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《受力分析 共点力的平衡》定时跟踪检测 新人教版 Word版含解析

发布时间:2013-11-10 13:42:21  

受力分析 共点力的平衡

(时间:45分钟 满分:100分)

一、选择题(每小题7分,共70分)

1.如图所示,重80 N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上,有一根原长为10 cm,劲度系数为1000 N/m的弹簧,其一端固定在斜面底端,另一端放置物体A后,弹簧长度缩短为8 cm,现用一测力计沿斜面向上拉物体,若滑块与斜面间最大静摩擦力为25 N,当弹簧的长度仍为8 cm时,测力计读数可能为(

)

A.10 N

C.40 N

B.20 N D.60 N

2.如图所示,将两相同的六边形木块a、b置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,b的右端用橡皮筋与墙壁相连.开始时a、b均静止,弹簧处于压缩状态,橡皮筋有拉力.现将橡皮筋剪断,则剪断瞬间( )

A.a所受的摩擦力大小不变

C.b所受摩擦力为零 B.a所受的摩擦力方向向右 D.b所受摩擦力方向向左

3.如图所示,物块A放在倾斜的木板上,木板的倾角α为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相等,则物块和木板间的动摩擦因数为( )

A.1/2 C.3/2 2/2 5/2

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4.一质量为M的探空气球在匀速下降,若气球所受浮力F始终保持不变,气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关,重力加速度为g.现欲使该气球以同样速率匀速上升,则需从气球吊篮中减少的质量为( )

A.2(M)

C.2M-

Fg2FB.M- gFgD.0

5.如图所示,带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上,在盒子内放有光滑球B,B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触.若使斜劈A在斜面体C上静止不动,则P、Q对球B无压力.以下说法正确的是( )

A.若C的斜面光滑,斜劈A由静止释放,则P点对球B有压力

B.若C的斜面光滑,斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行,则P、Q对球B均无压力

C.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面匀速下滑,则P、Q对球B均无压力

D.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面加速下滑,则Q点对球B有压力

6.如图所示,一质量为M、倾角为θ的斜面体放在水平地面上,质量为m的小木块(可视为质点)放在斜面上,现一平行于斜面的、大小恒定的拉力F作用于小木块,拉力在斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中,斜面体和小木块始终保持静止状态.下列说法中正确的是( )

AF+mgsinθ

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22

B.小木块受到斜面的最大静摩擦力为F+mgsinθ

C.斜面体受到地面的最大静摩擦力为F

D.斜面体受到地面的最大静摩擦力为Fcosθ

7.如图所示,竖直杆OB顶端有光滑轻质滑轮,轻质杆OA自重不计,可绕O点自由转动,OA=OB.当绳缓慢放下,使∠AOB由0°逐渐增大到180°的过程中(不包括0°和180°)下列说法正确的是( )

A.绳上的拉力先逐渐增大后逐渐减小

B.杆上的压力先逐渐减小后逐渐增大

C.绳上的拉力越来越大,但不超过2G

D.杆上的压力大小始终等于G

8.在上海世博会最佳实践区,江苏城市案例馆中穹形门窗充满了浓郁的地域风情和人文特色.如图所示,在竖直放置的穹形光滑支架上,一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点,另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高).则绳中拉力大小变化的情况是( )

A.先变小后变大

C.先变大后不变 B.先变小后不变 D.先变大后变小

9.倾角为θ=37°的斜面与水平面保持静止,斜面上有一重为G的物体A,物体A与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5.现给A施以一水平力F,如图所示.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等(sin37°=0.6,cos37°=0.8),如果物体A能在斜面上静止,水平推力F与G的比值可能是( )

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A.3

C.1

B.2 D.0.5

10.如图所示,将两个质量均为m的小球a、b用细线相连并悬挂于O点,用力F拉小球a使整个装置处于平衡状态,且悬线Oa与竖直方向的夹角为θ=60°,则力F的大小可能为

( ) A.3mg

C.3 2B.mg D.3 3

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二、非选择题(共30分)

11.(14分)如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲、乙均处于静止状态.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan37°=0.75,g取10 m/s2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求:

(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大?

(2)物体乙受到的摩擦力是多大?方向如何?

(3)若物体乙的质量m2=4 kg,物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,则欲使物体乙在水平面上不滑动,物体甲的质量m1最大不能超过多少?

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12.(16分)如图所示是一种研究劈的作用的装置,托盘A固定在细杆上,细杆放在固定的圆孔中,下端有滚轮,细杆只能在竖直方向上移动,在与托盘连接的滚轮正下面的底座上也固定一个滚轮,轻质劈放在两滚轮之间,劈背的宽度为a,侧面的长度为l,劈尖上固定的细线通过滑轮悬挂质量为m的砝码,调整托盘上所放砝码的质量M,可以使劈在任何位置时都

3不发生移动.忽略一切摩擦和劈、托盘、细杆与滚轮的重力,若a=l,试求M是m的多少倍?

