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文檔簡(jiǎn)介
2025年高考物理解密之相互作用一一力
一.選擇題(共10小題)
1.(2024?沙坪壩區(qū)校級(jí)模擬)下面四個(gè)選項(xiàng)中,是國(guó)際單位制中的力學(xué)基本單位的是()
A.kgB.NC.JD.A
2.(2024?開福區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示,光滑的圓軌道豎直固定在水平地面上,O為圓心,A為軌道上的
一點(diǎn),Q4與水平面夾角為30。。小球在拉力廠作用下始終靜止在A點(diǎn)。當(dāng)拉力方向水平向左時(shí),拉力廠的
大小為10N。當(dāng)將拉力廠在豎直平面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)至沿圓軌道切線方向時(shí),拉力廠的大小為()
A.5NB.5>j3NC.1QND.106N
3.(2024?順慶區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示,木板3放置在粗糙水平地面上,O為光滑較鏈。輕桿一端與錢鏈O
固定連接,另一端固定連接一質(zhì)量為機(jī)的小球A。現(xiàn)將輕繩一端拴在小球A上,另一端通過光滑的定滑輪
O'由力/牽引,定滑輪位于。的正上方,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)改變力尸的大小使小球A和輕桿從
圖示位置緩慢運(yùn)動(dòng)到。正下方,木板始終保持靜止,則在整個(gè)過程中()
A.外力廠大小不變
B.輕桿對(duì)小球的作用力大小變小
C.地面對(duì)木板的支持力逐漸變小
D.地面對(duì)木板的摩擦力逐漸減小
4.(2025?邯鄲一模)“草長(zhǎng)鶯飛二月天,拂堤楊柳醉春煙。兒童散學(xué)歸來早,忙趁東風(fēng)放紙鶯?!边@是詩(shī)
人高鼎的《村居》。許人勾勒出一幅春光明媚,喜放風(fēng)箏的美麗春景圖。若兒童將風(fēng)箏放飛到空中后,拉
著風(fēng)箏線盤靜止于水平地面上,風(fēng)箏在如圖所示的風(fēng)的吹拂下恰好也靜止在空中,風(fēng)對(duì)兒童的作用力忽略
不計(jì)。若風(fēng)對(duì)風(fēng)箏的作用力可認(rèn)為垂直于風(fēng)箏面向上,則()
A.拉直的風(fēng)箏細(xì)線可能垂直于風(fēng)箏面
B.地面對(duì)兒童的支持力的大小等于風(fēng)箏和兒童的總重力
C.兒童相對(duì)地面具有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)
D.兒童所受合外力大于風(fēng)箏所受合外力
5.(2024?龍鳳區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示,某創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)小組制作了一個(gè)半徑為12cm的圓環(huán),將3個(gè)相同的輕
彈簧一端等間距地連接在圓環(huán)上的A、B,C三點(diǎn),另外一端連接于同一點(diǎn),結(jié)點(diǎn)恰好在圓心。處。將圓
環(huán)水平放置,在結(jié)點(diǎn)O處懸掛一瓶礦泉水,緩慢釋放直至平衡時(shí)測(cè)得結(jié)點(diǎn)下降了5CM。已知輕彈簧的自然
長(zhǎng)度為9c加,礦泉水的重力為6N,則彈簧的勁度系數(shù)為()
A.39ON/mB.13ON/mC.3.9ON/mD.1.3ON/m
6.(2024?廣西)工人卸貨時(shí)常利用斜面將重物從高處滑下。如圖,三個(gè)完全相同的貨箱正沿著表面均勻
的長(zhǎng)直木板下滑,貨箱各表面材質(zhì)和粗糙程度均相同。若1、2、3號(hào)貨箱與直木板間摩擦力的大小分別為
A.F/i<F”<FgB.F/i=F/2<PgC.=Ff3<Ff2D?Ffi=F/2=Pg
7.(2024?山東)如圖所示,國(guó)產(chǎn)人形機(jī)器人“天工”能平穩(wěn)通過斜坡。若它可以在傾角不大于30。的斜坡
上穩(wěn)定地站立和行走,且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,則它的腳和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不能小于()
8.(2024?黃州區(qū)校級(jí)四模)如圖所示,用一根輕質(zhì)細(xì)繩將一重力大小為10N的相框?qū)ΨQ地懸掛在墻壁上,
畫框上兩個(gè)掛釘間的距離為0.5相。已知繩能承受的最大張力為10N,為使繩不斷裂,繩子的最短長(zhǎng)度為(
B.1.0mC.—mD------m
33
9.(2024?鎮(zhèn)海區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示是滑雪運(yùn)動(dòng)員正在下滑的情景,下列說法正確的是()
A.研究運(yùn)動(dòng)員的滑雪姿態(tài)時(shí),可以將運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn)
B.加速滑行時(shí)運(yùn)動(dòng)員的慣性增大
C.雪地所受摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)方向相同
D.運(yùn)動(dòng)員下蹲過程中身體重心位置不變
10.(2024?沙坪壩區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示,風(fēng)對(duì)帆面的作用力尸垂直于帆面,它能分解成兩個(gè)分力片、F2,
其中F?垂直于航向,會(huì)被很大的橫向阻力平衡,月沿著航向,提供動(dòng)力。若帆面與航向之間的夾角為
下列說法正確的是()
帆面
航向
0F=尸,
A.F2=FXtanB.2sin
船受到的橫向阻力為上
c.D.船前進(jìn)的動(dòng)力為&tan。
cos。
二.多選題(共5小題)
11.(2024?江蘇四模)質(zhì)量均為根的相同物塊P、。靜止于同一水平面上,它們與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)
均為05現(xiàn)分別給兩物塊施加等大的作用力/,方向如圖所示。設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等,重
力加速度大小為g,下列說法正確的是()
777777777777777777777777777777777777777
A.若b=0.2;咫,則尸受到的摩擦比Q受到的摩擦小
B.若尸=0.2mg,則P受到的摩擦力與。受到的摩擦力大小相等
C.若尸=0.4777g,則P受到的摩擦力比Q受到的摩擦力小
D.若尸=OAmg,則尸受到的摩擦力與。受到的摩擦力大小相等
12.(2024?永春縣校級(jí)模擬)如圖甲所示為烤腸機(jī),香腸放置在兩根水平的平行金屬桿中間,其截面圖如
圖乙所示。假設(shè)香腸可視為質(zhì)量為根的均勻圓柱體,烤制過程中香腸質(zhì)量不變,半徑變大。忽略摩擦及金
屬桿的熱脹冷縮,重力加速度為g。下列說法正確的是()
圖甲圖乙
A.香腸烤熟前金屬桿1對(duì)烤腸的支持力大小為gmg
