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1、第二章 第三單元 受力分析 共點(diǎn)力的平衡
[課時(shí)作業(yè)]
命 題 設(shè) 計(jì)
難度
題號(hào)
目標(biāo)
較易
中等
稍難
單一目標(biāo)
受力分析
1、5
平衡問(wèn)題
2、3、4、6、7
8、9、10、11
綜合
目標(biāo)
綜合應(yīng)用
12
一、選擇題(本大題共10個(gè)小題,共70分,每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確,全部選對(duì)的得7分,選對(duì)但不全的得4分,有選錯(cuò)的得0分)
1.如圖1所示,豎直放置的輕彈簧一端固定
在地面上,另一端與斜面體P連接,P的
斜面與固定擋板MN接觸且處于靜止?fàn)顟B(tài),
則斜面體P此刻所受的外力個(gè)數(shù)有可能為 ( )
2、圖1
A.2個(gè) B.3個(gè)
C.4個(gè) D.5個(gè)
解析:若斜面體P受到的彈簧彈力F等于
其重力mg,則MN對(duì)P沒(méi)有力的作用,如
圖(a)所示,P受到2個(gè)力,A對(duì);若彈簧彈
力大于P的重力,則MN對(duì)P有壓力FN,
只有壓力FN則P不能平衡,一定存在向右
的力,只能是MN對(duì)P的摩擦力Ff,因此P此時(shí)受到4個(gè)力,如圖(b)所示,C對(duì).
答案:AC
2.(2020·天津高考)物塊靜止在固定的斜面上,分別按如圖2所示的方向?qū)ξ飰K施加大小相等的力F,A中F垂直于斜面向上,B中F垂直于斜面向下,C中F豎直向上,D中F豎直向下,施力后物塊仍然靜
3、止,則物塊所受的靜摩擦力增大的是 ( )
圖2
解析:物體在重力和F的合力沿斜面向下分力的作用下將受到沿斜面向上的靜摩擦力,故知,豎直向下的力F會(huì)使其所受到的靜摩擦力增大,D正確.
答案:D
3.如圖3所示,一傾角為45°的斜面固定于
豎直墻上,為使一光滑的鐵球靜止,需加
一水平力F,且F過(guò)球心,下列說(shuō)法正確
的是 ( )
A.球一定受墻的彈力且水平向左 圖3
B.球可能受墻的彈力且水平向左
C.球一定受斜面的彈力且垂直斜面向上
D.球可能受斜面的彈力且垂直斜面向
4、上
解析:對(duì)球受力分析,可以確定的力是水平力F和重力mg,根據(jù)平衡條件,斜面對(duì)球一定有彈力的作用,墻對(duì)球可能有彈力,也可能沒(méi)有彈力.
答案:BC
4.(2020·海南高考) 如圖4所示,質(zhì)量為M
的楔形物塊靜止在水平地面上,其斜面的
傾角為θ.斜面上有一質(zhì)量為m的小物塊,
小物塊與斜面之間存在摩擦.用恒力F沿 圖4
斜面向上拉小物塊,使之勻速上滑.在小物塊運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,楔形物塊始終保持靜止.地面對(duì)楔形物塊的支持力為 ( )
A.(M+m)g
5、 B.(M+m)g-F
C.(M+m)g+Fsinθ D.(M+m)g-Fsinθ
解析: 楔形物塊靜止,小物塊勻速上滑,
二者都處于平衡狀態(tài),取二者整體為研究
對(duì)象,由受力分析得FN+Fsinθ=(M+m)g,
所以FN=(M+m)g-Fsinθ,故選項(xiàng)D正確.
答案:D
5.如圖5所示,A、B兩物體緊靠著放在粗糙
水平面上,A、B間接觸面光滑.在水平推
力F作用下兩物體一起加速運(yùn)動(dòng),物體A
恰好不離開(kāi)地面,則物體A的受力個(gè)數(shù)為 ( ) 圖5
A.3 B.4
C.5
6、 D.6
解析:A恰好不離開(kāi)地面,即A與地面無(wú)作用力,故A受重力、F和B對(duì)A的作用力,共三個(gè)力,正確選項(xiàng)為A.
