内容正文:
第二章 相互作用
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.如图所示为一艘邮轮静止在海面上,假设该邮轮从赤道出发,经过一个月到达上海,不考虑行驶过程中邮轮质量的变化,下列说法正确的是( )
A.邮轮静止在海面时,邮轮的重力和浮力是一对相互作用力
B.邮轮行驶时,水对邮轮的作用力与邮轮对水的作用力大小相等
C.从赤道到上海,邮轮受到的重力大小不变
D.水对邮轮的作用力与邮轮对水的作用力是两种性质不同的力
2.一轻质弹簧的长度L和弹力F大小的关系如图所示,根据图像判断,下列结论正确的是( )
A.弹簧的原长为10cm
B.弹簧的劲度系数为1N/m
C.弹簧的劲度系数为2N/m
D.弹簧压缩0.05m时,弹力的大小为5N
3.(2025·湖南邵阳·三模)如图所示,国产人形机器人“天工"能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于37°的斜坡上稳定地站立和行走,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于()( )
A. B. C. D.
4.如图所示,一根轻绳a一端固定于竖直墙上的A点,另一端绕过动滑轮P悬挂一重物B,其中P与A之间的绳子处于水平状态:另一根轻绳b一端与动滑轮P的轴相连,绕过光滑的定滑轮Q后在其端点O施加一水平向左的拉力F,使整个系统处于平衡状态。滑轮均为光滑、轻质,且大小可以忽略。已知轻绳b与竖直方向夹角为θ。现拉住绳子的端点O使其向左缓缓移动一小段距离,则( )
A.拉力F增大,角θ增大
B.拉力F减小,角θ减小
C.轻绳a对滑轮P的作用力减小
D.轻绳b对滑轮Q的作用力增大
5.(2025·辽宁沈阳·模拟预测)有人制造了一种瓜子破壳机,如图(a)所示。将瓜子放入两圆柱体所夹的凹槽之间,按压瓜子即可破壳。破壳机截面如图(b)所示,瓜子的剖面可视作顶角为θ的扇形,将其竖直放入两完全相同的水平等高圆柱体A、B之间,A、B圆心间距为d,并用竖直向下的恒力F按压瓜子且保持静止。忽略瓜子重力及形变,不计摩擦力。在瓜子壳未破开的前提下,下列说法正确的是( )
A.仅减小θ,瓜子对圆柱体A的压力变大
B.仅减小θ,瓜子对圆柱体A的压力减小
C.仅增大d,瓜子对圆柱体B的压力增大
D.仅增大d,瓜子对圆柱体B的压力减小
6.如图所示,质量为3m的小球P和质量为m的小球Q通过两根长度均为L的细线悬挂在天花板的O点,两球之间通过长度为的轻杆相连,重力加速度为g。现对小球P施加一外力F并确保轻杆始终处于水平状态,则( )
A.外力F竖直向上时,外力取得最小值2mg
B.外力F水平向左时,外力取得最小值
C.外力F垂直于绳子OP时,外力取得最小值
D.外力F垂直于绳子OP时,外力取得最小值
7.(2025·湖北武汉·模拟预测)如图所示,小明用轻绳PQ拴住轻杆OQ的顶端,轻杆下端O用铰链固定在水平地面上某高度处,Q端下方悬挂重物,轻绳PQ长度为定值。PQ与水平方向夹角,OQ与水平方向夹角,下列说法正确的是( )
A.轻绳PQ对Q端的拉力大于重物重力
B.轻杆OQ对Q端的支持力等于重物重力的2倍
C.若小明拉住轻绳P端缓慢向右移动,轻绳PQ对Q端的拉力逐渐增大
D.若小明拉住轻绳P端缓慢向右移动,轻绳PQ对Q端的拉力逐渐减小
8.打印机是现代办公不可或缺的设备,其进纸系统结构如图所示,正常情况下能做到“每次只进一张纸”,某次打印过程中刚好还有100张相同的纸,每张纸的质量均为m,打印时搓纸轮按图示逆时针方向转动,搓纸轮给第1张纸压力大小为,带动最上面的第1张纸匀速向右运动,搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为,纸张与纸张之间,重力加速度为g,当打印机正常工作时下列说法中正确的是( )
A.搓纸轮对1张纸的摩擦力为,方向向右
B.第2张与第3张之间的摩擦力大小为
C.第99张纸与第100张纸之间的摩擦力为
D.一定大于
9.如图所示,晾晒衣服的绳子轻且光滑,悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的,轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点,衣服处于静止状态。如果保持绳子A端的位置不变,将B端分别移动到不同的位置,下列判断正确的是( )
