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高中物理粤教版 (2019)必修 第一册第六节 共点力的平衡条件及其应用巩固练习
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这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第一册第六节 共点力的平衡条件及其应用巩固练习,共10页。试卷主要包含了单选题,多选题,计算题,实验题等内容,欢迎下载使用。
第三章 第6节 共点力的平衡条件及其应用 同步课时训练学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(共32分)1、(4分)如图所示,甲、乙两人分别乘坐两种电动扶梯,此时两电梯均匀速向上运转,则( )A.甲受到三个力的作用 B.甲对扶梯有摩擦力的作用C.乙受到三个力的作用 D.乙对扶梯作用力的方向垂直扶梯向上2、(4分)如图,甲虫沿树枝由A缓慢上爬到B的过程中,树枝对甲虫的作用力( )A.保持不变 B.一直减小 C.一直增大 D.先减小后增大3、(4分)如图所示,轻绳的两端分别系在圆环A和小球B上,圆环A套在粗糙的水平直杆上.现用水平力F拉着绳子上的一点O,使小球B从图中实线位置缓慢上升到虚线位置,但圆环A始终保持在原位置不动.在这一过程中,环对杆的摩擦力为和环对杆的压力的变化情况是( )A.不变,不变 B.不变,减小C.增大,减小 D.增大,不变4、(4分)如图所示,质量分别为的两个物体放在斜面上,中间用一个轻弹簧相连,与斜面间的动摩擦因数分别为(均小于),它们在斜面由静止开始加速下滑,关于弹簧状态,下列说法正确的是( )A.若,则弹簧处于伸长状态 B.若,则弹簧处于压缩状态C.若,则弹簧处于压缩状态 D.若,则弹簧处于原长状态5、(4分)某同学参加“筷子夹玻璃珠”游戏。如图所示,夹起玻璃珠后,左侧筷子与竖直方向的夹角θ为锐角,右侧筷子竖直,且两筷子始终在同一竖直平面内。保持玻璃珠静止,忽略筷子与玻璃珠间的摩擦力。下列说法正确的是( )
A.两侧筷子对玻璃珠的合力比重力大B.两侧筷子对玻璃珠的合力比重力小C.左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大D.右侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大6、(4分)如图所示,将一质量为m的木块静置在半球体上,半球体与木块均处于静止状态,已知木块与半球体间的动摩擦因数为μ,木块与球心的连线和水平地面的夹角,则下列说法正确的是( )
A.地面对半球体的摩擦力方向水平向右 B.木块对半球体的压力大小为C.地面对半球体的摩擦力方向水平向左 D.木块所受摩擦力的大小为7、(4分)如图所示,位于水平面上的木块在斜向右上方的拉力F的作用下保持静止状态,则拉力F与静摩擦力f的合力方向是( )
A.向上偏右 B.向上偏左 C.水平向右 D.竖直向上8、(4分)如图,V形对接的绝缘斜面固定在竖直面内,两斜面与水平面夹角均为,其中斜面N光滑。两个质量相等的带电绝缘小滑块分别静止在上,连线垂直于斜面M,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则P与M间的动摩擦因数至少为( )
