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文檔簡(jiǎn)介
01講力與物體的平衡一、單選題1.如圖所示,寓言故事《天鵝、大蝦和梭魚》中說:“有一次,天鵝、大蝦和梭魚,想把一輛大車拖著跑,他們都給自己上了套,拼命地拉呀拉呀,大車卻一動(dòng)也不動(dòng)了?!毕铝袑?duì)這段話理解正確的是()A.因?yàn)榇筌囂亓?,所以不?dòng)B.因?yàn)樘禊Z、大蝦和梭魚的力氣太小了,所以拉不動(dòng)大車C.大車其實(shí)運(yùn)動(dòng)了,只是因?yàn)橐苿?dòng)距離太小,看不出來D.因?yàn)榇筌囁艿暮狭榱恪敬鸢浮緿【詳解】大車處于靜止?fàn)顟B(tài),故大車所受合力為零。故選D。2.如圖所示,物體A用輕質(zhì)細(xì)繩與圓環(huán)B連接,圓環(huán)固定在豎直桿MN上。現(xiàn)用一水平力F作用在繩上的O點(diǎn),將O點(diǎn)緩慢向左移動(dòng),使細(xì)繩與豎直方向的夾角θ逐漸增大。關(guān)于此過程,下列說法中正確的是(
)A.水平力F逐漸減小 B.水平力F逐漸增大C.繩OB的彈力逐漸減小 D.繩OB的彈力保持不變【答案】B【分析】O點(diǎn)緩慢向左移動(dòng)過程中,結(jié)點(diǎn)O的合力保持為零,分析結(jié)點(diǎn)O的受力情況判斷F的變化,對(duì)整體研究,根據(jù)平衡條件判斷桿對(duì)圓環(huán)的彈力和摩擦力的變化情況?!驹斀狻緼B.設(shè)細(xì)繩與水平方向的夾角為α,物體的質(zhì)量為m,對(duì)結(jié)點(diǎn)O受力分析運(yùn)用合成法,則由平衡條件得SKIPIF1<0α減小,則F增大,A錯(cuò)誤、B正確;CD.設(shè)繩對(duì)圓環(huán)的彈力為T,則Tsinα=mg,SKIPIF1<0α減小,則T增大,即繩對(duì)圓環(huán)B的彈力變大,CD錯(cuò)誤。故選B。3.如圖所示為一同學(xué)用四根手指拎一購(gòu)物袋,現(xiàn)在改用一根手指拎,簡(jiǎn)化圖如圖所示,相對(duì)一開始()A.手對(duì)購(gòu)物袋的作用力變大B.手對(duì)購(gòu)物袋的作用力變小C.單側(cè)繩子的拉力變大D.單側(cè)繩子的拉力變小【答案】C【詳解】AB.手對(duì)購(gòu)物袋的作用力與購(gòu)物袋的重力是一對(duì)平衡力,大小相等。所以手對(duì)購(gòu)物袋的作用力不變。故AB錯(cuò)誤;CD.兩側(cè)繩子對(duì)購(gòu)物帶作用力的合力大小不變,改用一根手指拎時(shí),兩個(gè)單側(cè)繩子的拉力間得夾角變大,則單側(cè)繩子的拉力變大。故C正確。D錯(cuò)誤。故選C。4.長(zhǎng)沙某景區(qū)掛出32個(gè)燈籠(相鄰兩個(gè)燈籠問由輕繩連接),依次貼上“高舉中國(guó)特色社會(huì)主義旗幟,為全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家而團(tuán)結(jié)奮斗”,從高到低依次標(biāo)為1、2、3、…、32.在無(wú)風(fēng)狀態(tài)下,32個(gè)燈籠處于靜止?fàn)顟B(tài),簡(jiǎn)化圖如圖所示,與燈籠“斗”右側(cè)相連的輕繩處于水平狀態(tài),已知每一個(gè)燈籠的質(zhì)量SKIPIF1<0,重力加速度SKIPIF1<0,懸掛燈籠的輕繩最大承受力SKIPIF1<0,最左端連接的輕繩與豎直方向的夾角為SKIPIF1<0。下列說法正確的是(
)A.SKIPIF1<0最大為53°B.當(dāng)SKIPIF1<0最大時(shí)最右端輕繩的拉力為SKIPIF1<0C.當(dāng)SKIPIF1<0時(shí)第8個(gè)燈籠與第9個(gè)燈籠間輕繩與豎直方向的夾角為45°D.當(dāng)SKIPIF1<0時(shí)第8個(gè)燈籠與第9個(gè)燈籠間輕繩與豎直方向的夾角為45°【答案】D【詳解】AB.當(dāng)最左端連接的輕繩的拉力大小為SKIPIF1<0時(shí),SKIPIF1<0最大,此時(shí)燈籠整體受力如圖所示由平衡條件SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0AB錯(cuò)誤;C.