专题15 力的动态分析变化-2020-2021学年高一上学期期中考试物理试题汇编（一）

2020-2021学年高一上学期期中考试物理试题汇编 力的动态分析 1、（2020-2021学年·北京市171中学高一上学期11月期中）如图所示，质量为m的物块在粗糙的平板上，将板的B端缓缓慢抬起，在θ角由0逐渐增大到90°的过程中，物块所受摩擦力大小随θ变化的情况是（　　） A. 始终保持不变 B. 先减小后增大 C. 先增大后减小 D. 始终在增大 【答案】C 【解析】 物块相对平板滑动之前，物块受重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力沿平板向上，大小等于重力沿平板向下的分力，即 随倾角的增大，摩擦力增大； 当角度达到一定程度，物块开始滑动，由静摩擦力变成滑动摩擦力，大小为： 随倾角的增大，摩擦力减小； 所以摩擦力是先增大后减小。故C正确，ABD错误； 故选C。 2、（2020-2021学年·天津市南开中学高一上学期11月期中）如图所示，绳与杆均不计重力，A端用绞链固定，滑轮O在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可忽略)，B端吊一重物P，现施加拉力FT将B缓慢上拉(均未断)，在杆达到竖直前（　　） A. 绳子拉力越来越大 B. 绳子拉力越来越小 C. 杆的弹力越来越小 D. 杆的弹力不变 【答案】BD 【解析】 如下图所示，对B点进行受力分析： 根据几何三角形和力学三角形的相似，得： 施加拉力FT将B缓慢上拉的过程中，h不变，L不变，s变短 故可知，杆的弹力FN不变，绳子拉力FT逐渐越来越小。 AC选项与上述分析不符，故本题选BD 3、（2020-2021学年·天津市南开中学高一上学期11月期中）如图所示，物块M静止于倾斜放置的木板上，使倾斜角θ缓慢增大，在M沿木板滑动之前，受力情况是（　　） A. 物块对木板的压力逐渐减小 B. 物块所受摩擦力逐渐减小 C. 物块所受支持力与摩擦力的合力不变 D. 物块所受重力、支持力、摩擦力的合力逐渐变大 【答案】AC 【解析】 设木板与水平面的倾角为θ，对物体进行受力分析可知物体受竖直向下的重力mg，垂直木板向上的支持力N，沿木板向上的静摩擦力f，由于物体始终处于静止状态，则物块所受支持力与摩擦力的合力与重力相平衡，故合力不变．因此： N=mgcosθ f=mgsinθ 由题意可知θ逐渐增大，故N逐渐减小，F逐渐增大． 故选AC. 【点睛】本类题目的解题步骤：确定研究对象，对研究对象进行受力分析，再进行正交分解，最后根据受力平衡写出所求力的数学表达式，从而可以根据角度的变化情况判断出力的变化情况． 4、（2020-2021学年·天津市南开中学高一上学期11月期中）在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态。现对B加一竖直向下的力的作用线通过球心，设B对墙的作用力为，B对A的作用力为，地面对A的摩擦力为，地面对A的支持力为。若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，则在此过程中（　　） A. 保持不变，保持不变 B. 缓慢增大，缓慢增大 C. 缓慢增大，缓慢增大 D. 缓慢增大，保持不变 【答案】BC 【解析】 对B分析，可知墙对B的作用力及A对球的作用力的合力与F及重力的合力大小相等，方向相反，故当F增大时， A对B的支持力增大；即F2增大；同理可知，墙对B的作用力F1增大； 对整体分析，整体受重力、支持力F4、摩擦力F3、墙壁的弹力F1及压力F而处于平衡，故当F增大时，地面对A的支持力增大；故F4增大；因F1=F3，则地面对A的摩擦力F3变大。 故选BC 5、（2020-2021学年·天津市南开中学高一上学期11月期中）如图所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把挡板由竖直位置绕 O 点缓慢转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力 F1和球对斜面的压力 F2的变化情况是(　　) A. F1先增大后减小，F2一直减小 B. F1先减小后增大，F2一直减小 C. F1和 F2都一直增大 D. F1和 F2都一直在减小 【答案】B 【解析】 法一(力三角形法)：小球初始时刻的受力情况如图1所示，因挡板是缓慢转动的，所以小球处于动态平衡状态，在转动过程中，重力、斜面的支持力和挡板的弹力组成的矢量三角形的变化情况如图2所示(重力 G 的大小、方向均不变，斜面对小球的支持力 F′2的方向始终不变)，由图2可知此过程中斜面对小球的支持力F′2不断减小，挡板对小球的弹力F′1先减小后增大，由牛顿第三定律可知选项B正确。 法二(解析法)：设斜面倾角为α，挡板与竖直方向夹角为β，如图3所示，则由平衡条件可得： F′1sin β＋F′2cos α＝G F′1cos β ＝F′2sin α 联立解得 F′1＝ F′2＝ 挡板缓慢转至水平位置，β由0逐渐增大到，当β＝α时，cos (β－