2022年高三物理一輪復(fù)習(xí) (對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練+通關(guān)訓(xùn)練)專(zhuān)題2 力與物體的平衡
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1、2022年高三物理一輪復(fù)習(xí) (對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練+通關(guān)訓(xùn)練)專(zhuān)題2 力與物體的平衡 考點(diǎn)1 重力,彈力 1.下列關(guān)于物體重力的說(shuō)法中不正確的是( A ) A.地球上的物體只有運(yùn)動(dòng)時(shí)才受到重力 B.同一物體在某處向上拋出后和向下拋出后所受重力一樣大 C.某物體在同一位置時(shí),所受重力與靜止還是運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān),重力大小是相同的 D.物體所受重力大小與其質(zhì)量有關(guān) 2.臺(tái)球以速度v0與球桌邊框成θ角撞擊O點(diǎn),反彈后速度為v1,方向與球桌邊框夾角仍為θ,如圖所示.OB垂直于桌邊,則下列關(guān)于桌邊對(duì)小球的彈力方向的判斷中正確的是( B ) A.可能沿OA方向 B.一定沿OB方向 C.可能沿OC
2、方向 D.可能沿OD方向 3.一個(gè)質(zhì)量可以不計(jì)的彈簧,其彈力F的大小與長(zhǎng)度l的關(guān)系如圖中的直線a、b所示,這根彈簧的勁度系數(shù)為( C ) A.1250N/m B.625N/m C.2500N/m D.833N/m 4.如圖所示,輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為k,小球重G,平衡時(shí)小球在A處.今用力F壓小球至B處,使彈簧縮短x,則此時(shí)彈簧的彈力為( B ) A.kx B.kx+G C.G-kx D.以上都不對(duì) 5.(xx·山東卷)如圖所示,用完全相同的輕彈簧A、B、C將兩個(gè)相同的小球連接并懸掛,小球處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧A與豎直方向的夾角為30°,彈簧C水平,則彈簧A、
3、C的伸長(zhǎng)量之比為( D ) A.∶4 B.4∶ C.1∶2 D.2∶1 解析:將兩小球看做一個(gè)整體,對(duì)整體受力分析,可知整體受到重力,A、C的拉力共3個(gè)力的作用,由于彈簧處于平衡狀態(tài),將輕彈簧A的拉力沿豎直方向和水平方向分解可知水平方向上滿(mǎn)足FAx=FAsin 30°=FC,故FA∶FC=2∶1,又三個(gè)彈簧的勁度系數(shù)相同,據(jù)胡克定律F=kx可知彈簧A、C的伸長(zhǎng)量之比為2∶1. 6.如圖所示,傾角為30°、重為80N的斜面體靜止在水平面上.一根彈性輕桿一端垂直固定在斜面體上,桿的另一端固定一個(gè)重為2N的小球,小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),下列說(shuō)法正確的是( C ) A.斜面有向左運(yùn)動(dòng)的
4、趨勢(shì) B.地面對(duì)斜面的支持力為80N C.球?qū)椥暂p桿的作用力為2N,方向豎直向下 D.彈性輕桿對(duì)小球的作用力為2N,方向垂直斜面向上 考點(diǎn)2 摩擦力 1.(多選)如圖所示,有一個(gè)重力不計(jì)的方形容器,被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)緩慢地向容器內(nèi)注水,直到將容器剛好盛滿(mǎn)為止,在此過(guò)程中容器始終保持靜止,則下列說(shuō)法中正確的是( BC ) A.容器受到的摩擦力不變 B.容器受到的摩擦力逐漸減小 C.水平力F可能不變 D.水平力F必須逐漸增大 2.裝修工人在搬運(yùn)材料時(shí)施加一個(gè)水平拉力將其從水平臺(tái)面上拖出,如圖所示,則在勻加速拖出的過(guò)程中( D ) A.材料
