1、高考物理一轮复习 第2章 相互作用 力与平衡考点演练解析版第二章 相互作用 力与平衡第1节 常见的几种力 (时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题7分,每题只有一个答案正确,共70分)1. 一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连,小球某时刻正处于图示状态.设斜面对小球的支持力为FN,细绳对小球的拉力为T,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的是 ( )若小车向左运动,FN可能为零若小车向左运动,T可能为零若小车向右运动,FN不可能为零若小车向右运动,T不可能为零A. B. C. D. 2. 如图所示,A、B两物体的重力分别是GA=3 N,GB
2、=4 N,弹簧的重力不计,整个装置沿竖直方向处于静止状态,这时弹簧的弹力F=2 N,则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是 ( )A. 3 N和6 NB. 5 N和6 NC. 3 N和2 ND. 5 N和2 N3. (2010合肥检测)如图所示,轻质光滑滑轮两侧用轻绳连着两个物体A与B,物体B放在水平地面上,A、B均静止.已知A和B的质量分别为mA、mB,绳与水平方向的夹角为(mB,整个系统处于静止状态滑轮的质量和一切摩擦均不计,如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点,整个系统重新平衡后,物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角变化情况是( )A. 物体A的高度升高,角变大B. 物体A的高度降
3、低,角变小C. 物体A的高度升高,角不变D. 物体A的高度不变,角变小6. 如图所示是山区村民用斧头劈柴的剖面图,图中BC边为斧头背,AB、AC边是斧头的刃面.要使斧头容易劈开木柴,则 ( )A. BC边短一些,AB边也短一些B. BC边长一些,AB边短一些C. BC边短一些,AB边长一些D. BC边长一些,AB边也长一些7. (2010湖北模拟)用与竖直方向成角(F2B. F1F2F3C. F1=F3F2D. F1=F2F38. (2010广东模拟)如图所示,质量为m的物体悬挂在轻质的支架上,斜梁OB与竖直方向的夹角为,设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2.以下结果正确的
4、是()A. F1=mgsin B. F1=mg/sin C. F2=mgcos D. F2=mg/cos 9. (创新题)2009年10月31日,吴桥国际杂技艺术节在河北省举行,如图甲所示为杂技表演的安全网示意图,网绳的结构为正方格形,O、a、b、c、d等为网绳的结点.安全网水平张紧后,若质量为m的运动员从高处落下,并恰好落在O点上.该处下凹至最低点时,网绳dOe、bOg均成120向上的张角,如图乙所示,此时O点受到的向下的冲击力大小为F,则这时O点周围每根网绳承受的力的大小为()A. F B. F/2 C. F+mg D.( F+mg)/210. (改编题)水平地面上有一木箱,木箱与地面之间
5、的动摩擦因数为(01).现对木箱施加一拉力F,使木箱做匀速直线运动.设F的方向与水平面夹角为,如图所示,在从0逐渐增大到90的过程中,木箱的速度保持不变,则 ( )A. F先减小后增大 B. F一直增大C. F的功率增大 D. F的功率不变二、计算题(本题共2小题,共30分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11. (14分)将一个20 N的力进行分解,其中一个分力的方向与这个力成30角,试讨论:(1)另一个分力的大小不会小于多少?(2)若另一个分力大小是 N,则已知方向的分力大小是多少?12. (2010唐山模拟)(16分)某公司制造出一种能测量绳中张力的仪器,工作原理如
6、图所示,将相距为L的两根固定支柱A、B(图中小圆框表示支柱的横截面)垂直于金属绳水平放置,在AB的中点用一可动支柱C向上推动金属绳,使绳在垂直于AB的方向竖直向上发生一个偏移量d(dFf,受的静摩擦力为7 N,方向向右.(2)撤去F1后,Ff1=F2=6 NFfm,物体将向左运动,受到滑动摩擦力作用且Ff2=FN=8 N,方向向右.12. 解析:受力分析如图所示,其中F1,F2分别是弹簧k1、k2的作用力.物块静止,F1+F2=mg初态时,弹簧k2(压缩)的弹力F2=mg(向上)末态时,弹簧k2(压缩)的弹力F2=2/3mg(向上)弹簧k2的长度变化量:x2=F2/k2=(F2-F2)/k2=
