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高考物理練習(xí)試題及答案:受力分析

2016-03-07 08:05:31 來(lái)源：

　　育路高考網(wǎng)小編為大家整理了，高考物理練習(xí)試題及答案，希望大家認(rèn)真學(xué)習(xí)。

　　一、選擇題(本大題共10小題,每小題7分,共70分。每小題至少一個(gè)答案正確,選不全得3分)

　　1.(2013·安慶模擬)如圖所示,在超市內(nèi)傾角為θ的電梯斜面上有一車(chē)西瓜隨電梯勻速向上運(yùn)動(dòng),在箱子的中央有一只質(zhì)量為m的西瓜,則在該西瓜隨箱子一起勻速前進(jìn)的過(guò)程中,周?chē)渌鞴蠈?duì)它的作用力的方向?yàn)椤?　　)

　　A.沿斜面向上　　　　　　B.沿斜面向下

　　C.豎直向上 D.垂直斜面向上

　　2.如圖所示,重50N的物體A放在傾角為37°的粗糙斜面上,有一根原長(zhǎng)為10cm,勁度系數(shù)為800N/m的彈簧,其一端固定在斜面頂端,另一端連接物體A后,彈簧長(zhǎng)度為14cm,現(xiàn)用一測(cè)力計(jì)沿斜面向下拉物體,若物體與斜面間的最大靜摩擦力為20N,當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度仍為14 cm時(shí),測(cè)力計(jì)的讀數(shù)不可能

　　為　(　　)

　　A.10 N　　　 B.20 N

　　C.40 N　　　 D.0 N

　　3.如圖所示,質(zhì)量為m的人用繩子通過(guò)定滑輪把一個(gè)物體沿光滑的斜面向上拉,若不計(jì)滑輪的摩擦和繩子的質(zhì)量,則人向右緩慢移動(dòng)的過(guò)程中　(　　)

　　A.繩子的拉力不變

　　B.人受到的支持力不變

　　C.人受到地面的摩擦力增大

　　D.人對(duì)繩子的拉力增大

　　4.如圖所示,質(zhì)量為m的物體在與斜面平行向上的拉力F作用下,沿著水平地面上質(zhì)量為M的粗糙斜面勻速上滑,在此過(guò)程中斜面保持靜止,則地面對(duì)斜面(　　)

　　A.無(wú)摩擦力

　　B.支持力等于(m+M)g

　　C.支持力為(M+m)g-Fsinθ

　　D.有水平向左的摩擦力,大小為Fcosθ

　　5.(2013·廈門(mén)模擬)如圖所示,豎直放置的輕彈簧的一端固定在地面上,另一端與斜面體P連接,P與斜放的固定擋板MN接觸且處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧處于豎直方向,則斜面體P此刻受到外力的個(gè)數(shù)可能為　(　　)

　　A.2個(gè)　　　　　　　　　　　B.3個(gè)

　　C.4個(gè) D.5個(gè)

　　6.如圖所示,將一勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在內(nèi)壁光滑的半球形容器底部O′處(O為球心),彈簧另一端與質(zhì)量為m的小球相連,小球靜止于P點(diǎn),已知容器半徑為R,與水平面間的動(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　(　　)

　　A.容器相對(duì)于水平面有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)

　　B.容器對(duì)小球的作用力豎直向上

　　C.輕彈簧對(duì)小球的作用力大小為mg

　　D.彈簧原長(zhǎng)為R+

　　7.(2013·桂林模擬)如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量都為m的小球A、B用輕桿連接后斜靠在墻上處于平衡狀態(tài),已知墻面光滑,水平面粗糙,現(xiàn)將A球向上移動(dòng)一小段距離,兩球再次達(dá)到平衡,那么將移動(dòng)后的平衡狀態(tài)與原來(lái)的平衡狀態(tài)相比較,地面對(duì)B的支持力FN和摩擦力Ff的大小變化情況是　(　　)

　　A.FN不變,Ff增大

　　B.FN不變,Ff減小

　　C.FN增大,Ff增大

　　D.FN增大,Ff減小

　　8.(2013·濰坊模擬)如圖所示,三根長(zhǎng)度均為l的輕繩分別連接于C、D兩點(diǎn),A、B兩端被懸掛在水平天花板上,相距2l�，F(xiàn)在C點(diǎn)懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物,為使CD繩保持水平,在D點(diǎn)可施加力的最小值為(　　)

　　A.mg B.mg

　　C.mg D.mg

　　9.(2013·廣州模擬)如圖所示,在特制的彈簧秤下掛一吊籃A,吊籃內(nèi)掛一重物B,一人站在吊籃中,當(dāng)此人用100N的豎直向下的力拉重物時(shí),下列說(shuō)法中正確的是　(　　)

　　A.彈簧秤示數(shù)不變

　　B.人對(duì)底板的壓力減小100N

　　C.A的合力增大100N

　　D.A的合力不變

　　10.(能力挑戰(zhàn)題)如圖所示,質(zhì)量為m的物體置于傾角為θ的固定斜面上。物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,先用平行于斜面的推力F1作用于物體上,使其能沿斜面勻速上滑,若改用水平推力F2作用于物體上,也能使物體沿斜面勻速上滑,則兩次的推力之比為　(　　)

　　A.cosθ+μsinθ　　　　　　B.cosθ-μsinθ

　　C.1+μtanθ D.1-μtanθ

　　二、計(jì)算題(本大題共2小題,共30分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)

　　11.(15分)光滑勻質(zhì)圓球的直徑為d=40cm,質(zhì)量為M=20kg,懸線長(zhǎng)L=30cm,正方形物塊A的厚度b=10cm,質(zhì)量為m=2kg,物塊A與墻之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2�，F(xiàn)將物塊A輕放于球和墻之間后放手,取g=10m/s2。求:

　　(1)墻對(duì)A的摩擦力為多大?

