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1、2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題一 力與直線運動 1.2 力與物體的平衡課時作業(yè)
一、選擇題
1.(多選)如圖所示,在水平力F拉著一物體在水平地
面上做勻速直線運動,從t=0時刻起水平力F的大小隨時間均勻減小,到t1時刻F減小為零.物體所受的摩擦力Ff隨時間t的變化圖象可能是( )
解析:物體開始做勻速直線運動,說明物體所受水平向右的拉力F與向左的滑動摩擦力等大反向.當(dāng)F減小時,物體做減速運動.若F減小為零之前物體始終運動,則摩擦力始終為滑動摩擦力,大小不變,A正確.若F減小為零之前物體已停止運動,則停止前摩擦力為滑動摩擦力,大小不變,停止后摩擦力為靜摩擦力,大小隨F的減小而減小
2、,D正確.
答案:AD
2.(多選)如圖所示(俯視),完全相同的四個足球彼此相互接觸疊放在水平面上,每個足球的質(zhì)量都是m,不考慮轉(zhuǎn)動情況,下列說法正確的是( )
A.下面每個球?qū)Φ孛娴膲毫鶠閙g
B.下面的球不受地面給的摩擦力
C.下面每個球受地面給的摩擦力均為mg
D.上面球?qū)ο旅婷總€球的壓力均為mg
解析:以四個球整體為研究對象受力分析可得,3FN=4mg,可知下面每個球?qū)Φ孛娴膲毫鶠镕N=mg,選項A正確;隔離上面球分析,3F1·=mg,F(xiàn)1=mg,選項D正確.隔離下面一個球分析,F(xiàn)f=F1·=mg,選項B、C錯誤.因此答案選AD.
答案:AD
3.(多選)如圖所
3、示,頂端附有光滑定滑輪的斜面體靜止
在粗糙水平地面上,三條細繩結(jié)于O點,一條繩跨過定滑輪平行于斜面連接物塊P,一條繩連接小球Q,P、Q兩物體處于靜止?fàn)顟B(tài),另一條繩OA在外力F的作用下使夾角θ<90°,現(xiàn)緩慢改變繩OA的方向至θ>90°,且保持結(jié)點O位置不變,整個裝置始終處于靜止?fàn)顟B(tài).下列說法正確的是( )
A.繩OA的拉力一直增大
B.斜面體對物塊P的摩擦力的大小可能先減小后增大
C.地面對斜面體有向右的摩擦力
D.地面對斜面體的支持力大于物塊P和斜面體的重力之和
解析:緩慢改變繩OA的方向至θ>90°的過程,OA拉力的方向變化如圖從1位置到2位置到3位置所示,可見OA的拉力先減
4、小后增大,OP繩的拉力一直增大,選項A錯誤;若開始時P受繩子的拉力比較小,則斜面對P的摩擦力沿斜面向上,OP繩拉力一直增大,則摩擦力可能先變小后反向增大,選項B正確;以斜面和P、Q整體為研究對象受力分析,根據(jù)平衡條件,斜面受地面的摩擦力與F沿水平方向的分力等大反向,故摩擦力方向向左,選項C錯誤;以斜面體和P、Q整體為研究對象受力分析,根據(jù)豎直方向受力平衡:N+Fcosα=M斜g+MPg+MQg,式中α為F與豎直方向的夾角,由圖分析可知Fcosα的最大值即為MQg(當(dāng)F豎直向上時),故FcosαM斜g+MPg,選項D正確.
答案:BD
4.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的
5、木塊在質(zhì)量為M的長木板上受到向右的拉力F的作用向右滑行,木板處于靜止?fàn)顟B(tài).已知木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ1,木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.下列說法正確的是( )
A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg
B.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m+M)g
C.當(dāng)F>μ2(m+M)g時,木板便會開始運動
D.無論怎樣改變F的大小,木板都不可能運動
解析:對木板受力分析:水平方向受到木板向右的滑動摩擦力f1和地面向左的靜摩擦力f2,f1=μ1mg,由平衡條件得f2=f1=μ1mg,故A正確;由于木板相對于地面是否將滑動不清楚,地面的靜摩擦力不一定達
6、到最大,則木板受到地面的摩擦力的大小不一定是μ2(m+M)g,故B錯誤;由題意分析可知,木塊對木板的摩擦力不大于地面對木板的最大靜摩擦力,當(dāng)F改變時,f1不變,則木板不可能運動,故C錯誤,D正確.
答案:AD
5.如圖所示,質(zhì)量為M、半徑為R的半球形物體A放在水平地面上,通過最高點處的釘子用水平輕質(zhì)細線拉住一質(zhì)量為m、半徑為r的光滑球B,A、B均靜止.則( )
A.B對A的壓力大小為mg
B.細線對小球的拉力大小為mg
C.A對地面的壓力大小為(M+m)g
D.地面對A的摩擦力大小為mg
解析:由于A、B處于靜止?fàn)顟B(tài),故其所受合外力為零,整體受力分析,如圖所示,根據(jù)平衡條件
7、,可得:FN-(M+m)g=0,根據(jù)牛頓第三定律可知:A對地面的壓力大小為(M+m)g,選項C正確,選項D錯誤.隔離B受力分析,如圖所示,根據(jù)平衡條件,由圖中幾何關(guān)系,可得==,得:N=mg,依據(jù)牛頓第三定律可得:B對A的壓力大小為mg;細線對小球的拉力F=mg,選項AB錯誤.
