2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 課時(shí)作業(yè)6 受力分析 共點(diǎn)力的平衡.doc
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課時(shí)作業(yè)(六)受力分析 共點(diǎn)力的平衡 [基礎(chǔ)小題練] 1.如圖所示,物體m通過定滑輪牽引另一水平面上的物體沿斜面勻速下滑,此過程中斜面仍靜止,斜面質(zhì)量為M,則水平地面對(duì)斜面體( ) A.無摩擦力 B.有水平向右的摩擦力 C.支持力為(M+m)g D.支持力小于(M+m)g 【解析】 設(shè)斜面夾角為θ,細(xì)繩的拉力為FT,M、m整體處于平衡狀態(tài),對(duì)M、m整體受力分析可得平衡方程FTcos θ=F靜,F(xiàn)Tsin θ+FN=(M+m)g,故F靜方向水平向右,B、D正確. 【答案】 BD 2.兩個(gè)相同的可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A和B,質(zhì)量均為m,用長度相同的兩根細(xì)線把A、B兩球懸掛在水平天花板上的同一點(diǎn)O,并用長度相同的細(xì)線連接A、B兩個(gè)小球,然后用一水平方向的力F作用在小球A上,此時(shí)三根細(xì)線均處于伸直狀態(tài),且OB細(xì)線恰好處于豎直方向,如圖所示.如果兩個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài),則力F的大小為( ) A.0 B.mg C. D.mg 【解析】 分析B球受力,由平衡條件得,AB段細(xì)線的拉力為零,再分析A球受力,如圖所示,則有Tcos θ=mg,Tsin θ=F,解得F=mgtan θ=mg,故D正確. 【答案】 D 3.如圖所示,一輕桿兩端分別固定著質(zhì)量為mA和mB的兩個(gè)小球A和B(均可視為質(zhì)點(diǎn)).將其放在一個(gè)直角形光滑槽中,已知輕桿與槽右壁成α角,槽右壁與水平地面成θ角時(shí),兩球剛好能平衡,且α≠θ,則A、B兩小球的質(zhì)量之比為( ) A. B. C. D. 【解析】 A,B各受三個(gè)力而平衡,在沿斜槽方向,對(duì)A球有Tsin α=mBgcos θ,對(duì)B球有T′cos α=mBgsin θ,T′=T,聯(lián)立解得=,D正確. 【答案】 D 4.如圖所示,質(zhì)量分布均勻的細(xì)棒中心為O點(diǎn),O1為光滑鉸鏈,O2為光滑定滑輪,O與O2由一根輕質(zhì)細(xì)繩連接,水平外力F作用于細(xì)繩的一端.用N表示鉸鏈對(duì)桿的作用力,現(xiàn)在水平外力F作用下,θ從緩慢減小到0的過程中,下列說法正確的是( ) A.F逐漸變小,N大小不變 B.F逐漸變小,N逐漸變大 C.F先變小再變大,N逐漸變小 D.F先變小再變大,N逐漸變大 【解析】 如圖所示,力三角形(△FNG)與幾何三角形(△O2OO1)相似,則有==,因?yàn)镺2O1、OO1長度不變,故N大小不變,OO2長度變短,故F變?。蔬xA項(xiàng). 【答案】 A 5.(2018山東濟(jì)南一中上學(xué)期期中)如圖所示,輕繩一端系在質(zhì)量為m的物體A上,另一端與套在粗糙豎直桿MN的輕圓環(huán)B相連接.現(xiàn)用水平力F拉住繩子上一點(diǎn)O,使物體A及環(huán)B靜止在圖中虛線所在的位置.現(xiàn)稍微增加力F使O點(diǎn)緩慢地移到實(shí)線所示的位置,這一過程中圓環(huán)B仍保持在原來位置不動(dòng).則此過程中,環(huán)對(duì)桿摩檫力F1和環(huán)對(duì)桿的彈力F2的變化情況是( ) A.F1保持不變,F(xiàn)2逐漸減小 B.F1保持不變,F(xiàn)2逐漸增大 C.F1逐漸減小,F(xiàn)2保持不變 D.F1逐漸增大,F(xiàn)2保持不變 【解析】 以A、B組成的整體為研究對(duì)象,環(huán)受桿的摩擦力F′1=(mA+mB)g保持不變,則F1=F′1也保持不變,環(huán)對(duì)桿的彈力F2與桿對(duì)環(huán)的彈力F′2等大反向,而F′2=F,所以分析F變化情況即可,研究結(jié)點(diǎn)O,構(gòu)造力三角形可知F變大,F(xiàn)′2變大,F(xiàn)2變大,B正確. 【答案】 B 6.