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高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 共点力的平衡练习
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这是一份高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 共点力的平衡练习,共12页。试卷主要包含了单选题,多选题,计算题,实验题等内容,欢迎下载使用。
第四章 第3节 共点力的平衡 同步课时训练学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(共32分)1、(4分)如图所示,甲、乙两人分别乘坐两种电动扶梯,此时两电梯均匀速向上运转,则( )A.甲受到三个力的作用 B.甲对扶梯有摩擦力的作用C.乙受到三个力的作用 D.乙对扶梯作用力的方向垂直扶梯向上2、(4分)如图所示,一条不可伸长的轻绳一端固定于悬点O,另一端连接着一个质量为m的小球。在水平力F的作用下,小球处于静止状态,轻绳与竖直方向的夹角为θ,已知重力加速度为g,则下列说法正确的是( )A.绳的拉力大小为 B.绳的拉力大小为C.水平力F大小为 D.水平力F大小为3、(4分)如图所示,轻绳的两端分别系在圆环A和小球B上,圆环A套在粗糙的水平直杆上.现用水平力F拉着绳子上的一点O,使小球B从图中实线位置缓慢上升到虚线位置,但圆环A始终保持在原位置不动.在这一过程中,环对杆的摩擦力为和环对杆的压力的变化情况是( )A.不变,不变 B.不变,减小C.增大,减小 D.增大,不变4、(4分)如图所示,上表面为四分之一光滑圆弧的物体A静止在粗糙的水平地面上,一小物块B从圆弧底端受到水平外力F的作用缓慢沿圆弧向上移动一小段距离,在此过程中,A始终处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.水平外力F保持不变 B.地面对A的摩擦力逐渐增大C.A对B的支持力逐渐减小 D.地面对A的支持力逐渐减小5、(4分)如图所示,为竖直墙面上等高的两点,为长度相等的两根轻绳,在同一水平面内,初始时,为一根轻杆,可绕C点无摩擦转动,C点在中点D的正下方,在O点处悬挂一个质量为m的物体,整个系统处于平衡状态,现将绳的A端缓缓向D端移动,O点位置保持不动,系统仍然保持平衡,则( )A.绳的拉力逐渐增大 B.绳的拉力逐渐增大C.杆受到的压力逐渐增大 D.绳的拉力的合力逐渐增大6、(4分)某同学参加“筷子夹玻璃珠”游戏。如图所示,夹起玻璃珠后,左侧筷子与竖直方向的夹角θ为锐角,右侧筷子竖直,且两筷子始终在同一竖直平面内。保持玻璃珠静止,忽略筷子与玻璃珠间的摩擦力。下列说法正确的是( )
A.两侧筷子对玻璃珠的合力比重力大B.两侧筷子对玻璃珠的合力比重力小C.左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大D.右侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大7、(4分)如图所示,用一个质量不计的网兜把足球挂在光滑竖直墙壁上的A点,足球与墙壁的接触点为B。若只增大悬绳的长度,足球始终保持静止状态,关于悬绳对球的拉力F和墙壁对球的支持力,下列说法正确的是( )
A.F和都增大 B.F增大,减小 C.F减小,增大 D.F和的合力不变8、(4分)如图所示,将一质量为m的木块静置在半球体上,半球体与木块均处于静止状态,已知木块与半球体间的动摩擦因数为μ,木块与球心的连线和水平地面的夹角,则下列说法正确的是( )
