉细绳套时需与木板平行,以获取准确的实验数据,A错误;
B.读数时视线要正对弹簧测力计的刻度线,B正确;
C.橡皮条的结点越大,越不容易保证两次拉的效果相同;细绳套越短时,不方便作图,测量误差较大,C错误;
D.实验是作图法,不一定必须使两细绳套间的夹角为90°,D错误。
故选B。
(3)根据力的合成法则可知平衡时,OA、OB、OC段中细绳的拉力需可以构成一个三角形,即满足任意两力之和大于第三个力,即任意两细绳中的钩码个数之和大于另外段中细绳上钩码的个数。
故选C。
(4)当悬挂的钩码的个数分别为时,可知三段细绳中的拉力刚好构成一个直角三角形,即此时绳OA与OB间的夹角为90°。
14.答案:(1)3.45
(2)D
(3)C
解析:(1)由题图可知,弹簧测力计分度值为0.1N,需要估读到分度值下一位,所以弹簧测力计的示数为3.45N;
(2)A.拉线方向必须与木板平面平行,这样才确保力的大小准确性,A不符合题意;
B.弹簧测力计是测出力的大小,所以要准确必须在测之前校零,B不符合题意;
C.因为要根据平行四边形定则作图,所以每次都要记录拉力的方向,C不符合题意;
D.与弹簧相连的细绳应尽量长些,这样方便记录方向,D符合题意。
故选D。
(3)在“探究求合力的方法”实验中两个分力之间的夹角既不能太大,也不能太小,所以一般取该夹角为30°~90°之间,如果某次实验时两个分力大小分别为2.00N和1.50N,夹角为直角时合力的最小值为
由于夹角为锐角,所以这两个力的合力应大于2.5N,当两个力在同一条直线上时
则有
则物体的重力大小可能是3N,ABD错误,C正确。
故选C。专题二 考点05 力的合成和分解(A卷)
1.如图甲为明朝《天工开物》记载测量“号弦”张力的插图,图乙为示意图,弓的质量为,弦的质量忽略不计,悬挂点为弦的中点。当在弓的中点悬挂质量为的重物,弦的张角为,,则弦的张力为( )
A.50N B.150N C.200N D.
2.两个大小相等的共点力,当它们之间的夹角为90°时,合力的大小为20N,则当它们之间的夹角为120°时,合力的大小为( )
A. B.40N C. D.
3.如图所示,作用于O点的三个力合力为零。沿方向,大小已知。与方向夹角为θ(),大小未知。下列说法正确的是( )
A.一定指向第二象限
B.一定指向第三象限
C.与的夹角越小,则与的合力越小
D.的最小值为
4.如图,悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处;绳的一端固定在墙上,另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时,O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若,则β等于( )
A.45° B.55° C.60° D.70°
5.如图,木块在水平桌面上,同时受水平力、的作用处于静止状态,当撤去力后,木块所受的合力为( )
A.水平向右,4N B.0 C.水平向左,6N D.水平向右,6N
6.如图所示,在水平晾衣杆上晾晒床单时,为了使床单尽快晾干,可在床单间支撑轻质小木棍.小木棍的位置不同,两侧床单间夹角θ将不同.设床单重力为G,晾衣杆对床单的作用力大小为F,下列说法正确的是( )
A.θ越大,F越大 B.θ越大,F越小
C.无论θ取何值,都有 D.只有当时,才有
7.挂灯笼的习俗起源于1800多年前的西汉时期,已成为中国人喜庆的象征。如图所示,由五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼,中间的细绳是水平的,另外四根细绳与水平面所成的角分别和。关于和,下列关系式中正确的是( )
A. B. C. D.
8.甲乙两同学想将货物运送至楼上,设计了如图所示装置。当重物提升到一定高度后,两同学均保持位置不动,乙用一始终水平的轻绳将工件缓慢向左拉动,最后将货物运送至乙所在位置,完成运送。若两绳始终位于同一竖直而内,绳子足够长,不计滑轮的摩擦和重力,则此过程( )
A.甲手中绳子上的拉力不断变小
B.楼面对甲的作用力不断增大
C.楼面对甲的摩擦力与楼面对乙的摩擦力大小相等
D.乙手中绳子上的拉力不断增大
9.如图,一件质量为M的衣服挂在等腰三角形的衣架上,衣架顶角,此时衣架底边水平。不计衣服与衣架摩擦,重力加速度为g,则衣架左侧对衣服的作用力F大小为( )