B.香腸烤熟后金屬桿1對(duì)其支持力與豎直方向的夾角比烤熟前變大
C.香腸烤熟后金屬桿1對(duì)其支持力比烤熟前變小
D.香腸烤熟后與烤熟前相比,兩根金屬桿對(duì)其合力不變
13.(2024?涼山州模擬)某同學(xué)在家清潔墻面的情景如圖所示,他用力推著一個(gè)0.8伙的拖把沿墻豎直向
上做勻速直線運(yùn)動(dòng),推力保持在沿輕桿方向上,此時(shí)輕桿與豎直墻面的夾角為53。,推力大小為40N。已
知sin530=0.8,cos53°=0.6,g取lOm/s?,則()
A.拖把頭對(duì)墻的壓力為32N
B.拖把頭對(duì)墻的壓力為24N
C.拖把頭與墻面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5
D.拖把頭與墻面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.75
14.(2024?岳麓區(qū)校級(jí)模擬)光滑半圓槽的邊緣上固定有一輕質(zhì)定滑輪,輕質(zhì)定滑輪軸與一直桿一端
連接,直桿可繞3在豎直面上轉(zhuǎn)動(dòng),輕繩一端連接一小球尸,另一端跨過輕質(zhì)定滑輪后套著一鐵環(huán)Q,然
后固定在直桿的A端,如圖所示。開始時(shí)直桿通過外力水平放置并使整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),不計(jì)任何摩
擦阻力,小球可視為質(zhì)點(diǎn),貝1()
A.若輕繩PB段與8。段均與豎直方向成30。角,小球P和鐵環(huán)。的質(zhì)量之比為1:1
B.若小球尸的質(zhì)量足夠大,系統(tǒng)平衡時(shí)小球尸可能位于半圓弧槽的最低點(diǎn)
C.若通過外力把直桿順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)一小段距離,小球P的位置可能不動(dòng)
D.若通過外力把直桿AB逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)一小段距離,小球尸的位置一定下移
15.(2024?荔灣區(qū)校級(jí)一模)建筑工地上,工人用如圖所示的方式將重物從平臺(tái)運(yùn)到地面。甲、乙兩人在
同一高度手握輕繩,不計(jì)重力的光滑圓環(huán)套在輕繩上,下端吊一重物。甲站在A點(diǎn)靜止不動(dòng),乙從3點(diǎn)緩
慢向A點(diǎn)移動(dòng)一小段距離。此過程中,下列說法正確的是()
甲乙
A.繩的拉力大小減小B.甲所受平臺(tái)的支持力增大
C.甲所受平臺(tái)的摩擦力變小D.繩對(duì)圓環(huán)拉力的合力變小
三.填空題(共5小題)
16.(2024?三明模擬)如圖,一橡皮擦置于長(zhǎng)塑料直尺的一端,現(xiàn)將直尺沿桌面緩慢向外移動(dòng),二者始終
保持相對(duì)靜止,在此過程中,直尺彎曲程度變大,橡皮擦對(duì)直尺的壓力—(選填“增大”、“減小”或
“不變”),橡皮擦所受的摩擦力—(選填“增大”、“減小”或“不變”),直尺對(duì)橡皮擦的作用力
17.(2023?閔行區(qū)二模)如圖,質(zhì)量為30g的磁吸板擦吸附在豎直的白板上保持靜止,白板與板擦之間的
動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,現(xiàn)用平行于白板的水平作用力歹=0.4N推著板擦做勻速直線運(yùn)動(dòng)。板擦對(duì)白板的壓力
是由于—的彈性形變引起的,板擦對(duì)白板的壓力為—N。
18.(2023?蕉城區(qū)校級(jí)一模)如圖所示,物體A、5的質(zhì)量%=8儂,=6依,A與3、3與地面之
間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為〃=0.5,在外力廠作用下,A和6一起勻速運(yùn)動(dòng),則地面對(duì)3的摩擦力的大小是
N;A對(duì)3的摩擦力的大小是No(g取10加/$2)
19.(2023?重慶模擬)如圖質(zhì)量為20像的物體在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1的水平面上向右運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過程中受
到水平向左、大小為10N的拉力作用,則物體所受合力為N,方向?yàn)樗剑ㄟx填“向左”或“向
右”)o
___V
F------
<——M
//////////
20.(2023?沙坪壩區(qū)校級(jí)模擬)民間有一種“三人拔河比賽”,其物理模型俯視圖如下:水平地面上畫有
一個(gè)半徑為2R的圓;A、3、C三個(gè)人面朝圓外,腰上分別栓有長(zhǎng)度都為R的輕繩AO、BO、CO,三
條繩栓結(jié)于。點(diǎn)。比賽前三條繩剛伸直且互成120。;比賽開始后三人可在圓內(nèi)自由緩慢移動(dòng),同時(shí)沿自己
的繩方向向圓外拉,先出圓圈者勝。
(1)為了增大腳與地面間靜摩擦力—o
A.同樣情況下讓體重更重的人參賽
B.同樣情況下穿與地面摩擦因數(shù)更大的鞋子參賽
C.同樣情況下穿與地面摩擦因數(shù)更小的鞋子參賽
(2)隨著比賽的持續(xù),某時(shí)刻繩結(jié)點(diǎn)O恰好位于圓心,A、B、C拉繩的力分別為500N、300N、400N。
要達(dá)到一個(gè)勢(shì)均力敵的平衡,5c應(yīng)迅速讓OB,OC繩夾角調(diào)整為一度;若OS、OC繩夾角調(diào)整得稍
微更大了一些,但兩繩合力仍沿AO方向并一直保持,則—會(huì)取勝。
21.(2024?佛山二模)如圖,兩工人在安裝一園林石牌時(shí),通過繩子對(duì)石牌同時(shí)施加大小相等、方向與豎
直方向成37。的力T,使石牌恰好離開水平地面并保持靜止,然后突然一起發(fā)力把石牌拉起準(zhǔn)備安裝到預(yù)
設(shè)位置。當(dāng)石牌運(yùn)動(dòng)到離地面4=0.25相處時(shí),兩條繩子同時(shí)斷裂。石牌繼續(xù)上升也=0.2m后自由下落。
已知石牌質(zhì)量機(jī)=48僅,取重力加速度g=10:〃/s,,sin37O=0.6,8$37。=0.8,忽略空氣阻力,求:
(1)T的大?。?/p>
(2)從繩斷裂到石牌恰好接觸地面的時(shí)間。
22.(2024?渾南區(qū)校級(jí)模擬)中國(guó)的殲-20戰(zhàn)斗機(jī)是一款全球領(lǐng)先的戰(zhàn)機(jī),它不僅擁有高超的隱身性、機(jī)
動(dòng)性,還具有強(qiáng)大火力、信息化和網(wǎng)絡(luò)化能力,能夠在復(fù)雜的空戰(zhàn)環(huán)境中發(fā)揮重要的作用。設(shè)總重力為G
的戰(zhàn)斗機(jī)正沿著與水平方向成,角的直線勻速向上攀升,牽引力P的方向位于速度方向與豎直方向之間、
與速度方向成1角,升力與速度方向垂直,飛機(jī)受到的阻力等于升力的左倍,阻力方向與速度方向相反,
如果飛機(jī)受到的這幾個(gè)力的作用線相交于一點(diǎn),求:
(1)飛機(jī)受到的升力寫的大小;
(2)牽引力尸的大小。
23.(2024?遼寧模擬)如圖(a)所示,間距為/的兩顆釘子固定在相同高度處,將一根長(zhǎng)為/、不可伸長(zhǎng)