A.地面对半球体的摩擦力方向水平向右 B.木块对半球体的压力大小为C.地面对半球体的摩擦力方向水平向左 D.木块所受摩擦力的大小为二、多选题(共24分)9、(6分)如图所示,质量为m的物体在恒力F的作用下静止于倾角为的光滑斜面上,则恒力F的大小可能为( )A. B. C. D.10、(6分)工程师研究出一种可以用于人形机器人的合成肌肉,可模仿人体肌肉做出推、拉、弯曲和扭曲等动作。如图所示,连接质量为m的物体的足够长细绳一端固定于墙壁,另一端连接重物,用合成肌肉做成的“手臂”的d端固定一滑轮,c端固定于墙壁,细绳绕过滑轮,c和e类似于人手臂的关节,由“手臂”合成肌肉控制。设与竖直墙壁夹角为θ,不计滑轮与细绳的摩擦,下列说法正确的是( )A.若保持θ不变,增大长度,细绳部分拉力大小不变B.若保持,增大长度,细绳对滑轮的力始终沿方向C.若保持等于,增大长度,细绳对滑轮的力始终沿方向D.若θ从90°逐渐变为零,长度不变,且保持,则细绳对滑轮的力先增大后减小11、(6分)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆上的两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,衣架挂于绳上处于静止状态。下列说法正确的有( )
A.将绳的右端缓慢上移到,绳子拉力变大 B.将绳的右端缓慢上移到,绳子拉力不变C.将杆N缓慢向左移一些,绳子拉力变小 D.将杆N缓慢向左移一些,绳子拉力变大12、(6分)如图所示,物体用轻质细绳和轻质弹簧连接后跨过定滑轮,A静止在倾角为θ的斜面上,B被悬挂着,已知,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角θ由30°增大到60°,物体始终保持静止,下列说法正确的是( )
A.弹簧的伸长量增大B.物体A受到的斜面的作用力不变C.若使物体A始终保持静止,则物体A与斜面间的动摩擦因数应满足D.滑轮受到的绳的作用力增大三、计算题(共28分)13(本题 14 分)某同学设计了一个测量风速大小的装置,用一根细线拴着一个小球,细线上端固定,如图所示。当风速的方向水平向右时,小球静止,该同学测得此时细线与竖直方向的夹角为,已知小球的质量,风对小球的作用力大小,其中k为比例系数,,v为风速大小,。忽略细线质量、空气浮力和风对细线的作用力,已知,。(1)求此时细线对小球的拉力的大小;(2)求此时风速v的大小。14(本题 14 分)小孩在小区斜坡上玩滚玩具,可以简化为质量的滑块以的初速度沿倾角的斜面上滑,经滑行到最高点,然后滑块返回到出发点。如图所示,已知取,求滑块:(1)最大位移x的大小;(2)与斜面间的动摩擦因数;(3)从最高点返回到出发点时的速度大小。四、实验题(共16分)15、(16分)某同学采用如图甲所示的竖直实验装置图,来探究共点力的平衡条件.其中,弹簧测力计固定于点,下端用细线悬挂一个重物,用一端固定于细线上点的弹簧测力计水平向左拉细线,使结点静止于图中位置则:(1)下列实验操作中,属于必要的实验操作是( )A.手拉弹簧测力计的方向可以与板面不平行B.弹簧测力计使用前需要调零C.用弹簧测力计测量出重物的重力D.改变弹簧测力计拉力的大小,进行多次实验,每次都要使结点静止在同一位置(2)在实验中,弹簧测力计的示数为,弹簧测力计的示数如图乙所示,在图丙的坐标纸上,已画出了两个分力的方向.请选用合适的标度,作出两个分力的合力,并用刻度尺测出两个分力的合力大小约为_____.然后,将分力的合力与重物的重力进行比较,多次实验即可得出共点力的平衡条件.
参考答案1、答案:C解析:AB.题图甲中,人处于匀速直线运动状态,受力平衡,受到重力和支持力,不受摩擦力,重力,支持力,故AB错误;C.题图乙中,人处于匀速直线运动状态,受力平衡,受到重力G、斜面的支持力以及沿斜面向上的摩擦力三个力作用,故C正确;D.扶梯对人有支持力和摩擦力,如图所示根据共点力作用下的平衡可知,支持力和摩擦力的合力与重力等大反向,故扶梯对人的作用力竖直向上,则人对扶梯的作用力竖直向下,故D错误。故选C。2、答案:C解析:以小球为研究对象进行受力分析,如图所示根据平衡条件可得:绳的拉力大小为水平力F大小为故C正确,ABD错误。故选C。3、答案:D解析:4、答案:B解析:对小物块B进行受力分析,它受到支持力N、水平外力F与重力,如图所示,设物块B所在处切线与水平方向夹角为θ,因它处于平衡状态,水平外力,物体A对小物块B的支持力;在物块B缓慢沿圆弧向上移动一小段距离的过程中,θ增大,则水平外力F增大,故选项A错误;整体水平方向受力平衡,可得地面对物体A的摩擦力,所以地面对物体A的摩擦力逐渐增大,故选项B正确;物块B缓慢沿圆弧向上移动一小段距离的过程中,θ增大,减小,物体A对小物块B的支持力逐渐增大,故选项C错误;把看成一个整体,根据其在竖直方向受力平衡可得地面对物体A的支持力不变,故选项D错误。