A. B. C. D.
10.有五个力作用于一点O,这五个力构成一个正六边形的两邻边和三角对角线,如图所示,则这五个力的合力是的( )
A.2倍 B.3倍 C.4倍 D.5倍
11.“力的合成的平行四边形定则”实验中体现的物理思想方法是( )
A.等效替代的方法 B.控制变量的方法
C.建立物理模型的方法 D.取微元的方法
12.“探究求合力的方法”的实验装置如图所示,在该实验中,
①下列说法正确的是________(单选);
A.拉着细绳套的两只弹簧秤,稳定后读数应相同
B.在已记录结点位置的情况下,确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点
C.测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦
D.测量时,橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板
②若只有一只弹簧秤,为了完成该实验至少需要________(选填“2”、“3”或“4”)次把橡皮条结点拉到O点。
13.在“验证力的平行四边形定则”实验中。
(1)部分实验步骤如下,请完成有关内容:
①将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,另一端绑上两根细线。
②在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码,使橡皮筋拉伸,如图甲所示,记录:钩码个数(或细线拉力)、___________、___________。
③将步骤②中的钩码取下,分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码,用两光滑硬棒使两细线互成角度,如图乙所示,小心调整的位置,使___________,记录___________。
(2)如果“力的平行四边形定则”得到验证,那么图乙中___________。
14.某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,实验步骤如下:
A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;
B.用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的A点,在橡皮筋的另一端拴上两条轻细绳,细绳的另一端系着绳套;
C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋伸长,结点到达某一位置O,记录下O点的位置和两细绳套的方向;
D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力和的图示,并用平行四边形定则求出合力F,如图乙所示;
E.只用一个弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮筋至同一位置O,记下弹簧测力计的示数和细绳的方向,按同一标度作出这个力F的图示,如图乙所示。
回答下列问题:
(1)本实验采用的科学方法是______;
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
(2)图乙中______(选填“F”或“”)与AO方向重合;
(3)上述实验步骤C中,遗漏的内容是_________________。
2
答案以及解析
1.答案:C
解析:对弓和物体整体受力分析,如下图
竖直方向上,根据受力平衡,解得,故ABD错误,C正确;
故选:C。
2.答案:A
解析:当两个力之间的夹角为90°时合力大小为20N,根据平行四边形定则,知:,当两个力夹角为120°时,根据平行四边形定则知,,故本题选:A.
3.答案:D
解析:因的合力为零,故应与的合力等大反向,故可能在第二象限,也可能在第三象限,AB错;的合力与等大反向,而大小、方向均已知,故C错;当与垂直时,最小,其最小值为,D对。