5、與平臺(tái)之間的接觸面積逐漸減小,摩擦力逐漸減小 B.材料與平臺(tái)之間的相對(duì)速度逐漸增大,摩擦力逐漸增大 C.平臺(tái)對(duì)材料的支持力逐漸減小,摩擦力逐漸減小 D.材料與平臺(tái)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變,支持力也不變,因而工人拉力也不變 3.如圖所示,用水平力F推乙物塊,使甲、乙、丙、丁四個(gè)完全相同的物塊一起沿水平地面以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng),各物塊受到摩擦力的情況是( C ) A.甲物塊受到一個(gè)摩擦力的作用 B.乙物體受到兩個(gè)摩擦力的作用 C.丙物體受到兩個(gè)摩擦力的作用 D.丁物塊沒(méi)有受到摩擦力的作用 4.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的小物塊以初速度v0沿足夠長(zhǎng)的固定斜面上滑,斜面傾角為
6、θ,物塊與該斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ>tan θ,下圖中表示該物塊的速度v和所受摩擦力f隨時(shí)間t變化的圖線(以初速度v0的方向?yàn)檎较?,可能正確的是( AC ) 5.一個(gè)質(zhì)量為3kg的物體,被放置在傾角為α=37°、動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2的固定斜面上,下列選項(xiàng)中所示的四種情況下物體處于平衡狀態(tài)的是(令最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10m/s2)( A ) 解析:物體與斜面間的最大靜摩擦力fmax=μmgcos 37°=4.8N 假設(shè)物體不動(dòng),物體受斜面的靜摩擦力沿斜面向上, 由F+f=mgsin 37°可得 FA=9N≥fmax,
7、FB=3N≤fmax fC=0≤fmax,F(xiàn)D=-4N,|fD|≤fmax,負(fù)號(hào)表示f方向沿斜面向下, 可以得出,B、C、D中物體均處于平衡狀態(tài),A項(xiàng)中物體沿斜面向下運(yùn)動(dòng),故選A. 6.如圖所示,水平面上有一重為40N的物體,受到F1=13N和F2=6N的水平力作用而保持靜止.已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,求: (1)物體所受的摩擦力的大小與方向; (2)若只將F1撤去,物體受到的摩擦力的大小和方向. 解析:(1)設(shè)物體相對(duì)地面靜止,則有 F1=F2+Ff,得Ff=7N, 而fmax=μmg=8N>Ff, 故物體沒(méi)動(dòng),受靜摩擦力
8、,大小為7N,方向水平向右.
(2)撤去F1后,f′=F2=6N 9、的作用
3.小明想推動(dòng)家里的衣櫥,但使出了吃奶的力氣也推不動(dòng),他便想了個(gè)妙招,如圖所示,用A、B兩塊木板,搭成一個(gè)底角較小的人字形架,然后往中央一站,衣櫥居然被推動(dòng)了!下列說(shuō)法正確的是( C )
A.這是不可能的,因?yàn)樾∶鞲緵](méi)有用力去推衣櫥
B.這是不可能的,因?yàn)闊o(wú)論如何小明的力氣也沒(méi)那么大
C.這有可能,A板對(duì)衣櫥的推力有可能大于小明的重力
D.這有可能,A板對(duì)衣櫥的推力不可能大于小明的重力
4.作用于同一點(diǎn)的兩個(gè)力,大小分別為F1=5N,F(xiàn)2=4N,這兩個(gè)力的合力F與F1的夾角為θ,則θ可能為( A )
A.45° B.60°
C.75° D.90°
5. 10、(多選)如圖所示是骨折病人的牽引裝置示意圖,繩的一端固定,繞過(guò)定滑輪和動(dòng)滑輪后掛著一個(gè)重物,與動(dòng)滑輪相連的帆布帶拉著病人的腳,整個(gè)裝置在同一豎直平面內(nèi).為了使腳所受的拉力增大,可采取的方法是( BC )
A.只增加繩的長(zhǎng)度 B.只增加重物的質(zhì)量
C.只將病人的腳向左移動(dòng) D.只將兩定滑輪的間距增大
6.如圖所示,人曲膝下蹲時(shí),膝關(guān)節(jié)彎曲的角度為θ,設(shè)此時(shí)大、小腿部的肌群對(duì)膝關(guān)節(jié)的作用力F的方向水平向后,且大腿骨、小腿骨對(duì)膝關(guān)節(jié)的作用力大致相等,那么腳掌所受地面豎直向上的彈力約為( D )
A. B.
C. D.
解析:設(shè)大腿骨和小腿骨的作用力分別為F1、F2,則F 11、1=F2.由力的平行四邊形定則易知F2cos=,
對(duì)F2進(jìn)行分解有F2y=F2sin
解得F2y=tan=,D選項(xiàng)正確.
