《 備考指南 物理 》課件-第2章 能力課

第二章能力課知識鞏固練習1．(2021屆長沙名校模擬)小明想推動家里的衣櫥，但使出了很大的力氣也沒推動，于是他便想了個妙招，如圖所示，用A、B兩塊木板，搭成一個底角較小的人字形架，然后往中央一站，衣櫥居然被推動了！下列說法正確的是()A．這是不可能的，因為小明根本沒有用力去推衣櫥B．這是不可能的，因為無論如何小明的力氣也沒那么大C．這是有可能的，A板對衣櫥的推力有可能大于小明的重力D．這是有可能的，但A板對衣櫥的推力不可能大于小明的重力【答案】C【解析】一開始小明是推不動衣櫥的，說明小明的推力小于最大靜摩擦力．站在人字形架時，重力產生兩個效果，分別通過木板向左右兩側推墻壁和衣櫥，如圖所示．小明的重力可以分解成沿A、B兩個方向運動的力，由于底角較小，因此A、B方向的力會很大．A對衣櫥的力可以分解成水平方向和豎直方向的力，而水平方向的力會遠大于小明的重力，可能大于最大靜摩擦力．故C正確．2．(2021年陽泉三模)如圖，兩個質量都為m的球A、B用輕繩連接，A球套在水平細桿上(球孔比桿的直徑略大)，對B球施加水平風力作用，結果A球與B球相對靜止一起向右做勻速運動，此時細繩與豎直方向的夾角為θ.已知重力加速度為g，則()A．對B球的水平風力大小等于mgsinθB．桿對A球的支持力大小等于mgC．輕繩的拉力大小等于eq\f(mg,cosθ)D．桿與A球間的動摩擦因數(shù)等于tanθ【答案】C【解析】對球B受力分析，受重力mg、水平風力F和拉力T，如圖甲，根據平衡條件得水平風力F＝mgtanθ，繩對B球的拉力T＝eq\f(mg,cosθ)，A錯誤，C正確；把環(huán)和球當作一個整體，對其受力分析，受重力(mA＋mB)g、支持力N、恒力F和向左的摩擦力f，如圖乙，根據共點力平衡條件可得桿對A環(huán)的支持力大小N＝(mA＋mB)g＝2mg，B錯誤；因為A球與B球一起向右做勻速運動，所以f＝F，則A環(huán)與水平細桿間的動摩擦因數(shù)為μ＝eq\f(f,N)＝eq\f(mgtanθ,2mg)＝eq\f(tanθ,2)，D錯誤． 甲 乙3．重物A放在傾斜的皮帶傳送機上，它和皮帶一直相對靜止沒有打滑，如圖所示，傳送帶工作時，關于重物受到的靜摩擦力的大小，下列說法正確的是()A．重物靜止時受到的靜摩擦力一定小于它斜向上勻速運動時受到的靜摩擦力B．重物斜向上加速運動時，加速度越大，摩擦力一定越大C．重物斜向下加速運動時，加速度越大，摩擦力一定越大D．重物斜向上勻速運動時，速度越大，摩擦力一定越大【答案】B【解析】重物靜止時受到的靜摩擦力與斜向上勻速運動時受到的靜摩擦力均等于重力的分力，故大小相等，A錯誤；重物向上做加速運動時，摩擦力與重力向下的分力的合力提供加速度，所以f＝ma＋mgsinθ，故加速度越大，靜摩擦力一定越大，B正確；重物向下加速時，若加速度小于gsinθ，則f＝mgsinθ－ma，加速度越大，摩擦力越小，C錯誤；物體向上勻速運動時，受到的摩擦力一定等于物體重力向下的分力，與運動的速度無關，D錯誤．4．(多選)(2021年南陽質檢)如圖所示，一小球在斜面上處于靜止狀態(tài)，不考慮一切摩擦，如果把豎直擋板由豎直位置緩慢繞O點轉至水平位置，則此過程中球對擋板的壓力F1和球對斜面的壓力F2的變化情況是()A．F1先增大后減小 B．F1先減小后增大C．F2一直減小 D．