　　(2)如果在物塊A上施加一個(gè)與墻平行的外力F,使A在未脫離圓球前貼著墻沿水平方向做加速度a=5m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),那么這個(gè)外力F的大小和方向如何?

　　12.(2013·中山模擬)(15分)質(zhì)量為mB=

　　14kg的木板B放在水平地面上,質(zhì)量為mA=10kg的木箱A放在木板B上,一根輕繩一端拴在木箱上,另一端拴在地面的木樁上,繩繃緊時(shí)與水平面的夾角為θ=37°,已知木箱A與木板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.5,木板B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.4,重力加速度g取10m/s2,現(xiàn)用水平力F將木板B從木箱A下面勻速抽出,試求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

　　(1)繩上張力FT的大小;

　　(2)拉力F的大小。

　　答案解析

　　1.【解析】選C。該西瓜受到重力和周?chē)鞴蠈?duì)它的作用力,由平衡條件可知,周?chē)鞴蠈?duì)它的作用力的合力與重力大小相等,方向相反。故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。

　　2.【解題指南】解答本題時(shí)可按以下思路分析:

　　(1)物體A所受的靜摩擦力方向可能沿斜面向上或向下。

　　(2)根據(jù)平衡條件列方程,求出拉力的范圍。

　　【解析】選C。A在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)合外力為零,A在斜面上受五個(gè)力的作用,分別為重力、支持力、彈簧彈力、摩擦力、拉力F,當(dāng)摩擦力的方向沿斜面向上時(shí),F+mgsin37°≤+k(l-l0),F≤22N,當(dāng)摩擦力沿斜面向下時(shí),F最小值為零,即拉力的取值范圍為0≤F≤22N,故選C。

　　3.【解析】選A、C。人向右緩慢移動(dòng)過(guò)程中,人和斜面上的物體都處于平衡狀態(tài),對(duì)斜面上的物體進(jìn)行受力分析可知繩子拉力不變,A正確、D錯(cuò)誤;人向右緩慢移動(dòng),繩子與水平方向的夾角變小,對(duì)人進(jìn)行受力分析可知,人受到的支持力變大,摩擦力變大,B錯(cuò)誤、C正確。

　　【變式備選】(2013·南昌模擬)如圖所示,木板B放在粗糙的水平面上,木塊A放在B的上面,A的右端通過(guò)一不可伸長(zhǎng)的輕繩固定在豎直墻上。用水平恒力F向左拉物體B,使其以速度v做勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)繩水平且拉力大小為FT,下面說(shuō)法正確的是　(　　)

　　A.繩上拉力FT與水平恒力F大小相等

　　B.木塊A受到的是靜摩擦力,大小等于FT

　　C.木板B受到一個(gè)靜摩擦力,一個(gè)滑動(dòng)摩擦力,合力大小等于F

　　D.若木板B以2v勻速運(yùn)動(dòng),則拉力仍為F

　　【解析】選D。木塊A靜止,則繩上拉力FT與A、B間滑動(dòng)摩擦力相等;木板B勻速運(yùn)動(dòng),則恒力F與A、B間摩擦力、B與地面間摩擦力之和相等,A、B錯(cuò)誤;A與B之間摩擦力、B與地面間都有相對(duì)滑動(dòng),都是滑動(dòng)摩擦力,而滑動(dòng)摩擦力大小與相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤,D正確。

　　4.【解析】選C、D。由于m沿著斜面勻速上滑,可把m和斜面看作整體。整體受力如圖所示,根據(jù)平衡條件得,

　　FN=(M+m)g-Fsinθ,Ff=Fcosθ,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,C、D正確。

　　5.【解析】選A、C。以斜面體P為研究對(duì)象,很顯然斜面體P受到重力和彈簧彈力F1的作用,二力共線。若F1=mg,二力使P處于平衡,即P僅受兩個(gè)力的作用,如圖甲。

　　若F1>mg,擋板MN必對(duì)斜面體施加垂直斜面的力F2,F2產(chǎn)生水平向左的分量,欲使斜面體P處于平衡狀態(tài),MN必對(duì)斜面體施加平行接觸面斜向下的摩擦力F3,如圖乙,A、C正確,B、D錯(cuò)誤。

