《備考指南 物理 》課件-第2章 第1講

第二章第1講知識鞏固練習(xí)1．(2019年揚州模擬)如圖所示的裝置中，小球的質(zhì)量均相同，彈簧和細(xì)線的質(zhì)量均不計，一切摩擦忽略不計，平衡時各彈簧的彈力分別為F1、F2、F3，其大小關(guān)系是()A．F1＝F2＝F3 B．F1＝F2＜F3C．F1＝F3＞F2 D．F3＞F1＞F2【答案】A【解析】第一幅圖：以下面小球為研究對象，由平衡條件可知，彈簧的彈力等于小球的重力G；第二幅圖：以小球為研究對象，由平衡條件可知，彈簧的彈力等于小球的重力G；第三幅圖：以任意一個小球為研究對象，由平衡條件可知，彈簧的彈力等于小球的重力G.所以平衡時各彈簧的彈力大小相等，即有F1＝F2＝F3.故選A．2．(2018年江蘇模擬)某人騎自行車沿平直坡道向下滑行，其車把上掛有一只水壺，若滑行過程中懸繩始終豎直，如圖所示，不計空氣阻力，則下列說法錯誤的是()A．自行車一定做勻速運動B．壺內(nèi)水面一定水平C．水壺及水整體的重心一定在懸繩正下方D．壺身中軸一定與坡道垂直【答案】D【解析】對水壺進(jìn)行受力分析，受重力和繩子拉力，若水壺存在加速度，則加速度方向一定沿斜面方向，滑行過程中懸繩始終豎直，所以自行車一定做勻速運動，選項A正確；由于水壺水平方向不受力，水平方向做勻速直線運動，因此壺內(nèi)水面一定水平，選項B正確；水壺受到共點力作用，重力和繩子拉力在同一直線上，則水壺及水整體的重心一定在懸繩正下方，選項C正確；由于不知道水壺的具體運動情況，則壺身中軸不一定與坡道垂直，選項D錯誤．3．(2019年寧波聯(lián)考)如圖所示，A、B兩個物塊的重力分別是GA＝3N，GB＝4N，彈簧的重力不計，整個裝置沿豎直方向處于靜止?fàn)顟B(tài)，這時彈簧的彈力F＝2N，則天花板受到的拉力和地板受到的壓力，有可能是()A．3N和4N B．5N和6NC．1N和2N D．5N和2N【答案】D【解析】當(dāng)彈簧由于被壓縮而產(chǎn)生2N的彈力時，由受力平衡及牛頓第三定律知，天花板受到的拉力為1N，地板受到的壓力為6N；當(dāng)彈簧由于被拉伸而產(chǎn)生2N的彈力時，可得天花板受到的拉力為5N，地板受到的壓力為2N，D正確．4．(2018年花溪名校模擬)物塊A、B放在光滑水平面上并用輕質(zhì)彈簧測力計相連，如圖所示．今對物塊A、B分別施以方向相反的水平力F1、F2，且F1大于F2，則彈簧測力計的示數(shù)()A．一定等于F1＋F2 B．一定大于F2小于F1C．一定等于F1－F2 D．條件不足，無法確定【答案】B【解析】兩個物體一起向左做勻加速直線運動，對兩個物體整體運用牛頓第二定律，有F1－F2＝(M＋m)a，再對物體A做受力分析，運用牛頓第二定律，得到F1－F＝Ma，解得F＝eq\f(mF1＋MF2,M＋m)，由于F1大于F2，故F一定大于F2小于F1，故選B．5．(多選)(2019年泰州模擬)某緩沖裝置可抽象成如圖所示的簡單模型．其中k1、k2為原長相等，勁度系數(shù)不同的輕質(zhì)彈簧．下列表述正確的是()A．緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)無關(guān)B．墊片向右移動時，兩彈簧產(chǎn)生的彈力大小相等C．墊片向右移動時，兩彈簧的長度保持相等D．墊片向右移動時，兩彈簧的形變量不相同【答案】BD【解析】勁度系數(shù)不同，在相同的壓力下形變效果不同，故緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，故A錯誤；墊片向右移動時，兩個彈簧的長度減小，而兩彈簧是串聯(lián)關(guān)系，故產(chǎn)生的彈力大小始終相等，故B正確；墊片向右移動時，根據(jù)胡克定律公式F＝kx，勁度系數(shù)不同，故形變量不同，故C錯誤，D正確．6．(2018年寧城一模)如圖所示，在粗糙水平面上放置A、B、C、D四個小物塊，各小物塊之間由四根完全相同的輕橡皮繩相互連接，正好組成一個菱形，物塊ABC的夾角α為60°，整個系統(tǒng)保持靜止?fàn)顟B(tài)．已知D物塊所受的摩擦力大小為F，則A物塊所受的摩擦力大小為()A．eq\f(\r(3),3)F B．FC．eq\f(\r(3),2)F D．2F【答案】A【解析】已知D物塊所受的摩擦力大小為F，設(shè)每根彈簧的彈力為T，則有2Tcos30°＝F，對A有2Tcos60°＝F′，解得F′＝eq\f(\r(3),3)F.故A正確，B、C、D錯誤．7．