5、答案:A解析:当A点逐渐靠近D点时,将绳和绳的拉力合成如图所示可知绳的拉力逐渐增大,绳的拉力逐渐减小,选项A正确,选项B错误;设绳和绳拉力的合力为F,以O点为研究对象,O点受到绳的拉力、杆的支持力和绳与绳拉力的合力F,如图所示,当重力不变、杆与竖直方向的夹角不变时,杆的支持力不变,绳与绳拉力的合力F也不变,仍沿方向,选项C、D错误。6、答案:C解析:对玻璃珠受力分析如图
受到重力G、左侧筷子对玻璃珠的弹力、右侧筷子对玻璃珠的弹力,在三个力的作用下处于平衡状态。
根据力的平衡条件可知,两侧筷子对玻璃珠的合力与重力等大反向,故A、B错误;
根据力的平衡条件,竖直方向有
水平方向有
联立得
由于θ小于90°,则一定有
而不一定大于G,故C正确,D错误。7、答案:D解析:对小球受力分析,由平衡条件得悬绳对球的拉力F满足,墙壁对球的支持力满足,所以当增大悬绳的长度时,夹角θ减小,则由几何关系知增大,减小,所以F和都减小,选项A、B、C错误;因为足球始终保持静止状态,所以合力始终为零,选项D正确。8、答案:B解析:将木块与半球体看作一个整体,这个整体只受到重力和地面给他们的支持力,选项A、C错误;对木块受力分析,并沿木块与半球体的切线方向建立坐标轴进行正交分解有,选项B正确,选项D错误。9、答案:ABC解析:B.根据题意,对物体受力分析,若斜面对物块的支持力为零,物块保持静止,则物体受竖直向上的恒力,大小等于物体的重力,即,故B正确;ACD.根据题意,对物体受力分析,若斜面对物块的支持力不为零,受重力、支持力和恒力F,物体保持静止,根据共点力平衡的特点可知,恒力F与重力和支持力的合力大小相等,方向相反,即恒力F的方向在与之间,如图所示设恒力F与斜面的夹角为α,由平衡条件有可得又由几何关系可知可知,当时,F有最小值,则恒力则恒力的大小可能是、,不可能是,故D错误,AC正确。故选ABC。10、答案:ACD解析:根据平衡条件可知绳的张力大小等于物体的重力,即绳中张力大小不变,选项A正确;保持,增大长度,绳中张力大小不变,细绳对滑轮的力沿的角平分线,选项B错误;保持等于,,即为的角平分线,绳中张力不变,方向沿着,选项C正确;长度不变,d点的轨迹如图虚线所示,为一段圆弧当d的位置满足与圆弧相切时,最小,此时细绳对滑轮的力最大,因此θ从90°逐渐变为零,细绳对滑轮的力先增大后减小,选项D正确。11、答案:BC解析:如图所示
绳子上张力各处相等,故挂钩两端绳子与竖直方向夹角是相等的,假设绳子的长度为x,两根杆的水平距离为L,则,绳的右端缓慢上移到,绳子的长度不变,两杆之间的距离不变,则θ角不变,两个绳子的合力竖直向上,大小等于衣架和衣服的总重力,由于夹角不变,所以绳子的拉力不变,故A错误,B正确;将杆N缓慢向左移一些,根据,即L变小,绳长不变,所以θ角增大,,绳子的拉力变小,故C正确,D错误。12、答案:CD解析:初始时刻对受力分析,如图所示
对B列平衡方程可得,斜面倾角θ由30°增大到60°的过程中,始终保持静止,故弹簧弹力不变,弹簧伸长量不变,选项A错误;斜面对A的作用力与A的重力和绳子的拉力的合力平衡,因为绳子拉力与重力大小不变,但是夹角改变,故拉力与重力的合力发生改变,所以斜面对A的作用力发生改变,选项B错误;斜面倾角为30°时,因为A重力沿斜面向下的分力,所以绳子拉力等于A重力沿斜面向下的分力,初始时刻摩擦力为零,斜面倾角θ由30°增大到60°的过程中,重力沿斜面向下的分力逐渐变大,但是拉力不变,故摩擦力逐渐增大,最大静摩擦力减小,当夹角为60°时需满足摩擦力小于等于最大静摩擦力,列方程可得与斜面的最大静摩擦力为,若保持A静止,需满足,联立可得,选项C正确;作用在滑轮上的两段绳子拉力大小不变,夹角逐渐减小,故两绳合力变大,即滑轮受到的绳的作用力增大,选项D正确。
13、(1)答案:50N解析:小球的受力分析如图根据平衡条件可得,细线对小球的拉力为(2)答案:15m/s解析:由平衡条件可得,风力大小为根据代入数据解得14、(1)答案:4 m解析:滑块向上做匀减速直线运动,根据匀变速直线运动推论有,代入数据解得;(2)答案:0.25解析:滑块向上做匀减速直线运动,根据加速度定义得加速度大小,上滑过程,得;(3)答案:解析:下滑过程,由运动学公式得。15、答案:(1)BC(2)如图所示2.50(2.30~2.70)解析:
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