(2018安徽師大附中高三上學(xué)期期中)如圖所示,穿在一根光滑固定桿上的小球A、B通過一條跨過定滑輪的細(xì)繩連接,桿與水平面成θ角,不計(jì)所有摩擦,當(dāng)兩球靜止時(shí),OA繩與桿的夾角為θ,OB繩沿豎直方向,則下列說法正確的是( ) A.A可能受到2個(gè)力的作用 B.B可能受到3個(gè)力的作用 C.A、B的質(zhì)量之比為tan θ∶1 D.A、B的質(zhì)量之比為1∶tan θ 【解析】 對(duì)A球受力分析可知,A受到重力、繩子的拉力以及桿對(duì)A球的彈力,三個(gè)力的合力為零,故A錯(cuò)誤;對(duì)B球受力分析可知,B受到重力、繩子的拉力,兩個(gè)力合力為零,桿對(duì)B球沒有彈力,否則B不能平衡,故B錯(cuò)誤;分別對(duì)A、B兩球分析,運(yùn)用合成法,如圖: 根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件,得:T=mBg =(根據(jù)正弦定理列式) 故mA∶mB=1∶tan θ,故C錯(cuò)誤,D正確. 【答案】 D [創(chuàng)新導(dǎo)向練] 7.科技與生活——?jiǎng)蛩亠w行中的直升機(jī)受力問題分析 如圖所示,在抗震救災(zāi)中,一運(yùn)送救災(zāi)物資的直升機(jī)沿水平方向勻速飛行.已知物資的總質(zhì)量為m,吊運(yùn)物資的懸索與豎直方向成θ角.設(shè)物資所受的空氣阻力為F阻,懸索對(duì)物資的拉力為FT,重力加速度為g,則( ) A.F阻=mgsin θ B.F阻=mgtan θ C.FT= D.FT= 【解析】 對(duì)物資受力分析如圖所示,由合成法解得FT=,F(xiàn)阻=mgtan θ,故B項(xiàng)正確. 【答案】 B 8.就地取材——借助教學(xué)用具三角板考查共點(diǎn)力平衡問題 如圖所示,一個(gè)教學(xué)用的直角三角板的邊長分別為a、b、c,被沿兩直角邊的細(xì)繩A、B懸吊在天花板上,且斜邊c恰好平行天花板,過直角的豎直線為MN.設(shè)A、B兩繩對(duì)三角形薄板的拉力分別為Fa和Fb,已知Fa和Fb及薄板的重力為在同一平面的共點(diǎn)力,則下列判斷正確的是( ) A.薄板的重心不在MN線上 B.薄板所受重力的反作用力的作用點(diǎn)在MN的延長線上 C.兩繩對(duì)薄板的拉力Fa和Fb是由于薄板發(fā)生形變而產(chǎn)生的 D.兩繩對(duì)薄板的拉力Fa和Fb之比為Fa∶Fb=b∶a 【解析】 三角板受到重力和兩個(gè)繩子的拉力,處于平衡狀態(tài),如圖所示,由幾何關(guān)系,三個(gè)力一定交于三角形下面的頂點(diǎn),所以重心一定在MN線上,薄板所受重力的反作用力的作用點(diǎn)在MN的延長線上,故A錯(cuò)誤,B正確;兩繩對(duì)薄板的拉力是由于繩子的形變而產(chǎn)生的,C錯(cuò)誤;根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可得Fa=mgcos α,F(xiàn)b=mgsin α,故可得==,D正確. 【答案】 BD 9.理想變現(xiàn)實(shí)——將理想的輕質(zhì)繩換成實(shí)際的勻質(zhì)繩 如圖所示,一根勻質(zhì)繩的質(zhì)量為M,其兩端固定在天花板上的A、B兩點(diǎn),在繩的中點(diǎn)懸掛一質(zhì)量為m的重物,懸掛繩的質(zhì)量不計(jì),設(shè)α、β為繩的端點(diǎn)和中點(diǎn)處的切線方向與豎直方向的夾角,則的大小為( ) A. B. C. D. 【解析】 設(shè)懸點(diǎn)A處對(duì)繩的拉力大小為F1,由對(duì)稱性可知點(diǎn)B處對(duì)繩的拉力大小也為F1,取M和m為一整體,由平衡條件得 2F1cos α=(M+m)g 設(shè)繩在P點(diǎn)的張力大小為F2,對(duì)P點(diǎn)由平衡條件得 2F2cos β=mg 再以AP段繩為研究對(duì)象,由水平方向合力為零求得 F1sin α=F2sin β 以上三式聯(lián)立可得=. 【答案】 C 10.科技生活——風(fēng)速儀中的物理原理 氣象研究小組用圖示簡(jiǎn)易裝置測(cè)定水平風(fēng)速.在水平地面上豎直固定一直桿,半徑為R、質(zhì)量為m的薄空心塑料球用細(xì)線懸掛,繩的另一端固定于桿頂端O,當(dāng)水平風(fēng)吹來時(shí),球在風(fēng)力的作用下飄起來.已知風(fēng)力大小正比于風(fēng)速和球正對(duì)風(fēng)的截面積,當(dāng)風(fēng)速v0=3 m/s時(shí),測(cè)得球平衡時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角θ=30,則( ) A.θ=60時(shí),風(fēng)速v=6 m/s B.