4.答案:B
解析:O点受力如图,因为甲、乙物体质量相等,所以与大小相等,合成的平行四边形为菱形,,则,和的合力与等大反向,,故B正确。
5.答案:B
解析:物块受水平力、的作用处于静止状态,可知此时物块受静摩擦力为,方向向左,说明物块所受的最大静摩擦力大于6N;当撤去力后,剩下的力,不超过最大静摩擦力,则物块仍静止,受合力为零。
故选B。
6.答案:C
解析:以床单和细杆整体为研究对象,整体受到重力G和晾衣杆的支持力F,由平衡条件知,与θ取何值无关,故ABD错误,C正确。故选:C。
7.答案:D
解析:以左边两个灯笼为整体,设水平方向绳子拉力为T,则有由左边第二个灯笼为研究对象,则有联立解得:,D正确;
故选D。
8.答案:D
解析:由受力分析及力的分解与合成可知,随着货物离乙越来越近,甲、乙手中绳子上的拉力都不断增大,A项错误,D项正确;楼面对甲的作用力可能会先减小后增大,也可能会不断增大,B项错误;楼面对甲的摩擦力比楼面对乙的摩擦力大,C项错误。
9.答案:A
解析:对衣服进行受力分析如图所示,,解得故选A。
10.答案:B
解析:根据平行四边行定则可知,与合成,合力为,与合成,合力为,再将这两个合力与合成,得五个力的合力为。
故选B。
11.答案:A
解析:该实验中,两个力拉绳套和一个力拉绳套时,节点要到同一位置,即要求作用效果相同,故采用了“等效替代”的科学思想方法,本实验采用了“等效法”,故A正确,BCD错误。
故选:A。
12.答案:①D;②3
解析:①两弹簧秤读数不必相同;在结点位置确定好的情况下,确定一个拉力的方向只需要选择距离稍远的一个点;弹簧秤外壳与木板之间可以有摩擦;橡皮条、细绳和弹簧秤与木板应贴近且平行,故选D。
②只有一个弹簧秤时,确定三个力的大小至少需拉3次。
13.答案:(1)橡皮筋与细线结点的位置O;细线的方向;橡皮筋与细线结点的位置与步骤②中结点位置重合;钩码个数和对应的细线方向(2)
解析:(1)根据实验原理可知,图甲中需要记录合力的大小和方向后,画出来的合力是实际值,该实验中根据钩码个数来表示拉力大小,因此需要记录的是:钩码个数(或细线拉力),橡皮筋与细线结点的位置O,细线的方向;该实验采用“等效代替”法,因此在用两个绳套拉橡皮筋时,要将橡皮筋与细线结点拉到与步骤中结点位置重合,同时记录钩码个数和对应的细线方向。
(2)根据O点处于平衡状态,正交分解有:竖直方向:①,,水平方向:②,联立①②解得。
14.答案:(1)B(2)(3)记下两弹簧测力计的示数
解析:(1)在“验证力的平行四边形定则的实验,两个分力的作用效果和一个力的作用效果相同,故采用了等效替代法,故B正确,ACD错误;
(2)实验中F是由平行四边形定则得出的,而是通过实验得出的,其方向一定与橡皮筋的方向相同,由于实验过程中不可避免的存在误差,因此理论值和实验值存在一定的偏差;
(3)用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋伸长,结点到达某一位置O,记录下O点的位置和两细绳套的方向且记下两弹簧测力计的示数。专题二 相互作用综合训练(B卷)
1.关于重力、弹力和摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
B.重力的方向总是垂直于接触面向下的
C.两物体间如果有相互作用的摩擦力,就一定存在弹力
D.运动的物体只能受到滑动摩擦力,不可能受到静摩擦力
2.探究弹力和弹簧伸长的关系时,在弹性限度内,悬挂15N重物时,弹簧长度为0.16m;悬挂20N重物时,弹簧长度为0.18m,则弹簧的原长和劲度系统k分别为( )
A. B.
C. D.
3.一轻质弹簧竖直悬挂,弹簧长度为14.00cm。在弹簧下端挂一质量为0.2kg的钩码,静止时弹簧长度为26.50cm,弹簧弹力未超过弹性限度,重力加速度g取。则该弹簧的劲度系数为( )
A.7.5N/m B.8.0N/m C.16N/m D.32N/m
4.如图所示,足球运动员用脚踩在足球上面,让足球静止在水平草坪上,下列说法中正确的是( )
A.足球对地面的压力是由于足球发生弹性形变引起的
