高二物理静力学测试二 带解析Word格式.docx
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5.如图所示,质量为m的光滑球体夹在竖直墙和斜面体之间静止,斜面体质量也为m,倾角θ=45°
,斜面体与水平地面间的动摩擦因数为μ(0.5<μ<1),斜面体与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,若增加球体的质量,且使斜面体静止不动,则可增加的最大质量为( )
A.mB.
m
C.
mD.
6.如图所示,一根不可伸长的轻绳两端连接两轻环A、B,两环分别套在相互垂直的水平杆和竖直杆上,轻绳绕过光滑的轻小滑轮,重物悬挂于滑轮下,始终处于静止状态,下列说法正确的是( )
A.只将环A向下移动少许,绳上拉力变大,环B所受摩擦力变小
B.只将环A向下移动少许,绳上拉力不变,环B所受摩擦力不变
C.只将环B向右移动少许,绳上拉力变大,环A所受杆的弹力不变
D.只将环B向右移动少许,绳上拉力不变,环A所受杆的弹力变小
7.如图所示,一球体在水平力F的作用下静止在斜面上,且与固定在斜面上的竖直挡板接触,斜面相对地面保持静止,所有的接触面均粗糙.下列说法正确的是( )
A.球体最少受到3个作用力
B.球体最少受到4个作用力
C.球体与斜面之间可能没有弹力
D.斜面底部受到地面的摩擦力大小为F,方向水平向左
8.如图甲所示为工厂里货物从车上面缓慢滑下的情景,现可以简化为如图乙所示的模型,在墙壁与地面间放置一表面粗糙质量分布均匀的厚木板斜面,假设竖直墙壁光滑,水平地面粗糙,现一物块从斜面顶端沿斜面缓慢滑下,木板始终保持静止状态,则在滑至底端的过程中,下列说法正确的是( )
A.竖直墙壁对木板的弹力在变大
B.地面对木板的弹力在变大
C.地面对木板的摩擦力在变小
D.地面对木板的作用力在变小
9.细线OA、OB的O端与质量为m的小球拴接在一起,A、B两端固定于竖直墙面上,其中细线OA与竖直方向成45°
角,细线OB与竖直方向成60°
角,如图所示,现在对小球施加一个与水平方向成45°
角的拉力F,小球保持静止,细线OA、OB均处于伸直状态,已知重力加速度为g,小球可视为质点,下列说法正确的是( )
A.在保证细线OA、OB都伸直的情况下,若F增大,则细线OA中拉力变小,细线OB中拉力变大
B.当F=
mg时,细线OB中拉力为零
C.为保证两根细线均伸直,拉力F不能超过
mg
D.若缓慢增大F且使小球始终处于平衡状态,则细线OA会松弛,细线OB将与F共线
10.如图所示,直杆BC的一端用铰链固定于竖直墙壁,另一端固定一个小滑轮,细绳下端挂一重物,细绳的AC段水平,此时整个装置处于平衡状态.不计直杆、滑轮及细绳的质量,忽略所有摩擦.则下列说法正确的是( )
A.图中∠ABC=45°
B.图中∠ABC=37°
C.若将细绳的端点A向上移动到D点重新平衡,且BD=BC,则∠DBC=60°
D.若将细绳的端点A稍向下移动一点,使之重新平衡,则滑轮C受到绳的作用力将变小
二、实验题(本题共2个小题,共30分)
11.(15分)在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧测力计.
(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:
弹力F/N
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
伸长量x/(×
10-2m)
0.74
1.80
2.80
3.72
4.60
5.58
6.42
在图甲中用作图法求得该弹簧的劲度系数k=________N/m.
(2)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图乙所示,其读数为________N;
同时利用
(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50N,请在图丙中画出这两个共点力的合力F合.
(3)由图得到F合=________N.
12.(15分)一名同学利用图甲所示装置做“测定弹簧的劲度系数”的实验.
(1)以下是这位同学根据自己的设想拟定的实验步骤,请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上________.
A.以弹簧长度l为横坐标,以钩码质量m为纵坐标,标出各组数据(l,m)对应的点,并用平滑的曲线连接起来;
B.记下弹簧下端不挂钩码时,其下端指针在刻度尺上的刻度l0;
C.将铁架台固定于桌子上,将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺;
D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个……钩码,待钩码静止后,读出弹簧下端指针指示的刻度记录在表格内,然后取下钩码;
E.由图象找出ml间的函数关系,进一步写出弹力与弹簧长度之间的关系式(重力加速度g取10m/s2),求出弹簧的劲度系数.