A. B. C. D.二、多选题(共24分)9、(6分)如图所示,质量为m的物体在恒力F的作用下静止于倾角为的光滑斜面上,则恒力F的大小可能为( )A. B. C. D.10、(6分)工程师研究出一种可以用于人形机器人的合成肌肉,可模仿人体肌肉做出推、拉、弯曲和扭曲等动作。如图所示,连接质量为m的物体的足够长细绳一端固定于墙壁,另一端连接重物,用合成肌肉做成的“手臂”的d端固定一滑轮,c端固定于墙壁,细绳绕过滑轮,c和e类似于人手臂的关节,由“手臂”合成肌肉控制。设与竖直墙壁夹角为θ,不计滑轮与细绳的摩擦,下列说法正确的是( )A.若保持θ不变,增大长度,细绳部分拉力大小不变B.若保持,增大长度,细绳对滑轮的力始终沿方向C.若保持等于,增大长度,细绳对滑轮的力始终沿方向D.若θ从90°逐渐变为零,长度不变,且保持,则细绳对滑轮的力先增大后减小11、(6分)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆上的两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,衣架挂于绳上处于静止状态。下列说法正确的有( )
A.将绳的右端缓慢上移到,绳子拉力变大 B.将绳的右端缓慢上移到,绳子拉力不变C.将杆N缓慢向左移一些,绳子拉力变小 D.将杆N缓慢向左移一些,绳子拉力变大12、(6分)如图所示,质量均为M的两滑块放在粗糙水平面上,两轻杆等长,杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接,在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C,整个装置始终处于静止状态,设杆与水平面间的夹角为θ。下列说法正确的是( )
A.当m一定时,θ越大,滑块与地面间的摩擦力越大B.当m一定时,θ越小,滑块与地面间的摩擦力越大C.当m和M一定时,滑块与地面间的压力与θ无关D.若最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力,则不管θ取何值,只要增大m,滑块一定会滑动三、计算题(共28分)13(本题 14 分)某同学设计了一个测量风速大小的装置,用一根细线拴着一个小球,细线上端固定,如图所示。当风速的方向水平向右时,小球静止,该同学测得此时细线与竖直方向的夹角为,已知小球的质量,风对小球的作用力大小,其中k为比例系数,,v为风速大小,。忽略细线质量、空气浮力和风对细线的作用力,已知,。(1)求此时细线对小球的拉力的大小;(2)求此时风速v的大小。14(本题 14 分)小孩在小区斜坡上玩滚玩具,可以简化为质量的滑块以的初速度沿倾角的斜面上滑,经滑行到最高点,然后滑块返回到出发点。如图所示,已知取,求滑块:(1)最大位移x的大小;(2)与斜面间的动摩擦因数;(3)从最高点返回到出发点时的速度大小。四、实验题(共16分)15、(16分)某同学采用如图甲所示的竖直实验装置图,来探究共点力的平衡条件.其中,弹簧测力计固定于点,下端用细线悬挂一个重物,用一端固定于细线上点的弹簧测力计水平向左拉细线,使结点静止于图中位置则:(1)下列实验操作中,属于必要的实验操作是( )A.手拉弹簧测力计的方向可以与板面不平行B.弹簧测力计使用前需要调零C.用弹簧测力计测量出重物的重力D.改变弹簧测力计拉力的大小,进行多次实验,每次都要使结点静止在同一位置(2)在实验中,弹簧测力计的示数为,弹簧测力计的示数如图乙所示,在图丙的坐标纸上,已画出了两个分力的方向.请选用合适的标度,作出两个分力的合力,并用刻度尺测出两个分力的合力大小约为_____.然后,将分力的合力与重物的重力进行比较,多次实验即可得出共点力的平衡条件.
参考答案1、答案:C解析:AB.题图甲中,人处于匀速直线运动状态,受力平衡,受到重力和支持力,不受摩擦力,重力,支持力,故AB错误;C.题图乙中,人处于匀速直线运动状态,受力平衡,受到重力G、斜面的支持力以及沿斜面向上的摩擦力三个力作用,故C正确;D.扶梯对人有支持力和摩擦力,如图所示根据共点力作用下的平衡可知,支持力和摩擦力的合力与重力等大反向,故扶梯对人的作用力竖直向上,则人对扶梯的作用力竖直向下,故D错误。故选C。2、答案:A解析:3、答案:D解析:4、答案:D解析:稳定时相对静止沿斜面加速下滑,由牛顿第二定律得,假设弹簧处于伸长状态,弹力大小为F,以A为研究对象,则,联立可得。若,可知,弹簧处于原长状态,选项A错误;若,可知,弹簧处于伸长状态,选项B错误;若,可知,弹簧处于伸长状态,选项C错误;若,可知,弹簧处于原长状态,选项D正确。5、答案:C解析:对玻璃珠受力分析如图