的輕質(zhì)細(xì)繩和一根原長(zhǎng)也為/、勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)橡皮筋的兩端連在一起掛在釘子上,用掛鉤將一重物
掛在細(xì)繩上,平衡時(shí)掛鉤位于細(xì)繩中點(diǎn)且細(xì)繩之間的夾角6>=60。,橡皮筋始終未超出彈性限度,不計(jì)一切
摩擦,重力加速度為g。
(1)求重物的質(zhì)量;
(2)將第三顆釘子釘在兩顆釘子中點(diǎn)處,并撤去兩端釘子,將橡皮筋和細(xì)繩看作新的“彈性皮筋”,如圖
(b)所示,求此“彈性皮筋”的勁度系數(shù)。
橡皮筋
□
圖(b)
24.(2024?順慶區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示,對(duì)稱、相同粗糙程度的斜面與豎直方向夾角6=53。,硬質(zhì)輕桿通
過光滑較鏈與兩個(gè)相同且質(zhì)量為町=1.0儂的物塊P、Q相連,尸、。對(duì)稱放在斜面上,一質(zhì)量生=1.6俵
的物體通過輕繩懸掛在錢鏈A上,對(duì)稱調(diào)節(jié)尸、。的位置,使桿與斜面垂直,整個(gè)裝置處于平衡狀態(tài),設(shè)
最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,g^Wm/s2,sin53°=0.8,cos53O=0.6,可能用到的數(shù)學(xué)公式
sin(?-/?)=sinacos/3-cosasin(3,cos(a+p)-cosacos/?-sinasin(3。
(1)求桿對(duì)物塊P的作用力大小;
(2)求物塊與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值;
(3)若斜面光滑,對(duì)稱調(diào)節(jié)尸、。的位置,使整個(gè)裝置仍處于平衡狀態(tài),求此時(shí)桿與水平方向夾角的正
切值。
A
25.(2023?重慶模擬)在清潔外墻玻璃時(shí)可以用磁力刷。如圖:厚度/=3。"的玻璃左右表面平整且豎直;
兩個(gè)相同特制磁力刷A、B(均可視為質(zhì)點(diǎn))之間的吸引力始終沿連線方向,大小與距離成反比。
已知A的質(zhì)量為〃”與玻璃間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,滑動(dòng)摩擦與最大靜摩擦大小相等;當(dāng)A、3吸附在玻
璃兩側(cè)表面且水平正對(duì)時(shí),A、3間的吸引力尸=4mg。
(1)控制3從圖中位置水平向右緩慢移動(dòng),要A不下滑,求4?的最遠(yuǎn)距離;
(2)控制3從圖中位置豎直向上緩慢移動(dòng),當(dāng)A也恰能從圖中位置豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí),求連線與豎直方
向夾角。
/玻璃側(cè)截面
B
4匚J
d
2025年高考物理解密之相互作用一一力
參考答案與試題解析
一.選擇題(共10小題)
1.(2024?沙坪壩區(qū)校級(jí)模擬)下面四個(gè)選項(xiàng)中,是國(guó)際單位制中的力學(xué)基本單位的是()
A.kgB.NC.JD.A
【答案】A
【考點(diǎn)】力的定義和特點(diǎn)
【專題】理解能力;推理法;定性思想;牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題
【分析】根據(jù)國(guó)際單位制中的力學(xué)基本單位的是:kg、機(jī)和s分析求解。
【解答】解:國(guó)際單位制中的力學(xué)基本單位的是:依、加和s。故BCD錯(cuò)誤,A正確。
故選:Ao
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了國(guó)際單位制,理解哪些物理單位是國(guó)際單位制中的基本單位是解決此類問題的關(guān)鍵。
2.(2024?開福區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示,光滑的圓軌道豎直固定在水平地面上,。為圓心,A為軌道上的
一點(diǎn),與水平面夾角為30。。小球在拉力廠作用下始終靜止在A點(diǎn)。當(dāng)拉力方向水平向左時(shí),拉力廠的
大小為10N。當(dāng)將拉力E在豎直平面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)至沿圓軌道切線方向時(shí),拉力P的大小為()
A.5NB.5百NC.IOND.10向V
【答案】A
【考點(diǎn)】利用平衡推論求解受力問題
【專題】共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;定量思想;學(xué)科綜合題;應(yīng)用題;合成分解法;推理論證能力
【分析】當(dāng)Q4與水平面夾角為30。分析小球的受力情況,作出受力圖,運(yùn)用合成法分析求得小球的重力。
再用同樣的方法求解當(dāng)將拉力E在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)至沿圓軌道切線方向時(shí)拉力尸的大小。
【解答】解:當(dāng)拉力水平向左時(shí),受到豎直向下的重力,沿Q4向外的支持力,以及拉力尸的作用,如圖
所示:
根據(jù)矢量三角形可得:G-Ftan30°=10x^A^
33
當(dāng)拉力沿圓軌道切線方向時(shí),受力如圖所示:
根據(jù)矢量三角形可得:F=Gcos30。=應(yīng)^乂旦N=5N
32
故A正確,BCD錯(cuò)誤。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】在處理共點(diǎn)力平衡問題時(shí),關(guān)鍵是對(duì)物體進(jìn)行受力分析,然后根據(jù)正交分解法將各個(gè)力分解成兩
個(gè)方向上的力,然后列式求解,如果物體受到三力處于平衡狀態(tài),則可根據(jù)矢量三角形法,將三個(gè)力移動(dòng)
到一個(gè)三角形中,然后根據(jù)角度列式求解。
3.(2024?順慶區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示,木板3放置在粗糙水平地面上,O為光滑較鏈。輕桿一端與錢鏈O
固定連接,另一端固定連接一質(zhì)量為根的小球4。現(xiàn)將輕繩一端拴在小球A上,另一端通過光滑的定滑輪
O'由力/牽引,定滑輪位于。的正上方,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)改變力尸的大小使小球A和輕桿從
圖示位置緩慢運(yùn)動(dòng)到。'正下方,木板始終保持靜止,則在整個(gè)過程中()
A.外力產(chǎn)大小不變
B.輕桿對(duì)小球的作用力大小變小
C.地面對(duì)木板的支持力逐漸變小
D.地面對(duì)木板的摩擦力逐漸減小
【答案】D
【考點(diǎn)】圖解法解決動(dòng)態(tài)平衡問題
【專題】比較思想;圖析法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;推理論證能力
【分析】對(duì)小球進(jìn)行受力分析,根據(jù)相似三角形法分析出外力尸和輕桿對(duì)小球作用力的變化情況;對(duì)木板
3進(jìn)行受力分析,根據(jù)幾何關(guān)系結(jié)合其平衡狀態(tài)分析出地面對(duì)木板的支持力和地面對(duì)木板的摩擦力的變化