(2)图乙为根据实验测得数据标出的对应点,请作出钩码质量m与弹簧长度l之间的关系图线.
(3)写出弹簧弹力F和弹簧长度l之间关系的函数表达式:
_____________________
(4)此实验得到的结论是:
此弹簧的劲度系数k=________N/m.(计算结果保留三位有效数字).
三、计算题(本题共1个小题,共20分)
13.如图所示,有一个重量为20N的小物体放在斜面上,斜面底边长AB=40cm,高BC=30cm,物体与斜面之间的动摩擦因数为μ=0.5,物体在一沿斜面向上的力F的作用下刚好处于静止状态(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),现将力F顺时针转动至水平向右并保持不变,求此时物体与斜面之间的摩擦力.
高二物理【静力学】测试二参考答案
一、选择题(本题共10个小题,每小题5分,共50分)
1.D
若弹簧处于压缩状态,则m1不可能处于静止状态,故A错误;
对整体受力分析可知,整体受重力、支持力、拉力,要使整体受力平衡,则水平方向一定有向右的摩擦力作用在m2上,且大小与F相同,故D正确;
因m2与地面间有摩擦力,则地面对m2一定有支持力,故C错误;
对m1受力分析可知,弹力竖直方向的分力应等于N-m1g,故弹簧弹力F弹=
,故B错误.
2.C
A图中,对整体分析,可知墙壁对A没有弹力,否则整体将向右运动,故A最多受到重力、B的支持力和摩擦力、弹簧的弹力共4个力作用,故A错误.B图中,A最多受到重力、弹簧的弹力、斜面的支持力和摩擦力共4个力作用,故B错误.C图中,A受到重力、B的压力和摩擦力、斜面的支持力、推力,也可能受到斜面的摩擦力,共6个力,故C正确.D图中,A最多受到重力、斜面的支持力和摩擦力、推力和B的压力共5个力,故D错误.
3.D
由于整个系统处于静止状态,表明整个系统处于平衡状态,系统所受合外力为零,通过隔离法可知,该系统内每个物体所受合外力为零.由隔离法可知物体A受两个力(重力和物体B对其的支持力),小球受重力和空箱C对它的支持力两个力作用,故选项A、B错误;
对空箱C和小球组成的系统进行受力分析可知,轻绳的拉力大小等于(M+m0)g,再通过对A、B两物体组成的系统受力分析知水平方向物体B受到的桌面对物体B的静摩擦力大小等于轻绳的拉力大小(M+m0)g,由牛顿第三定律可知,物体B对桌面的静摩擦力大小为(M+m0)g,故选项C错误,D正确.
4.D
A受到重力、挡板的弹力和B的支持力三个力,B受到重力、A的压力、桌面的支持力和推力F四个力,故A错误.当B向左移动时,B对A的支持力和挡板对A的弹力方向均不变,根据平衡条件得知,这两个力的大小也保持不变,则A对B的压力也保持不变,对整体受力分析如图所示,由平衡条件得知F=N1,挡板对A的弹力N1不变,则推力F不变.桌面对整体的支持力N=G总,保持不变,则B对桌面的压力不变,故B、C错误,D正确.
5.C
对整体受力分析如图甲所示,斜面体与地面间的最大静摩擦力为Ffm=2μmg,对球体受力分析如图乙所示,则F1=mgtan45°
,由以上可知斜面体与地面间的静摩擦力Ff=mgtan45°
,增加球体的质量,要使斜面体静止不动,则(m+Δm)gtan45°
≤μ(2m+Δm)g,解得Δm≤
m,选项C正确.
6.B
设滑轮两侧绳子与竖直方向的夹角为α,绳子的长度为L,B点到墙壁的距离为s,根据几何知识和对称性,得sinα=
①,以滑轮为研究对象,设绳子拉力大小为F,根据平衡条件得:
2Fcosα=mg,得F=
②
当只将绳的左端向下移动,s和L均不变,则由②式得知,F不变.故A错误,B正确;
当只将绳的右端向右移动,s增加,而L不变,则由①式得知,sinα增大,cosα减小,则由②式得知,F增大,环A所受水平弹力FN=Fsinα,增大,故C、D错误.