考點(diǎn)4 共點(diǎn)力的平衡
1.(xx·廣東卷)如圖為節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式,A、B點(diǎn)等高,O為結(jié)點(diǎn),輕繩AO、BO長(zhǎng)度相等,拉力分別為FA、FB,燈籠受到的重力為G.下列表述正確的是( B ) A.FA一定小于G
B.FA與FB大小相等
C.FA與FB是一對(duì)平衡力
D.FA與FB大小之和等于G
解析:由等高等長(zhǎng)知,左右力對(duì)稱(chēng),選項(xiàng)B正確.選項(xiàng)A錯(cuò)誤,有可能大于.選項(xiàng)D錯(cuò)誤,不是大小之和而是矢量之和.選項(xiàng)C錯(cuò)誤,這兩個(gè)力的矢量和與重力是平衡力.
12、
2.(xx·北京卷)傾角為α、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上,質(zhì)量為m的木塊靜止在斜面體上.下列結(jié)論正確的是( D )
A.木塊受到的摩擦力大小是mgcos α
B.木塊對(duì)斜面體的壓力大小是mgsin α
C.桌面對(duì)斜面體的摩擦力大小是mgsin αcos α
D.桌面對(duì)斜面體的支持力大小是(M+m)g
解析:隔離木塊分析,可知木塊受重力mg、斜面體的支持力N和靜摩擦力f三個(gè)力的作用而靜止,將重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解可知f=mgsin α,N=mgcos α,故A錯(cuò)誤,由牛頓第三定律可知木塊對(duì)斜面體的壓力大小是mgcos α,故B錯(cuò)誤.以木塊和斜面體整體為研究對(duì)象, 13、整體受重力和桌面的支持力兩個(gè)力的作用而靜止,合力為零,根據(jù)平衡條件可知,水平方向沒(méi)有其他外力,則桌面對(duì)斜面體沒(méi)有摩擦力,故C錯(cuò)誤,D正確.
3.用一輕繩將小球P系于光滑墻壁上的O點(diǎn),在墻壁和球P之間夾有一矩形物塊Q,如圖所示.P、Q均處于靜止?fàn)顟B(tài),則下列相關(guān)說(shuō)法正確的是( C )
A.P物體受3個(gè)力
B.Q受到3個(gè)力
C.若繩子變長(zhǎng),繩子的拉力將變小
D.若繩子變短,Q受到的靜摩擦力將增大
4.(xx·新課標(biāo)卷)如圖,一小球放置在木板與豎直墻面之間.設(shè)墻面對(duì)球的壓力大小為N1,球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镹2.以木板與墻連接點(diǎn)所形成的水平直線為軸,將木板從圖示位置開(kāi)始緩慢地轉(zhuǎn)到 14、水平位置.不計(jì)摩擦,在此過(guò)程中( B )
A.N1始終減小,N2始終增大
B.N1始終減小,N2始終減小
C.N1先增大后減小,N2始終減小
D.N1先增大后減小,N2先減小后增大
解析:受力分析如圖所示:重力的大小、方向都不變,可知N1、N2的合力大小、方向都不變,當(dāng)木板向下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),N1、N2變化如圖所示,即N1、N2都減小,所以正確選項(xiàng)為B.
5.(多選)(xx·山東卷)如圖所示,兩相同輕質(zhì)硬桿OO1、OO2可繞其兩端垂直紙面的水平軸O、O1、O2轉(zhuǎn)動(dòng),在O點(diǎn)懸掛一重物M,將兩相同木塊m緊壓在豎直擋板上,此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)保持靜止f表示木塊與擋板間摩擦力的大小N表示木塊與擋板間 15、正壓力的大?。魮醢彘g的距離稍許增大后,系統(tǒng)仍靜止且O1、O2始終等高,則( BD )
A.f變小 B.f不變
C.N變小 D.N變大
解析:因?yàn)樵趽醢寰嚯x增大的過(guò)程中,所有研究對(duì)象仍處于靜止?fàn)顟B(tài),首先對(duì)M、m和桿整體受力分析,豎直方向只受重力和兩擋板對(duì)兩m的摩擦力,摩擦力與重力在豎直方向平衡,A錯(cuò),B對(duì).隔離m有豎直方向f=G+Fcos θ,水平方向N=Fsin θ,在擋板距離增大的過(guò)程中,θ增大、cos θ減小、F增大、sinθ增大、N增大,故C錯(cuò)誤,D正確.
