（衡水萬卷）高三物理二輪復(fù)習(xí) 作業(yè)卷四 力與物體平衡2（含解析）-人教版高三物理試題

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1、力與物體平衡2 一 、單選題（本大題共4小題。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的） 1. 如圖，三根輕繩懸掛兩個(gè)質(zhì)量相同的小球保持靜止，繩AD與AC垂直．現(xiàn)對(duì)B球施加一個(gè)水平向右的力F，使B緩慢移動(dòng)到圖中虛線位置，此過程中AD、AC兩繩張力TAC、TAD的變化情況是（　?。? 　 A． TAC變大，TAD減小 B． TAC變大，TAD不變 C． TAC減小，TAD變大 D． TAC不變，TAD變大 2. 如圖所示，小車向右做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，bc為固定在小車上的水平橫桿，物塊M串在桿上，M通過細(xì)線懸吊著一小鐵球m， M、m均相對(duì)小

2、車靜止，細(xì)線與豎直方向的夾角為θ．若小車的加速度逐漸增大到2a時(shí)，M仍與小車保持相對(duì)靜止，則???? A．橫桿對(duì)M的作用力增加到原來的2倍???? B．細(xì)線的拉力增加到原來的2倍 C．細(xì)線與豎直方向的夾角增加到原來的2倍 D．細(xì)線與豎直方向夾角的正切值增加到原來的2倍 3. 如圖，質(zhì)量為M的斜面放在粗糙的水平地面上。幾個(gè)質(zhì)量都是m的不同物塊，先后在斜面上以不同的加速度向下滑動(dòng)，斜面始終保持靜止不動(dòng)。下列關(guān)于水平地面對(duì)斜面底部的支持力和靜摩擦力的幾種說法中正確的有 A．勻速下滑時(shí)，支持力靜摩擦力不為零； B．勻加速下滑時(shí)，支持力靜摩擦力的方向水平向右； C．勻減速下滑時(shí)，支

3、持力靜摩擦力的方向水平向右； D．無論怎樣下滑，總是靜摩擦力為零。 4. 如圖光滑的四分之一圓弧軌道AB固定在豎直平面內(nèi)，A端與水平面相切，穿在軌道上的小球在拉力F作用下，緩慢地由A向B運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)始終沿軌道的切線方向，軌道對(duì)球的彈力為N．在運(yùn)動(dòng)過程中（　?。? 　 A． F增大，N減小 B． F減小，N減小 C． F增大，N增大 D． F減小，N增大 二 、多選題（本大題共3小題） 5. 如圖所示，質(zhì)量為m的小球套在傾斜放置的固定光滑桿上，一根輕質(zhì)彈簧的一端懸掛于O點(diǎn)，另一端與小球相連，彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi)，將小球沿桿拉到彈簧水平位置由靜止釋放，小

4、球沿桿下滑，當(dāng)彈簧位于豎直位置時(shí)，小球速度恰好為零，此時(shí)小球下降的豎直高度為h，若全過程中彈簧始終處于伸長狀態(tài)且處于彈性限度范圍內(nèi)，下列說法正確的是( ) A.彈簧與桿垂直時(shí)，小球速度最大 B.彈簧與桿垂直時(shí)，小球的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和最大 C.小球下滑至最低點(diǎn)的過程中，彈簧的彈性勢(shì)能增加量小于mgh D.小球下滑至最低點(diǎn)的過程中，彈簧的彈性勢(shì)能增加量等于mgh 6. 不同材料之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是不同的，例如木與木的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.30，木與金屬之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.20。現(xiàn)分別用木與金屬制作成多個(gè)形狀一樣，粗糙程度一樣的長方體。選擇其中兩個(gè)長方體A與B，將它們疊放在