當(dāng)SKIPIF1<0時(shí),燈籠整體受力分析如圖由平衡條件知,最右端輕繩的拉力SKIPIF1<0對(duì)第9個(gè)燈籠至第32個(gè)燈籠整體,其受力情況跟燈籠整體的受力情況相同,由平衡條件SKIPIF1<0則第8個(gè)燈籠與第9個(gè)燈籠間輕繩與豎直方向的夾角SKIPIF1<0C錯(cuò)誤;D.當(dāng)SKIPIF1<0時(shí),此時(shí)燈籠整體受力如圖所示由平衡條件知,最右端輕繩的拉力SKIPIF1<0對(duì)第9個(gè)燈籠至第32個(gè)燈籠整體,其受力情況跟燈籠整體的受力情況相同,由平衡條件SKIPIF1<0則第8個(gè)燈籠與第9個(gè)燈籠間輕繩與豎直方向的夾角SKIPIF1<0D正確。故選D。5.無(wú)人售貨超市可以減少對(duì)工作人員的依賴,輕松實(shí)現(xiàn)7×24小時(shí)營(yíng)業(yè),越來越受到人們的歡迎。如圖所示,工作人員正在懸掛無(wú)人售貨超市的招牌,兩人先借助繩子將招牌從地面緩慢吊起,該過程招牌與墻面始終無(wú)接觸。當(dāng)招牌被吊到合適位置時(shí),再由其他工作人員將招牌固定。若招牌剛被吊到合適位置時(shí),固定之前兩繩子的夾角恰為SKIPIF1<0,兩人吊起招牌時(shí)所站位置不變,用力大小相等(SKIPIF1<0),招牌重力為G,繩子質(zhì)量不計(jì),則(??)A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<0【答案】D【詳解】F1在豎直方向上的分量為SKIPIF1<0,F(xiàn)2在豎直方向上的分量為SKIPIF1<0,根據(jù)平衡條件SKIPIF1<0得SKIPIF1<0故選D。6.自卸車依靠車廂構(gòu)成斜面(如圖所示),讓貨物自行滑下。由于不同貨物與車廂底面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不同,貨物能夠滑下需要車廂的最小傾角不同。關(guān)于自卸車卸貨過程,下列說法正確的是()A.貨物與車廂底面間的動(dòng)摩擦因數(shù)越大,車廂的最小傾角越大B.貨物與車廂底面間的動(dòng)摩擦因數(shù)越大,車廂的最小傾角越小C.車廂的傾角增大到最小傾角過程中,貨物所受的摩擦力逐漸減小D.車廂的傾角增大到最小傾角過程中,貨物所受的支持力逐漸增大【答案】A【詳解】AB.貨物恰好下滑,此時(shí)傾角最小,受力分析可知SKIPIF1<0即SKIPIF1<0故動(dòng)摩擦因數(shù)越大,車廂的最小傾角越大,故A正確,B錯(cuò)誤。CD.受力分析得SKIPIF1<0SKIPIF1<0故傾角增大到最小傾角過程中,貨物所受的摩擦力逐漸增大,支持力逐漸減小,故CD錯(cuò)誤。故選A。7.如圖所示,傾角為SKIPIF1<0的粗糙斜面固定在水平地面上,一根輕繩的一端與斜面上的物塊a相連,另一端繞過光滑的定滑輪系在豎直桿上的P點(diǎn),用光滑輕質(zhì)掛鉤把物塊b掛在O點(diǎn),此時(shí)豎直桿與繩OP間的夾角為SKIPIF1<0,a與斜面之間恰好沒有摩擦力且保持靜止。已知物塊a的質(zhì)量為SKIPIF1<0,物塊b的質(zhì)量為m,重力加速度為g。下列判斷正確的是()A.SKIPIF1<0B.將P端緩慢向上移動(dòng)一小段距離,a將受到沿著斜面向下的摩擦力C.將豎直桿緩慢向右移動(dòng)一小段距離,a將受到沿著斜面向上的摩擦力D.剪斷定滑輪與a之間輕繩的瞬間,a的加速度大小為SKIPIF1<0【答案】A【詳解】A.對(duì)a,由平衡條件得SKIPIF1<0對(duì)O點(diǎn)受力分析,由平行四邊形定則得SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0故A正確;B.如圖所示AO與BO關(guān)于水平虛線對(duì)稱,AC水平。將P端緩慢向上移動(dòng)一小段距離,SKIPIF1<0長(zhǎng)度不變,即AP的長(zhǎng)度不變。則SKIPIF1<0不變,即OP與PC夾角不會(huì)變。則拉力不會(huì)變。可知a與斜面之間仍然沒有摩擦力。故B錯(cuò)誤;C.將豎直桿緩慢向右移動(dòng)一小段距離,AC變長(zhǎng),SKIPIF1<0角變大。