7.ACD
本题考查受力分析及共点力平衡.若挡板与球体之间没有作用力,球体受力分析如图甲所示,重力mg、支持力FN1及水平力F三力平衡,球体与斜面之间没有静摩擦力,故A项正确、B项错误;
若球体与斜面之间没有弹力,球体受力分析如图乙所示,重力mg、弹力FN2、静摩擦力Ff及水平力F四力平衡,故C项正确;
以球体及斜面为整体分析,因整个系统处于静止状态,整体受力平衡,故斜面底部受到地面的摩擦力大小为F、方向水平向左,D项正确.
8.CD
将木板与物块作为整体,地面对系统的作用力可当成一个力,系统相当于只受三个力的作用,当物块下滑时系统重心下降,由三力汇交原理可知地面对系统的作用力与地面的夹角在增大,由矢量三角形可知,墙壁对系统的弹力在减小,地面对系统的弹力不变,故摩擦力也在减小,故A、B项错误,C、D项正确.
9.ABC
对小球进行受力分析如图所示,设细线OA、OB中拉力分别为TA、TB,若OA、OB都伸直,对小球由平衡条件列方程,竖直方向有TAcos45°
+Fsin45°
=TBcos60°
+mg,水平方向有TAsin45°
+TBsin60°
=Fcos45°
,解得TA=
mg-(2-
)F,TB=(
-
)F-(
-1)mg,若F增大,则TA变小,TB变大,A项正确;
TB为零时,有TB=(
-1)mg=0,解得F=
mg,B项正确;
为保证两根细线都伸直,F最大时,有TA=
)F=0,解得F=
mg,C项正确;
若不断增大F,则细线OA会松弛,但细线OB不可能与F共线,否则竖直方向上小球受力不平衡,D项错误.
10.AC
同一根绳上的张力处处相等,轻滑轮受力平衡,故直杆对滑轮的作用力始终位于绳子夹角的平分线上,所以∠ABC=45°
,A项正确,B项错误;
根据该装置的受力特点,将细绳的端点A向上移动时,滑轮将向下移动,当细绳的端点A向上移动到D点重新平衡,且BD=BC时,如图中2点,此时△DBC为等边三角形,∠DBC=60°
.C项正确;
将细绳的端点A稍向下移动一点,使之重新平衡,滑轮将向上移动,如图中3点,绳中两力的大小不变,夹角变小,故合力变大,滑轮C受到绳的作用力变大,D项错误.
11.答案
(1)54(53~55均可)
(2)2.10(2.08~2.12均可) 如图所示
(3)3.4(3.2~3.5均可)
解析
(1)根据表格数据描点,然后连成一条过原点的直线,如图所示,直线的斜率等于弹簧的劲度系数,k=
N/m=54N/m;
(2)弹簧测力计的读数为2.10N,以O为顶点,画出两绳套方向就是两拉力方向,再确定并画好力的标度,画出两拉力的图示,以两拉力为邻边作出平行四边形,画出平行四边形的对角线,即合力F合.
(3)用刻度尺量出合力的长度,根据确定的标度算出合力的大小.
12.答案
(1)CBDAE
(2)见解析图
(3)F=0.259×
(l-0.086)N
(4)0.259(0.248~0.262)
解析
(1)本实验中首先要正确安装仪器,并记下弹簧自然伸长时的位置,然后再挂上钩码分别得出对应的长度,建立坐标系,作出对应的ml图象即可.故答案为CBDAE.
(2)利用描点法作出图象如图所示.
(3)由图象利用数学规律可知对应的函数关系为:
F=0.259×
(l-0.086)N.
(4)由胡克定律F=kx,得k=
=0.259N/m.
13.解析 当力F沿斜面向上,物体恰好不向上滑动时对物体受力分析,有
F=Gsinθ+μGcosθ,
由几何关系得:
sinθ=0.6,cosθ=0.8,F=20N;
力F顺时针转动至水平向右时物体受力如图所示,
根据平衡条件得:
Fcosθ+Ff-Gsinθ=0,
解得Ff=Gsinθ-Fcosθ=20×
0.6N-20×
0.8N=-4N,负号表示方向沿斜面向下.当力F沿斜面向上,物体恰好不向下滑动时,对物体受力分析,有F=Gsinθ-μGcosθ=4N;
力F顺时针转动至水平向右时,有Fcosθ+Ff-Gsinθ=0,解得,Ff=8.8N,方向沿斜面向上.
答案 4N,方向沿斜面向下或8.8N,方向沿斜面向上
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