情況。
【解答】解:AB,對(duì)小球A進(jìn)行受力分析,三力構(gòu)成矢量三角形,如圖所示。
根據(jù)相似三角形有
mgFF'
OO7-
緩慢運(yùn)動(dòng)過程OA越來越小,則P逐漸減??;由于Q4長(zhǎng)度不變,桿對(duì)小球的作用力大小尸不變,故3錯(cuò)
誤;
CD、對(duì)木板,由于桿對(duì)木板的作用力大小不變,方向向右下方,但桿的作用力與豎直方向的夾角越來越
小,所以地面對(duì)木板的支持力逐漸增大,地面對(duì)木板的摩擦力逐漸減小,故C錯(cuò)誤,。正確。
故選:Do
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了力的動(dòng)態(tài)平衡問題,熟悉物體的受力分析,結(jié)合幾何關(guān)系分析出力的變化情況即
可。
4.(2025?邯鄲一模)“草長(zhǎng)鶯飛二月天,拂堤楊柳醉春煙。兒童散學(xué)歸來早,忙趁東風(fēng)放紙鶯?!边@是詩(shī)
人高鼎的《村居》。許人勾勒出一幅春光明媚,喜放風(fēng)箏的美麗春景圖。若兒童將風(fēng)箏放飛到空中后,拉
著風(fēng)箏線盤靜止于水平地面上,風(fēng)箏在如圖所示的風(fēng)的吹拂下恰好也靜止在空中,風(fēng)對(duì)兒童的作用力忽略
不計(jì)。若風(fēng)對(duì)風(fēng)箏的作用力可認(rèn)為垂直于風(fēng)箏面向上,貝心)
A.拉直的風(fēng)箏細(xì)線可能垂直于風(fēng)箏面
B.地面對(duì)兒童的支持力的大小等于風(fēng)箏和兒童的總重力
C.兒童相對(duì)地面具有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)
D.兒童所受合外力大于風(fēng)箏所受合外力
【答案】C
【考點(diǎn)】靜摩擦力的方向;共點(diǎn)力的平衡問題及求解
【專題】整體法和隔離法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;定性思想;推理論證能力
【分析】以風(fēng)箏、風(fēng)箏與人組成的整體為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,根據(jù)利用矢量合成則分析。
【解答】解:A.對(duì)風(fēng)箏受力如圖
風(fēng)箏受豎直向下的重力租g、垂直于風(fēng)箏面斜向右上方的風(fēng)力尸、細(xì)線的拉力T,風(fēng)箏靜止在空中,受力
平衡,根據(jù)平衡條件可知,細(xì)線的拉力與重力和風(fēng)力的合力等大,反向共線,故拉直的風(fēng)箏細(xì)線不可能垂
直于風(fēng)箏面,故A錯(cuò)誤;
B.將兒童和風(fēng)箏看成一個(gè)整體受力分析,可知整體受豎直向下的總重力、垂直于風(fēng)箏面斜向右上方的風(fēng)
力和地面豎直向上的支持力,在豎直方向上,風(fēng)力沿豎直方向的分力與地面提供的支持力方向相同,故地
面對(duì)兒童的支持力大小小于風(fēng)箏和兒童的總重力,故3錯(cuò)誤;
C.將兒童和風(fēng)箏看成一個(gè)整體受力分析,可知整體受豎直向下的總重力、垂直于風(fēng)箏面斜向右上方的風(fēng)
力和地面豎直向上的支持力,由于風(fēng)力有向右的分量,則地面對(duì)人有向左的靜摩擦力作用,整體才能保持
平衡狀態(tài),所以兒童相對(duì)地面具有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),故C正確;
。.兒童與風(fēng)箏都處于平衡狀態(tài),則兒童所受合外力等于風(fēng)箏所受合外力都為零,故。錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題以生活實(shí)踐情境為切入點(diǎn),以風(fēng)箏作為情境載體,考查力的合成與分解、力的平衡等知識(shí),
關(guān)鍵是能夠?qū)︼L(fēng)箏進(jìn)行受力分析、利用平行四邊形法則進(jìn)行力的合成,根據(jù)矢量三角形(圖解法)分析各
力的變化情況。
5.(2024?龍鳳區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示,某創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)小組制作了一個(gè)半徑為12。〃的圓環(huán),將3個(gè)相同的輕
彈簧一端等間距地連接在圓環(huán)上的A、3、C三點(diǎn),另外一端連接于同一點(diǎn),結(jié)點(diǎn)恰好在圓心O處。將圓
環(huán)水平放置,在結(jié)點(diǎn)O處懸掛一瓶礦泉水,緩慢釋放直至平衡時(shí)測(cè)得結(jié)點(diǎn)下降了已知輕彈簧的自然
長(zhǎng)度為9cm,礦泉水的重力為6N,則彈簧的勁度系數(shù)為()
A.39ON/7"B.13ON/7"C.3.9QN/mD.L3GN/m
【答案】B
【考點(diǎn)】勁度系數(shù)及其特點(diǎn)
【專題】定量思想;方程法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;推理能力
【分析】由幾何關(guān)系求出平衡時(shí)每根彈簧的長(zhǎng)度,得到每根彈簧的伸長(zhǎng)量,根據(jù)豎直方向受力平衡求解瓶
子受到的彈力大小;由胡克定律求出每根彈簧的勁度系數(shù)。
【解答】解:結(jié)點(diǎn)下降了5皿后,由幾何關(guān)系可得4與O之間的長(zhǎng)度為4。'="+林=舊+52皿=13的。
由幾何關(guān)系可知平衡時(shí)每根彈簧的長(zhǎng)度均為x=A/122+52cm=13cm
每根彈簧的伸長(zhǎng)量均為△%=13cm-9cm=4cm=4xl0-2m
根據(jù)豎直方向受力平衡可得G=3左Axcos0
解得勁度系數(shù)為k=---=----------——-N/m=130N/m
3hcosd3x4x10-2x9
13
故3正確,ACD錯(cuò)誤。
故選:Bo
【點(diǎn)評(píng)】本題考查胡克定律和共點(diǎn)力平衡,注意尸=6中x指彈簧的形變量,不是彈簧的長(zhǎng)度。
6.(2024?廣西)工人卸貨時(shí)常利用斜面將重物從高處滑下。如圖,三個(gè)完全相同的貨箱正沿著表面均勻
的長(zhǎng)直木板下滑,貨箱各表面材質(zhì)和粗糙程度均相同。若1、2、3號(hào)貨箱與直木板間摩擦力的大小分別為
%、與2和%3,貝M)
A.Ffl<Ff2<Ff3B.Ffi=Ff2<Ff3C.Ffl=Ff3<Ff2D.Ffi=Ff2=Ff3
【答案】D
【考點(diǎn)】判斷是否存在摩擦力
【專題】比較思想;推理法;摩擦力專題;推理論證能力
【分析】貨箱沿著木板下滑時(shí)受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的公式分析解答。
【解答】解:貨箱沿著木板下滑時(shí)受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的公式:嘉=〃七,又有:
FN=mgcosd,?!樨浵涞闹亓?,。為斜面的傾角),聯(lián)立可得:f.m=jumgcosd,因三個(gè)貨箱各表面材質(zhì)
和粗糙程度均相同,故摩擦因數(shù)均相同,可知三個(gè)貨箱與直木板間摩擦力的大小,即:Ffl=Ff2=Ff3,故
