物理必修1第四章 牛顿运动定律1 牛顿第一定律课时作业

这是一份物理必修1第四章 牛顿运动定律1 牛顿第一定律课时作业，共9页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，计算题等内容，欢迎下载使用。
第六单元 共点力的平衡


(时间：90分钟，满分：100分)


一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)


1．如图所示，球A在斜面上，被竖直挡板挡住而处于静止状态，关于球A所受的弹力，以下说法正确的是( )





A．球A仅受一个弹力作用，弹力的方向垂直斜面向上


B．球A受两个弹力作用，一个水平向左，一个垂直斜面向下


C．球A受两个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上


D．球A受三个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上，一个竖直向下


2.如图所示，物体A、B靠着竖直墙面叠放在一起，其中质量mA>mB，让它们由静止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，若用FN、Ff分别表示弹力和摩擦力，物体B的受力示意图应该为( )





3．在如图所示四个图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连接．下列说法正确的是( )





A．图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、乙


B．图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的只有甲、丙


C．图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丙


D．图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的只有丙


4.如图所示，用一根长1 m的轻质细绳将一个质量为1 kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为10 N，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g 取10 m/s2)( )





A.eq \f(\r(3),2) m B.eq \f(\r(2),2) m


C.eq \f(1,2) m D.eq \f(\r(3),4) m


5.如图所示，滑轮的质量不计，滑轮轴O安在一根轻木杆B上，一根轻绳AC绕过滑轮，A端固定在墙上，且绳保持水平，C端下面挂一个重为G的物体，BO与竖直方向夹角θ＝45°，系统保持平衡．若保持滑轮的位置不变，改变θ的大小，则滑轮受到木杆的弹力大小变化情况是( )


A．在θ角变小时，弹力变小 B．在θ角变大时，弹力变小


C．不论θ角变大或变小，弹力都变大D．不论θ角变大或变小，弹力都不变


6.甲、乙两人用绳bO和aO通过装在Q楼和P楼楼顶的定滑轮，将质量为m的物块由O点沿Oa直线缓慢地向上提升，如图所示，∠aOb为锐角．则在物块由O点沿Oa直线缓慢上升过程中，以下判断正确的是( )


A．aO绳和bO绳中的弹力逐渐减小


B．aO绳和bO绳中的弹力逐渐增大


C．aO绳中的弹力一直增大，bO绳中的弹力先减小后增大


D．aO绳中的弹力先减小后增大，bO绳中的弹力一直增大


7．如图，用相同的弹簧秤将同一个重物 m，分别按甲、乙、丙三种方式悬挂起来，读数分别是F1、F2、F3、F4，已知θ＝30°，则有( )





A．F4最大 B．F3＝F2


C．F2最大 D．F1比其他各读数都小


二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意)


8.如图，重量为G的物体A在大小为F的水平向左恒力作用下，静止在倾角为α的光滑斜面上．下列关于物体对斜面压力FN大小的表达式，正确的是( )


A．FN＝eq \r(G2＋F2) B．FN＝eq \f(G,cs α)


C．FN＝Gsin α＋Fcs α D．FN＝eq \f(F,sin α)


9.如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P与斜放其上的固定挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此刻所受到的外力个数有可能为( )


A．2个 B．3个


C．4个 D．5个


10.A、B、C是三个相同的圆柱体，如图所示，放在水平面上，它们均处于静止状态，则( )


A．A、B、C所受的合力一定相等


B．如果圆柱体光滑，它们仍能保持平衡状态


C．B、C所受合外力大于A所受的合外力


D．B、C对A的作用力的合力一定竖直向上


11.如图，小球A重力大小为G，上端被竖直轻线悬挂于O点，下端与桌面接触，设线对小球的拉力为T，桌面对小球的支持力为FN，关于小球A静止时，G、T、FN大小关系可能正确的是( )


A．T＝0，FN＝G B．T＝G，FN＝0


C．T＋FN＝G D．T－FN＝G


12.质量为m的物体，放在质量为M的斜面体上，斜面体放在粗糙的水平地面上，m和M均处于静止状态，如图所示．当物体m上施加一个水平力F，且F由零逐渐增大到Fm的过程中，m和M仍保持相对静止，在此过程中，下列判断正确的是( )


A．斜面体对m的支持力逐渐增大


B．物体m受到的摩擦力逐渐增大


C．地面受到的压力逐渐增大


D．地面对斜面体的静摩擦力由零逐渐增大到Fm


三、计算题(本题共4小题，共42分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)