7、mg/3k2由式得F1=mg/3初态时,弹簧k1(原长)的弹力F1=0末态时,弹簧k1(伸长)的弹力F1=mg/3(向上)弹簧k1的长度变化量x1=F1k1=(F1-F1)k1=mg/3k1由几何关系x=x1+x2=mg (1/k1+1/k2)/3.当乙处于伸长状态时,有:初态时,弹簧k2(压缩)的弹力T2=mg(向上)末态时,弹簧k2(伸长)的弹力T2=2/3mg(向下)弹簧k2的长度变化量为x2=T2k2=T2+T2k2=5mg/3k2.对甲弹簧分析有:初态时,弹簧k1(原长)的弹力T1=0末态时,弹簧k1(伸长)的弹力T1=53mg(向上)弹簧k1的长度变化量为x1=T1k1=5mg/3
8、k1由此可得x=x1+x2=5mg (1/k1+1/k2)/3第二章 第2节 力的合成与分解1. 解析:不妨设分力F1F2,由题图可知,当=0或2时,分力F1、F2在一条直线上,同向,故有Fmax=F1+F2=30 N当=时,分力F1、F2在一条直线上,反向,故有Fmin=F1-F2=10 N联立可得F1=20 N,F2=10 N,故A、B、C正确;选D.答案:D2. 解析:将mg在如图所示方向分解.所以施加的最小力与F1等大反向即可使小球静止,故F=mgsin 30=12mg,故选C.答案:C3. 解析:对撑杆进行受力分析如图所示,撑杆对涂料滚力的竖直分量与重力平衡,且撑杆与墙壁的夹角越来越
9、小,故F1=mgcos 逐渐减小,F2=mgtan 越来越小.故选项A正确.答案:A4. 解析:水平力F作用时,静摩擦力的大小与(mgsin )2+F21/2相等,将外力F撤去,静摩擦力的大小与重力沿斜面分量mgsin 相等,方向相反,选项D正确.答案:D5. 解析:系统最终平衡时,绳的拉力F大小仍为mAg,由二力平衡可得2Fsin =mBg,故角不变,但因悬点由Q到P,左侧部分绳子变长,故A应升高,故选项C正确.答案:C6. 解析:设斧头对木柴向下的压力为F,按照力的作用效果将力F分解为F1和F2如图所示.由几何关系可知F1/F=AB/BC,所以F1=AB/BCF.显然BC边越短,AB边越长
10、,越容易劈开木柴.答案:C7. 解析:作力的矢量三角形如图所示,由几何关系可知A可能正确.答案:A8. 解析:物体对O点的拉力可分解为向左下方压OB的力和向右拉OA的力.如图所示,F1=mgtan ,F2=mg/cos .故选项D正确.答案:D9. 解析:O点周围共有4根绳子,设每根绳子的力为F,则4根绳子的合力大小为2F,所以F=2F,所以F=F/2,应选B.答案:B10. 解析:由于木箱的速度保持不变,因此木箱始终处于平衡状态,受力分析如图所示,则由平衡条件得:mg=FN+Fsin ,Ff=FN=Fcos 两式联立解得F=mg/(cos+sin)=mg1+2sin(+),可见F有最小值,所
11、以F先减小后增大,A正确;B错误;F的功率P=Fvcos =mgv/(cos cos +sin )=mgv(1+tan ),可见在从0逐渐增大到90的过程中tan 逐渐增大,则功率P逐渐减小,C、D错误.答案:A11. 解析:(1)根据已知条件,可作出图甲,合力F与它的两个分力要构成一个矢量三角形,F的末端到虚线OA的最短距离表示那个分力的最小值,即过F末端作OA的垂线,构成一个直角三角形,如图乙所示,由几何关系知F2=10 N.(2)当另一个分力F2= N时,由于N10 N,根据力的三角形法则,可以组成两个不同的三角形,如图丙所示.根据正弦定理a/sinA=b/sinB=c/sin 30和A+B+30=180,可求出F1= N,F1= N.12. 解析:(1)设C点受两边绳的张力为T1和T2,AB与BC的夹角为,如图所示.依对称性有T1=T2=T,由力的合成有F=2Tsin ,根据几何关系有sin =(或tan =2d/L).联立上述二式解得T=,因dL,故T=FL/4d.(2)将d=10 mm,F=400 N,L=250 mm,代入,解得 T=2.5103 N, 即绳中的张力为2.5103 N.
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