F2一直增大【答案】BC【解析】以球為研究對象，分析受力情況，小球受到重力G、斜面的支持力F2和擋板的支持力F1，由平衡條件得知，F(xiàn)1和F2的合力與G大小相等、方向相反，作出三個位置力的合成圖如圖，由圖看出，F(xiàn)1先減小后增大，F(xiàn)2逐漸減小，當F1和F2垂直時，F(xiàn)1最小，故B、C正確，A、D錯誤．5．(2021年南昌檢測)如圖所示，與水平面夾角為30°的固定斜面上有一質量m＝1.0kg的物體．細繩的一端與物體相連，另一端經不計摩擦的定滑輪與固定的彈簧測力計相連(細繩與彈簧測力計的軸線重合)．物體靜止在斜面上，彈簧測力計的示數(shù)為9.8N．關于物體受力的判斷，下列說法正確的是()A．斜面對物體的摩擦力大小為9.8NB．斜面對物體的摩擦力大小為4.9N，方向沿斜面向下C．斜面對物體的支持力大小為4.9eq\r(3)N，方向豎直向上D．斜面對物體的支持力大小為4.9N，方向垂直斜面向上【答案】B【解析】假設物體受到斜面的摩擦力f沿斜面向上，對物體，由平衡條件有F＋f－mgsin30°＝0，N－mgcos30°＝0，解得f＝－4.9N，N＝eq\f(49\r(3),10)N，則f方向沿斜面向下，N方向垂直斜面向上，故B正確．6．(2021年岳陽一中二模)如圖所示，質量為1kg的物體A靜止放在傾角為θ＝37°的斜面上，A與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.8，用一細繩將小桶B通過定滑輪與物體A相連，在不斷向小桶B中加沙子的過程中，A、B與斜面始終處于靜止狀態(tài)，已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則下列說法正確的是()A．地面對斜面的支持力不斷增大B．斜面對物體A的作用力不斷減小C．斜面對物體A的摩擦力不斷增大D．當小桶B和沙子的總質量達到1kg時，地面對斜面的摩擦力大小為8N【答案】D【解析】對B分析，由平衡條件可知，繩子拉力F逐漸增大，把A與斜面看成一個整體，在豎直方向有Fsinθ＋N地＝(M＋mA)g，則地面對斜面的支持力不斷減小，A錯誤．當F較小時，摩擦力沿斜面向上，由平衡條件可得mAgsinθ＝f＋F，則F增大時，摩擦力逐漸減??；當F較大時，摩擦力沿斜面向下，由平衡條件可得mAgsinθ＋f＝F，則F增大時，摩擦力逐漸增大，C錯誤．對A分析，斜面對物體A的作用力大小等于斜面對A的支持力與斜面對A的摩擦力的合力，由于斜面對A的支持力保持不變，但是摩擦力先減小后增大，則斜面對物體A的作用力可能先減小后增大，B錯誤．把A與斜面看成一個整體，在水平方向有f地＝Fcosθ，則當小桶B和沙子的總質量達到1kg時，地面對斜面的摩擦力大小為f地＝mBgcos37°＝1×10×0.8N＝8N，D正確．7．如圖，在水平板的左端有一固定擋板，擋板上連接一輕質彈簧．緊貼彈簧放一質量為m的滑塊，此時彈簧處于自然長度．已知滑塊與板的動摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),3)，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．現(xiàn)將板的右端緩慢抬起(板與水平面的夾角為θ)，直到板豎直，此過程中彈簧彈力的大小F隨夾角θ的變化關系可能是()【答案】C【解析】設板與水平面的夾角為α時，滑塊相對于板剛要滑動，則由mgsinα＝μmgcosα得tanα＝eq\f(\r(3),3)，α＝eq\f(π,6).則θ在0～eq\f(π,6)范圍內，彈簧處于原長，彈力F＝0.