2020版高考物理一轮复习全程训练计划周测二力共点力的平衡含解析20190429347.wps
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1、力 共点力的平衡 夯基提能卷 立足于练题型悟技法保底分 (本试卷满分 95 分) 一、选择题(本题包括 8 小题,每小题 6 分,共 48分在每小题给出的四个选项中,有的 小题只有一个选项是正确的,有的小题有多个选项是正确的全部选对的得 6 分,选不全的得 3 分,有选错或不答的得 0 分) 12019河南郑州外国语学校月考A、B 是天花板上的两点,一根长为 l 的细绳穿过带 有光滑孔的小球,两端分别系在 A、B 点,如图甲所示;现将长度也为 l 的均匀铁链悬挂于 A、 B 点,如图乙所示小球和铁链的质量相等,均处于平衡状态,A 点对轻绳和铁链的拉力分别 是 F1和 F2,球的重心和铁链重心到
2、天花板的距离分别是 h1和 h2,则( ) AF1F2,h1F2,h1h2 DF1F2,h1h2 答案:C 解 析:由于是轻绳,绳子的质量不计,则图甲中的重力全部集中在球上,重心在球的球心, 而图乙中铁链的质量是均匀的,故其重心一定在最低点的上方,故 h1h2;对球和铁链受力分 析,如图甲、乙所示,A 点对球的拉力沿着绳子的方向,A 点对铁链的拉力沿着该处铁链的切 线方向,故图乙中 A、B 两点对铁链拉力的夹角比较小,由力的合成知识知,F2较小,故 C 正 确 22019河南豫北十校联考两相同的楔形木块 A、B 叠放后分别以图甲、乙两种方式在 水平外力 F1和竖直外力 F2作用下保持静止状态,
3、则在这两种方式中,木块 B 受力个数分别为 ( ) 1 A4;4 B4;3 C5;3 D5;4 答案:C 解 析:图甲中,根据整体法可知,木块 B 除了重力外,一定受到墙面水平向右的弹力和竖 直向上的静摩擦力,隔离 B 分析,其一定还受到 A 的弹力(垂直于接触面向左上方),隔离 A 分 析,A 受到重力、水平向左的推力、B 对其垂直于接触面向右下的弹力,这样的三个力不可能 使 A 平衡,所以 A 一定还要受到 B 对其沿接触面斜向右上的静摩擦力才能平衡,可知 B 一定受 到 A 沿接触面斜向左下的静摩擦力,故 B 共受 5 个力的作用;图乙中,据整体法可知 B 与墙面 间既无弹力也无摩擦力,
4、所以 B 受重力、A 的弹力和摩擦力共 3 个力的作用,C 正确 3. 2019广西南宁二中月考(多选)如图所示,水平桌面上平放有 54张卡片,每一张卡片 的质量均为 m.用一手指以竖直向下的力压第 1 张卡片,并以一定速度向右移动手指,确保第 1 张卡片与第 2 张卡片之间有相对滑动设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同,手指与第 1 张卡片 之间的动摩擦因数为 1,卡片之间、卡片与桌面之间的动摩擦因数均为 2,且有 12, 则下列说法不正确的是( ) A任意两张卡片之间均可能发生相对滑动 B上一张卡片受到下一张卡片的摩擦力一定向左 C第 1 张卡片受到手指的摩擦力向左 D最后一张卡片受到水平桌面的
5、摩擦力向右 答案:ACD 解 析:对第 2 张卡片受力分析,它对第 3 张卡片的压力等于上面两张卡片的重力及手指的 压力,最大静摩擦力 Fmax2(2mgF),而受到的第 1 张卡片的滑动摩擦力为 f2(mg F)Fmax,则第 2 张卡片与第 3 张卡片之间不发生相对滑动同理,第 3 张与第 4 张卡片也不发 生相对滑动,故 A 错误根据题意,因上一张卡片相对下一张卡片向右滑动或有向右滑动的趋 势,因此上一张卡片受到下一张卡片的摩擦力一定向左,故 B 正确第 1 张卡片受到手指的静 摩擦力与手指的运动方向相同,即受到手指的摩擦力向右,故 C 错误对第 1 张卡片外的 53 2 张卡片研究,水
6、平方向受到第 1 张卡片向右的滑动摩擦力,可知最后一张卡片受到桌面的摩擦 力方向向左,故 D 错误 4. 2019安徽师大附中模拟一长方形木板放置在水平地面上,在长方形木板的上方有一条 状竖直挡板,挡板的两端固定于水平地面上,挡板与木板不接触现有一个方形物块在木板上 沿挡板以速度 v 运动,同时方形木板以大小相等的速度向左运动,木板的运动方向与竖直挡板 垂直,已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为 1和 2,物块的质量为 m,则 竖直挡板对物块的摩擦力大小为( ) 2 A0 B. 12mg 2 1 C. 12mg D. 212mg 2 答案:B 解析: 物块沿运动方向受挡板的摩擦力