ABC錯(cuò)誤,。正確。
故選:Do
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)算,基礎(chǔ)題目。根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的公式解答即可。
7.(2024?山東)如圖所示,國(guó)產(chǎn)人形機(jī)器人“天工”能平穩(wěn)通過斜坡。若它可以在傾角不大于30。的斜坡
上穩(wěn)定地站立和行走,且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,則它的腳和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不能小于()
A.-B.且C.—D.且
2322
【答案】B
【考點(diǎn)】力的分解過程中多解和極值的問題;共點(diǎn)力的平衡問題及求解
【專題】信息給予題;定量思想;推理法;摩擦力專題;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;理解能力
【分析】根據(jù)平衡條件和滑動(dòng)摩擦力公式求解作答。
【解答】解:國(guó)產(chǎn)人形機(jī)器人“天工”在斜坡上受重力、支持力和摩擦力作用,如圖所示:
N
f
___________
mg
當(dāng)機(jī)器人“天工”站立和穩(wěn)定行走時(shí),根據(jù)平衡條件,沿斜坡方向"Mgcos30o..Mgsin30。
解得斜坡的動(dòng)摩擦因數(shù)〃
即機(jī)器人的腳和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不能小于心,故3正確,ACE)錯(cuò)誤。
3
故選:Bo
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了共點(diǎn)力作用下物體的平衡和滑動(dòng)摩擦力公式,理解機(jī)器人在斜坡上穩(wěn)定地站立和行走
的條件是解題的關(guān)鍵。
8.(2024?黃州區(qū)校級(jí)四模)如圖所示,用一根輕質(zhì)細(xì)繩將一重力大小為10N的相框?qū)ΨQ地懸掛在墻壁上,
畫框上兩個(gè)掛釘間的距離為0.5相。已知繩能承受的最大張力為10N,為使繩不斷裂,繩子的最短長(zhǎng)度為(
【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問題及求解;力的合成與分解的應(yīng)用
【專題】推理能力;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;定量思想;圖析法
【分析】以畫框?yàn)檠芯繉?duì)象,分析受力情況,作出力圖.兩繩拉力的合力與畫框的重力大小相等,細(xì)繩越
短,繩子受到的拉力越大,當(dāng)細(xì)繩拉力達(dá)到最大拉力時(shí),細(xì)繩最短.根據(jù)平衡條件求出此時(shí)兩繩之間夾角,
再幾何知識(shí)求出細(xì)繩的長(zhǎng)度。
【解答】解:畫(含畫框)受力分析圖所示:
相框受到重力G和兩個(gè)大小相等的細(xì)繩拉力F的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài),
當(dāng)F=Fg=ION時(shí),對(duì)應(yīng)于細(xì)繩不被拉斷的最小長(zhǎng)度x
由平衡條件有:Fa=mg=lQN
故力“與F2之間的夾角為120。,
繩子的最小長(zhǎng)度為:£=一^=華機(jī)=@〃?,故C正確,然。錯(cuò)誤。
cos30°Q3
故選:c。
【點(diǎn)評(píng)】熟練應(yīng)用力的合成和分解以及合成與分解中的一些規(guī)律,是解決本題的根本。
9.(2024?鎮(zhèn)海區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示是滑雪運(yùn)動(dòng)員正在下滑的情景,下列說法正確的是()
A.研究運(yùn)動(dòng)員的滑雪姿態(tài)時(shí),可以將運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn)
B.加速滑行時(shí)運(yùn)動(dòng)員的慣性增大
C.雪地所受摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)方向相同
D.運(yùn)動(dòng)員下蹲過程中身體重心位置不變
【答案】C
【考點(diǎn)】質(zhì)點(diǎn);重心的概念和物理意義;判斷是否存在摩擦力
【專題】定性思想;推理法;摩擦力專題;推理論證能力
【分析】A、研究運(yùn)動(dòng)員的滑雪姿態(tài)時(shí),分析運(yùn)動(dòng)員的大小、形狀對(duì)研究結(jié)果是否有影響、是否可以忽略,
進(jìn)而判斷是否可以將其看作質(zhì)點(diǎn)。
B,質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度,慣性與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),與是否受力無(wú)關(guān)。
C、運(yùn)動(dòng)員所受滑動(dòng)摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反,再結(jié)合牛頓第三定律,可判斷雪地所受摩擦力方向與
運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系。
D.運(yùn)動(dòng)員下蹲過程中,根據(jù)運(yùn)動(dòng)員姿態(tài)變化、質(zhì)量分布變化情況,判斷其重心位置變化情況。
【解答】解:A、研究運(yùn)動(dòng)員的滑雪姿態(tài)時(shí),運(yùn)動(dòng)員的身材大小、姿態(tài)(即形狀)對(duì)研究結(jié)果有影響,不
能忽略,則不可以將運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn),故A錯(cuò)誤;
3、慣性只與質(zhì)量有關(guān),與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),加速滑行時(shí)運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量不變,則其慣性不變,故3錯(cuò)誤;
C、雪地對(duì)運(yùn)動(dòng)員的摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)方向相反,由牛頓第三定律可知,雪地所受摩擦力方向與運(yùn)
動(dòng)員所受摩擦力方向相反,即雪地所受摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)方向相同,故C正確;
。、運(yùn)動(dòng)員下蹲過程中,身體重心會(huì)降低,而且由于運(yùn)動(dòng)員姿態(tài)的變化、質(zhì)量分布的變化,重心可能會(huì)在