6.質(zhì)量為m的物體A放在傾角為θ=37°的斜面上時(shí),恰好能勻速下滑,如圖(a)所示;現(xiàn)用細(xì)線系住物體A,并平行于 16、斜面向上繞過(guò)光滑的定滑輪,另一端系住物體B,物體A恰好能沿斜面勻速上滑,如圖(b)所示,求物體B的質(zhì)量.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
解析:當(dāng)物體A沿斜面勻速下滑時(shí),受力圖如圖甲,沿斜面方向的合力為0,
有Ff=mgsin θ
當(dāng)物體A沿斜面勻速上滑時(shí),受力圖如圖乙,A物體所受摩擦力大小不變,方向沿斜面向下,沿斜面方向的合力仍為0,有FTA=Ff′+mgsin θ
對(duì)物體B,F(xiàn)TB=mBg
由牛頓第三定律可知 FTA=FTB
由以上各式求出,mB=1.2m.
考點(diǎn)5 實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證力的平行四邊形定則
1.(多選)在做“互成角度的兩個(gè)力的合成”實(shí)驗(yàn)時(shí), 17、橡皮條的一端固定在木板上,用兩個(gè)彈簧秤把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點(diǎn),以下操作中錯(cuò)誤的是( ACD )
A.同一次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,O點(diǎn)位置允許變動(dòng)
B.實(shí)驗(yàn)中,彈簧秤必須與木板平行,讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧秤刻度
C.實(shí)驗(yàn)中,先將其中一個(gè)彈簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤拉力的大小和方向,把橡皮條另一端拉到O點(diǎn)
D.實(shí)驗(yàn)中,把橡皮條的另一端拉到O點(diǎn)時(shí),兩彈簧秤之間夾角應(yīng)取90°,以便于算出合力的大小
2.探究力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)原理是等效原理,其等效性是指( B )
A.使兩分力與合力滿(mǎn)足平行四邊形定則
B.使兩次橡皮筋與細(xì)繩套的結(jié)點(diǎn)都與某點(diǎn)O重合
C.使兩 18、次橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度相等
D.使彈簧秤在兩種情況下發(fā)生相同的形變
3.(多選)在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”中,采取下列哪些方法和步驟可減小實(shí)驗(yàn)誤差( BCD )
A.兩個(gè)分力F1、F2間的夾角要盡量大些
B.兩個(gè)分力F1、F2的大小要適當(dāng)大些
C.拉橡皮條的細(xì)繩要稍長(zhǎng)一些
D.實(shí)驗(yàn)前先把兩個(gè)彈簧秤的鉤子互相鉤住,平放在桌子上,向相反方向拉動(dòng),檢查讀數(shù)是否相同
4.某同學(xué)利用如圖所示的裝置來(lái)驗(yàn)證力的平行四邊形定則:在豎直木板上鋪有白紙,固定兩個(gè)光滑的滑輪A和B,將繩子打一個(gè)結(jié)點(diǎn)O,每個(gè)鉤碼的重量相等,當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí),根據(jù)鉤碼個(gè)數(shù)讀出三根繩子的拉力FTOA、FTOB和FTOC,回 19、答下列問(wèn)題:
(1)(多選)改變鉤碼個(gè)數(shù),實(shí)驗(yàn)?zāi)芡瓿傻氖? BCD )
A.鉤碼個(gè)數(shù)N1=N2=2,N3=4
B.鉤碼個(gè)數(shù)N1=N3=3,N2=4
C.鉤碼個(gè)數(shù)N1=N2=N3=4
D.鉤碼個(gè)數(shù)N1=3,N2=4,N3=5
(2)在拆下鉤碼和繩子前,最重要的一個(gè)步驟是( A )
A.標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置,并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向
B.量出OA、OB、OC三段繩子的長(zhǎng)度
C.用量角器量出三段繩子之間的夾角
D.用天平測(cè)出鉤碼的質(zhì)量
(3)在作圖時(shí),你認(rèn)為下圖中 甲 是正確的.(填“甲”或“乙”)
解析:(1)實(shí)驗(yàn)中的分力與合力的關(guān)系必須滿(mǎn)足:
|F1-F 20、2|≤F3≤F1+F2,又本實(shí)驗(yàn)中F1,F(xiàn)2,F(xiàn)3不在同一方向,故F2 21、長(zhǎng)度
d.記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置
(2)釘子位置固定,欲利用現(xiàn)有器材,改變條件再次驗(yàn)證,可采用的方法是 更換不同的小重物 .
解析:(1)運(yùn)用等效思想來(lái)驗(yàn)證平行四邊形定則,即要驗(yàn)證以?xún)闪槠叫兴倪呅蔚泥忂叄髌叫兴倪呅?,其?duì)角線是否和合力相符.本小題中結(jié)點(diǎn)受三個(gè)力,其中兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向,故要測(cè)出各力的大小和方向,然后作出各力的圖示,以?xún)蛇厼猷忂呑銎叫兴倪呅危绻趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)平行四邊形的對(duì)角線與第三個(gè)力等大反向,即可驗(yàn)證.為測(cè)量各力的大小故需要記錄橡皮筋原長(zhǎng)、懸掛重物后的長(zhǎng)度以及懸掛重物后O點(diǎn)的位置,故應(yīng)選b、c、d.
