专题14 力和平衡综合计算-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 力和平衡综合计算 1、（2020-2021学年·北京市171中学高一上学期11月期中）一根细线系着一个小球，细线上端固定在横梁上。给小球施加力F，小球平衡后细线跟竖直方向的夹角为θ，如图所示。现改变 F的方向，但仍然要使小球在图中位置保持平衡，即保持θ不变。问： (1)F可能的方向有哪些？请在图中标明F方向的范围。（以上F的大小可以任意调节） (2)试求F的最小值并说明其方向。 【答案】(1)见解析所示；(2)、斜向右上与水平夹角方向 【解析】 (1)小球受到竖直向下的重力和沿绳子的拉力，作力F的矢量三角形，可知力F方向的范围如下 (2)当力F的方向垂直于绳子方向时，F取最小值。由三角形定则可得 方向斜向右上与水平夹角方向。 2、（2020-2021学年·广东省广州市广雅中学高一上学期11月期中）如图所示，在倾角为的光滑斜面上，A、B两个质量均为m的滑块用轻质弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，水平力F作用在滑块B上，此时弹簧长度为l，且在弹性限度内，求： (1)弹簧原长为多少？ (2)力F的大小为多大？ 【答案】(1)；(2) 【解析】 (1)对滑块A，根据平衡条件得 mgsin=kx 其中x=l0－l，解得 l0=l＋ (2)对A、B构成的整体，根据平衡条件得 Fcos＝2mgsin 解得 F=mg 3、（2020-2021学年·广东省广州市广雅中学高一上学期11月期中）如图所示，质量为mB=24kg的木板B放在水平地面上，质量为mA=22kg的木箱A放在木板B上。轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，轻绳与水平方向的夹角为。已知A与B之间的动摩擦因数，B与地面之间的动摩擦因数，现用与水平方向成斜向上的拉力F将B从A下面匀速抽出，A相对地面保持静止，（）求： (1)绳子拉力FT大小 (2)拉力F的大小 【答案】(1) 100N；(2)204N 【解析】 (1)对A受力分析如图甲所示： 由题意得 FTcos θ=Ff1 FN1+FTsin θ=mAg     Ff1=μ1FN1 联立得 FT=100 N   (2)对A、B整体受力分析如图乙所示，由题意得 FTcos θ+Ff2=Fcos θ      FN2+FTsin θ+Fsin θ=(mA+mB)g Ff2=μ2FN2 解得 F=204N 4、（2020-2021学年·黑龙江省实验中学高一上学期11月期中）如图所示，建筑工地上常用一种工具提砖，通过一个夹具，给两块铁片的压力为F=200N，在两块铁片的中间夹着重50N的砖块，铁片与砖块动摩擦因数为0.3，如果想从下面把砖块拉出来，需要多大的力？如果想从上面把它拉出来，需要多大的力？假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 【答案】70N，170N 【解析】 从下面把砖块拉出来 FT1+G=2f 且f=F，解得 FT=70N 从上面把砖块拉出来 FT2=G+2f 且f=F，解得 FT2=170N 5、（2020-2021学年·吉林省长春市一中高一上学期11月期中）有两个大小不变的共点力F1和F2，它们合力的大小F合随两力夹角的变化情况如图所示，则两力的大小分别为多少？ 【答案】F1=8N，F2=4N或F1=4N，F2=8N 【解析】 当两力的夹角为0°时 F合=F1＋F2 得 F1＋F2=12N 当两力的夹角为180°时，得 F1－F2=4N或F2－F1=4N 由上述式子解得 F1=8N，F2=4N或F1=4N，F2=8N 6、（2020-2021学年·吉林省长春市外国语学校高一上学期11月期中）如图所示，轻质弹簧的劲度系数，用其拉着一个重为的物体在水平面上运动，当弹簧的伸长量为时，物体恰在水平面上做匀速直线运动。滑动摩擦力与最大静摩擦力近似相等，求： (1)物体与水平面间的动摩擦因数； (2)当弹簧的伸长量为时，原来静止的物体受到的摩擦力为多少？ (3)当弹簧的伸长量为时，原来静止的物体受到的摩擦力为多少？ 【答案】(1)0.4；(2)60N；(3)80N 【解析】 (1)根据胡克定律得，弹簧的拉力为，由平衡条件得滑动摩擦力为 支持力为 又联立代入得到 (2)当弹簧的伸长量为3cm时，弹簧的拉力为 最大静摩擦力为 由于，所以物体所受静摩擦力为 (3)当弹簧的伸长量为5cm时，弹簧的拉力为 由于，所以物体所受滑动摩擦力为 7、（2020-2021学年·山东省新泰市一中高一上学期11月期中）轻弹簧AB原长为35cm，A端固定在重50N的物体，该物体放在倾角为30°的斜面上，如图所示，手执B端，使弱弹簧与斜面平行，当弹簧和物体沿斜面匀速下滑时，弹簧长度为40cm；当弹簧和物体匀速上滑时，弹簧长度为50cm，试求： 求弹簧的劲度系数