　　6.【解析】選D。由于容器和小球組成的系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),容器相對(duì)于水平面沒(méi)有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),A項(xiàng)錯(cuò);容器對(duì)小球的作用力是彈力,指向球心O,B項(xiàng)錯(cuò);對(duì)小球受力分析,如圖所示,由θ=30°得小球受到容器的支持力和彈簧對(duì)小球的彈力大小均為mg,C項(xiàng)錯(cuò);圖中彈簧長(zhǎng)度為R,壓縮量為,故原長(zhǎng)為R+,D項(xiàng)正確。

　　7.【解析】選B。以?xún)汕蛘w為研究對(duì)象,受力分析如圖甲所示,由平衡條件知FN=2mg,Ff=,以球A為研究對(duì)象,受力分析如圖乙所示,由平衡條件知=

　　mgtanθ,A球向上移動(dòng)后,θ變小,故變小,只有B項(xiàng)正確。

　　8.【解析】選C。如圖所示,對(duì)C點(diǎn)進(jìn)行受力分析,由平衡條件可知,繩CD對(duì)C點(diǎn)的拉力FCD=mgtan30°,對(duì)D點(diǎn)進(jìn)行受力分析,繩CD對(duì)D點(diǎn)的拉力F2=FCD=

　　mgtan30°,F1方向一定,則當(dāng)F3垂直于繩BD時(shí),F3最小,由幾何關(guān)系可知,F3=

　　FCDsin60°=mg,故C正確。

　　9.【解析】選A、B、D。以吊籃A、重物B和人整體為研究對(duì)象,因其整體重力

　　不變,所以彈簧秤示數(shù)不變,故A正確;以人為研究對(duì)象,據(jù)牛頓第三定律可知人同時(shí)受到重物對(duì)人向上的100N的拉力作用,故B正確;人拉重物前后,吊籃A始終處于平衡狀態(tài),所受合力為零,C錯(cuò)誤、D正確。

　　10.【解析】選B。用力F1推物體沿斜面勻速上滑時(shí),有F1=mgsinθ+μmgcosθ;用力F2推物體沿斜面勻速上滑時(shí),有F2cosθ=mgsinθ+μ(mgcosθ+F2sinθ),由上式解得:F2=,則有=cosθ-μsinθ,故選項(xiàng)B正確。

　　11.【解析】(1)球與物塊A的受力　　對(duì)球有:tanθ=　 (2分)

　　FN=Mgtanθ=150N (2分)

　　對(duì)物塊A有:

　　Ff=μFN=30N>mg　 (3分)

　　所以A物塊處于靜止?fàn)顟B(tài),

　　靜摩擦力Ff1=mg=20N�！� (2分)

　　(2)A沿水平方向運(yùn)動(dòng),面對(duì)著墻看,作出A物塊在豎直平面內(nèi)的受力圖如圖所示,

　　有:Fsinα=mg　 (2分)

　　Fcosα-μFN=ma　 (2分)

　　解得:F=20N,　 (1分)

　　tanα=　 (1分)

　　答案：(1)20N　(2)20N,與水平方向成α角,且tanα=

　　12.【解析】(1)隔離木箱A,對(duì)A進(jìn)行受力分析,如圖甲所示,由平衡條件得

　　Ff=FTcosθ　 (2分)

　　FTsinθ+mAg=FN1,　 (2分)

　　又Ff=μ1FN1,　 (2分)

　　聯(lián)立解得FT==100N。　 (2分)

　　(2)木板B受力如圖乙所示,對(duì)木板B,由平衡條件得

　　F=μ1FN1+μ2FN2　 (3分)

　　mBg+FN1=FN2　 (2分)

　　聯(lián)立解得F=200N (2分)

　　答案：(1)100N　(2)200 N

　　【總結(jié)提升】平衡問(wèn)題的分析技巧

　　對(duì)于平衡類(lèi)問(wèn)題,應(yīng)當(dāng)首先分清是靜態(tài)平衡還是動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題。

　　(1)對(duì)于靜態(tài)平衡問(wèn)題,應(yīng)當(dāng)先分析物體的受力情況,根據(jù)平衡條件列出平衡方程,解方程對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論。

　　(2)對(duì)于動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題,應(yīng)先分析物體的受力情況,結(jié)合具體情況采用相應(yīng)的方法。

　�、偃绻矬w所受的力較少,可以采用合成的方法。

　�、谌绻矬w受到三個(gè)力的作用而處于動(dòng)態(tài)平衡,若其中的一個(gè)力大小、方向均不變,另外兩個(gè)力的方向都發(fā)生變化,可以用力三角形與幾何三角形相似的方法求解。

　�、廴绻矬w受到三個(gè)力的作用,其中一個(gè)力的大小、方向均不變,并且還有另一個(gè)力的方向不變,此時(shí)可用圖解法分析,即可以通過(guò)畫(huà)出多個(gè)平行四邊形或三角形來(lái)分析力的變化,該法可以將動(dòng)態(tài)問(wèn)題靜態(tài)化,抽象問(wèn)題形象化,從而使問(wèn)題易于分析求解。

 

　�、苋绻矬w受到多個(gè)力的作用,可以用正交分解的方法列方程求解。

　　(責(zé)任編輯：盧雁明)

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