高中物理《受力分析 共點(diǎn)力的平衡》優(yōu)化練習(xí)(人教版必修1)
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111 第2章第3單元 受力分析 共點(diǎn)力的平衡 一、選擇題 1.如圖20所示,一個(gè)劈形物體M,各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上表面放一個(gè)光滑小球m,劈形物體從靜止開始釋放,則小球在碰到斜面前的運(yùn)動(dòng)軌跡是 ( ) 圖20 A.沿斜面向下的直線 B.豎直向下的直線 C.無規(guī)則曲線 D.拋物線 解析:由于小球m和劈形物體M之間是光滑接觸,因此它們之間不可能有水平方向的摩擦力,m在水平方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就不會(huì)改變.在m運(yùn)動(dòng)過程中,除了所受重力外,還有M對它在豎直方向的作用力,在豎直方向上由于M的運(yùn)動(dòng)使其對m的支持力減小,則m在豎直方向上所受合外力不為零,使運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,在豎直方向上產(chǎn)生加速度,運(yùn)動(dòng)軌跡是豎直向下的直線. 答案:B 2.如圖21所示,輕繩一端系在質(zhì)量為m的物體A上,另一端系在一個(gè)套在粗糙豎直桿MN的圓環(huán)上.現(xiàn)用水平力F拉住繩子上一點(diǎn)O,使物體A從圖中實(shí)線位置緩慢下降到虛線位置,但圓環(huán)仍保持在原來的位置不動(dòng).則在這一過程中,環(huán)對桿的摩擦力F1和環(huán)對桿的壓力F2的變化情況是 ( ) 圖21 A.F1保持不變,F(xiàn)2逐漸增大 B.F1逐漸增大,F(xiàn)2保持不變 C.F1逐漸減小,F(xiàn)2保持不變 D.F1保持不變,F(xiàn)2逐漸減小 解析:把物體A和圓環(huán)看成一個(gè)整體,水平方向F2=F,豎直方向F1=GA+G環(huán),可見F1始終不變. 圖22 隔離結(jié)點(diǎn)O分析,受力如圖22所示,F(xiàn)=GAtanα,由F2=F得F2=GAtanα,即F2隨繩與桿MN夾角的減小而減小,故D項(xiàng)正確. 答案:D 3.如圖23所示,放置在水平地面上的直角劈M上有一個(gè)質(zhì)量為m的物體,若m在其上方勻速下滑,M仍保持靜止,那么下列說法正確的是 ( ) 圖23 A.M對地面的壓力等于(M+m)g B.M對地面的壓力大于(M+m)g C.地面對M沒有摩擦力 D.地面對M有向左的摩擦力 解析:M對地面的壓力、地面對M的摩擦力,都是直角劈M和物體m作為一個(gè)整體與外界的作用力,故用整體法來分析求解較為方便. 這一整體在豎直方向受到向下的重力為(M+m)g和向上的支持力FN,由平衡條件得FN=(M+m)g,故A正確,B錯(cuò)誤.這一整體在水平方向平衡,因此水平方向合力為零,由此可推知地面對M沒有摩擦力,故C正確、D錯(cuò)誤,故選A、C. 答案:AC 4.如圖24所示,質(zhì)量為m1的木塊在質(zhì)量為m2的長木板上,在力F的作用下向右滑行,長木板處于靜止?fàn)顟B(tài),已知木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2,則 ( ) 圖24 A.木板受到地面的摩擦力大小一定為μ1m1g B.木板受到地面的摩擦力一定是μ2(m1+m2)g C.當(dāng)F>μ2(m1+m2)g時(shí),木板便會(huì)開始滑動(dòng) D.無論怎樣改變F的大小,木板都不可能滑動(dòng) 解析:木塊相對木板向右運(yùn)動(dòng),它要受到木板向左的滑動(dòng)摩擦力μ1m1g.由牛頓第三定律可知,木板受到木塊向右的滑動(dòng)摩擦力μ1m1g.因木板處于靜止?fàn)顟B(tài),由平衡條件可知,木板受到地面的摩擦力大小一定等于μ1m1g,故A對B錯(cuò).力F的大小只影響木塊的加速度,而不影響m1、m2之間的滑動(dòng)摩擦力μ1m1g,所以無論F大小如何,只要m1在m2上滑動(dòng),木板都不可能滑動(dòng),故C錯(cuò)D對,正確選項(xiàng)為A、D. 答案:AD 5.(2008年江蘇卷)如圖25,一質(zhì)量為M的探空氣球在勻速下降,若氣球所受浮力F始終保持不變,氣球在運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力僅與速率有關(guān),重力加速度為g.現(xiàn)欲使該氣球以同樣速率勻速上升,則需從氣球吊籃中減少的質(zhì)量為 ( ) 圖25 A.2(M-) B.M- C.2M- D.0 解析:氣球勻速下降中有F+kv=Mg① 設(shè)減少的質(zhì)量為Δm,則氣球勻速上升時(shí)有 F-kv=(M-Δm)g② 由①②得Δm=2,故A正確. 答案:A 6.如圖26所示,質(zhì)量為M的楔形物塊靜置在水平地面上,其斜面的傾角為θ.斜面上有一質(zhì)量為m的小物塊,小物塊與斜面之間存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉小物塊,使之勻速上滑.在小物塊運(yùn)動(dòng)的過程中,楔形物塊始終保持靜止.地面對楔形物塊的支持力為 ( ) 圖26 A.(M+m)g B.(M+m)g-F C.(M+m)g+Fsinθ D.