答案:C
6.如圖所示,物塊A放在直角三角形斜面體B上面,B放在彈簧上面并緊挨著豎直粗糙墻壁,處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)用力F沿斜面向上推A,A、B仍處于靜止?fàn)顟B(tài).下列說法正確的是( )
A.A、B之間的摩擦力大小可能不變
B.A、B之間的摩擦力一定變小
C.B受到的彈簧彈力一定變小
D.B與墻之間可能沒有
8、摩擦力
解析:對物塊A,開始受重力、B對A的支持力和靜摩擦力作用而平衡,當(dāng)施加力F后,仍然處于靜止?fàn)顟B(tài),開始A所受的靜摩擦力大小為mAgsinθ,若F=2mAgsinθ,則A、B之間的摩擦力大小可能不變,故A正確,B錯誤;對整體分析,由于A、B不動,彈簧的形變量不變,則彈簧的彈力不變,開始彈簧的彈力等于A、B的總重力,施加力F后,彈簧的彈力不變,總重力不變,根據(jù)平衡條件知,B與墻之間一定有摩擦力,故C、D錯誤.
答案:A
7.如圖所示,小球a的質(zhì)量為小球b質(zhì)量的一半,分別與輕彈簧A、B和輕繩相連接并處于平衡狀態(tài).輕彈簧A與豎直方向夾角為60°,輕彈簧A、B伸長量剛好相同,則下列說法中
9、正確的是( )
A.輕彈簧A、B的勁度系數(shù)之比為3∶1
B.輕彈簧A、B的勁度系數(shù)之比為2∶1
C.輕繩上拉力與輕彈簧A上拉力大小之比為2∶1
D.輕繩上拉力與輕彈簧B上拉力大小之比為1∶1
解析:設(shè)兩彈簧的伸長量都為x,a的質(zhì)量為m,對小球b受力分析,由平衡條件可得:彈簧B的彈力kBx=2mg,對小球a受力分析,可得:kBx+mg=kAx,聯(lián)立可得:kA=3kB,選項A正確,B錯誤;同理F=kAxsin60°=kAx=kBx,選項CD錯誤.
答案:A
8.如圖是由某種材料制成的固定在水平地面上的半圓柱體的截面圖,O點為圓心,半圓柱體表面是光滑的.質(zhì)量為m的小物塊(視為質(zhì)點
10、)在與豎直方向成θ角的斜向上的拉力F作用下靜止在A處,半徑OA與豎直方向的夾角也為θ,且A、O、F均在同一橫截面內(nèi),則小物塊對半圓柱體表面的壓力為( )
A. B.mgcosθ
C. D.
解析:對小物塊受力分析可得,小物塊受重力、支持力、拉力F三個力作用處于靜止?fàn)顟B(tài),因此三力的合力為零,由平衡條件可得,支持力為,由牛頓第三定律可知,小物塊對半圓柱體表面的壓力為,選項D正確.
答案:D
二、非選擇題
9.如圖所示,輕桿BC的C點用光滑鉸鏈與墻壁固定,桿的B點通過水平細繩AB使桿與豎直墻壁保持30°的夾角.若在B點懸掛一個不計重力的光滑定滑輪,某人通過滑輪勻速的提起重物.已知重
11、物的質(zhì)量m=30 kg,繞繩質(zhì)量不計,人的質(zhì)量M=50 kg,g取10 m/s2.試求:
(1)此時地面對人的支持力的大?。?
(2)輕桿BC和繩AB所受力的大小.
解析:
(1)因勻速提起重物,則繞繩對重物的拉力FT=mg,繞繩對人的拉力大小為mg,所以地面對人的支持力為:FN=Mg-mg=(50-30)×10 N=200 N,方向豎直向上.
(2)定滑輪對B點的拉力方向豎直向下,大小為2mg,桿對B點的彈力方向沿桿的方向,如圖所示,由共點力平衡條件得:
FAB=2mgtan30°=2×30×10× N=200 N
FBC== N=400 N.
答案:(1)200 N (2
12、)400 N 200 N
10.如圖所示,質(zhì)量m=4 kg的物體(可視為質(zhì)點)用細繩拴住,放在水平傳送帶的右端,物體和傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,傳送帶的長度l=6 m,當(dāng)傳送帶以v=4 m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動時,繩與水平方向的夾角θ=37°.已知:g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)求傳送帶穩(wěn)定運動時繩子的拉力T;
(2)某時刻剪斷繩子,則經(jīng)過多少時間,物體可以運動到傳送帶的左端?
解析:(1)傳送帶穩(wěn)定運動時,物體處于平衡狀態(tài),有
Tcosθ=μ(mg-Tsinθ)
解得T=15.4 N.
(2)剪斷繩子后,根據(jù)牛頓第二定律有μmg=ma
解得a=4 m/s2
勻加速的時間t1==1 s
位移s1=at=2 m
則勻速運動的時間為t2==1 s
總時間t=t1+t2=2 s.
答案:(1)15.4 N (2)2 s