高一物理必修一第三章知识点相互作用人教版Word下载.docx
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D.如果物体有对称中心,则该对称中心就是重心
解析根据重心的定义可知,重心是重力的等效作用点,即把物体各部分所受重力看做是集中作用于此点,这是等效替代法的具体应用,选项A错误;
重心不一定在物体上,例如质量均匀分布的圆环的重心在圆心处,并不在物体上,而在物体之外,所以选项B正确;
因为物体的重心位置与质量的分布有关,尽管物体形状规则,但其质量的分布不均匀,它的重心也不一定在几何中心,选项D错误;
物体的形状和质量的分布确定,其重心相对物体的位置也确定了,与物体如何运动无关,C正确.
答案BC
3.如图所示,甲、乙两物体叠放在水平面上,用水平力F拉物体乙,它们仍保持静止状态,甲、乙间接触面也为水平,则乙物体受力的个数为()
A.3个B.4个
C.5个D.6个
解析乙物体受到重力、拉力、水平面的支持力及甲物体对乙物体的压力及水平面的静摩擦力,故C选项正确.
答案C
4.如图所示,以O作为悬点的两根轻绳a、b将日光灯悬挂在天花板上的O点,两绳与竖直方向的夹角分别为60°
和45°
,日光灯保持水平并静止,其重力为G,以下说法正确的是()
A.a绳的弹力比b绳大
B.a绳的弹力与b绳一样大
C.日光灯的重心一定在O点的正下方
D.日光灯的重心不一定在O点的正下方
解析由平衡条件得Fasin60°
=Fbsin45°
,则Fa
5.如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心.一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止于P点.设滑块所受支持力为FN,OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是()
A.F=mgtanθB.F=mgtanθ
C.FN=mgtanθD.FN=mgtanθ
解析小滑块受力分析如图所示,由受力平衡可知,
FNcosθ=F
FNsinθ=mg
解得FN=mgsinθ,F=mgtanθ.
答案A
6.某缓冲装置可抽象成图所示的简单模型.其中k1、k2为原长相等、劲度系数不同的轻质弹簧.下列表述正确的是()
A.缓冲效果与弹簧的劲度系数无关
B.垫片向右移动时,两弹簧产生的弹力大小相等
C.垫片向右移动时,两弹簧的长度保持相等
D.垫片向右移动时,两弹簧的形变量相同
解析不同弹簧的缓冲效果与弹簧的劲度系数有关,A错误;
在垫片向右运动的过程中,由于两个弹簧相连,则它们之间的作用力等大,B正确;
由于两弹簧的劲度系数不同,由胡克定律可知,两弹簧的形变量不同,则两弹簧的长度不相等,C、D错误.
答案B
7.如图所示,物体静止于光滑的水平面上,力F作用于物体O点,现要使合力沿着OO′方向,那么必须同时再加一个力F′,这个力的最小值是()
A.FcosθB.Fsinθ
C.FtanθD.Fcotθ
解析如图所示
已知合力沿OO′方向,其中一个分力F,则另一个分力的最小值为与OO′垂直,大小为Fsinθ,故B选项正确.
8.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θ.设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2.以下结果正确的是()
A.F1=mgsinθB.F1=mgsinθ
C.F2=mgcosθD.F2=mgcosθ
解析以O点为研究对象,受到绳的拉力mg、OA弹力F1、OB弹力F2,如图所示
则F1=mgtanθF2=mgcosθ
故D选项正确.
9.如图所示,A、B两物体用细线连着跨过定滑轮静止,A、B物体的重力分别为40N和10N,绳子和滑轮的质量、摩擦不计.以下说法正确的是()
A.地面对A的支持力是40N
B.物体A受到的合外力是30N
C.测力计示数10N
D.测力计示数20N
解析由受力平衡得绳子的拉力为10N,测力计的示数为20N,故C错误,D正确;
物体A受到的合外力为0,地面对A的支持力为30N,A、B均错误.
10.如图所示是一种研究劈的作用的装置,托盘A固定在细杆上,细杆放在固定的圆孔中,下端有滚轮,细杆只能在竖直方向上移动,在与托盘连接的滚轮正下面的底座上也固定一个滚轮,轻质劈放在两滚轮之间,劈背的宽度为a,侧面的长度为l,劈尖上固定的细线通过滑轮悬挂质量为m的钩码,调整托盘上所放砝码的质量M,可以使劈在任何位置时都不发生移动.忽略一切摩擦和劈、托盘、细杆与滚轮的重力,若a=105l,则M是m的几倍()
A.1B.1.5
C.2D.2.5
解析设斜劈侧面与水平方向的夹角为θ,sinθ=a2l=1010.侧面对滚轮的弹力为F,则根据力的分解可得Mg=Fcosθ=910F,
mg=2Fsinθ=105F,解得Mm=1.5.
