物理教科版必修一第四章物體的平衡章末檢測(cè)

章末檢測(cè)一、選擇題(本題共12小題，其中1～8為單選題，9～12為多選題，每小題4分，共48分)1．如圖1所示，在斜面上，木塊A與B的接觸面是水平的，繩子呈水平狀態(tài)，兩木塊均保持靜止．則關(guān)于木塊A和木塊B的受力個(gè)數(shù)不可能的是()圖1A．2個(gè)和4個(gè)B．3個(gè)和4個(gè)C．4個(gè)和4個(gè)D．4個(gè)和5個(gè)答案B2.如圖2所示，一重為10N的球固定在支桿AB的上端，今用一段繩子水平拉球，使桿發(fā)生彎曲，已知繩的拉力為7.5N，則AB桿對(duì)球的作用力()圖2A．大小為7.5NB．大小為10NC．方向與水平方向成53°角斜向右下方D．方向與水平方向成53°角斜向左上方答案D解析小球受力如圖所示，則F2sinα＝G，F(xiàn)2cosα＝F1，tanα＝eq\f(G,F1)＝eq\f(4,3)，α＝53°，F(xiàn)2＝eq\f(G,sinα)＝eq\f(10,0.8)N＝12.5N.3.如圖3所示，截面為三角形的木塊a上放置一鐵塊b，三角形木塊豎直邊靠在豎直且粗糙的墻面上，現(xiàn)用豎直向上的作用力F，推動(dòng)木塊與鐵塊一起向上勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中鐵塊與木塊始終保持相對(duì)靜止，則下列說法正確的是()圖3A．木塊a與鐵塊b間一定存在摩擦力B．木塊與豎直墻面間一定存在水平彈力C．木塊與豎直墻面間一定存在摩擦力D．豎直向上的作用力F大小一定大于鐵塊與木塊的重力之和答案A解析鐵塊b處于平衡狀態(tài)，故鐵塊b受重力、斜面對(duì)它的垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的靜摩擦力，選項(xiàng)A正確；將a、b看做一個(gè)整體，豎直方向：F＝Ga＋Gb，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；整體水平方向不受力，故木塊與豎直墻面間不存在水平彈力，沒有彈力也就沒有摩擦力，選項(xiàng)B、C均錯(cuò)．4．如圖4所示，用完全相同的輕彈簧A、B、C將兩個(gè)相同的小球連接并懸掛，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧A與豎直方向的夾角為30°，彈簧C水平，則彈簧A、C的伸長(zhǎng)量之比為()圖4A.eq\r(3)∶4 B．4∶eq\r(3)C．1∶2 D．2∶1答案D

解析將兩球和彈簧B看成一個(gè)整體，整體受到總重力G、彈簧A和C的拉力，如圖，設(shè)彈簧A、C的拉力分別為F1和F2.由平衡條件得知，F(xiàn)2和G的合力與F1大小相等、方向相反，則得：F2＝F1sin30°＝0.5F1.根據(jù)胡克定律得：F＝kx，k相同，則彈簧A、C的伸長(zhǎng)量之比等于兩彈簧拉力之比，即有xA∶xC＝F1∶F2＝2∶1.5．如圖5所示，一輕繩一端固定在豎直墻上的O點(diǎn)，另一端與輕滑輪M相連，另一輕繩繞過滑輪懸掛一重力為G的物體，繩與滑輪間的摩擦不計(jì)，其另一端固定于另一豎直墻上的Q點(diǎn)，且此繩的QM段與豎直方向夾角為60°，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列說法正確的是()圖5A．繩OM上的拉力大小為eq\r(3)GB．繩OM上的拉力大小為GC．圖中α角的大小為60°D．圖中α角的大小為45°答案A6．用細(xì)繩OA、OB懸掛一重物，BO水平，O為半圓形支架的圓心，懸點(diǎn)A和B在支架上．懸點(diǎn)A固定不動(dòng)，將懸點(diǎn)B從圖6所示位置逐漸移到C點(diǎn)的過程中，OA繩和OB繩中的拉力變化情況為()圖6A．OA繩中的拉力始終不變B．OA繩中的拉力逐漸增大C．OB繩中的拉力逐漸減小D．OB繩中的拉力先減小后增大答案D解析如圖所示，在支架上選取三個(gè)點(diǎn)B1、B2、B3，當(dāng)懸點(diǎn)B分別移動(dòng)到B1、B2、B3各點(diǎn)時(shí)，OA、OB中的拉力分別為TA1、TA2、TA3和TB1、TB2、TB3，從圖中可以直觀地看出，TA逐漸變小，且方向不變；而TB先變小后變大，且方向不斷改變；當(dāng)TB與TA垂直時(shí)，TB最?。