(2019年大慶模擬)如圖所示，一小物體重G＝100N，用細(xì)線AC、BC和豎直的輕彈簧吊起，處于平衡狀態(tài)．彈簧原長L0＝1.5cm，勁度系數(shù)k＝8000N/m，細(xì)線AC長s＝4cm，α＝30°，β＝60°，求細(xì)線AC對小物體拉力的大小．【答案】30N【解析】根據(jù)題中給定條件可知，彈簧現(xiàn)在長度為CD＝L＝AC·sinα＝2cm，說明彈簧處于伸長狀態(tài)，彈力F0＝kx＝k(L－L0)＝40N.對物體進(jìn)行受力分析，并建立坐標(biāo)系如圖所示，根據(jù)平衡條件有：F2cosβ－F1cosα＝0，F(xiàn)0＋F2sinβ＋F1sinα－G＝0，聯(lián)立解得F1＝30N.即細(xì)線AC對小物體拉力的大小是30N.綜合提升練習(xí)8．(2018年石家莊名校期末)如圖甲所示，水平面上質(zhì)量相等的兩木塊A、B用一輕彈簧相連接，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)用一豎直向上的力F拉動木塊，使木塊向上做勻加速直線運動，如圖乙所示．研究從力F剛作用在木塊A的瞬間到木塊B剛離開地面的瞬間這一過程，并且選定該過程中木塊A的起點位置為坐標(biāo)原點，則下圖中可以表示力F和木塊A的位移x之間關(guān)系的是()ABCD【答案】A【解析】設(shè)原來系統(tǒng)靜止時彈簧的壓縮長度為x0，當(dāng)木塊A的位移為x時，彈簧的壓縮長度為(x0－x)，彈簧的彈力大小為k(x0－x)，根據(jù)牛頓第二定律得F＋k(x0－x)－mg＝ma，即F＝kx－kx0＋ma＋mg，又kx0＝mg，則得F＝kx＋ma.可見F與x是線性關(guān)系，當(dāng)x＝0時，kx＋ma＞0.故A正確，B、C、D錯誤．9．(2019年臨沂名校期末)如圖所示，位于粗糙斜面上的物體P，由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連．已知物體P和Q以及P與斜面之間的動摩擦因數(shù)都是μ，斜面的傾角為θ，物體P的質(zhì)量為m，物體Q的質(zhì)量為2m，滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計，若用一沿斜面向下的力F拉P，使其勻速下滑．試求：(1)連接兩物體的輕繩的拉力FT的大??；(2)拉力F的大小．【答案】(1)2mg(sinθ＋μcosθ)(2)mgsinθ＋7μmgcosθ【解析】(1)隔離Q做受力分析如圖甲所示．由平衡條件得FT＝2mgsinθ＋Ff1，F(xiàn)N1＝2mgcosθ，又Ff1＝μFN1，解得FT＝2mg(sinθ＋μcosθ)．(2)隔離P做受力分析如圖乙所示，由平衡條件，得F＋mgsinθ－F′f1－Ff2－FT＝0，F(xiàn)N2＝mgcosθ＋F′N1＝3mgcosθ，又Ff2＝μFN2，聯(lián)立以上各式得F＝FT＋F′f1＋Ff2－mgsinθ＝mgsinθ＋7μmgcosθ.10．(2019年貴州模擬)如圖所示為高鐵供電線路兩電線桿之間電線覆冰后的情形，假設(shè)電線質(zhì)量分布均勻，兩電線桿正中間O處的張力為F，電線與電線桿結(jié)點A處的切線與豎直方向的夾角為θ.問：結(jié)點A處作用于電線的拉力大小FA為多少？兩電線桿間覆冰電線的質(zhì)量為多大？【答案】eq\f(F,sinθ)eq\f(2Fcotθ,g)【解析】解法一：合成法．如圖甲所示，作出兩電線桿間左半部分覆冰電線的受力圖．由“共面不平行的三個力平衡，則這三個力必為共點力”可知，這三個力為共點力．由三力平衡時，任意兩力的合力應(yīng)與第三個力平衡，故F與eq\f(1,2)mg的合力應(yīng)與FA平衡，設(shè)該合力與eq\f(1,2)mg的夾角為θ，由平行四邊形定則作出F與eq\f(1,2)mg的合力，解直角三角形得FA＝eq\f(F,sinθ)，eq\f(1,2)mg＝Fcotθ，解出m＝eq\f(2Fcotθ,g).解法二：效果分解法．如圖乙所示，作出兩電線桿間左半部分覆冰電線的受力圖．將重力沿F與FA的反方向分解，由力的平衡有F＝G1，F(xiàn)A＝G2.解直角三角形得G2＝eq\f(G1,sinθ)，eq\f(1,2)mg＝G1cotθ，聯(lián)立解出FA＝eq\f(F,sinθ)，m＝eq\f(2Fcotθ,g).解法三：正交分解法．如圖丙所示，作出兩電線桿間左半部分覆冰電線的受力圖．將拉力FA沿水平方向與豎直方向分解，由力的平衡