B.人对足球施加的压力,就是运动员的重力
C.如果足球气打得足一点,那么,足球可能不会发生形变
D.人对足球施加了压力,足球对人没有施加作用力
5.如图所示,质量为M的半圆柱凹槽静止在粗糙水平面上,半圆柱凹槽内壁光滑,凹槽内有一质量为m的小滑块.现施加推力F推动小滑块由A点缓慢移动到B点,已知在此过程中凹槽始终静止不动.下列说法正确的是( )
A.若推力F始终沿着水平方向,则推力F先增大再减小
B.若推力F始终沿着水平方向,则地面对凹槽的支持力先增大再减小
C.若推力F始终沿着凹槽切线方向,则凹槽对滑块的支持力先增大再减小
D.若推力F始终沿着凹槽切线方向,则地面对凹槽的静摩擦力先增大再减小
6.“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”。放风筝是民间传统游戏之一。如图所示,一只风筝高高地悬停在空中,已知风筝受到重力G、绳子拉力,空气作用力,下列受力分析示意图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
7.如图所示,将质量为m的球放在AB和CD两个与纸面垂直的光滑板之间,两板与水平面夹角并保持静止。AB板固定,CD板与AB板活动连接,CD板可绕通过D点且垂直纸面的轴转动。在θ角缓慢地由30°增大到75°的过程中(重力加速度为g)( )
A.球对AB板压力的最大值为 B.球对AB板压力的最大值为
C.球对AB板压力的最大值为 D.球对AB板压力的最大值为
8.如图,悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处;绳的一端固定在墙上,另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时,O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若,则β等于( )
A.45° B.55° C.60° D.70°
9.现有三段轻绳绳悬挂在天花板上的A点,OB绳下面悬挂一个小球。第一次,保持结点O位置不变,如图1所示,某同学拉着轻绳OC从水平位置缓慢转动到竖直位置;第二次,保持轻绳OC垂直于OA,缓慢移动轻绳,使轻绳OA从竖直位置缓慢转动到如图2所示的位置,则下列说法正确的是( )
A.第一次轻绳OA的拉力先减小后增大,第二次轻绳OA的拉力逐渐减小
B.第一次轻绳OA的拉力逐渐减小,第二次轻绳OA的拉力先增大后减小
C.第一次轻绳OC的拉力先减小后增大,第二次轻绳OC的拉力逐渐减小
D.第一次轻绳OC的拉力先减小后增大,第二次轻绳OC的拉力逐渐增大
10.如图所示,倾角为θ的光滑固定斜面上,质量均为m的物块A、B用轻弹簧相连,两物块保持静止,在A物体上施加沿斜面向上的恒力F,使A物体沿斜面向上加速运动,当A物体的速度达到最大时,B物体恰好离开挡板C。已知弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.恒力F为
B.A物体达到最大速度时受到的弹簧弹力为
C.A物体的最大速度
D.恒力F做的功大于A物体的机械能变化量
11.如图所示,一质量为m的物体静止在斜面上,已知斜面的倾角为θ,重力加速度大小为g,下列分析正确的是( )
A.物体可能受到两个力的作用 B.物体与斜面间的动摩擦因数为
C.物体对斜面的压力大小为 D.物体受到的摩擦力大小为
12.为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图所示。当此车减速上坡时,则乘客(仅考虑乘客与水平面之间的作用)( )
A.处于超重状态 B.不受摩擦力的作用
C.受到向后(水平向左)的摩擦力作用 D.所受合力方向竖直向上
13.如图所示,质量均为m的两物块用轻杆连接放在倾角为37°的斜面上,a所在段光滑、b与段间的动摩擦因数为0.25,重力加速度为g。在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面匀速上行(已知,)( )