5

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答案

1、解析:设物体与斜面的静摩擦力沿斜面向上,由平衡条件得:F+Ff+kx=mgsin30°.可得:F+Ff=20 N,F由0逐渐增大.Ff逐渐减小,当Ff=0时,F=20 N;故A、B均可能;当Ff沿斜面向下时,F+kx=Ff+mgsin30°.有:F=Ff+20 N,随F增大,Ff也逐渐增大,直到Ff=25 N,此时F=45 N,当F>45 N,滑块就沿斜面滑动,故测力计的读数不可能为60 N.

答案:ABC

2、解析:剪断前,a、b受力情况如下图所示,两物体均受力平衡.

橡皮筋剪断瞬间,弹簧上的弹力不能突变,所以a的受力不变,a所受的摩擦力大小不变,方向水平向右,选项AB正确;橡皮筋剪断瞬间,拉力f皮突然消失,但弹簧水平向右的弹力不变,b所受摩擦力方向仍然向左,大小突然减小,所以选项C错误,D正确.

答案:ABD

3、解析:物块在木板上两次所受摩擦力的大小相等,说明当倾角为30°时是静摩擦力;在倾角为45°时是滑动摩擦力.所以有mgsin30°=μmgcos45°,解得:μ=2/2.故B正确.

答案:B

4、解析:设气球所受阻力为f,上升时质量为M′.下降和上升时受力情况如图所示,由平衡条件可知:下降时F+f=Mg,上升时F=f+M′g两式联立得,需从气球中减少的质量为

FM-M′=2(M,故A项正确.

g

答案:A

5、解析:若C的斜面光滑,无论A由静止释放还是沿斜面向上滑行,通过对A、B整体受力分析可知,整体具有沿斜面向下的加速度,B球所受合力应沿斜面向下,故Q点对球B有压力,A、B项错;若C的斜面粗糙,斜劈A匀速下滑时,整体所受合力为零,故P、Q不可能对球B有压力,C项正确;若C的斜面粗糙,斜劈A加速下滑时,A、B整体具有沿斜面向下的加速度,故球B所受合力也应沿斜面向下,故Q点一定对球B有压力,D项正确.

答案:CD

6、解析:由于小木块始终保持静止,因此在斜面上,小木块沿斜面方向受到的拉力、静

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摩擦力及重力沿斜面向下的分力三者平衡,因此当F沿斜面向下时静摩擦力最大,为F+mgsinθ,对小木块和斜面体两者的整体分析,当F水平时,斜面体受到地面的静摩擦力最大为F.

答案:BC

7、解析:可先作出A结点处受力分析图如图所示,由于A结点静止,故有杆支持力N和绳拉力T的合力G′和G大小相等而平衡,这时必△OAB~△ANG′.由于OA、OB长度始终和物重G相等,而绳的拉力T是越来越大,又由于AB始终小于2OB,所以绳的拉力T也始终小于2G,故本题正确的答案是C、D.

答案:CD

8、解析:由于轻绳中各处的张力相等,若两悬挂点之间的水平距离为d,绳长为l,如

dl2-d2

图所示,则sinα=cosα=.由平衡条件可得,2Fcosα=G,所以绳中的拉力F=ll

Gld的增大,拉力增大;当两悬挂点水平距离d不变后,拉222l-d

力也不变,所以C正确.

答案:C

9、解析:设物体刚好不下滑时F=F1,则:[

F1·cosθ+μFN=G·sinθ,FN=F1·sinθ+G·cosθ.

得:F1sin37°-0.5×cos37°0.22= Gcos37°+0.5×sin37°1.111

设物体刚好不上滑时F=F2,则:

F2·cosθ=μFN+G·sinθ,FN=F2·sinθ+G·cosθ,

得:F2sin37°+0.5×cos37°12F==2,即B、C、D正确. Gcos37°-0.5×sin37°0.511G

答案:BCD

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10、解析:将a、b看作一个整体分析,如图所示,由力的平衡条件可知,当F力方向与细线垂直时最小,为F1=2mgsinθ;当F力竖直向上,与总重力平衡时最大,为F2=2mg.因此,F力的大小范围为2mgsinθ≤F≤2mg,A项正确

答案:A

二、非选择题

11、

m1g5解析:(1)TOA1g cosθ4

TOB=m1gtanθm1g

3(2)Ff=TOB=1g 方向水平向左 4

(3)fm=μm2g=0.3×40 N=12 N

3当TOB=m1g=fm=12 N时, 434

m1=1.6 kg,即物体甲的质量m1最大不能超过1.6 kg.

533答案:1g m1g (2)1g 方向水平向左 444

(3)1.6 kg[

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12、解:分析托盘和劈的受力,如图甲、乙所示.托盘受向下的重力F3=Mg,劈对滚轮的支持力F1,圆孔的约束力F2.劈受两个滚轮的作用力F4、F5,细线的拉力F6=mg

.

l2-a对托盘有:F4

3=Mg=F1cosα,则Mg=l4

对劈有:F6=mg=2Fa

4sinα,则mg=lF4

因为F1与F4是作用力与反作用力,所以F1=F4

l2-a由上三式得:M=4

am,代入数据得:M=1.5m.

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