蔇正確．7.置于水平地面上的物體受到水平作用力F處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖7所示．保持作用力F大小不變，將其沿逆時(shí)針方向緩緩轉(zhuǎn)過180°，物體始終保持靜止，則在此過程中物體對(duì)地面的正壓力N和地面給物體的摩擦力f的變化是()圖7A．N先變小后變大，f不變B．N不變，f先變小后變大C．N、f都是先變大后變小D．N、f都是先變小后變大答案D解析力F與水平方向的夾角θ先增大后減?。椒较蛏希現(xiàn)cosθ－f＝0，f＝Fcosθ；豎直方向上，N＋Fsinθ－mg＝0，N＝mg－Fsinθ.故隨θ變化，f、N都是先變小后變大．8．如圖8所示，左側(cè)是傾角為60°的斜面，右側(cè)是eq\f(1,4)圓弧面的物體固定在水平地面上，圓弧面底端的切線水平，一根兩端分別系有質(zhì)量為m1、m2小球的輕繩跨過其頂點(diǎn)上的小滑輪．當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí)，連接m2小球的輕繩與水平線的夾角為60°，不計(jì)一切摩擦，兩小球可視為質(zhì)點(diǎn)．兩小球的質(zhì)量之比m1∶m2等于()圖8A.1∶1B.2∶3C.3∶2D.3∶4答案B解析設(shè)輕繩的張力為F，圓弧面對(duì)m2的彈力為FN，由對(duì)稱性可知，F(xiàn)N＝F，由于m1、m2均靜止，由平衡條件可得：F＝m1gsin60°，F(xiàn)cos30°＋FNcos30°＝m2g.聯(lián)立解得eq\f(m1,m2)＝eq\f(2,3)，B正確．9.如圖9所示，質(zhì)量為m的物體在恒力F作用下沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則物體受到的摩擦力的大小為()圖9A．Fsinθ B．FcosθC．μ(Fsinθ＋mg) D．μ(mg－Fsinθ)答案BC解析先對(duì)物體進(jìn)行受力分析，如圖所示，然后把力F進(jìn)行正交分解，F(xiàn)產(chǎn)生兩個(gè)效果：使物體水平向前F1＝Fcosθ，同時(shí)使物體壓緊水平地面F2＝Fsinθ.由力的平衡可得F1＝f，F(xiàn)2＋G＝N，又滑動(dòng)摩擦力f＝μN(yùn)，則f＝Fcosθ＝μ(Fsinθ＋mg)，故選B、C.10.如圖10所示，物體P靜止于固定的斜面上，P的上表面水平，現(xiàn)把物體Q輕輕地疊放在P上，則()圖10A．P向下滑動(dòng)B．P靜止不動(dòng)C．P所受的合外力增大D．P與斜面間的靜摩擦力增大答案BD解析物體P靜止于斜面上，則mgsinθ≤μmgcosθ，把物體Q輕輕地疊放在P上時(shí)，P、Q整體質(zhì)量增加，相對(duì)斜面仍然滿足m′gsinθ≤μm′gcosθ，故P靜止不動(dòng)，所受的合外力為零，A、C錯(cuò)誤，B正確；P所受的合外力為零，P與斜面間的靜摩擦力增大為m′gsinθ，D正確，故正確答案為B、D.11.如圖8所示，重力為G的物體A在大小為F的水平向左的恒力作用下靜止在傾角為α的固定光滑斜面上．下列關(guān)于斜面對(duì)物體的支持力N大小的表達(dá)式，正確的是()圖11A．N＝eq\r(G2＋F2)B．N＝GcosαC．N＝Gsinα＋FcosαD．N＝eq\f(F,sinα)答案AD解析對(duì)物體A受力分析，受推力F、重力G、支持力N，如圖甲由圖可得：N＝eq\r(F2＋G2)，故A正確；由圖知：tanα＝eq\f(F,G)，sinα＝eq\f(F,N)所以：F＝Gtanα，N＝eq\f(F,sinα)＝eq\f(G,cosα)，故B錯(cuò)誤，D正確．若采用正交分解法，如圖乙所示則N＝Gcosα＋Fsinα，故C錯(cuò)誤．12．斜面放置在水平地面上始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體在沿斜面向上的拉力作用下正沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻撤去拉力F，那么物體在撤去拉力后的瞬間與撤去拉力前相比較，以下說法正確的是()圖12A．斜面對(duì)地面的靜摩擦力一定不變B．