A.拉力F大小为
B.杆对物块a的拉力大小为
C.若撤消拉力F,则撤消瞬间物块a的加速度大小为
D.若撤消拉力F,则撤消瞬间杆对物块a的拉力为0
14.户外野炊所用的便携式三脚架,由三根完全相同的轻杆通过铰链组合在一起,每根杆均可绕铰链自由转动。如图所示,将三脚架静止放在水平地面上,吊锅通过细铁链挂在三脚架正中央,三根杆与竖直方向的夹角均相等。若吊锅和细铁链的总质量为m,重力加速度为。不计支架与铰链之间的摩擦,则( )
A.当每根杆与竖直方向的夹角为37°时,每根杆受到的压力大小为
B.当每根杆与竖直方向的夹角为37°时,每根杆对地面的摩擦力大小为
C.当每根杆与竖直方向的夹角θ均变大时,三根杆对铰链的作用力的合力变大
D.当每根杆与竖直方向的夹角θ均变大时,每根杆对地面的压力变大
2
答案以及解析
1.答案:C
解析:A.重力的施力物体是地球,故A错误;
B.重力的方向总是竖直向下,不一定垂直接触面,只有当接触面为水平面时,重力才垂直于接触面,故B错误;
C.两物体间有弹力是产生摩擦力的必要条件,所以两物体间如果有相互作用的摩擦力,就一定存在弹力,故C正确;
D.运动的物体也能受到静摩擦力,比如某同学用手竖直握着水杯走动时,运动的水杯受到手的静摩擦力,故D错误。
故选C。
2.答案:D
解析:根据题意,由胡克定律得:,,解得:,故D正确,ABC错误。
故选:D。
3.答案:C
解析:根据受力平衡可知,弹簧弹力为,根据胡克定律可得,可得该弹簧的劲度系数为,故选C。
4.答案:A
解析:A、根据弹力产生的原理可知,足球对地面的压力是由于足球的下部发生弹性形变引起的,故A正确;
B、人对足球施加的压力与运动员脚的重力是两种不同性质的力,不能说人对足球施加的压力,就是运动员的重力,故B错误;
C、如果足球气打得足一点,在同样的作用力下足球发生的形变量较小,但仍然有形变,故C错误;
D、力的作用是相互的,人对足球施加了压力,足球对人也施加作用力,故D错误。
故选:A。
5.答案:D
解析:小滑块由A点缓慢移动到B点,在此过程中,小滑块始终保持平衡状态,受到重力、推力F、支持力三个力,这三个力构成一个封闭的矢量三角形.若推力F始终沿着水平方向,由矢量三角形可知,推力F逐渐增大,凹槽对滑块的支持力逐渐增大,故A选项错误;以凹槽和小滑块整体为研究对象,整体在整体的重力、推力、地面对凹槽的支持力、地面对凹槽的静摩擦力4个力的共同作用下处于平衡状态,地面对凹槽的支持力始终等于整体的重力,不会变化,故B选项错误;若推力F始终沿着凹槽切线方向,由于重力不变,推力F与凹槽对滑块的支持力始终相互垂直,其动态变化如图甲所示,由图甲可知,推力F一直增大,推力F在水平方向的分力先增大后减少,推力F在竖直方向的分力一直增大,由图甲可知,凹槽对滑块的支持力一直减小,故选项C错误;以凹槽和小滑块整体为研究对象,整体在整体的重力、推力、地面对凹槽的支持力、地面对凹槽的静摩擦力4个力的共同作用下处于平衡状态,分别为推力F在水平方向和竖直方向的分力,受力分析正交分解如图乙所示,水平方向,竖直方向,由图甲可知,一直增大,则地面对凹槽的支持力一直减小,由图甲可知,先增大后减少,则地面对凹槽的静摩擦力先增大再减小,故D选项正确。
6.答案:D
解析:解:风筝高高地悬停在空中,说明风筝受力平衡,即空气对风筝的作用力与风筝受到重力G、绳子拉力的合力等大反向,ABC选项中三个力的合力不为零,D选项中三个力合力为零,故D正确、ABC错误。
故选:D。
7.答案:B
解析:小球受到重力板的支持力板的支持力三个力作用,保持平衡状态;在θ角缓慢地由30°增大到75°的过程中,小球的重力保持不变,AB板对球的支持力方向不变,CD板对球的支持力方向在变化,如图所示分别是和的受力分析图
根据三角形定则,可知随着θ角缓慢地增大,AB板对球支持力也逐渐增大,当时,AB板对球的支持力最大,此时等于小球的重力,根据牛顿第三定律可得小球对AB板压力的最大值为,B正确。
8.答案:B
解析:O点受力如图,因为甲、乙物体质量相等,所以与大小相等,合成的平行四边形为菱形,,则,和的合力与等大反向,,故B正确。
9.答案:D