答案:A
6. (2020·山東高考)如圖6所示,光滑半球
形容器固定在水平面上,O為球心.一
質(zhì)量為m的小滑塊,在水平力F的作用
下靜止于P點(diǎn).設(shè)滑塊所受支持力為FN, 圖6
OP與水平方向的夾角為θ.下列關(guān)系正確的是 ( )
A.F= B.F=mgtanθ
C.FN= D.FN=mgtanθ
解析:滑塊受力如圖,由平衡條件知:
=co
7、tθ?F=mgcotθ=,
FN= .
答案:A
7.(2020·日照模擬) 如圖7所示,A、B兩球
用勁度系數(shù)為k1的輕彈簧相連,B球用長(zhǎng)
為L(zhǎng)的細(xì)線懸于O點(diǎn),A球固定在O點(diǎn)正
下方,且O、A間的距離恰為L(zhǎng),此時(shí)繩子
所受的拉力為F1,現(xiàn)把A、B間的彈簧換成 圖7
勁度系數(shù)為k2的輕彈簧,仍使系統(tǒng)平衡,此時(shí)繩子所受的拉力為F2,則F1與F2的大小關(guān)系為 ( )
A.F1<F2
B.F1>F2
C.F1=F2
D.因k1、k2大小關(guān)
8、系未知,故無(wú)法確定
解析:對(duì)B球受力分析如圖所示,
則由相似三角形特點(diǎn)知:
==
所以F1=F2=mg.
答案:C
8.如圖8所示,A是一質(zhì)量為M的盒子,
B的質(zhì)量為,A、B用細(xì)繩相連,跨過(guò)
光滑的定滑輪,A置于傾角θ=30°的斜
面上,B懸于斜面之外而處于靜止?fàn)顟B(tài). 圖8
現(xiàn)在向A中緩慢加入沙子,整個(gè)系統(tǒng)始終保持靜止,則在加入沙子的過(guò)程中 ( )
A.繩子拉力逐漸減小
B.A對(duì)斜面的壓力逐漸增大
C.A所受的摩擦力逐漸增大
D.A所受的合力不變
解析:以B為研究對(duì)象,由二力平衡條件可知,繩子的拉力FT始終等于B的重力的大小,即FT=M
9、g,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.
以A為研究對(duì)象,未加沙子前,繩子拉力FT與A的重力沿斜面方向的分力平衡,A與斜面間沒(méi)有摩擦力的作用;加入沙子后,相當(dāng)于A的重力增加,A對(duì)斜面的壓力增大,為了平衡加入沙子的重力沿斜面方向的分力,A將受到沿斜面向上的靜摩擦力,且隨著沙子的加入而逐漸增大,所以選項(xiàng)B、C正確.因?yàn)锳一直處于靜止?fàn)顟B(tài),所受的合力為零,保持不變,選項(xiàng)D正確.
答案:BCD
9.如圖9所示,固定在水平面上的斜面傾角
為θ,長(zhǎng)方體木塊A的質(zhì)量為M,其PQ
面上釘著一枚小釘子,質(zhì)量為m的小球B
通過(guò)一細(xì)線與小釘子相連接,細(xì)線與斜面 圖9
垂直,木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ
10、,以下說(shuō)法正確的是 ( )
A.若木塊勻速下滑,則小球?qū)δ緣K的壓力為零
B.若木塊勻速下滑,則小球?qū)δ緣K的壓力為mgsinθ
C.若木塊勻加速下滑,則小球?qū)δ緣K的壓力為零
D.若木塊勻加速下滑,則小球?qū)δ緣K的壓力為μmgcosθ
解析:當(dāng)木塊勻速下滑時(shí),對(duì)小球受力分析可求得小球?qū)δ緣K的壓力為mgsinθ,B正確;當(dāng)木塊勻加速下滑時(shí),將小球和木塊看做一個(gè)整體,根據(jù)牛頓第二定律可得a=gsinθ-μgcosθ,選小球?yàn)檠芯繉?duì)象,可求得小球?qū)δ緣K的壓力為μmgcosθ,D正確.