若風(fēng)速增大到某一值時(shí),θ可能等于90 C.若風(fēng)速不變,換用半徑變大、質(zhì)量不變的球,則θ不變 D.若風(fēng)速不變,換用半徑相等、質(zhì)量變大的球,則θ減小 【解析】 風(fēng)力可表示為F=kvS,當(dāng)風(fēng)速v0=3 m/s時(shí),風(fēng)力可表示為F0=kv0S,測(cè)得球平衡時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角θ=30,則tan 30=,當(dāng)θ=60時(shí),tan60=,解得風(fēng)速v=9 m/s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;無論風(fēng)速增大到多大,θ一定小于90,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若風(fēng)速不變,換用半徑變大、質(zhì)量不變的球,S變大,風(fēng)力變大,由tan θ=知θ變大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若風(fēng)速不變,換用半徑相等、質(zhì)量變大的球,S不變,風(fēng)力不變,則θ減小,選項(xiàng)D正確. 【答案】 D [綜合提升練] 11.一般教室門上都安裝一種暗鎖,這種暗鎖由外殼A、骨架B、彈簧C(勁度系數(shù)為k)、鎖舌D(傾角θ=45)、鎖槽E以及連桿、鎖頭等部件組成,如圖甲所示.設(shè)鎖舌D的側(cè)面與外殼A和鎖槽E之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,最大靜摩擦力Ffm由Ffm=μFN(FN為正壓力)求得.有一次放學(xué)后,當(dāng)某同學(xué)準(zhǔn)備關(guān)門時(shí),無論用多大的力,也不能將門關(guān)上(這種現(xiàn)象稱為自鎖),此刻暗鎖所處的狀態(tài)的俯視圖如圖乙所示,P為鎖舌D與鎖槽E之間的接觸點(diǎn),彈簧由于被壓縮而縮短了x. (1)試問,自鎖狀態(tài)時(shí)D的下表面所受摩擦力的方向; (2)求此時(shí)(自鎖時(shí))鎖舌D與鎖槽E之間的正壓力的大?。? (3)無論用多大的力拉門,暗鎖仍然能夠保持自鎖狀態(tài),則μ至少要多大? 【解析】 (1)鎖舌D有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),故其下表面所受摩擦力Ff1方向向右. (2)設(shè)鎖舌D受鎖槽E的最大靜摩擦力為Ff2,正壓力為FN,下表面的正壓力為F,彈簧彈力為kx,由力的平衡條件可知 kx+Ff1+Ff2cos 45-FNsin 45=0, F-FNcos 45-Ff2sin 45=0, 又Ff1=μF, Ff2=μFN, 聯(lián)立各式,解得正壓力大小 FN=. (3)令FN趨近于∞,則有1-2μ-μ2=0, 解得μ=-1=0.41. 【答案】 (1)向右 (2) (3)0.41 12.質(zhì)量為M的木楔傾角為θ,在水平面上保持靜止,當(dāng)將一質(zhì)量為m的木塊放在木楔斜面上時(shí),它正好勻速下滑.如果用與木楔斜面成α角的力F拉著木塊勻速上升,如圖所示(已知木楔在整個(gè)過程中始終靜止). (1)當(dāng)α=θ時(shí),拉力F有最小值,求此最小值; (2)當(dāng)α=θ時(shí),木楔對(duì)水平面的摩擦力是多大? 【解析】 木塊在木楔斜面上勻速向下運(yùn)動(dòng)時(shí), 有mgsin θ=μmgcos θ, 即μ=tan θ. (1)木塊在力F作用下沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng),有 Fcos α=mgsin θ+Ff Fsin α+FN=mgcos θ Ff=μFN 解得F== = 則當(dāng)α=θ時(shí),F(xiàn)有最小值,為Fmin=mgsin 2θ. (2)因?yàn)槟緣K及木楔均處于平衡狀態(tài),整體受到地面的摩擦力等于F的水平分力,即 Ff=Fcos(α+θ) 當(dāng)α=θ時(shí),F(xiàn)取最小值mgsin 2θ, Ffm=Fmincos 2θ=mgsin 2θcos 2θ=mgsin 4θ. 【答案】 (1)mgsin 2θ (2)mgsin 4θ- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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