解析:对图1、2中的O点进行受力分析,两绳的合力大小等于小球的重力,其大小和方向不变,利用图解法可画出受力分析图,如图甲、乙所示。图甲中OC绳中的拉力先减小后增大,OA绳中的拉力逐渐减小;图乙中OC绳中的拉力逐渐增大,OA绳中的拉力逐渐减小。D项正确。
10.答案:C
解析:AB.当A物体达到最大速度时,A受力平衡
这时B恰好离开挡板C
AB项错误;
C.初始A、B保持静止,弹簧被压缩,压缩量为
A达到最大速度时弹簧被拉伸,拉伸量为
由能量守恒可得
解得
C项正确;
D.由于初末状态弹簧弹性势能没有变化,恒力做的功等于A物块机械能的变化量,D项错误。
故选C。
11.答案:D
解析:A.物体静止在斜面上,受自身重力、斜面弹力和斜面静摩擦力作用。故A错误;
BCD.按作用效果把重力分解为沿斜面向下的分力与垂直于斜面向下的分力,如图
易知物体对斜面的压力大小为,物体受到的摩擦力大小为。因为此时摩擦力为静摩擦力,所以不能解出物体与斜面间的动摩擦因数。故BC错误;D正确。
故选D。
12.答案:C
解析:当车减速上坡时,加速度方向沿斜坡向下,人的加速度与车的加速度相同,根据牛顿第二定律知人的合力方向沿斜面向下。人受重力、支持力和水平向左的静摩擦力,如图所示
将加速度沿竖直方向和水平方向分解,有竖直向下的加速度,则有
可得
乘客处于失重状态,故ABD错误,C正确。
故选C。
13.答案:C
解析:A.拉力F大小为,选项A错误;
B.杆对物块a的拉力大小为,选项B错误;
C.若撤消拉力F,则撤消瞬间物块a的加速度大小为,选项C正确;
D.若撤消拉力F,则撤消瞬间对a分析可知,解得,负号说明杆对a的作用力沿斜面向下,选项D错误。
故选C。
14.答案:B
解析:根据平衡条件,竖直方向有,解得,再由牛顿第三定律知A项错误;每根杆对地面的摩擦力大小为,B项正确,当每根杆与竖直方向的夹角均变大时,三根杆对铰链的作用力的合力仍与吊锅和细铁链的总重力大小相等,C项错误;由平衡条件可知,得,每根杆对地面的压力,D项错误。专题二 考点04 弹力和摩擦力的分析与计算(B卷)
1.下列说法正确的是( )
A.木块放在桌面上受到一个向上的弹力,这是由于木块发生微小形变而产生的
B.质量均匀分布、形状规则的物体的重心在几何中心
C.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
D.由磁铁间存在相互作用可知:力可以离开物体而单独存在
2.弹簧原长为10 cm,当挂上一个50 g的钩码时,弹簧的长度变为12 cm,当在原钩码下再挂一个同样的钩码时,弹簧仍处于弹性限度内,下列说法中正确的是(取)( )
A.弹簧劲度系数为24 N/m B.弹簧劲度系数为25 N/m
C.弹簧劲度系数为24 N/cm D.弹簧劲度系数为25 N/cm
3.如图所示,一位同学站在水平的船面上,用竹杆向后推岸边,小船向前运动,人和船之间没有相对运动.则( )
A.人对船可能有滑动摩擦力 B.杆发生形变,杆对船产生弹力
C.人对船的压力方向竖直向上 D.人对杆的力和杆对人的力是一对作用力与反作用力
4.关于弹力和摩擦力的关系,下列说法正确的是( )
A.两物体间若有弹力,就一定有摩擦力
B.两物体间若有摩擦力,就一定有弹力
C.同一接触面产生的弹力和摩擦力的方向不一定互相垂直
D.当两物体间的弹力消失时,摩擦力仍可能继续存在一段时间才消失
5.如图所示,物体A、B均处于静止状态,下列说法正确的是( )
A.若地面是粗糙水平的,则A与B间一定不存在弹力
B.若地面是光滑水平的,则A与B间一定存在弹力
C.若地面是光滑水平的,则A与B间一定不存在弹力
D.若地面是粗糙水平的,则A与B间一定存在弹力
6.松鼠在中国的东北和华北各地十分常见,如图所示,一只松鼠站在倾斜的树枝上,则树枝对松鼠的弹力的方向为( )
A.竖直向上 B.竖直向下 C.垂直树枝斜向上 D.沿树枝方向
7.某人用来锻炼身体的拉力器并列装有三根相同的弹簧,每根弹簧的自然长度是30cm,如图所示。一次锻炼时,他用600N的力把弹簧拉至1.1m,则( )
A.人的每只手受到拉力器的拉力为300N