第Ⅱ卷(非选择题)
二、实验题(本题包括2小题,共12分)
11.(6分)在做“验证力的平行四边形定则”的实验时:
(1)下列叙述正确的是()
A.同一次实验过程,结点的位置必须都拉到同一位置O点,不能随意变动
B.用两只弹簧测力计拉橡皮条时,应使两细绳之间的夹角总为90°
,以便于算出合力的大小
C.力的夹角越大越好
D.必须使分力与合力在同一平面内
(2)如果实验情况如图①所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳.图②是在白纸上根据实验结果画出的图.
图②中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是__________________.
解析
(1)同一次实验中,为保证作用效果相同,必须将结点O拉至同一位置,故A选项正确;
计算合力用平行四边形定则求得不必选用特殊角,故B选项错误;
夹角越大,合力越小,实验误差增大,故C选项错误;
做实验时,必须使分力与合力在同一平面内,故D选项正确.
(2)用一只弹簧测力计直接拉橡皮条的拉力方向一定沿AO方向,而用平行四边形定则求出的合力F与AO的方向可能有偏差.
答案
(1)AD
(2)F′
12.(6分)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.
(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在______方向(填“水平”或“竖直”).
(2)弹簧自然悬挂,待弹簧________时,长度记为L0,弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;
在砝码盘中每次增加10g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表:
代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6
数值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30
表中有一个数值记录不规范,代表符号为________.由表可知所用刻度尺的最小分度为________.
(3)如图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与________的差值(填“L0或Lx”).
(4)由图可知弹簧的劲度系数为________N/m;
通过图和表可知砝码盘的质量为________g(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8m/s2).
解析由表中记录的数据可知,实验所用刻度尺最小分度为1mm,记录数据应该估读到0.1mm,所以L3数值记录不规范.由于纵轴是砝码的质量,横轴应是弹簧长度与弹簧下端挂上砝码盘时长度Lx的差值.由mg=kx可知,图象斜率等于弹簧的劲度系数为4.9N/m;
通过图和表可知砝码盘的质量为10g.
答案
(1)竖直
(2)稳定L31mm
(3)Lx
(4)4.910
三、计算题(本题包括4小题,共38分,计算题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)
13.(7分)举重运动中保持杠铃的平衡十分重要.如下图所示,若运动员举起1800N的杠铃后双臂保持106°
角,处于平衡状态,此时运动员两手臂受力各是多大?
(sin53°
=0.8,cos53°
=0.6)
解析人受到杠铃的作用力的合力等于杠铃的重力,即杠铃的重力可分解为杠铃对人两个手臂的作用力,大小相等,如图所示.F1、F2夹角为106°
.
由平行四边形可知
F2?
cos53°
=mg2
F2=F1=mg2cos53°
=1500N.
答案1500N1500N
14.(9分)水平面上有一重50N的物体,受到F1=12N和F2=6N的两个相反方向的水平力作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.
(g=10N/kg,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
(1)此物体受到的摩擦力为多大?
(2)将F1撤去后,物体所受的摩擦力为多大?
(3)将F2撤去后,物体所受摩擦力多大?
解析
(1)物体所受最大静摩擦力
Fmax=μFN=μG=0.2×
50N=10N.
由于物体受到F1、F2两个反向的力的作用其合力为
F1-F2=6N
Ff=6N.
(2)将F1撤去后,F2=6N
(3)将F2撤去后,F1>
Fmax,故物体受到的摩擦力为滑动摩擦力.
F″f=μFN=0.2×
答案
(1)6N
(2)6N
(3)10N
15.(10分)如图所示,两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,m放在水平面上,M重20N,M、m均处于静止状态,OA、OB与水平面的夹角分别为30°
、60°
,求:
(1)OA、OB对M的拉力大小;
(2)m受到水平面的静摩擦力的大小和方向.
解析
(1)M受到三个力的作用处于静止状态:
重力GM,绳的拉力FOA、FOB,由图易知FOA、FOB分别与竖直方向成60°
、30°
角.
由平衡条件知:
GM′=GM=20N
FOA=GM′cos60°
=20×
0.5N=10N
FOB=GM′cos30°
32N=103N.
(2)分析m,因FOA
静摩擦力大小为Ff=FOB-FOA=(103-10)N≈7.32N.
答案
(1)10N103N
(2)7.32N,向左
16.(12分)在倾角为α的斜面上,一条质量不计的皮带一端固定在斜面上端,另一端绕过一中间有一圈凹槽的圆柱体,并用与斜面夹角为β的力拉住,使整个装置处于静止状态,如图所示.不计一切摩擦,圆柱体质量为m,求拉力F的大小和斜面对圆柱体的弹力FN的大小.
某同学分析过程如下:
将拉力F沿斜面和垂直于斜面方向进行分解.
沿斜面方向:
Fcosβ=mgsinα①
沿垂直于斜面方向:
Fsinβ+FN=mgcosα②
问:
你同意上述分析过程吗?
若同意,按照这种分析方
法求出F及FN的大小;
若不同意,指明错误之处并求出你认为正确的结果.
解析不同意.
平行于斜面的皮带对圆柱体也有力的作用,其受力如图所示.
①式应改为:
Fcosβ+
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