13.(10分)滑板运动是一项非常刺激的水上运动，研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力FN垂直于板面，大小为 kv2，其中 v为滑板速率(水可视为静止)．某次运动中，在水平牵引力的作用下，当滑板和水面的夹角θ＝37°时(如图所示)，滑板做匀速直线运动，相应的k＝54 kg/m，人和滑板的总质量为108 kg，试求(重力加速度 g取10 m/s2，sin 37°＝eq \f(3,5)，忽略空气阻力)：


(1)水平牵引力F的大小；


(2)滑板的速率．




















14.(10分)如图所示，A、B两球完全相同，质量均为m，用两根等长的细线悬挂在O点，两球之间连着一根劲度系数为k的轻弹簧，两球静止时，轻弹簧位于水平方向且与A、B两球心连线共线，两根细线之间的夹角为θ，求：


(1)细线中拉力的大小；


(2)弹簧的压缩量．




















15.(10分)如图所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ.质量为 m的光滑球B放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力的大小．

















16.(12分)如图甲所示，将一条轻而柔软的细绳一端拴在天花板上的A点，另一端拴在竖直墙上的B点，A和B到O点的距离相等，绳的长度是OA的两倍．如图乙所示为一质量可忽略的动滑轮K，动滑轮下端悬挂一质量为m的重物．一切摩擦均可忽略．


(1)现将动滑轮和重物一起挂到细绳上，在达到平衡时，绳所受的拉力是多大？


(2)保持A点固定不动，将B点逐渐上移至O点，绳子的拉力如何变化？


(3)保持A点固定不动，将B点逐渐上移至C点，绳子的拉力如何变化？




















参考答案与解析


1．[导学号27630081] 解析：选C.由于小球对挡板和斜面接触挤压，挡板和斜面都产生弹性形变，它们对小球产生弹力，而且弹力的方向垂直于接触面，所以挡板对小球的弹力方向水平向右，斜面对小球的弹力方向垂直于斜面向上．故选C.


2．[导学号27630082] 解析：选A.B物体没有受到墙面的压力，所以B物体不受摩擦力的作用，A、B物体在下落过程中，不相互挤压，所以B物体没有受到A物体的弹力作用，只受到自身重力的作用，选项A正确．


3．[导学号27630083] 解析：选D.如果杆端受拉力作用，则可用等长的绳代替，若杆端受到沿杆的压力作用，则杆不可用等长的轻绳代替，如题图中甲、丙、丁中的AB杆受拉力作用，而甲、乙、丁中的BC杆均受沿杆的压力作用，故选项D正确，选项A、B、C错误．


4．[导学号27630084] 解析：





选A.一个大小、方向都确定的力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大．题中当绳子拉力达到F＝10 N的时候，绳子间的张角最大，即两个挂钉间的距离最大．如图所示，绳子与竖直方向的夹角为θ，绳子长为L0＝1 m，则有 mg＝2Fcs θ，两个挂钉的间距L＝2eq \f(L0,2)·sin θ，解得L＝eq \f(\r(3),2) m，A项正确．


5．[导学号27630085] 解析：选D.滑轮受到木杆的弹力大小始终等于水平及竖直两段绳对它的合力．由于两绳垂直，张力大小均为物体的重力G，故滑轮受到木杆的弹力大小始终为 eq \r(2)G，故选D.


6.[导学号27630086] 解析：选C.由图可知，FN2先减小后增大，FN1一直增大，故选C.





7．[导学号27630087] 解析：选C.由平衡条件可知：F2cs θ＝mg，2F3cs θ＝mg，


F4＝mg，F1＝mgtan θ，因此可知选项 ABD错误，正确选项为C.