對(duì)O點(diǎn),有SKIPIF1<0可見,拉力變大,a有上滑趨勢(shì),將受到沿著斜面向下的摩擦力。故C錯(cuò)誤;D.剪斷定滑輪與a之間輕繩的瞬間,a有下滑趨勢(shì),由于不知道摩擦因數(shù),即摩擦力的大小,無(wú)法判斷其運(yùn)動(dòng)情況,即無(wú)法求a的加速度。故D錯(cuò)誤。故選A。二、多選題8.質(zhì)量為M的凹槽靜止在水平地面上,內(nèi)壁為半圓柱面,截面如圖所示,A為半圓的最低點(diǎn),B為半圓水平直徑的端點(diǎn)。凹槽恰好與豎直墻面接觸,內(nèi)有一質(zhì)量為m的小滑塊。用推力F推動(dòng)小滑塊由A點(diǎn)向B點(diǎn)緩慢移動(dòng),力F的方向始終左偏上45°,在此過程中所有摩擦均可忽略,下列說法正確的是()A.推力F先增大后減小 B.墻面對(duì)凹槽的壓力逐漸增大C.凹槽對(duì)滑塊的支持力先減小后增大 D.水平地面對(duì)凹槽的支持力不變【答案】BC【詳解】AC.對(duì)滑塊受力分析如圖,小滑塊緩慢移動(dòng)過程始終受力平衡,三個(gè)力平移組成首尾相接的閉合三角形,由A點(diǎn)向B點(diǎn)小滑塊受到的支持力N的方向與水平方向夾角逐漸減小,如圖中虛線,則支持力N先減小后增大,推力F一直增大,故A錯(cuò)誤,C正確;BD.對(duì)凹槽與滑塊整體分析如圖,由平衡條件有SKIPIF1<0SKIPIF1<0根據(jù)上述分析推理F一直增大,則墻面對(duì)凹槽的壓力F墻逐漸增大,水平地面對(duì)凹槽的支持力N地逐漸減小,故B正確,D錯(cuò)誤。故選BC。9.如圖所示,繞過定滑輪的輕繩一端固定在豎直墻上,站在地面上的人用手拉著繩的另一端,定滑輪下吊著一個(gè)小球,處于靜止?fàn)顟B(tài),保持B點(diǎn)高度不變,在人緩慢向左移動(dòng)一小段距離的過程中()A.繩上張力變大 B.人對(duì)地面的壓力變大C.地面對(duì)人的摩擦力變大 D.滑輪受到繩的作用力變大【答案】AC【詳解】A.滑輪兩邊繩上的力大小相等,人緩慢向左移動(dòng)一小段距離的過程,滑輪兩邊繩間的夾角SKIPIF1<0變大,根據(jù)SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0可知,SKIPIF1<0變大,繩上的張力T變大,A正確;B.對(duì)人分析有SKIPIF1<0結(jié)合上述解得SKIPIF1<0則人對(duì)地面的壓力為SKIPIF1<0可知人對(duì)地面的壓力不變,B錯(cuò)誤;C.對(duì)人分析可知地面對(duì)人的摩擦力為SKIPIF1<0可知SKIPIF1<0變大,地面對(duì)人的摩擦力變大,C正確;D.對(duì)滑輪與小球整體分析可知,滑輪受到繩的作用力為SKIPIF1<0即滑輪受到繩的作用力不變,D錯(cuò)誤。故選AC。三、解答題10.如圖所示,質(zhì)量為m的球體放在質(zhì)量為M的三角劈和豎直光滑擋板之間,兩者均處于靜止?fàn)顟B(tài)。三角劈傾角為SKIPIF1<0,重力加速度為g。求:(1)三角劈對(duì)地面的壓力;(2)擋板對(duì)球的彈力?!敬鸢浮浚?)SKIPIF1<0;(2)SKIPIF1<0【詳解】(1)以球和三角劈為整體,其所受地面的支持力為SKIPIF1<0,可得SKIPIF1<0由牛頓第三定律,可得三角劈對(duì)地面的壓力為SKIPIF1<0(2)對(duì)球m受力分析如圖所示可得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<011.如圖所示,在光滑墻壁上用網(wǎng)兜把足球掛在A點(diǎn),足球與墻壁的接觸點(diǎn)為B.足球的質(zhì)量為m,懸繩與墻壁的夾角為SKIPIF1<0,網(wǎng)兜的質(zhì)量不計(jì)。求:(1)懸繩對(duì)網(wǎng)兜的拉力T的大??;(2)墻壁對(duì)足球的彈力F的大小?!敬鸢浮浚?)SKIPIF1<0;(2)SKIPIF1<0【詳解】(1)對(duì)足球受力分析,受重力mg、懸繩對(duì)網(wǎng)兜的拉力即繩的拉力T、墻壁的支持力F,受力如圖運(yùn)用合成法知,T和F的合力與mg等大反向,根據(jù)幾何知識(shí)得SKIPIF1<0(2)T和F的合力與mg等大反向,由圖得墻壁對(duì)足球的彈力為SKIPIF1<012.