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1、二 力與物體的平衡
1.(粵教版必修1 P66第2題)兩個大小相等的共點力F1和F2,當(dāng)它們的夾角為90°時,合力大小為F,它們的夾角變?yōu)?20°時,合力的大小為( )
A.2F B.F C.F D.F
答案 B
解析 由題意知,2F1cos45°=F,2F1cos60°=F′,兩式聯(lián)立得F′=F,B正確。
2.(多選)一物體靜止于水平桌面上,物體與桌面之間的最大靜摩擦力為5 N,現(xiàn)將水平面內(nèi)三個力同時作用于物體的同一點,三個力的大小分別為2 N、2 N、3 N。下列關(guān)于物體的受力情況和運動情況判斷正確的是( )
A.物體所受靜摩擦力可能為2 N
B.物體所受靜摩擦力可
2、能為4 N
C.物體可能仍保持靜止
D.物體一定被拉動
答案 ABC
解析 兩個2 N力的合力范圍為0~4 N,然后與3 N的力合成,則三力的合力范圍為0~7 N,由于最大靜摩擦力為5 N,因此可判定A、B、C正確,D錯誤。
3. 小娟、小明兩人共提一桶水勻速前行,如圖所示,已知兩人手臂上的拉力大小相等且為F,兩人手臂間的夾角為θ,水和水桶的總重力為G,則下列說法中正確的是( )
A.當(dāng)θ為120°時,F(xiàn)=
B.不管θ為何值,F(xiàn)=
C.當(dāng)θ=0°時,F(xiàn)=
D.θ越大時F越小
答案 C
解析 對水和水桶分析受力,根據(jù)平衡條件得:2Fcos=G,解得F=,故θ越大,F(xiàn)越
3、大,當(dāng)θ=0°時,cos值最大,此時F=G,即為最小,當(dāng)θ為120°時,F(xiàn)=G,故C正確,A、B、D錯誤。
4. 如圖所示,小車內(nèi)有一固定光滑斜面,一個小球通過細(xì)繩與車頂相連,細(xì)繩始終保持豎直,關(guān)于小球的受力情況,下列說法中正確的是( )
A.若小車靜止,繩對小球的拉力可能為零
B.若小車靜止,斜面對小球的支持力一定為零
C.若小車向右運動,小球一定受兩個力的作用
D.若小車向右運動,小球一定受三個力的作用
答案 B
解析 小車靜止時,小球受力平衡,只受重力和繩子拉力兩個力的作用,故A錯誤,B正確。小車向右運動可能有三種運動形式:向右勻速運動、向右加速運動和向右減速運動;當(dāng)
4、小車向右勻速運動時,小球受力平衡,只受重力和繩子拉力兩個力的作用;當(dāng)小車向右加速運動時,小球應(yīng)受向右的合力,但由細(xì)繩始終保持豎直狀態(tài)和斜面形狀可知,該運動形式不可能;當(dāng)小車向右減速運動時,小球應(yīng)受向左的合力,則一定受重力和斜面的支持力,可能受繩子的拉力,也可能不受繩子的拉力,故C、D錯誤。
5.(多選)如圖所示,A、B、C三個物體質(zhì)量相等,它們與傳送帶間的動摩擦因數(shù)相同。三個物體隨傳送帶一起勻速運動,運動方向如圖中箭頭所示。則下列說法正確的是( )
A.A物體受到的摩擦力不為零,方向向右
B.三個物體只有A物體受到的摩擦力為零
C.B、C受到的摩擦力大小相等,方向相同
D.B、
5、C受到的摩擦力大小相等,方向相反
答案 BC
解析 A物體與傳送帶一起勻速運動,沒有發(fā)生相對滑動,也沒有相對運動趨勢,所以A物體不受摩擦力,A錯誤;對B、C物體進行受力分析,可知B、C所受的靜摩擦力大小均為mgsinθ,方向均沿傳送帶向上,B、C正確,D錯誤。
6.(源于人教版必修1 P58 “說一說”)(多選)有一堆砂子在水平面上堆成圓錐形,穩(wěn)定時底角為α,如圖所示。如果視每粒砂子完全相同,砂子與砂子之間,砂子與地面之間的動摩擦因數(shù)均為μ,砂子之間的最大靜摩擦力可近似認(rèn)為與滑動摩擦力相等,下列說法正確的是( )