7、f11FN,因物块沿挡板运动的速度的大小等于木板的运 动速度的大小,故物块相对木板的速度方向与挡板成45角,物块受木板的摩擦力为f22mg, 2 其方向与挡板成 45角,则物块与挡板之间的正压力 FN2mgcos45 2mg,挡板对物 2 2 块的摩擦力大小为 f1 1FN 12mg,故 B 正确 2 5. 2019河北张家口模拟假期里,一位同学在厨房里帮助妈妈做菜,他发现菜刀的刀刃前 部和后部的厚薄不一样,刀刃前部的顶角小,后部的顶角大,如图所示,他先后作出过几个猜 想,其中合理的是( ) A刀刃前部和后部厚薄不均匀,仅是为了打造方便,外形美观,跟使用功能无关 3 B在刀背上加上同样的压力时
8、,分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关 C在刀背上加上同样的压力时,顶角越大,分开其他物体的力越大 D在刀背上加上同样的压力时,顶角越小,分开其他物体的力越大 答案:D 解析:把刀刃部分抽象后,可简化成一个等腰三角劈,设顶角为 2,背宽为 d,侧面长 为 l,如图甲所示当在刀背施加压力 F 后,产生垂直侧面的两个分力 F1、F2,使用菜刀时就 是依靠这两个分力分开被加工的食材由对称性知,这两个分力大小相等(F1F2),因此画出 F 力分解的平行四边形为菱形,如图乙所示,由几何关系可得 F1 ;由此可见,刀背上加 sin 上一定的压力 F 时,侧面分开食材的力跟顶角 的大小有关, 越小,sin 的值越
9、小,F1 和 F2越大,故 D 正确 6. 2019河北石家庄质检(多选)飞艇常常用于执行扫雷、空中预警、电子干扰等多项作战 任务如图所示为飞艇拖曳扫雷器具扫除水雷的模拟图当飞艇匀速飞行时,绳子与竖直方向 恒成 角已知扫雷器具质量为 m,重力加速度为 g,扫雷器具所受浮力不能忽略,下列说法 不正确的是( ) A扫雷器具受 3 个力作用 mg B绳子拉力大小为 cos C海水对扫雷器具水平方向的作用力的大小小于绳子拉力的大小 D绳子拉力的大小一定大于 mg 4 答案:ABD 解 析:对扫雷器具进行受力分析,其受到受重力、浮力、拉力和水的水平方向的作用力四 个力作用,如图所示,故 A 错误;根据平
10、衡条件,在竖直方向有 F 浮Tcosmg,在水平方 mgF 浮 向有 F 阻Tsin,可得 T ,故 B 错误;扫雷器具受到海水的水平方向的作用力等于 cos 拉力的水平分力,其大小小于绳子拉力的大小,而绳子拉力的大小不一定大于 mg,故 C 正确, D 错误 7. 2019云南保山模拟如图所示,A、B 为竖直墙面上等高的两点,AO、BO 为长度相等的 两根轻绳,AOB 在同一水平面内,初始时AOB90,CO 为一根轻杆,可绕 C 点在空间无摩擦 转动,转轴 C 在 AB 中点 D 的正下方,在 O 点处悬挂一个质量为 m 的物体,整个系统处于平衡 状态现将绳 AO 的 A 端缓缓向 D 点移
11、动,O 点位置保持不动,系统仍然保持平衡,则( ) A绳 AO 的拉力逐渐增大 B绳 BO 的拉力逐渐增大 C杆 CO 受到的压力逐渐增大 D绳 AO、BO 的拉力的合力逐渐增大 答案:A 解析:设绳 AO 和绳 BO 拉力的合力为 F,以 O 点为研究对象,O 点受到重力 mg、杆的支持 力 F2和绳 AO 与绳 BO 拉力的合力 F,作出力的示意图如图甲所示 5 当重力不变、杆与竖直方向的夹角不变时,杆的支持力 F2不变,绳 AO 与绳 BO 拉力的合力 F 也不变,仍沿 OD 方向,故 C、D 错误当 A 点逐渐靠近 D 点时,将绳 AO 和绳 BO 的拉力合成如 图乙所示,可知绳 AO
12、 的拉力逐渐增大,绳 BO 的拉力逐渐减小,故 A 正确,B 错误 8. 2019江西上饶模拟在斜面上等高处,静止着两个相同的质量为 m 的物块 A 和 B.两物块 之间连接着一个劲度系数为 k 的轻质弹簧,斜面的倾角为 ,两物块和斜面间的动摩擦因数均 为 ,重力加速度为 g,则弹簧的最大伸长量是 ( ) mg mgcos A. B. k k mgsinmgcos mg 2cos2sin2 C. D. k k 答案:D 解 析:物块静止在斜面上,在斜面所在平面内受三个力作用,一个是重力沿斜面向下的分 力 mgsin,静摩擦力 ffmmgcos,方向不确定,水平方向的弹簧弹力 kx,则物块所受