如圖所示,傾角為30°質(zhì)量為10kg的斜面體C置于水平地面上,質(zhì)量為8kg的小物塊B置于斜面上,通過細(xì)繩跨過光滑的定滑輪與質(zhì)量為5kg的物塊A相連接,連接B的一段細(xì)繩與斜面平行,物塊B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,重力加速度g=10m/s2,A、B、C都處于靜止?fàn)顟B(tài)。求:(1)斜面體對(duì)B的摩擦力;(2)斜面體對(duì)地面的壓力和摩擦力?!敬鸢浮浚?)10N,沿斜面向下;(2)155N,豎直向下;SKIPIF1<0,方向水平向右。【詳解】(1)設(shè)斜面對(duì)B的摩擦力大小為fB,物塊B受力如圖由平衡條件有mBgsinθ+fB=mAg解得fB=10N方向沿斜面向下。(2)研究B、C整體,受到重力、拉力T、地面的支持力N和地面的摩擦力作用,由平衡條件有Tsinθ+N=(M+mB)g,f=Tcosθ對(duì)A有T=mAg解得N=155N,f=SKIPIF1<0支持力方向豎直向上,摩擦力方向水平向左。根據(jù)牛頓第三定律可知,斜面體對(duì)地面的壓力155N,豎直向下;摩擦力SKIPIF1<0,方向水平向右。13.一位質(zhì)量為M的魔術(shù)表演者將一小塊強(qiáng)磁鐵隱藏在自己上衣左手柚口中的某處,他將左手臂伸直指向前上方(如圖所示),這時(shí)用細(xì)線懸掛的質(zhì)量為m的小鐵球被吸引過來,假設(shè)小球平衡時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為SKIPIF1<0,小球與磁鐵的連線與豎直方向的夾角為SKIPIF1<0,重力加速度為g。求:(1)小鐵球與磁鐵的吸引力F的大小:(2)水平地面對(duì)魔術(shù)表演者的摩擦力SKIPIF1<0的大小。【答案】(1)SKIPIF1<0;(2)SKIPIF1<0【詳解】(1)小球平衡時(shí)受重力、細(xì)線拉力SKIPIF1<0和磁鐵吸引力F三個(gè)力作用,由平衡條件SKIPIF1<0SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0(2)魔術(shù)表演者受力情況如圖所示由共點(diǎn)力平衡條件可得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<014.如圖所示,一個(gè)重G=600N的人站在重P=300N的平臺(tái)上,通過重為SKIPIF1<0的光滑小滑輪拉住平臺(tái),大滑輪質(zhì)量忽略不計(jì)。那么他需要用多大的力來拉繩子才能使自己保持靜止?fàn)顟B(tài)?此時(shí),他受到平臺(tái)對(duì)他的支持力多大?為保障人員安全,在平臺(tái)上還能堆放多少重量的物體?【答案】220N;380N;1520N【詳解】對(duì)人、平臺(tái)和動(dòng)滑輪為整體受力平衡,設(shè)定滑輪上繩子的拉力為T,由平衡條件則有SKIPIF1<0對(duì)動(dòng)滑輪受力分析,受重力、上邊繩的拉力和下邊繩的拉力,設(shè)下邊繩的拉力為T1,由平衡條件則有SKIPIF1<0解得T1=220N對(duì)人受力分析,受重力、繩的拉力和平臺(tái)的支持力,由平衡條件可得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0當(dāng)平臺(tái)上放物體后,為保證人員的安全人拉繩子的力等于人的重力,即SKIPIF1<0則三根繩子的合力SKIPIF1<0解得SKIPIF1<015.如圖甲所示,一個(gè)質(zhì)量為0.6kg的小環(huán)掛在長(zhǎng)為0.8m的細(xì)線中間,細(xì)線兩端分別固定在水平桿上A、B兩點(diǎn),AB間距0.4m,g取10m/s2。(1)求小環(huán)靜止時(shí)細(xì)線上的拉力大??;(2)對(duì)小環(huán)施加水平向左的拉力作用,使小環(huán)靜止在A點(diǎn)
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