(2)可以通過(guò)改變小重物改變各力的大小. 22、
6.(xx·浙江卷)在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中,現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和一把彈簧秤.
(1)為完成實(shí)驗(yàn),某同學(xué)另找來(lái)一根彈簧,先測(cè)量其勁度系數(shù),得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
彈力F(N)
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
伸長(zhǎng)量x(10-2m)
0.74
1.80
2.80
3.72
4.60
5.58
6.42
用作圖法求得該彈簧的勁度系數(shù)k=__54__N/m.
(2)某次實(shí)驗(yàn)中,彈簧的指針位置如圖所示,其讀數(shù)為_(kāi)_2.10__N,同時(shí)利用(1)中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2.50N,請(qǐng)畫(huà)出 23、這兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F合.
(3)由圖得到F合=__3.3__N.
解析:(1)根據(jù)圖線斜率求得彈簧的勁度系數(shù)k=54N/m.
(2)讀數(shù)時(shí)估讀一位,F(xiàn)=2.10N.
(3)作圖,在同一力的圖示中使用相同的比例標(biāo)尺,作平行四邊形,量出如圖對(duì)角線的長(zhǎng)度,根據(jù)比例標(biāo)尺換算出合力,F(xiàn)合=3.3N.
考點(diǎn)6 實(shí)驗(yàn):探究彈力與彈簧的伸長(zhǎng)關(guān)系
1.在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,有如下一些步驟
A.在彈簧下端掛上一個(gè)鉤碼,觀察指針?biāo)肝恢茫瑴y(cè)出彈簧的伸長(zhǎng)量x1
B.將彈簧固定懸掛在金屬橫桿上,將刻度尺豎直固定在彈簧旁,觀察彈簧指針?biāo)肝恢?,并記下該位?
C.在坐標(biāo)紙上建 24、立平面直角坐標(biāo)系,以F為縱坐標(biāo)、x為橫坐標(biāo),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),選定兩坐標(biāo)軸適當(dāng)?shù)臉?biāo)度
D.將各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在平面坐標(biāo)系上進(jìn)行描點(diǎn),觀察點(diǎn)的分布與走勢(shì),用平滑曲線作出反映F和x對(duì)應(yīng)規(guī)律的圖像
E.將鐵架臺(tái)放在水平實(shí)驗(yàn)桌上,將金屬橫桿水平固定在鐵架臺(tái)上
F.給彈簧下端掛上兩個(gè)鉤碼、三個(gè)鉤碼……分別觀察指針?biāo)傅奈恢茫瑴y(cè)出對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量x2、x3……
G.根據(jù)圖像和數(shù)據(jù)做出結(jié)論并整理儀器
實(shí)驗(yàn)中合理的實(shí)驗(yàn)步驟排序?yàn)? A )
A.EBAFCDG B.EBAFDCG
C.EBFCADG D.EAFBCDG
2.一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a 25、和b,得到彈力與彈簧長(zhǎng)度的關(guān)系圖像如圖所示.下列表述正確的是( B )
A.a(chǎn)的原長(zhǎng)比b的長(zhǎng)
B.a(chǎn)的勁度系數(shù)比b的大
C.a(chǎn)的勁度系數(shù)比b的小
D.測(cè)得的彈力與彈簧的長(zhǎng)度成正比
3.(xx·福建卷)某實(shí)驗(yàn)小組在做研究橡皮筋伸長(zhǎng)與所受拉力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)時(shí),將原長(zhǎng)約200mm的橡皮筋上端固定,在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼(質(zhì)量均為20g),每增掛一只鉤碼均記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)量;當(dāng)掛上10只鉤碼后,再逐一把鉤碼取下,每取下一只鉤碼,也記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)量.根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù),作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時(shí)的橡皮筋伸長(zhǎng)量Δl與拉力F關(guān)系的圖像如圖所示.從圖像中可以得出(D )
A. 26、增掛鉤碼時(shí)Δl與F成正比,而減掛鉤碼時(shí)Δl與F不成正比