5、木制的水平桌面上。如圖所示，如果A疊放在B上，用一個(gè)水平拉力作用在B上，當(dāng)拉力大小為F1時(shí)，A、B兩物體恰好要分開運(yùn)動(dòng)。如果B疊放在A上，當(dāng)拉力大小為F2時(shí)，A、B兩物體恰好要分開運(yùn)動(dòng)。則下列分析正確的是：（ ） A B F1 B A F2 A．如果F1>F2，可確定A的材料是木，B的材料是金屬 B．如果F1

6、止地在水平面上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧長度為l1，若撤去拉力F，換成大小仍為F的水平推力向右推A，穩(wěn)定后A、B相對(duì)靜止地在水平面上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧長度為l2，則下列判斷正確的是（　?。? 　 A． 彈簧的原長為 　 B． 兩種情況下穩(wěn)定時(shí)彈簧的形變量相等 　 C． 兩種情況下穩(wěn)定時(shí)兩物塊的加速度相等 　 D． 彈簧的勁度系數(shù)為 三 、簡答題（本大題共2小題） 8. 光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套著兩個(gè)小球A和B(中央有孔)，它們由細(xì)繩連接，在如圖所示位置時(shí)恰好都能保持靜止?fàn)顟B(tài)．此情況下，小球B與環(huán)中心O處于同一水平面上，小球A、

7、B間的細(xì)繩呈伸直狀態(tài)，且與水平線成30°角．已知小球B的質(zhì)量為3 kg，求細(xì)繩對(duì)小球B的拉力和小球A的質(zhì)量．(g取10 m/s2) 9.（2015北京高考真題）如圖所示，彈簧的一端固定，另一端連接一個(gè)物塊，彈簧質(zhì)量不計(jì)，物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）的質(zhì)量為m，在水平桌面上沿x軸轉(zhuǎn)動(dòng)，與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，以彈簧原長時(shí)物塊的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，當(dāng)彈簧的伸長量為x時(shí)，物塊所受彈簧彈力大小為F=kx，k為常量。 （1）請(qǐng)畫出F隨x變化的示意圖:并根據(jù)F-x圖像，求物塊沿x軸從O

8、點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到位置x過程中彈力所做的功。 （2）物塊由向右運(yùn)動(dòng)到，然后由返回到，在這個(gè)過程中。 a、求彈力所做的功；并據(jù)此求彈性勢(shì)能的變化量； b、求滑動(dòng)摩擦力所做的功；并與彈力做功比較，說明為什么不存在與摩擦力對(duì)應(yīng)的“摩擦力勢(shì)能”的概念。 0.2016萬卷作業(yè)卷（四）答案解析 一 、單選題 1.【答案】C 考點(diǎn)： 共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用；力的合成與分解的運(yùn)用． 專題： 共點(diǎn)力作用下物體平衡專題． 分析： 先以B為研究對(duì)象受力分析，由分解法作圖判斷出TAB大小的變化； 再以AB整體為研究對(duì)象受力分析，由平衡條件判斷TAD和TAC的變化情況． 解答： 以B為研究對(duì)象受力

9、分析，由分解法作圖如圖： 由圖可以看出，當(dāng)將B緩緩拉到圖中虛線位置過程，繩子與與豎直方向夾角變大，繩子的拉力大小對(duì)應(yīng)圖中1、2、3三個(gè)位置大小所示，即TAB逐漸變大，F(xiàn)逐漸變大； 再以AB整體為研究對(duì)象受力分析， 設(shè)AC繩與水平方向夾角為α， 則豎直方向有：TACsinα=2mg 得：TAC=，不變； 水平方向：TAD=TACcosα+F，TACcosα不變，而F逐漸變大，故TAD逐漸變大； 故C正確； 故選：C． 點(diǎn)評(píng)： 當(dāng)出現(xiàn)兩個(gè)物體的時(shí)候，如果不是求兩個(gè)物體之間的作用力大小通常采取整體法使問題更簡單． 2.【答案】D 3.【答案】C 4.【答案】A