13、静摩擦力 f 大小等于 kx 与 mgsin 的合力,当静摩擦力最大时有 kx f2mmgsin2,可 mg 2cos2sin2 得 x ,故 D 正确 k 二、非选择题(本题包括 4 小题,共 47 分) 9(8分)(1)小翔利用如图甲所示的装置,探究弹簧弹力 F 与伸长量 l 的关系,由实验 绘出 F 与 l 的关系图线如图乙所示,则该弹簧的劲度系数为_N/m. (2)某学生用如图丙所示的装置验证“力的平行四边形定则”用一木板(贴有坐标纸)竖直 放在铁架台和弹簧所在平面后其部分实验操作如下,请完成下列相关内容: 如图丙,在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置 O;卸下钩码然后将两绳套系在
14、弹 簧下端,用两弹簧秤将弹簧末端拉到同一位置 O,记录细绳套 AO、BO 的方向及两弹簧秤相应的 读数图丁中 B 弹簧秤的读数为_N(弹簧秤单位:N) 6 该同学在坐标纸上画出了两弹簧秤拉力 F1、F2的大小和方向,以及由钩码的重量画出钩码 对弹簧的拉力 F 的大小和方向,如图戊所示,请在图戊中作出 F1、F2的合力 F;观察比较 F 和 F,得出结论 答案:(1)125(3 分) (2)4.384.42(2 分) 如图(3分) 解 析:(1)本题考查胡克定律的应用弹簧弹力 F 与伸长量 l 关系图线,由胡克定律 F kx 可知,图线的斜率即为劲度系数,可得 k125 N/m. (2)本题考查
15、“验证平行四边形定则”这一实验B 弹簧的读数估读一位可得为 4.40 N;作 出图象如图所示由作图可得到结论:在误差允许范围内,力的合成遵循平行四边形定则 10(8 分)(1)“验证力的平行四边形定则”实验中部分实验步骤如下,请补充完整有关内 容: 将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,另一端绑上两根细线 在其中一根细线上挂 5 个质量相等的钩码,使橡皮筋拉伸,如图甲所示,记录:钩码个 数(或细线拉力)、_、细线的方向 将步骤中的钩码取下,分别在两根细线上挂上 4 个和 3 个质量相等的钩码,用两光滑 硬棒 B、C 使两细线互成角度,如图乙所示,小心调整 B、C 的位置,使橡皮筋与
16、细线结点 O 的 位置与步骤中结点位置重合,记录_ cos (2)“”如果 力的平行四边形定则 得到验证,那么图乙中 _. cos 3 答案:(1)橡皮筋与细线结点的位置 O(2分) 钩码个数和对应的细线方向(2 分) (2) (4 4 分) 解析:(1)根据实验原理可知,题图甲中需要记录合力的大小和方向,画出来的合力为实 际值,该实验中用钩码个数来表示拉力大小,因此需要记录的是钩码个数(或细线拉力),橡皮 筋与细线结点的位置 O“”,细线的方向;该实验采用 等效替代 法,因此在用两根细线拉橡皮 筋时,要将橡皮筋与细线结点拉到与步骤中结点位置重合,同时记录钩码个数和对应的细线 7 方向(2)根
17、据对题图乙中的 O 点受力分析,将各力正交分解,水平方向有 4mgcos cos 3 3mgcos,得 . cos 4 11(16 分)一质量 M4 kg,倾角为 30的上表面光滑的斜面体静止在粗糙的水平地面上, 斜面上有两个质量均为 m2 kg 的小球 A、B,它们用轻质细绳连接,现对小球 B 施加一水平向 左的拉力 F,使小球 A、B 及斜面体一起向左做匀速直线运动,如图所示,重力加速度 g10 m/s2.求: (1)细绳的拉力 FT; (2)水平拉力 F 的大小; (3)水平地面与斜面体间的动摩擦因数 . 40 3 答案:(1)10 N (2) N (3) 3 3 6 解析:(1)以 A
18、 为研究对象,有:FTmgsin30(3 分) 解得:FT10 N .(2 分) (2)以 A、B 整体为研究对象,有: Fcos302mgsin30(3分) 40 3 解得:F N(2分) 3 (3)以小球 A、B 与斜面体组成的整体为研究对象,有: FFf(M2m)g(4分) 3 解得: .(2分) 6 12(15 分)2019河北武邑中学调研一重为 G 的圆柱体工件放在 V 形槽中,槽顶角 60,槽的两侧面与水平方向 的夹角相同,槽与工件接触处的动摩擦因数处处相同,大小为 0.25,则: 8 (1)要沿圆柱体的轴线方向(如图甲所示)水平地把工件从槽中拉出来,人至少要施加多大 的拉力? (
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