B.當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí),增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量比減掛鉤碼時(shí)的大
C.當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí),增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量與減掛鉤碼時(shí)的相等
D.增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過(guò)多,導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度
4.(xx·浙江卷)在“探究彈簧彈力大小與伸長(zhǎng)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,甲、乙兩位同學(xué)選用不同的橡皮繩代替彈簧.為測(cè)量橡皮繩的勁度系數(shù),他們?cè)谙鹌だK下端依次逐個(gè)掛上鉤碼(每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為m=0.1kg,取g=10m/s2),并記錄繩下端的坐標(biāo)X加i(下標(biāo)i表示掛在繩下端鉤碼個(gè)數(shù)).然后逐個(gè)拿下鉤碼,同樣記錄繩下端的坐標(biāo)X減i,繩下端坐標(biāo)的值Xi=(X 27、加i+X減i)/2的數(shù)據(jù)如下表:
掛在橡皮繩下
端的鉤碼個(gè)數(shù)
橡皮繩下端的坐標(biāo)(Xi/mm)
甲
乙
1
216.5
216.5
2
246.7
232.0
3
284.0
246.5
4
335.0
264.2
5
394.5
281.3
6
462.0
301.0
(1)同一橡皮繩的X加i 小于 X減i(大于或小于);
(2) 乙 同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實(shí)驗(yàn)要求(甲或乙);
(3)選擇一組數(shù)據(jù)用作圖法得出該橡皮繩的勁度系數(shù)k(N/m);
(4)為了更好地測(cè)量勁度系數(shù),在選用鉤碼時(shí)需考慮的因素有哪些?
解析:(1)因?yàn)橄鹌?/p>
28、繩在伸長(zhǎng)后不能完全恢復(fù)到原來(lái)的長(zhǎng)度,所以同一橡皮繩的X加i小于X減i.
(2)由于橡皮繩的伸長(zhǎng)與拉力(鉤碼個(gè)數(shù))成正比,橡皮繩下端坐標(biāo)(橡皮繩長(zhǎng)度)應(yīng)隨鉤碼個(gè)數(shù)的增加線性增加,即每增加一個(gè)鉤碼,橡皮繩下端坐標(biāo)值的增加相同,從表中數(shù)據(jù)可以看出,乙同學(xué)的測(cè)量數(shù)據(jù)較符合這一要求.
(3)由所給數(shù)據(jù)得改變量如下表所示.
掛在橡皮繩下
端的鉤碼個(gè)數(shù)
改變量(Xi-X1)/mm)
甲
乙
1
2
30.2
15.5
3
67.5
30.0
4
118.5
47.7
5
178.0
64.8
6
245.5
84.5
因甲同學(xué)所用橡 29、皮繩已超過(guò)了彈性限度,故應(yīng)選用乙同學(xué)數(shù)據(jù)作圖.以乙同學(xué)數(shù)據(jù)作圖,由圖可得k乙=57~70N/m.
(4)盡可能使彈簧的伸長(zhǎng)量在彈性限度內(nèi),同時(shí)有足夠大的伸長(zhǎng)量,以減小長(zhǎng)度測(cè)量的誤差.
5.(xx·廣東卷)某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系.
(1)將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上,將刻度尺固定在彈簧一側(cè),彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在 豎直 方向(填“水平”或“豎直”).
(2)彈簧自然懸掛,待彈簧 靜止 時(shí),長(zhǎng)度記為L(zhǎng)0,彈簧下端掛上砝碼盤(pán)時(shí),長(zhǎng)度記為L(zhǎng)x;在砝碼盤(pán)中每次增加10g砝碼,彈簧長(zhǎng)度依次記為L(zhǎng)1至L6,數(shù)據(jù)如下表:
代表符號(hào)
L0
Lx
L1
L2
L3
L4
L5
L 30、6
數(shù)值(cm)
25.35
27.35
29.35
31.30
33.4
35.35
37.40
39.30
表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范,代表符號(hào)為 L3 ,由表可知所用刻度尺的最小分度為 1mm .
(3)下圖是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖,縱軸是砝碼的質(zhì)量,橫軸是彈簧長(zhǎng)度與 L0 的差值(填“L0”或“Lx”).
(4)由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為 4.9 N/m;通過(guò)圖和表可知砝碼盤(pán)的質(zhì)量為 10 g(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字,重力加速度取9.8m/s2).