10、 考點(diǎn)： 物體的彈性和彈力． 分析： 對(duì)球受力分析，受重力、支持力和拉力，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件列式求解出拉力和支持力的數(shù)值，在進(jìn)行分析討論． 解答： 對(duì)球受力分析，受重力、支持力和拉力，如，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，有 N=mgcosθ F=mgsinθ 其中θ為支持力N與豎直方向的夾角；當(dāng)物體向上移動(dòng)時(shí)，θ變大，故N變小，F(xiàn)變大；故A正確，BCD錯(cuò)誤． 故選：A． 點(diǎn)評(píng)： 題關(guān)鍵對(duì)滑塊受力分析，然后根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件列式求解出支持力和拉力的表達(dá)式進(jìn)行討論． 二 、多選題 5.【答案】BD 6.【答案】BC 【解析】本題考查的是對(duì)動(dòng)摩擦因數(shù)的理解，因?yàn)槟九c木的

11、動(dòng)摩擦因數(shù)是0.30，木與金屬之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.20，可知如果和桌子接觸的是木的，則抽出去更費(fèi)力，故B正確，A錯(cuò)誤；如果F1=F2，可確定A、B是同種材料，C正確；D錯(cuò)誤； 7.【答案】CD 考點(diǎn)： 牛頓第二定律；力的合成與分解的運(yùn)用．. 專題： 牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題． 分析： 先以整體法為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律求得加速度，再分別對(duì)A和B為研究對(duì)象，求得彈簧的原長．根據(jù)兩種情況下彈簧的彈力的大小關(guān)系，分析彈簧的形變量關(guān)系；由胡克定律求得勁度系數(shù)． 解答： 解：A、C、D以整體法為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律得知，兩種情況下加速度相等，而且加速度大小為a=． 設(shè)彈簧的原

12、長為l0．根據(jù)牛頓第二定律得： 第一種情況：對(duì)A：k（l1﹣l0）=ma ① 第二種情況：對(duì)A：k（l0﹣l2）=2ma ② 由①②解得，l0=，k=．故A錯(cuò)誤，CD正確． B、第一種情況彈簧的形變量為△l=l1﹣l0=l1﹣l2；第二種情況彈簧的形變量為△l=l0﹣l2=l1﹣l2；故B錯(cuò)誤． 故選：CD． 點(diǎn)評(píng)： 本題關(guān)鍵要靈活選擇研究對(duì)象，運(yùn)用整體法和隔離法，根據(jù)牛頓第二定律和胡克定律結(jié)合研究． 三 、簡答題 8.【答案】60 N　6 kg 對(duì)小球B球受力分析，如圖所示，小球B處于平衡狀態(tài)，有 Tsin30°＝mBg 解得T＝＝60 N 小球A處于平衡

13、狀態(tài)，有 T′cos30°＝NAsin30° NAcos30°＝mAg＋T′sin30°. 其中T′＝T 由以上各式解得mA＝6 kg. 9.【答案】（1），（2） ； 【解析】（1）在圖象中，面積為外力拉彈簧時(shí)外力所做的功 彈簧的彈力對(duì)其做負(fù)功， （2）a.分段研究：從到過程中，彈簧的彈力做負(fù)功，為 從到過程中，彈簧的彈力做正功，為 則全過程彈簧的彈力作功為 由功能關(guān)系，得 b.物體向右由運(yùn)動(dòng)到的過程摩擦力作功 物體由由返回到的過程摩擦力做功 全程摩擦力做功 若物體直接由位置運(yùn)動(dòng)到位置，摩擦力做功為 可知，兩次沿不同路徑從相同出發(fā)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到同一位置，摩擦力做功不同，說明摩擦力做功與路徑有關(guān)。 而彈簧彈力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，因此存在彈性勢(shì)能的概念，根據(jù)勢(shì)能的定義可知，不存在摩擦力勢(shì)能的概念。