8．[导学号27630088] 解析：选ABD.对A进行受力分析如图所示，由平衡条件得





FN＝eq \r(G2＋F2)


FN＝eq \f(G,cs α)


FN＝eq \f(F,sin α)


选项ABD正确．


9．[导学号27630089] 解析：选AC.MN与P接触时有两种情况，若接触时无弹力，此时P受重力和弹簧的支持力，A项正确；若接触时有弹力，则P平衡时必然还受到沿斜面向下的静摩擦力，此时P应受四个力作用，故C项正确．


10．[导学号27630090] 解析：选AD.由于A、B、C三个圆柱体都处于静止状态，根据平衡条件可知，A、B、C三个圆柱体受到的合外力均为零，选项A正确，选项C错误；如果圆柱体光滑，对于B、C两圆柱体分别受到各自竖直向下的重力，地面施加的竖直向上的支持力以及A对其施加的沿两轴心连线方向的弹力，弹力方向斜向下，其受力如图所示，那么，B、C两圆柱体在水平方向不能保持平衡，选项B错误；对于圆柱体A，根据平衡条件，B、C对A的作用力的合力一定与重力平衡，方向竖直向上，选项D正确．


11．[导学号27630091] 解析：选ABC.小球处于平衡状态，可得平衡方程为T＋FN＝G.故选ABC.


12．[导学号27630092] 解析：选AD.以m为研究对象，开始一段时间内受力如图甲所示，FN1＝mgcs α＋Fsin α，随着F增大，FN1增大，选项A正确；Ff＝mgsin α－Fcs α，随着F增大，Ff减小，当Ff减小到零后反向，则Ff＝Fcs α－mgsin α，随着F增大，Ff也增大，选项B错误；以整体为研究对象受力如图乙所示，FN＝(M＋m)g不变，FfM＝F，选项C错误，D正确．





13.[导学号27630093] 解析：(1)以滑板和运动员为研究对象，其受力示意图如图所示，因为滑板做匀速直线运动，所以FN与F的合力与重力是一对平衡力，所以有





F合＝mg(2分)


由几何知识得：FN·cs θ＝mg(1分)


FN·sin θ＝F(1分)


联立解得F＝810 N．(2分)


(2)FN＝mg/cs θ(2分)


FN＝kv2(1分)


得v＝ eq \r(\f(mg,kcs θ))＝5 m/s.(1分)


答案：(1)810 N (2)5 m/s


14.[导学号27630094]


解析：(1)将A的重力沿水平方向和细线的方向进行分解，可得细线中拉力的大小为：


T＝G1＝eq \f(mg,cs\f(θ,2)).(4分)





(2)弹簧的弹力


F＝G2＝kΔx＝mgtaneq \f(θ,2)(4分)


所以弹簧的压缩量


Δx＝eq \f(mgtan\f(θ,2),k).(2分)


答案：(1)eq \f(mg,cs\f(θ,2)) (2)eq \f(mgtan\f(θ,2),k)


15．[导学号27630095] 解析：选取A和B整体为研究对象，它受到重力(M＋m)g，地面支持力FN，墙壁的弹力F和地面的摩擦力Ff的作用，如图甲所示，处于平衡状态．根据平衡条件有：


FN－(M＋m)g＝0①(2分)


F＝Ff②(1分)


由①解得FN＝(M＋m)g(1分)


再以B为研究对象，它受到重力 mg，三棱柱对它的支持力 FAB，墙壁对它的弹力F的作用，如图乙所示，处于平衡状态．根据平衡条件有：


竖直方向上：FABcs θ＝mg③(2分)


水平方向上：FABsin θ＝F④(2分)


由③④解得F＝mgtan θ(1分)


所以Ff＝F＝mgtan θ.(1分)


答案：(M＋m)g mgtan θ


16．[导学号27630096] 解析：(1)画出动滑轮和物体达到平衡时的受力图，如图所示．由于滑轮是挂到绳上，AB仍为一条绳，因此绳各处的张力大小相等．





根据共点力的平衡条件F合＝0知，


Tcs α×2＝mg，得T＝eq \f(mg,2cs α).(2分)


将AD延长，与OB的延长线交于E，因为α＝β，则DE＝DB，绳长l＝AD＋DB＝AD＋DE＝AE，在直角三角形AOE中，2AO＝AE，则α＝30°，(1分)


T＝eq \f(mg,2cs 30°)＝eq \f(mg,\r(3))＝eq \f(\r(3),3)mg，(2分)


即绳子的拉力大小为eq \f(\r(3),3)mg.(1分)


(2)保持A点固定不动，将B点逐渐上移至O点，两绳与竖直方向的夹角不变，所以列竖直方向上的平衡方程，解得绳子拉力不变．(3分)


(3)保持A点固定不动，将B点逐渐上移至C点，解法同上，只是绳子与竖直方向的夹角变大，所以由T＝eq \f(mg,2cs α)得，绳子拉力变大．(3分)


答案：见解析


题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案