解析:(1)實(shí)驗(yàn)要在豎直狀態(tài)下完成;(2)彈簧自然懸掛,靜止時(shí)的長(zhǎng)度即為原長(zhǎng),表格中的讀數(shù)L3不規(guī)范, 31、因?yàn)闆](méi)有估讀,由讀數(shù)可知刻度尺的最小刻度為1mm;(3)圖像為一條過(guò)原點(diǎn)的直線,因此橫坐表示的是彈簧長(zhǎng)度與L0的差值;(4)圖像的縱坐標(biāo)是重物的質(zhì)量,可以求出重力,也就等于對(duì)應(yīng)的彈簧拉力,拉力與伸長(zhǎng)量的比值就是勁度系數(shù),然后由表格數(shù)據(jù)可知只掛砝碼盤(pán)時(shí)的伸長(zhǎng)量,根據(jù)胡克定律可求出拉力,也就知道了砝碼盤(pán)的質(zhì)量.
錦囊1 整體法與隔離法
1.(xx·海南卷)如圖,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物塊正在沿斜面以速度v0勻速下滑,斜劈保持靜止,則地面對(duì)斜劈的摩擦力( A )
A.等于零
B.不為零,方向向右
C.不為零,方向向左
D.不為零,v0較大時(shí)方向向左,v0較小時(shí)方向向 32、右
解析:斜劈和物塊都平衡,對(duì)斜劈和物塊整體受力分析知地面對(duì)斜劈的摩擦力為零,選A.
2.(xx·浙江卷)如圖所示,與水平面夾角為30°的固定斜面上有一質(zhì)量m=1.0kg的物體.細(xì)繩的一端與物體相連,另一端經(jīng)摩擦不計(jì)的定滑輪與固定的彈簧秤相連.物體靜止在斜面上,彈簧秤的示數(shù)為4.9N.關(guān)于物體受力的判斷(取g=9.8m/s2),下列說(shuō)法正確的是( A )
A.斜面對(duì)物體的摩擦力大小為零
B.斜面對(duì)物體的摩擦力大小為4.9N,方向沿斜面向上
C.斜面對(duì)物體的支持力大小為4.9N,方向豎直向上
D.斜面對(duì)物體的支持力大小為4.9N,方向垂直斜面向上
解析:對(duì)物體受力分析,可知, 33、物體沿斜面向下的分量mgsin θ=4.9N,與彈簧彈力平衡,故不受摩擦力,而N=mgcos θ=4.9N.方向垂直斜面向上,故選A.
3.如圖所示,一個(gè)半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O是球心,碗的內(nèi)表面光滑.輕質(zhì)桿的兩端固定有兩個(gè)小球,質(zhì)量分別是m1、m2.當(dāng)它們靜止時(shí),m1、m2與球心的連線跟水平面分別成60°、30°角,則碗對(duì)兩小球的彈力F1、F2大小之比是( B )
A.1∶2 B.∶1
C.1∶ D.∶2
4.如圖所示,A是傾角為θ的質(zhì)量為M的斜面體,B是質(zhì)量為m的截面為直角三角形的物塊,物塊B上表面水平.物塊B在一水平推力F的作用下沿斜面勻速上升,斜面體靜 34、止不動(dòng).設(shè)重力加速度為g,則下列說(shuō)法中正確的是( C )
A.地面對(duì)斜面體A無(wú)摩擦力
B.B對(duì)A的壓力大小為FNB=mgcos θ
C.A對(duì)地面的壓力大小為FNA=(M+m)g
D.B對(duì)A的作用力大小為F
5.如圖所示,輕繩一端系在質(zhì)量為m的物體A上,另一端系在一個(gè)套在粗糙豎直桿MN的圓環(huán)上.現(xiàn)用水平力F拉住繩子上一點(diǎn)O,使物體A從圖中實(shí)線位置緩慢下降到虛線位置,但圓環(huán)仍保持在原來(lái)的位置不動(dòng).則在這一過(guò)程中,環(huán)對(duì)桿的摩擦力F1和環(huán)對(duì)桿的壓力F2的變化情況是( D )
A.F1保持不變,F(xiàn)2逐漸增大
B.F1逐漸增大,F(xiàn)2保持不變
C.F1逐漸減小,F(xiàn)2保持不變
D.F1 35、保持不變,F(xiàn)2逐漸減小
解析:把物體A和圓環(huán)看成一個(gè)整體,水平方向F2=F,豎直方向F1=GA+G環(huán),可見(jiàn)F1始終不變.
隔離結(jié)點(diǎn)O分析,受力如圖所示,F(xiàn)=GAtanα,由F2=F得F2=GAtanα,即F2隨繩與桿MN夾角的減小而減小,故D項(xiàng)正確.
