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1、2022年高中物理 第三章 專題3 受力分析、動態(tài)平衡課時精練(含解析)新人教版必修1
知識點
基礎(chǔ)
中檔
稍難
受力分析
1、2、3
6、8
11
整體、隔離
4、9
7
動態(tài)平衡、臨界
5
10、12
水平方向:Ff=Fcosθ
豎直方向:FN+Fsinθ=m1g+m2g。
由以上兩式得:Ff=Fcosθ,F(xiàn)N=m1g+m2g-Fsinθ,正確選項為A、C。
5.[xx·合肥高一質(zhì)檢]如圖所示,用一根長為l的細(xì)繩一端固定在O點,另一端懸掛質(zhì)量為m的小球A,為使細(xì)繩與豎直方向夾30°角且繃緊,小球A處于靜止,對小球施加的最小的力等于( )
2、A.mg B.mg
C.mg D.mg
答案 C
解析 以小球為研究對象,受三個力作用:重力、繩的拉力及所施加的一個力,O點固定,細(xì)繩方向也不變,即繩上的拉力方向不變,且繩的拉力與所施力的合力與重力一定滿足等值反向,如圖,由三角形定則作出的矢量三角形可知,所施力的最小值為Fmin=mgsin30°=mg。
6.(多選)如圖所示A為長木板,上表面粗糙,在水平面上以速度v1向右勻速運(yùn)動,物塊B在木板A的上面以速度v2向右勻速運(yùn)動,下列判斷正確的是( )
A.若是v1=v2,A、B之間無滑動摩擦力
B.若是v1>v2,B受到了A所施加向右的滑動摩擦力
C
3、.若是v1v2,A受到了B所施加向左的滑動摩擦力
答案 ABD
解析 若v1=v2,則A、B間無相對運(yùn)動,故A正確;若v1>v2,則B相對于A向左運(yùn)動,故B受到向右的滑動摩擦力,A相對于B向右運(yùn)動,A受到向左的滑動摩擦力,故B、D正確;如果v1
4、距離,兩環(huán)再次達(dá)到平衡,那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較,AO桿對P環(huán)的支持力FN和摩擦力f的變化情況是( )
A.FN不變,f變大 B.FN不變,f變小
C.FN變大,f變大 D.FN變大,f變小
答案 B
解析 以兩環(huán)和細(xì)繩整體為研究對象,由題意可知,豎直方向上二力平衡,即FN=2mg不變;水平方向上只有OB對Q環(huán)的壓力N和OA對P環(huán)的摩擦力f作用,因此f=N。以Q環(huán)為研究對象,它在重力、細(xì)繩的拉力F和OB的壓力N作用下平衡,如右圖所示,設(shè)細(xì)繩和豎直方向的夾角為α,則N=mgtanα。P環(huán)向左移動的過程中α將減小,N也將減小,所以f減小。故選
5、項B正確。
8.[xx·課標(biāo)全國卷Ⅰ]如圖,用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上,系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?,F(xiàn)使小車從靜止開始向左加速,加速度從零開始逐漸增大到某一值,然后保持此值,小球穩(wěn)定地偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內(nèi)),與穩(wěn)定在豎直位置時相比,小球的高度( )
A.一定升高
B.一定降低
C.保持不變
D.升高或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定
答案 A
解析
設(shè)橡皮筋原長為l0
加速前平衡時橡皮筋伸長了x0
則有kx0=mg
當(dāng)加速并穩(wěn)定時設(shè)小球偏離豎直方向θ角,橡皮筋伸長了x
由小球在豎直方向受力平衡有
kxcosθ=mg
聯(lián)立得kxcosθ=kx0
6、xcosθ=x0
此時小球距懸掛點的豎直高度
h=(l0+x)cosθ
=l0cosθ+xcosθ
=l0cosθ+x0<l0+x0
故小球一定升高
選項A正確。
9.如圖所示,完全相同的質(zhì)量為m的A、B兩球,用兩根等長的細(xì)線懸掛在O點,兩球之間夾著一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧,靜止不動時,彈簧處于水平方向,兩根細(xì)線之間的夾角為θ。則彈簧的長度被壓縮了多少?
答案 tan
解析 以A球為研究對象,其受力如圖所示。所以F彈=mgtan,Δx==tan 。
10.用兩根細(xì)繩OA、OB懸掛一個重物G,如圖所示,其中繩OA沿水平方向,OB沿斜上方。現(xiàn)保持O位置不動,逐漸向
7、上移動A點直至細(xì)繩OA變?yōu)樨Q直。在這個過程中,OA、OB繩上的拉力如何變化?
答案 OA繩上的拉力先減小后增加 OB繩上的拉力一直減小
解析 如下圖所示,A1、A2為繩OA由水平方向變?yōu)樨Q直方向的過程中,繩的A端先后經(jīng)過的幾個位置。重物對O點的拉力F的大小等于重物的重力G,方向豎直向下。當(dāng)A先后經(jīng)過各個位置時,將拉力F沿細(xì)繩的方向分解,由圖知OA受到的拉力先減小后增加,OB繩受到的拉力一直減小。
11.[xx·蕪湖高一檢測]木板B放在水平地面上,在木板B上放一重1200 N的A物體,物體A與木板B間,木板與地面間的動摩擦因數(shù)均為0.2,木板B重力不計,當(dāng)水平拉力F將木板B勻速拉出
8、,繩與水平方向成30°時,問繩的拉力FT多大?水平拉力F多大?(重力加速度g=10 m/s2)
答案 248 N 430 N
解析 (1)求繩的拉力FT:隔離A,其受力如圖所示
則水平方向上:
FTcos30°-Ff1=0
豎直方向上:
FTsin30°+FN1-G=0
而Ff1=μFN1
聯(lián)立以上三式解得FT=248 N
Ff1=215 N
(2)求水平拉力F:隔離B,其受力如圖所示
A對B的摩擦力大小為FfA,地對B的摩擦力為Ff地,地對B的彈力大小FN2=FN1,
故拉力F=Ff地+FfA=μFN2+μFN1=2Ff1=430 N。
12.如圖所
9、示,質(zhì)量為m1的物體甲通過三段輕繩懸掛,三段輕繩的結(jié)點為O,輕繩OB水平且B端與放置在水平面上的質(zhì)量為m2的物體乙相連,輕繩OA與豎直方向的夾角θ=37 °,物體甲、乙均處于靜止?fàn)顟B(tài)。(已知sin 37 °=0.6,cos 37°=0.8,tan 37°=0.75,g取10 m/s2。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)求:
(1)輕繩OA、OB受到的拉力是多大?
(2)物體乙受到的摩擦力是多大?方向如何?
(3)若物體乙的質(zhì)量m2=4 kg,物體乙與水平面之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.3,則欲使物體乙在水平面上不滑動,物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過多少?
答案 (1)m1g m1g (2)m1g 方向水平向左 (3)1.6 kg
解析 (1)受力分析如圖所示。
FTOA==m1g
FTOB=m1gtan θ=m1g
(2)Ff=FTOB=m1g
方向水平向左。
(3)Ffm=μm2g=0.3×40 N=12 N
當(dāng)FTOB=m1g=Ffm=12 N時,
m1=1.6 kg,即物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過1.6 kg。