B.每根弹簧的劲度系数为750N/m
C.每根弹簧的劲度系数为125N/m
D.每根弹簧的劲度系数为250N/m
8.如图所示,轻质弹簧上端固定,下端悬挂10N的重物,该弹簧的劲度系数为100N/m。重物处于静止时弹簧的形变量是( )
A.0.1cm B.1cm C.10cm D.100cm
9.如图为一竖直放置的棋盘,该棋盘具有磁性,每个棋子均可视为能被棋盘吸引的质量相同的小磁体。对于静止在棋盘上的某颗棋子,下列说法正确的是( )
A.棋子受三个力作用
B.棋盘对棋子的作用力大于棋子重力
C.磁性越强的棋子,所受的摩擦力越大
D.减小棋子的质量,棋子受到的摩擦力减小
10.传送带在实际生活中有广泛应用。如图所示,飞机场运输行李的传送带可以将行李箱送入飞机货舱。已知传送带与水平面夹角为θ,某行李箱的质量为m,与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,此行李箱与传送带一起斜向上匀速运动过程中,下列说法正确的是( )
A.行李箱受到与运动方向相反的摩擦力作用
B.传送带速度越大,行李箱受到的摩擦力也越大
C.行李箱受到的摩擦力大小为
D.行李箱受到的摩擦力大小为
11.如图所示为一同学从时刻起逐渐增加水平推力推动箱子过程中三个时刻(、、)的漫画图。假设时刻同学对箱子的推力为5N,时刻推力为10N,时刻推力为15N。下列说法正确的是( )
A.箱子对地面的压力就是箱子的重力
B.时刻箱子受到地面的摩擦力大于5N
C.时刻箱子受到地面的摩擦力等于10N
D.箱子与地面的滑动摩擦力一定为15N
12.如图为一种室内家用小型儿童滑梯,滑板与水平面的夹角为37°,假设裤料与滑板之间的动摩擦因数取0.4,一名质量为10kg的儿童从滑梯上加速滑下时,所受摩擦力为(,,)( )
A.100N B.60N C.40N D.32N
13.某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候,测得弹力的大小F和弹簧长度l的关系如图甲所示,则由图线可知:
(1)弹簧的劲度系数为___________ N/m;
(2)为了用弹簧测定两木块A和B间的动摩擦因数μ,两位同学分别设计了如图所示的甲、乙两种方案。
①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小,你认为方案_________更合理;
②若A和B的重力分别为10.0 N和20.0 N。当A被拉动时,弹簧测力计a的示数为6.0 N,b的示数为11.0 N,c的示数为4.0 N,则A和B间的动摩擦因数为__________。
14.某同学在“探究弹簧和弹簧伸长的关系”的实验中,测得图中弹簧的劲度系数为。如图甲所示,用弹簧和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧伸长不变的条件下:
(1)弹簧秤a、b间夹角为90°,如图乙所示,弹簧秤a的读数是___________,可以确定弹簧秤b的拉力为___________(结果保留2位小数);
(2)若弹簧秤a、b间夹角小于90°,保持弹簧秤a与弹簧的夹角不变,减小弹簧秤b与弹簧的夹角,则弹簧秤b的读数___________(填“变大”、“变小”、“不变”、“先增大后减小”或“先减小后增大”)。
2
答案以及解析
1.答案:B
解析:本题考查对图像的理解。由题图可知,物体在0~4s内做加速运动,速度与加速度同向;在4~5s内做减速运动,速度与加速度方向相反,5s末速度减为零;5~6s内做负方向的加速运动,速度与加速度同向;6~8s内做负方向的减速运动,速度与加速度方向相反,综上所述,B正确。
2.答案:B
解析:由题意知当挂上一个50g的钩码时,弹力的增加量
弹簧的形变量
根据
代入数据得
故B正确,ACD错误。
故选B。
3.答案:D
解析:人对船有方向向右的静摩擦力,选项A错误;杆与船之间没有直接接触,杆对船没有弹力,选项B错误;人对船的压力方向竖直向下,选项C错误;人对杆的力和杆对人的力是一对相互作用力,选项D正确.