斜面對(duì)地面的靜摩擦力一定減小C．斜面對(duì)地面的壓力一定增大了D．斜面對(duì)地面的壓力一定不變答案AD二、計(jì)算題(本題共4小題，共52分．要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)13．(10分)如圖13所示，質(zhì)量M＝2eq\r(3)kg的木塊套在水平桿上，并用輕繩與質(zhì)量m＝eq\r(3)kg的小球相連．今用跟水平方向成α＝30°角的力F＝10eq\r(3)N拉著球帶動(dòng)木塊一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中M、m相對(duì)位置保持不變，取g＝10m/s2，求木塊與水平桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.圖13答案eq\f(\r(3),5)解析以木塊和小球組成的整體為研究對(duì)象，分析受力情況，如圖．由平衡條件得Fcos30°＝fN＋Fsin30°＝(M＋m)g又f＝μN(yùn)得到μ＝eq\f(Fcos30°,M＋mg－Fsin30°)代入數(shù)據(jù)解得μ＝eq\f(\r(3),5).14．(13分)如圖14所示，輕桿BC的C點(diǎn)用光滑鉸鏈與墻壁固定，桿的B點(diǎn)通過水平細(xì)繩AB使桿與豎直墻壁保持30°的夾角．若在B點(diǎn)懸掛一個(gè)定滑輪(不計(jì)重力)，某人用它勻速地提起重物．已知重物的質(zhì)量m＝30kg，人的質(zhì)量M＝50kg，g取10m/s2.試求：圖14(1)此時(shí)地面對(duì)人的支持力的大??；(2)輕桿BC和繩AB所受力的大?。鸢?1)200N(2)400eq\r(3)N200eq\r(3)N解析(1)對(duì)人進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡條件有：N＝Mg－mg＝200N(2)滑輪對(duì)結(jié)點(diǎn)B的拉力為：T＝2mg＝600N以結(jié)點(diǎn)B為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，如圖，根據(jù)共點(diǎn)力平衡得：FAB＝Ttan30°＝200eq\r(3)NFBC＝eq\f(T,cos30°)＝400eq\r(3)N.15．(14分)如圖15所示，在水平粗糙橫桿上，有一質(zhì)量為m的小圓環(huán)A，用一細(xì)線懸吊一個(gè)質(zhì)量為m的球B.現(xiàn)用一水平拉力緩慢地拉起球B，使細(xì)線與豎直方向成37°角，此時(shí)環(huán)A仍保持靜止．已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：圖15(1)此時(shí)水平拉力F的大小；(2)環(huán)對(duì)橫桿的壓力及環(huán)受到的摩擦力．答案(1)eq\f(3,4)mg(2)2mg，方向豎直向下eq\f(3,4)mg，方向水平向左解析(1)取球B為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，由球B受力平衡得：Tsin37°＝F ①Tcos37°＝mg ②聯(lián)立①②解得F＝eq\f(3,4)mg.(2)取A、B組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象N＝2mg ④f＝F ⑤由牛頓第三定律知，環(huán)對(duì)橫桿的壓力大小為2mg，方向豎直向下由⑤知環(huán)受到的摩擦力大小為eq\f(3,4)mg，方向水平向左．16．(15分)如圖16所示，某人用輕繩牽住一只質(zhì)量m＝0.6kg的氫氣球，因受水平風(fēng)力的作用，系氫氣球的輕繩與水平方向成37°角．已知空氣對(duì)氣球的浮力為15N，人的質(zhì)量M＝50kg，且人受的浮力忽略不計(jì)．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)圖16(1)求水平風(fēng)力的大?。?2)求人對(duì)地面的壓力大??；(3)若水平風(fēng)力增強(qiáng)，人對(duì)地面的壓力如何變化？并說明理由．答案(1)12N(2)491N(3)見解析解析(1)