A.砂堆穩(wěn)定時,砂堆底面受到地面的摩擦力一定為零
B.砂堆穩(wěn)定時
6、,只有形成嚴(yán)格規(guī)則的圓錐,底面受到地面的摩擦力才為零
C.砂堆穩(wěn)定時形成的圓錐的底角最大值滿足tanαmax=μ
D.砂堆穩(wěn)定時形成的圓錐的底角最大值滿足cosαmax=μ
答案 AC
解析 對砂堆整體受力分析,受到重力和地面的支持力,水平方向上不受力,A正確;不論砂堆的形狀是否為規(guī)則的圓錐形,砂堆穩(wěn)定時,整體均不受地面摩擦力,B錯誤;對砂堆側(cè)面上的某粒砂子受力分析,如圖所示,則FN=mgcosα,F(xiàn)f=mgsinα,F(xiàn)f≤μFN,解得tanαmax=μ,C正確,D錯誤。
7.(源于人教版必修1 P101課題研究“橋梁的研究”)(多選)某興趣小組在探究石拱橋的力學(xué)原理時,做了下面
7、的實驗:將四塊形狀相同、質(zhì)量均為m的堅固石塊壘成圓弧形的石拱,其中第1、4塊固定在地基上,第2、3塊間的接觸面是豎直的,每塊石塊的兩個側(cè)面間所夾的圓心角為30°。假定石塊間的摩擦力可以忽略不計,則第1、2石塊間的作用力F12和第2、3石塊間的作用力F23的大小分別為( )
A.F12=mg B.F12=2mg
C.F23=0 D.F23=mg
答案 BD
解析 取第2塊石塊為研究對象,受力分析如圖所示,由受力平衡得F12==2mg,F(xiàn)23==mg,B、D正確。
8.某實驗小組在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中,得到彈力與彈簧長度關(guān)系的圖象如圖所示,則:
(
8、1)彈簧的原長為________ cm。
(2)彈簧的勁度系數(shù)為________ N/cm。
(3)若彈簧的長度為(2l2-l1) cm時仍在彈簧的彈性范圍內(nèi),此時彈簧的彈力為________ N。
答案 (1)l1 (2) (3)2F0
解析 (1)當(dāng)彈簧長度為l1 cm時,彈簧彈力為零,可知彈簧的原長為l1 cm。
(2)圖線的斜率為彈簧的勁度系數(shù),即k= N/cm。
(3)當(dāng)彈簧的長度為(2l2-l1) cm時,形變量x=(2l2-2l1) cm,根據(jù)胡克定律得,F(xiàn)=kx=2F0 N。
9. 如圖所示,質(zhì)量為m1=2 kg的物體甲通過三段輕繩懸掛,三段輕繩的結(jié)點為O。輕繩O
9、A水平,OB繩與水平方向的夾角θ=30°,且通過一個光滑的輕滑輪與放置在水平面上的質(zhì)量為m2=5 kg的物體乙相連,物體甲、乙均處于靜止?fàn)顟B(tài)。(g=10 m/s2)求:
(1)輕繩OA、OB對結(jié)點O的拉力大小;
(2)物體乙對地面的壓力大??;
(3)滑輪軸對滑輪的彈力的大小和方向。
答案 (1)20 N 40 N (2)10 N
(3)40 N 方向與豎直方向成30°角指向右上方
解析 (1)以結(jié)點O為研究對象進行受力分析如圖1所示:
根據(jù)平衡條件可得:
FOA==20 N
FOB==40 N。
(2)對乙:N=m2g-FOB=10 N
由牛頓第三定律可知:物體乙對地面的壓力N′=N=10 N,方向豎直向下。
(3)以滑輪軸為研究對象進行受力分析如圖2所示:
設(shè)滑輪軸對滑輪的彈力的方向與豎直方向的夾角為α,根據(jù)幾何關(guān)系可得2α=90°-30°
解得:α=30°
彈力為:T=2FOBcos30°=40 N
方向與豎直方向成30°角指向右上方。
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