4.答案:B
解析:AB.弹力产生的条件是相互接触挤压,并发生弹性形变;摩擦力产生的条件是接触面粗糙且有弹力,发生相对运动或有相对运动的趋势,所以两物体之间有弹力不一定有摩擦力,有摩擦力一定有弹力,故A错误,B正确;
C.两物体之间的弹力垂直于接触面,摩擦力平行于接触面,所以两物体间的弹力和摩擦力的方向必互相垂直,故C错误;
D.由摩擦力产生条件可知,若两物体间的弹力消失时,摩擦力就立即消失,故D错误。
故选B。
5.答案:C
解析:AD.若地面是粗糙水平的,在没有外力作用的时,物体没有相对运动趋势,所以不受摩擦力,则AB之间也不存在弹力,故AD错误。
BC.若地面是光滑水平的,B球静止,对B进行受力分析,B球受重力和弹力的作用,二力平衡,不可能再受到A对B的弹力的作用,故B错误,C正确。
故选C。
6.答案:C
解析:松鼠站在倾斜的树枝上,它使树枝发生了垂直树枝向下的弹性形变,所以树枝对松鼠产生垂直树枝斜向上的弹力,故ABD错误,C正确。
故选C。
7.答案:D
解析:A.根据牛顿第三定律可知,人的每只手受到拉力器的拉力为600N,A错误;
BCD.根据题意,每根弹簧产生的弹力为,每根弹簧的伸长量为
根据胡克定律
D正确,BC错误。
故选D。
8.答案:C
解析:根据胡克定律可得重物处于静止时弹簧的形变量是
故选C。
9.答案:D
解析:棋子受重力、棋盘的吸引力、弹力和静摩擦力共四个力作用,故A错误;棋盘对棋子的作用力等于棋子重力,故B错误;棋盘对棋子的静摩擦力等于棋子重力,则静摩擦力的大小不变,故C错误;减小棋子的质量,棋子受到的静摩擦力也减小,故D正确。
10.答案:C
解析:A.对行李箱受力分析可知,行李箱受到与运动方向相同的摩擦力作用,A错误;
B.由于行李箱处于平衡状态,传送带速度越大,行李箱受到的摩擦力也不会发生变化,B错误;
CD.对行李箱受力分析可知,行李箱处于平衡状态,可得行李箱受到的摩擦力大小为
D错误,C正确。
故选C。
11.答案:C
解析:A.箱子对桌面的压力属于弹力,不是箱子的重力,故A错误;
B.时刻,小孩没有推动箱子,则箱子所受的是静摩擦力,根据平衡条件可知,此时摩擦力大小与此时推力大小相等,为5N,故B错误;
C.时刻,小孩仍然没有推动箱子,则箱子所受的仍然是静摩擦力,根据平衡条件可知,此时摩擦力大小与此时推力大小相等,为10N,故C正确;
D.时刻推力为15N,此时箱子动了,但是由于不知道箱子的运动状态,则不能确定箱子与地面的滑动摩擦力是否等于15N,故D错误。
故选C。
12.答案:D
解析:儿童从滑梯上加速滑下时,所受摩擦力为滑动摩擦力
故选D。
13.答案:(1)300(2)甲;0.30
解析:(1)由图知,当时,即弹簧的原长,当时,则
由胡克定律得
(2)①乙方案:因在拉着物体A运动的过程中,拉A的弹簧测力计在不断地运动,示数可能会变化,读数不准;甲方案:弹簧测力计a是不动的,指针稳定便于读数,故甲方案更合理;
②由于弹簧测力计a示数为6.0 N,故A、B间的动摩擦因数
14.答案:(1)4.00;3.00(2)先减小后增大
解析:(1)弹簧秤指针指在4,弹簧秤精确到0.1N,需要估读到下一位,所以读数
两弹簧拉力的合力为
则弹簧秤b的拉力为
(2)结点O的受力如图所示
由图可知,弹簧秤b的读数先减小后增大。
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