答案:BD
10. 如圖10所示,一個(gè)半球形的碗放在桌面上,
碗口水平,O點(diǎn)為其球
11、心,碗的內(nèi)表面及
碗口是光滑的.一根細(xì)線跨在碗口上,線
的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球,
當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí),質(zhì)量為m1的小球 圖10
與O點(diǎn)的連線與水平線的夾角為α=60°,則兩小球的質(zhì)量比為 ( )
A. B. C. D.
解析:質(zhì)量為m1的小球受重力m1g、繩拉力
F2=m2g和支持力F1的作用而平衡.如圖所示,
由平衡條件得,F(xiàn)1=F2,2F2cos30°=m1g,得=.故選項(xiàng)A正確.
答案:A
二、非選擇題(本大題共2個(gè)小題,共30分,解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必
12、要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)
11.(15分) 在傾角α=37°的斜面上,一條
質(zhì)量不計(jì)的皮帶一端固定在斜面上端,另
一端繞過(guò)一質(zhì)量m=3 kg、中間有一圈凹槽
的圓柱體,并用與斜面夾角β=37°的力F拉
住,使整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖11所示. 圖11
不計(jì)一切摩擦,求拉力F和斜面對(duì)圓柱體的彈力FN的大?。?g=10 m/s2 ,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
某同學(xué)分析過(guò)程如下:
將拉力F沿斜面和垂直于斜面方向進(jìn)行分解.
沿斜面方向:Fcosβ=mgsinα
垂直于斜面方向:Fsinβ+FN=mgcosα
13、
問(wèn):你認(rèn)為上述分析過(guò)程正確嗎?若正確,按照這種分析方法求出F及FN的大??;
若不正確,指明錯(cuò)誤之處并求出認(rèn)為正確的結(jié)果.
解析:不正確,該同學(xué)沒(méi)想到平行于斜面的皮帶對(duì)圓柱體也有力的作用.
沿斜面方向:Fcosβ+F=mgsinα
垂直于斜面方向:Fsinβ+FN=mgcosα
得:F= mg=×30 N=10 N
FN=mgcosα-Fsinβ=30×0.8 N-10×0.6 N=18 N.
答案:不正確 沒(méi)想到平行于斜面的皮帶對(duì)圓柱體也有力的作用 10 N 18 N
12.(15分)(2020·廣州模擬)鴕鳥(niǎo)是當(dāng)今世界上最大的鳥(niǎo),有人說(shuō),如果鴕鳥(niǎo)能長(zhǎng)出一副與身材大小成比例的
14、翅膀,就能飛起來(lái).生物學(xué)研究的結(jié)論指出:鳥(niǎo)的質(zhì)量與鳥(niǎo)的體長(zhǎng)立方成正比.鳥(niǎo)扇動(dòng)翅膀,獲得向上的升力的大小可以表示為F=cSv2,式中S是翅膀展開(kāi)后的面積,v為鳥(niǎo)的運(yùn)動(dòng)速度,c是比例常數(shù).我們不妨以燕子和鴕鳥(niǎo)為例,假設(shè)鴕鳥(niǎo)能長(zhǎng)出和燕子同樣比例的大翅膀,已知燕子的最小飛行速度是5.5 m/s,鴕鳥(niǎo)的最大奔跑速度為22 m/s,又測(cè)得鴕鳥(niǎo)的體長(zhǎng)是燕子的25倍,試分析鴕鳥(niǎo)能飛起來(lái)嗎?
解析:燕子以最小速度飛行時(shí),
m1g=cS1v12.
而鴕鳥(niǎo)展翅以最大速度奔跑時(shí),獲得的升力為:
F2=cS2v22
又=252,=4
可得F2=10000 m1g
而鴕鳥(niǎo)重力m2g=253m1g
故F2<m2g,鴕鳥(niǎo)不能飛起來(lái).
答案:鴕鳥(niǎo)不能飛起來(lái)