(M+m)g-Fsinθ 解析:對整體受力分析,在豎直方向上由平衡條件得:Fsinθ+FN=mg+Mg,則FN=mg+Mg-Fsinθ. 答案:D 7.如圖27所示,質(zhì)量為m的物體懸掛在輕質(zhì)支架上,斜梁OB與豎直方向的夾角為θ.設(shè)水平橫梁OA和斜梁OB作用于O點(diǎn)的彈力分別為F1和F2,以下結(jié)果正確的是( ) 圖27 A.F1=mgsinθ B.F1= C.F2=mgcosθ D.F2= 解析:由于物體m靜止時(shí)對O點(diǎn)的作用力等于物體的重力,其產(chǎn)生的效果是對AO的拉力FAO、對BO的壓力FBO,所以物體m對O點(diǎn)的拉力F可分解為兩個(gè)分力FAO和FBO,由三角函數(shù)得F1=FAO=mgtanθ,F(xiàn)2=FBO=,故只有D項(xiàng)正確. 答案:D 8.如圖28所示,小船用繩索拉向岸邊,設(shè)船在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受水的阻力不變,那么小船在勻速靠岸過程中,下面說法哪些是正確的 ( ) 圖28 A.繩子的拉力F不斷增大 B.繩子的拉力F不變 C.船所受的浮力不斷減小 D.船所受的浮力不斷增大 解析:小船共受四個(gè)力作用:重力G、浮力F浮、水的阻力F阻、繩子拉力F.繩與水平方向的夾角θ(如圖29所示). 圖29 由于小船是勻速靠岸,故有平衡方程Fcosθ=F阻 F浮+Fsinθ=G 由題意可知:重力G和水對小船的阻力F阻不變,在靠岸過程中θ不斷增大,所以F不斷增大,F(xiàn)浮不斷減?。瓵、C選項(xiàng)正確. 答案:AC 9.如圖30所示,一個(gè)半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O是球心,碗的內(nèi)表面光滑.輕質(zhì)桿的兩端固定有兩個(gè)小球,質(zhì)量分別是m1、m2.當(dāng)它們靜止時(shí),m1、m2與球心的連線跟水平面分別成60、30角,則碗對兩小球的彈力F1、F2大小之比是 ( ) 圖30 A.1∶2 B.∶1 C.1∶ D.∶2 解析:選m1、m2組成的整體作為研究對象進(jìn)行分析,則三力平衡必共點(diǎn),故F1∶F2=tan60=,選項(xiàng)B正確. 圖31 答案:B 10.用以下方法可以粗略測定木塊和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù):如圖32所示,將木塊放在木板上,木板放在水平地面上,將木板的左端固定,而將其右端緩慢地抬高,會(huì)發(fā)現(xiàn)木塊先相對靜止在木板上,后開始相對于木板向下滑動(dòng),測得當(dāng)木塊剛好開始沿木板滑動(dòng)時(shí)木板和水平地面間的夾角為θ.下列說法中正確的是 ( ) 圖32 A.木塊開始滑動(dòng)前,其所受的摩擦力先增大后減小 B.全過程中木塊所受的摩擦力一直在增大 C.測得動(dòng)摩擦因數(shù)μ=sinθ D.測得動(dòng)摩擦因數(shù)μ=tanθ 解析:木塊滑動(dòng)前,靜摩擦力Ff1=mgsinθ,隨θ的增大而增大,A錯(cuò);木塊滑動(dòng)后,滑動(dòng)摩擦力Ff2=μmgcosθ,隨θ的增大而減小,B錯(cuò);剛好滑動(dòng)時(shí)mgsinθ=μmgcosθ,所以μ=tanθ,故C錯(cuò)D對. 答案:D 二、計(jì)算題 11.如圖33,滑板運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)非常刺激的水上運(yùn)動(dòng).研究表明,在進(jìn)行滑板運(yùn)動(dòng)時(shí),水對滑板的作用力FN垂直于板面,大小為kv2,其中v為滑板速率(水可視為靜止).某次運(yùn)動(dòng)中,在水平引力作用下,當(dāng)滑板和水面的夾角θ=37時(shí),滑板做勻速直線運(yùn)動(dòng),相應(yīng)的k=54 kg/m.人和滑板的總質(zhì)量為108 kg,試求(重力加速度g取10 m/s2,sin37取,忽略空氣阻力): 圖33 (1)水平牽引力的大小; (2)滑板的速率. 解析:(1)以滑板和運(yùn)動(dòng)員為研究對象,其受力如圖34所示 圖34 由共點(diǎn)力平衡條件可得 FNcosθ=mg① FNsinθ=F② 由①、②聯(lián)立,得F=810 N (2)FN=mg/cosθ FN=kv2 得v==5 m/s 答案:(1)810 N (2)5 m/s 12.如圖35所示,質(zhì)量M=2 kg的木塊套在水平桿上,并用輕繩與質(zhì)量m= kg的小球相連.今用跟水平方向成α=30角的力F=10 N拉著球帶動(dòng)木塊一起向右勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)中M、m的相對位置保持不變,g=10 m/s2,求運(yùn)動(dòng)過程中輕繩與水平方向的夾角θ及木塊M與水平桿間的動(dòng)摩擦因數(shù). 圖35 解析:以M、m整體為研究對象 由平衡條件得: 水平方向:Fcos30-μFN=0 ① 豎直方向:FN+Fsin30-Mg-mg=0 ② 由①②得:μ= 以m為研究對象,由平衡條件得: Fcos30-FTcosθ=0 ③ Fsin30+FTsinθ-mg=0 ④ 由③④得:θ=30 答案:30 111- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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