6.如圖所示,質(zhì)量為M、半徑為R、內(nèi)壁光滑的半球形容器靜止放在粗糙水平地面上,O為球心.有一勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在半球形容器底部O′處,另一端與質(zhì)量為m的小球相連,小球靜止于P點(diǎn).已知地面與半球形容器間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,OP與水平方向的夾角為θ=30°.下列說(shuō)法正確的是( C )
A.小球受到輕彈簧的彈力大小為mg
B 36、.小球受到半球形容器的支持力大小為mg
C.小球受到半球形容器的支持力大小為mg
D.半球形容器受到地面的摩擦力大小為mg
錦囊2 關(guān)于平衡問(wèn)題中幾個(gè)特殊問(wèn)題的
處理方法 1.三段不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩OA、OB、OC能承受的最大拉力相同,它們共同懸掛一重物,如圖所示,
其中OB是水平的,A端、B端固定,若逐漸增加C端所掛物體的質(zhì)量,則最先斷的繩( A )
A.必定是OA
B.必定是OB
C.必定是OC
D.可能是OB,也可能是OC
2.如圖所示,繩OA、OB懸掛重物于O點(diǎn),開(kāi)始時(shí)OA水平.現(xiàn)緩慢提起A端而O點(diǎn)的位置保持不變,則( D )
A.繩OA的張力逐漸減小
B 37、.繩OA的張力逐漸增大
C.繩OA的張力先變大,后變小
D.繩OA的張力先變小,后變大
3.(多選)如圖所示,豎直桿OB頂端有光滑輕質(zhì)滑輪,輕質(zhì)桿OA自重不計(jì),可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng),OA=OB.當(dāng)繩緩慢放下,使∠AOB由0°逐漸增大到180°的過(guò)程中(不包括0°和180°),下列說(shuō)法正確的是(A是結(jié)點(diǎn))( CD )
A.AB繩上的拉力先逐漸增大后逐漸減小
B.OA桿上的壓力先逐漸減小后逐漸增大
C.AB繩上的拉力越來(lái)越大,但不超過(guò)2G
D.OA桿上的壓力大小始終等于G
解析:可先作出A結(jié)點(diǎn)處受力分析圖如圖所示,由于A結(jié)點(diǎn)靜止,故有桿支持力N和繩拉力T的合力G′和G大小相等 38、而平衡,這時(shí)必△OAB∽△ANG′.由于OA、OB長(zhǎng)度和物重G始終不變,又由于AB始終小于2OB,且==,所以繩的拉力T也始終小于2G,桿的壓力N大小始終為G,故本題正確的答案是CD.
4.(多選)如圖所示,將一根不能伸長(zhǎng)、柔軟的輕繩兩端分別系于A、B兩點(diǎn)上,一物體用動(dòng)滑輪懸掛在繩子上,達(dá)到平衡時(shí),兩段繩子間的夾角為θ1,繩子張力為F1;將繩子B端移至C點(diǎn),待整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí),兩段繩子間的夾角為θ2,繩子張力為F2;將繩子B端移至D點(diǎn),待整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí),兩段繩子間的夾角為θ3,繩子張力為F3,不計(jì)摩擦,則( BD )
A.θ1=θ2=θ3 B.θ1=θ2<θ3
C.F1>F 39、2>F3 D.F1=F2 40、在豎直墻上,另一端G通過(guò)細(xì)繩EG拉住,EG與水平方向也成30°,輕桿的G點(diǎn)用細(xì)繩GF拉住一個(gè)質(zhì)量為M2的物體,求:
(1)輕繩AC段的張力FTAC與細(xì)繩EG的張力FTEG之比;
(2)輕桿BC對(duì)C端的支持力;
(3)輕桿HG對(duì)G端的支持力.
解析:題圖(a)和(b)中的兩個(gè)物體M1、M2都處于平衡狀態(tài),根據(jù)平衡的條件,首先判斷與物體相連的細(xì)繩,其拉力大小等于物體的重力;分別取C點(diǎn)和G點(diǎn)為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析如下圖甲和乙所示,根據(jù)平衡規(guī)律可求解.
(1)圖甲中輕繩AD跨過(guò)定滑輪拉住質(zhì)量為M1的物體,物體處于平衡狀態(tài),輕繩AC段的拉力FTAC=FTCD=M1g,圖乙中由于FTEGsin 30°=M2g
得FTEG=2M2g,所以
FTAC/FTEG=M1/2M2.
(2)由圖甲可知,F(xiàn)NC=M1g.
(3)由圖乙可知,F(xiàn)NG=M2gcot 30°=M2g.
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