當板與水平面的夾角大于α時，滑塊相對板緩慢滑動，由平衡條件得F＝mgsinθ－μmgcosθ＝mgeq\r(1＋μ2)sin(θ＋β)，其中tanβ＝－μ，說明F與θ有正弦形式的關系．當θ＝eq\f(π,2)時，F(xiàn)＝mg.故C正確．綜合提升練習8．(2021年株洲模擬)如圖為汽車內常備的兩種類型的“千斤頂”：甲是菱形，乙是“y”形，搖動手柄，使螺旋桿轉動，A、B間距離發(fā)生改變，從而實現(xiàn)重物的升降．若物重均為G，螺旋桿保持水平，AB與BC之間的夾角都為θ，不計桿件自重，則甲、乙兩千斤頂螺旋桿的拉力大小之比為()A．1∶1 B．1∶2C．2∶1 D．2∶3【答案】A【解析】根據題意，對“y”形千斤頂B點受力分析如圖甲，由平衡條件得F＝Gcotθ，對菱形千斤頂C點受到的壓力G分解沿兩臂的兩個分力F1，根據對稱性可知，兩臂受到的壓力大小相等，由2F1sinθ＝G,對菱形千斤頂B點受力分析如圖乙，由平衡條件得F′＝2F1cosθ，聯(lián)立解得F′＝Gcotθ，則甲、乙兩千斤頂螺旋桿的拉力大小之比為1∶1.A正確．9．(2021年唐山二模)斜劈是生活中常用的一種小工具，它可以增加物體的穩(wěn)定性．如圖，將斜劈墊在光滑小球的下端，可以使小球靜止在光滑豎直墻壁和斜劈之間．若小球的質量為m，斜劈尖端的角度為θ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．下列說法中正確的是()A．小球受到墻壁的彈力大小為eq\f(1,2)mgB．斜劈對小球的支持力為2mgC．斜劈與地面間的動摩擦因數(shù)可能為eq\f(tanθ,2)D．增大小球的質量，斜劈不可能向右滑動【答案】C【解析】隔離小球，對小球受力分析如圖甲所示，由平衡條件可得，小球受到墻壁的彈力大小為N1＝mgtanθ，斜劈對小球的支持力為N2＝eq\f(mg,cosθ)，A、B錯誤；對整體受力分析如圖乙所示，由平衡條件可得，斜劈與地面間的摩擦力為f＝N1＝mgtanθ，當M＝m時，斜劈與地面間的動摩擦因數(shù)可能為μ＝eq\f(f,N)＝eq\f(mgtanθ,M＋mg)＝eq\f(tanθ,2)，C正確；增大小球的質量，當N1＝mgtanθ>fm＝μ(M＋m)g，則斜劈向右滑動，D錯誤． 甲 乙10．(多選)(2021年郴州名校質檢)如圖所示，水平地面粗糙，A、B兩同學站在地上水平推墻．圖甲中A向前推B，B向前推墻；圖乙中A、B同時向前推墻．每人用力的大小都為F，方向水平．則下列說法正確的是()A．甲方式中墻受到的推力為2FB．乙方式中墻受到的推力為2FC．甲方式中兩位同學受到的地面摩擦力大小都為FD．乙方式中兩位同學受到的地面摩擦力大小都為F【答案】BD【解析】甲方式中，先對A同學做受力分析，水平方向受B對A的向后的彈力和地面對A的向前的靜摩擦力，豎直方向受重力和支持力．再對B同學做受力分析，受A對B的彈力和墻壁對B的彈力．根據平衡條件得到，墻壁對B的彈力等于A對B的彈力，等于F，B所受的摩擦力為0，故A、C錯誤．乙方式中，A、B兩同學在水平方向上受墻壁的彈力和地面的靜摩擦力平衡，知地面對兩同學的摩擦力都為F，此時墻受到的推力為2F，故B、D正確．11．兩個相同的小球A和B，質量均為m，用長度相同的兩根細線把A、B兩球懸掛在水平天花板上的同一點O，并用長度相同的細線連接A、B兩小球，然后，將一水平方向的力F作用在小球A上，此時三根細線均處于直線狀態(tài)，且OB細線恰好處于豎直方向，如圖所示．如果不考慮小球的大