身體之外,即重心位置會(huì)發(fā)生變化,故。錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】解答本題,要掌握可將物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件,要掌握慣性的性質(zhì)、量度,摩擦力的分析,重心等
知識(shí),基礎(chǔ)題。
10.(2024?沙坪壩區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示,風(fēng)對(duì)帆面的作用力F垂直于帆面,它能分解成兩個(gè)分力月、B,
其中F?垂直于航向,會(huì)被很大的橫向阻力平衡,耳沿著航向,提供動(dòng)力。若帆面與航向之間的夾角為0,
下列說法正確的是()
A.tan6B.F=Fsin0
F2=FX2
F
C.船受到的橫向阻力為D.船前進(jìn)的動(dòng)力為gtan。
COS。
【答案】D
【考點(diǎn)】正交分解法
【專題】定量思想;合成分解法;平行四邊形法則圖解法專題;推理論證能力
【分析】將沿垂直于帆面的分力沿航向方向和垂直于航向方向分解,即可求得判斷各力之間的關(guān)系。
【解答】解:AB.根據(jù)幾何關(guān)系可得風(fēng)對(duì)帆面的作用力歹與垂直于航向方向的分力F?之間的夾角也等于
0,則片=Bsin6?,F2=FCOSO
解得耳=£
tan。
故AB錯(cuò)誤;
C.根據(jù)題意可知,船受到的橫向阻力與乙等大反向,即等于尸cos。,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)題意可知,船前進(jìn)的動(dòng)力為沿著航向的分力耳,則a=?2g=tan,
F2cosd
解得£=8tan。
故。正確。
故選:Do
【點(diǎn)評(píng)】本題是力的分解的問題,能應(yīng)用平行四邊形定則將力進(jìn)行分解,運(yùn)用三角函數(shù)列出等式。解題時(shí)
要注意夾角的確定。
二.多選題(共5小題)
11.(2024?江蘇四模)質(zhì)量均為加的相同物塊尸、。靜止于同一水平面上,它們與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)
均為0.5,現(xiàn)分別給兩物塊施加等大的作用力方向如圖所示。設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等,重
力加速度大小為g,下列說法正確的是()
A.若F=0.2mg,則P受到的摩擦比。受到的摩擦小
B.若尸=0.2〃琢,則P受到的摩擦力與。受到的摩擦力大小相等
C.若尸=04咫,則P受到的摩擦力比。受到的摩擦力小
D.若b=0.4機(jī)g,則尸受到的摩擦力與。受到的摩擦力大小相等
【答案】BD
【考點(diǎn)】判斷是否存在摩擦力;共點(diǎn)力的平衡問題及求解
【專題】學(xué)科綜合題;定量思想;推理法;摩擦力專題;推理論證能力
【分析】判斷P和。受到的是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力。
兩物體均受到靜摩擦力作用,根據(jù)共點(diǎn)力平衡分析摩擦力大小。
【解答】解:首先判斷P和。受到的是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力,
45、當(dāng)歹=0.2沖時(shí),P和。均受到靜摩擦力作用,力=/cos30。=0.1鳥zg,fQ=Fcos30°=0.1-j3mg,
故A錯(cuò)誤,3正確;
CD、當(dāng)F=0.4mg時(shí),尸和。均受到靜摩擦力作用,fp,=Feos30°=0.2島2g,fQ=Feos30°=62也mg,
故C錯(cuò)誤,。正確。
故選:BDo
【點(diǎn)評(píng)】此題考查了摩擦力的判斷與計(jì)算,研究多個(gè)物體的臨界問題,一要注意靈活選擇研究對(duì)象,采用
隔離法和整體法結(jié)合研究,比較簡(jiǎn)潔。二要明確臨界條件:一個(gè)相對(duì)于另一個(gè)物體剛要相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)兩者間
的靜摩擦力達(dá)到最大。
12.(2024?永春縣校級(jí)模擬)如圖甲所示為烤腸機(jī),香腸放置在兩根水平的平行金屬桿中間,其截面圖如
圖乙所示。假設(shè)香腸可視為質(zhì)量為根的均勻圓柱體,烤制過程中香腸質(zhì)量不變,半徑變大。忽略摩擦及金
屬桿的熱脹冷縮,重力加速度為g。下列說法正確的是()
圖甲圖乙
A.香腸烤熟前金屬桿1對(duì)烤腸的支持力大小為gmg
B.香腸烤熟后金屬桿1對(duì)其支持力與豎直方向的夾角比烤熟前變大
C.香腸烤熟后金屬桿1對(duì)其支持力比烤熟前變小
D.香腸烤熟后與烤熟前相比,兩根金屬桿對(duì)其合力不變
【答案】CD
【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問題及求解;力的合成與分解的應(yīng)用
【專題】定量思想;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;合成分解法;推理能力
【分析】通過半徑變大分析重心變高,對(duì)香腸受力分析利用受力平衡可分析出支持力的變化情況,根據(jù)力
的平衡條件分析兩根金屬桿對(duì)其合力的變化情況。
【解答】解:ABC.對(duì)香腸進(jìn)行受力分析如圖所示:
根據(jù)對(duì)稱性有
Ni=N,
根據(jù)平衡條件有
mg=2N]cos0=2N2COS0
mg
N]=N?=
2cos。
令金屬桿之間的距離為d,則
d
sin。=
2Q+R)
可知半徑R變大,則香腸烤熟后金屬桿1對(duì)其支持力與豎直方向的夾角0比烤熟前變小,由分析可知乂、
%均減小,即香腸烤熟后金屬桿1對(duì)其支持力比烤熟前變小,故回錯(cuò)誤,C正確;
D.香腸處于靜止平衡狀態(tài),合力為0,則兩根金屬桿對(duì)其合力不變,始終與重力等大反向,故。正確。
故選:CD。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查了共點(diǎn)力的平衡問題,關(guān)鍵是能夠確定研究對(duì)象、進(jìn)行受力分析、利用平行四邊
形法則進(jìn)行力的合成,然后建立平衡方程進(jìn)行解答。
13.(2024?涼山州模擬)某同學(xué)在家清潔墻面的情景如圖所示,他用力推著一個(gè)0.8伙的拖把沿墻豎直向
上做勻速直線運(yùn)動(dòng),推力保持在沿輕桿方向上,此時(shí)輕桿與豎直墻面的夾角為53。,推力大小為40N。已
知5m53。=0.8,cos53°=0.6,g取lOm/s?,貝I]()
A.拖把頭對(duì)墻的壓力為32N
B.拖把頭對(duì)墻的壓力為24N
C.拖把頭與墻面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5
D.拖把頭與墻面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.75
【答案】AC
【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問題及求解;力的合成與分解的應(yīng)用
【專題】推理法;推理能力;定量思想;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題
【分析】AB-.對(duì)拖把頭受力分析,水平方向根據(jù)平衡條件列式求解墻對(duì)拖把頭的彈力,根據(jù)牛頓第三定