受到重力G、左侧筷子对玻璃珠的弹力、右侧筷子对玻璃珠的弹力,在三个力的作用下处于平衡状态。
根据力的平衡条件可知,两侧筷子对玻璃珠的合力与重力等大反向,故A、B错误;
根据力的平衡条件,竖直方向有
水平方向有
联立得
由于θ小于90°,则一定有
而不一定大于G,故C正确,D错误。6、答案:B解析:将木块与半球体看作一个整体,这个整体只受到重力和地面给他们的支持力,选项A、C错误;对木块受力分析,并沿木块与半球体的切线方向建立坐标轴进行正交分解有,选项B正确,选项D错误。7、答案:D解析:木块受四个共点力作用而处于平衡状态,则其中两个力的合力一定与另外两个力的合力等大、反向。重力、支持力都在竖直方向上,故拉力与摩擦力的合力一定也在竖直方向上。8、答案:D解析:滑块Q在光滑斜面N上静止,则P与Q带同种电荷,两者之间的库仑力设为F,两滑块的受力分析和角度关系如图所示。对Q在沿着斜面方向有,可得;而对P动摩擦因数最小时有,;联立解得。
9、答案:ABC解析:B.根据题意,对物体受力分析,若斜面对物块的支持力为零,物块保持静止,则物体受竖直向上的恒力,大小等于物体的重力,即,故B正确;ACD.根据题意,对物体受力分析,若斜面对物块的支持力不为零,受重力、支持力和恒力F,物体保持静止,根据共点力平衡的特点可知,恒力F与重力和支持力的合力大小相等,方向相反,即恒力F的方向在与之间,如图所示设恒力F与斜面的夹角为α,由平衡条件有可得又由几何关系可知可知,当时,F有最小值,则恒力则恒力的大小可能是、,不可能是,故D错误,AC正确。故选ABC。10、答案:ACD解析:根据平衡条件可知绳的张力大小等于物体的重力,即绳中张力大小不变,选项A正确;保持,增大长度,绳中张力大小不变,细绳对滑轮的力沿的角平分线,选项B错误;保持等于,,即为的角平分线,绳中张力不变,方向沿着,选项C正确;长度不变,d点的轨迹如图虚线所示,为一段圆弧当d的位置满足与圆弧相切时,最小,此时细绳对滑轮的力最大,因此θ从90°逐渐变为零,细绳对滑轮的力先增大后减小,选项D正确。11、答案:BC解析:如图所示
绳子上张力各处相等,故挂钩两端绳子与竖直方向夹角是相等的,假设绳子的长度为x,两根杆的水平距离为L,则,绳的右端缓慢上移到,绳子的长度不变,两杆之间的距离不变,则θ角不变,两个绳子的合力竖直向上,大小等于衣架和衣服的总重力,由于夹角不变,所以绳子的拉力不变,故A错误,B正确;将杆N缓慢向左移一些,根据,即L变小,绳长不变,所以θ角增大,,绳子的拉力变小,故C正确,D错误。12、答案:BC解析:根据力的分解可知,杆对滑块的作用力大小,滑块与地面间的摩擦力大小,当m一定时,θ越小,f越大,选项A错误,选项B正确;当m和M一定时,每个滑块与地面间的压力大小始终等于整体的重力大小的二分之一,与θ无关,选项C正确;根据前面分析可知,每个滑块对地面的压力大小,设滑块与地面间的动摩擦因数为μ,使滑块不滑动的条件为,联立可得,当时,有,所以当时,无论怎样增大m,滑块都不会滑动,选项D错误。
13、(1)答案:50N解析:小球的受力分析如图根据平衡条件可得,细线对小球的拉力为(2)答案:15m/s解析:由平衡条件可得,风力大小为根据代入数据解得14、(1)答案:4 m解析:滑块向上做匀减速直线运动,根据匀变速直线运动推论有,代入数据解得;(2)答案:0.25解析:滑块向上做匀减速直线运动,根据加速度定义得加速度大小,上滑过程,得;(3)答案:解析:下滑过程,由运动学公式得。15、答案:(1)BC(2)如图所示2.50(2.30~2.70)解析:
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