律求解拖把頭對(duì)墻的壓力;
CD:豎直方向根據(jù)平衡條件列式求解拖把頭與墻面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
根據(jù)平衡條件可得墻對(duì)拖把頭的彈力為
5=尸sin53°=40x0.8N=32N
根據(jù)牛頓第三定律,拖把頭對(duì)墻的壓力為32N,故A正確,B錯(cuò)誤;
CD.拖把沿墻豎直向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),有
Fcos530=mg+f
拖把受到的滑動(dòng)摩擦力為
f=^FN
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得拖把頭與墻面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為
4=0.5
故C正確,D錯(cuò)誤。
故選:ACo
【點(diǎn)評(píng)】本題考查共點(diǎn)力作用下的平衡問題,要求學(xué)生能正確選擇研究對(duì)象,受力分析,根據(jù)平衡條件列
式解題。
14.(2024?岳麓區(qū)校級(jí)模擬)光滑半圓槽的邊緣上固定有一輕質(zhì)定滑輪,輕質(zhì)定滑輪軸與一直桿AB一端
連接,直桿可繞3在豎直面上轉(zhuǎn)動(dòng),輕繩一端連接一小球尸,另一端跨過輕質(zhì)定滑輪后套著一鐵環(huán)Q,然
后固定在直桿的A端,如圖所示。開始時(shí)直桿通過外力水平放置并使整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),不計(jì)任何摩
A.若輕繩PB段與段均與豎直方向成30。角,小球P和鐵環(huán)。的質(zhì)量之比為1:1
B.若小球尸的質(zhì)量足夠大,系統(tǒng)平衡時(shí)小球P可能位于半圓弧槽的最低點(diǎn)
C.若通過外力把直桿AB順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)一小段距離,小球P的位置可能不動(dòng)
D.若通過外力把直桿AB逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)一小段距離,小球P的位置一定下移
【答案】AD
【考點(diǎn)】力的合成與分解的應(yīng)用;共點(diǎn)力的平衡問題及求解
【專題】定量思想;推理法;分析綜合能力;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題
【分析】畫出產(chǎn)物體的受力分析圖,由平衡條件解答質(zhì)量之比等問題;
由平衡條件結(jié)合正交分解法解答。
【解答】解:A、受力分析如下圖所示,
若輕繩PB段與2。段均與豎直方向成30。角,根據(jù)水平方向的合力為零可知:a=/3=3O°
由幾何關(guān)系可得,只有OP與豎直方向的夾角也為30。,水平方向上合力才可能為零,
對(duì)小球P在豎直方向有:n\g=FTCOS30°+T5Vcos30°
對(duì)小球P水平方向有:片sin30。=凡,sin30。
對(duì)鐵環(huán)。豎直方向有:=2FTCOSCZ
聯(lián)立可得出小球P和鐵環(huán)。的質(zhì)量之比為1:1,故A正確;
3、如果小球尸在半圓弧槽的最低點(diǎn),那么連接小球的輕繩拉力應(yīng)該為零,此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)不可能平衡,故
3錯(cuò)誤;
C、假設(shè)小球P位置不變,輕繩拉力不變,3端右側(cè)的繩長(zhǎng)/不變,把直桿4?順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一小段距離,AB
sine=彳
段的水平距離d變小,由:
由此可知,c變小,繩的拉力:耳=」立將變小,與小球P位置不變時(shí),輕繩拉力不變相矛盾,故C錯(cuò)
2cos。
誤;
D、直桿AB逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)一小段距離,AS段的水平距離d也是變小,設(shè)NBOP=6,如圖建立直角坐
A
標(biāo)系,對(duì)小球。受力進(jìn)行正交分解后,可得:FTcos—=n\gcos0
ni
變形可得:FT=mtg(2cos--一1),由上式可知,小球質(zhì)量不變,輕繩拉力變小,6變大,小球P下移,
2"
cos—
2
故。正確。
故選:AD?
【點(diǎn)評(píng)】熟練應(yīng)用平衡條件及正交分解法解答共點(diǎn)力平衡問題,提高應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力。
15.(2024?荔灣區(qū)校級(jí)一模)建筑工地上,工人用如圖所示的方式將重物從平臺(tái)運(yùn)到地面。甲、乙兩人在
同一高度手握輕繩,不計(jì)重力的光滑圓環(huán)套在輕繩上,下端吊一重物。甲站在A點(diǎn)靜止不動(dòng),乙從3點(diǎn)緩
慢向A點(diǎn)移動(dòng)一小段距離。此過程中,下列說法正確的是()
A.繩的拉力大小減小B.甲所受平臺(tái)的支持力增大
C.甲所受平臺(tái)的摩擦力變小D.繩對(duì)圓環(huán)拉力的合力變小
【答案】AC
【考點(diǎn)】力的合成與分解的應(yīng)用;解析法求共點(diǎn)力的平衡
【專題】比較思想;方程法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;推理能力
【分析】對(duì)結(jié)點(diǎn)處受力分析,根據(jù)平衡條件列出平衡方程,再根據(jù)夾角的變化判斷繩子的拉力如何變化;
對(duì)甲受力分析,根據(jù)平衡條件列出平衡方程,判斷甲所受平臺(tái)的支持力是否變化;根據(jù)平衡條件列出水平
方向的平衡方程,結(jié)合角度的變化判斷繩子的拉力如何變化,進(jìn)而判斷甲所受平臺(tái)的摩擦力如何變化;根
據(jù)兩邊繩子的合力大小等于重物重力大小,判斷繩對(duì)圓環(huán)拉力的合力是否變化。
【解答】解:A、根據(jù)題圖可知,繩子與圓環(huán)構(gòu)成“活結(jié)”,則兩段繩子上的拉力大小始終相同。設(shè)繩子
與豎直方向的夾角為。,對(duì)結(jié)點(diǎn)處受力分析如圖所示。
TT
e
mg
根據(jù)平衡條件有:2TcosO=mg
得T二上^
2cos。
當(dāng)乙從5點(diǎn)緩慢向A點(diǎn)移動(dòng)一小段距離后,繩子與豎直方向的夾角夕將減小,則知繩子上的拉力T將減小,
故A正確;
BC、對(duì)甲受力分析如圖所示。
根據(jù)平衡條件有
FN=G^+TcosO,f=TsmO
Mg
結(jié)合:r=可得kG甲+詈,八號(hào)tan。
2cos夕
可知,當(dāng)乙從3點(diǎn)緩慢向A點(diǎn)移動(dòng)一小段距離后,繩子與豎直方向的夾角0將減小,甲所受平臺(tái)的支持力
心不變,而摩擦力f變小,故3錯(cuò)誤,C正確;
D,繩對(duì)圓環(huán)的拉力合力的大小始終等于重物的重力,則繩對(duì)圓環(huán)拉力的合力不變,故。錯(cuò)誤。
故選:AC.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查動(dòng)態(tài)平衡問題,解決本題的關(guān)鍵要靈活選擇研究對(duì)象,根據(jù)平衡條件列出相關(guān)的平衡方
程,再進(jìn)行分析。
三.填空題(共5小題)
16.(2024?三明模擬)如圖,一橡皮擦置于長(zhǎng)塑料直尺的一端,現(xiàn)將直尺沿桌面緩慢向外移動(dòng),二者始終
保持相對(duì)靜止,在此過程中,直尺彎曲程度變大,橡皮擦對(duì)直尺的壓力減?。ㄟx填“增大”、“減小”
或“不變”),橡皮擦所受的摩擦力—(選填“增大”、“減小”或“不變”),直尺對(duì)橡皮擦的作用
力方向?yàn)椤?/p>
【答案】減??;增大;豎直向上。
【考點(diǎn)】牛頓第三定律的理解與應(yīng)用;共點(diǎn)力的平衡問題及求解;力的合成與分解的應(yīng)用
【專題】定性思想;理解能力;學(xué)科綜合題;應(yīng)用題;合成分解法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題
【分析】根據(jù)對(duì)物塊的受力分析,結(jié)合幾何關(guān)系分析出橡皮擦受到的支持力與摩擦力的變化情況;根據(jù)牛
頓第三定律可知,作用力與反作用力大小相等,方向相反,根據(jù)平衡條件可分析直尺對(duì)橡皮擦的作用力方
向。
【解答】解:將橡皮擦所在位置等效為沿塑料尺切線方向的一個(gè)斜面,斜面傾角為。,對(duì)橡皮擦進(jìn)行分析,
如圖所示:
則由平衡條件可得:f-mgsin0,N=mgcos。,根據(jù)牛頓第三定律可知:橡皮擦對(duì)尺子的壓力的大小為:
N'=N,在橡皮擦離桌邊越來越遠(yuǎn)時(shí),塑料尺也越來越彎曲的過程中,等效斜面傾角。逐漸增大,可知了
增大,V減小,即橡皮擦對(duì)尺子的壓力減小,尺子對(duì)橡皮擦的摩擦力增大,橡皮擦對(duì)尺子的合力不變,
大小等于橡皮擦的重力,與重力二力平衡,所以直尺對(duì)橡皮擦的作用力方向豎直向上。
故答案為:減??;增大;豎直向上。
【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是會(huì)建立物理模型,寫出摩擦力、壓力的表達(dá)式,結(jié)合平衡條件、牛頓第三定律分析解
題。
17.(2023?閔行區(qū)二模)如圖,質(zhì)量為30g的磁吸板擦吸附在豎直的白板上保持靜止,白板與板擦之間的
動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,現(xiàn)用平行于白板的水平作用力b=0.4N推著板擦做勻速直線運(yùn)動(dòng)。板擦對(duì)白板的壓力
是由于板擦的彈性形變引起的,板擦對(duì)白板的壓力為N。
【答案】板擦,25N
【考點(diǎn)】彈力的概念及其產(chǎn)生條件
【專題】彈力的存在及方向的判定專題;圖析法;分析綜合能力;定量思想
【分析】彈力產(chǎn)生的原因是施力物體的形變,對(duì)板擦在平行于白板方向上進(jìn)行受力分析即可得到摩擦力的
大小。
【解答】解:彈力的產(chǎn)生是彈性物體發(fā)生彈性形變而對(duì)外界產(chǎn)生的力,彈力產(chǎn)生的原因是施力物體的形變,
所以板擦對(duì)白板的壓力是由于板擦的彈性形變引起的;
對(duì)板擦進(jìn)行平行于白板的受力分析,如下圖所示,重力0.3N,水平方向作用力0.4N,合力為0.5N,由于
板擦勻速運(yùn)動(dòng),所以受力平衡,摩擦力也為0.5N。
/=0.5N
X
0.4N
'、'、、0.5N
0.3N*'*
根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式/=〃慫,求得FN=2.5N。
故答案為:板擦,2.5No
【點(diǎn)評(píng)】此題主要考查受力分析,以及彈力與摩擦力的性質(zhì)以及計(jì)算方法,需要掌握好受力分析的步驟。
18.(2023?蕉城區(qū)校級(jí)一模)如圖所示,物體A、3的質(zhì)量%=8依,mB=6kg,A與3、3與地面之
間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為〃=0.5,在外力廠作用下,A和3一起勻速運(yùn)動(dòng),則地面對(duì)3的摩擦力的大小是70
N-,A對(duì)3的摩擦力的大小是No(g取10加62)
【答案】70,35o
【考點(diǎn)】判斷是否存在摩擦力
【專題】整體法和隔離法;摩擦力專題;定量思想;推理能力
【分析】根據(jù)整體與隔離來分別進(jìn)行受力分析,依據(jù)牛頓第二定律,與滑動(dòng)摩擦力的公式,即可求解。
【解答】解:因?yàn)锳、5一起在地面上運(yùn)動(dòng),所以A與3間是靜摩擦力,而3與地面間是滑動(dòng)摩擦力,所
以有:
=〃(叫;+mB)g=0.5x(6+8)xION=70N
對(duì)A、3整體受力分析,根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件得尸=/^=70N
對(duì)A物體有T=fBA
其中T為繩的拉力,大小為T=£=22N=35N
22
根據(jù)牛頓第三定律得,A對(duì)5的摩擦力為%=%=35
故答案為:70,350
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于摩擦力的分析,首先要明確物體受到的是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力,然后才能根據(jù)各自的性
質(zhì)進(jìn)行分析運(yùn)算。
19.(2023?重慶模擬)如圖質(zhì)量為20依的物體在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1的水平面上向右運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過程中受
到水平向左、大小為10N的拉力作用,則物體所受合力為30N,方向?yàn)樗剑ㄟx填“向左”或
“向右”)。
___V
F------
<——M
//////////
【答案】30,向左。
【考點(diǎn)】判斷是否存在摩擦力
【專題】摩擦力專題;定量思想;推理法;推理能力
【分析】物體相對(duì)水平面向右運(yùn)動(dòng),受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,根據(jù)滑動(dòng)摩
擦力公式求解即可,拉力和摩擦力的合力即為物體所受的合力。
【解答】解:對(duì)物體受力分析,物體受到重力、支持力、向左的拉力和向左的滑動(dòng)摩擦力,滑動(dòng)摩擦力
f==/jmg=O.lx20xION=20N
物體所合力Fa=于+F=20N+ION=30N
方向水平向左。
故答案為:30,向左。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查摩擦力,解題關(guān)鍵是知道產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力的條件和滑動(dòng)摩擦力的求解方法。
20.(2023?沙坪壩區(qū)校級(jí)模擬)民間有一種“三人拔河比賽”,其物理模型俯視圖如下:水平地面上畫有
一個(gè)半徑為2R的圓;A、B、C三個(gè)人面朝圓外,腰上分別栓有長(zhǎng)度都為
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