A.B端移动到位置时,绳子张力不变
B.B端移动到位置时,绳子张力不变
C.B端在杆上的位置不变,将杆移动到虚线位置时,绳子张力变大
D.B端在杆上的位置不变,将杆移动到虚线位置时,绳子张力变小
10.(2024·云南昆明·模拟预测)如图所示,将两块光滑平板OA、OB固定连接,构成顶角为60°的楔形槽,楔形槽内放置一质量为m的光滑小球,整个装置保持静止,初始时OA板在水平地面上,现使楔形槽绕O点顺时针缓慢转动至OA板竖直,则转动过程中( )
A.初始时OA板对小球的作用力最大
B.转过30°时OA板对小球的作用力最大
C.转过60°时OB板对小球的作用力最大
D.转过90°时OB板对小球的作用力最大
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
二、实验题:本题共2小题,共16分。
11.(2025·吉林白城·模拟预测)小明同学为测量某运动鞋鞋底与木板间的动摩擦因数,进行了如下实验:
(1)如图(a)所示,在质量为的运动鞋内放入质量为的铁块,将鞋放在质地均匀的水平木板上,鞋的右端连接一固定的拉力传感器,然后水平向左拉动木板,拉力传感器的示数与时间的关系如图(b)所示。已知重力加速度为,则图像中表示 ,运动鞋与木板间的动摩擦因数 (用已知量和测量量表示)。
(2)该同学向左拉动木板时,因未控制好拉力方向导致木板运动时稍许向左上方倾斜,则测得的动摩擦因数与真实的动摩擦因数相比 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)该同学穿着运动鞋在水平地面走路时,发现当小腿对脚作用力与地面间的夹角大于某个值时,无论该同学小腿对脚沿该方向施加多大的力,鞋与地面间都不会发生相对滑动,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则鞋子与地面间的动摩擦因数与夹角应满足的条件为 。
12.(2024·黑龙江·三模)小明利用实验室的器材设计了如图甲所示的实验装置进行“验证力的平行四边形定则”实验。固定在竖直木板上的量角器直边水平,三根细绳分别连接弹簧测力计a,b和重物c,三根细绳的节点O与量角器的中心点在同一位置。某次实验测得弹簧测力计a,b的示数和重物c的重力分别为F1、F2和G,并根据实验数据作图如图乙所示。
(1)关于该实验,下列说法正确的是_________。
A.本实验采用了等效替代的物理思想
B.连接弹簧测力计的两细绳之间的夹角越大越好
C.连接结点O的三根细绳必须等长
D.弹簧测力计必须与量角器平行
(2)图乙中, (选填“F”或“F'”)大小等于重物c的真实重力。
(3)弹簧测力计a对准60°刻度,弹簧测力计b从180°刻度绕O点沿顺时针方向缓慢旋转至90°刻度,则弹簧测力计a的示数 ,弹簧测力计b的示数 。(均选填“一直增大”“一直减小”“先增大后减小”或“先减小后增大”)
三、计算题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(2024·辽宁沈阳·模拟预测)(10分)中国的歼—20战斗机是一款全球领先的战机,它不仅拥有高超的隐身性、机动性,还具有强大火力、信息化和网络化能力,能够在复杂的空战环境中发挥重要的作用。设总重力为G的战斗机正沿着与水平方向成θ角的直线匀速向上攀升,牵引力F的方向位于速度方向与竖直方向之间、与速度方向成α角,升力与速度方向垂直,飞机受到的阻力等于升力的k倍,阻力方向与速度方向相反,如果飞机受到的这几个力的作用线相交于一点,求:
(1)飞机受到的升力的大小;
(2)牵引力F的大小。
14.(9分)如图所示,轻质细绳一端固定在竖直墙壁上的A点,另一端连接着小球,小球又通过轻质细弹簧与物块连接在一起。当小球位于空中B点、物块位于竖直墙壁C点时,小球、物块均静止。已知在竖直平面内且、,小球、物块(均可视为质点)的质量分别为、,弹簧的劲度系数k=300N/m、原长,弹簧处于弹性限度内。取重力加速度大小,,,求:
(1)细绳上的弹力大小;
(2)A、C两点间的距离d;
(3)物块对墙壁的摩擦力大小f。
15.(2024·云南·模拟预测)(19分)如图所示,左、右对称的粗糙斜面与竖直方向的夹角均为,两根刚性轻杆通过铰链与两个相同的物块P、Q相连,P、Q的质量均为,对称着放在两侧的斜面上.一质量为的物块A悬挂在上方的铰链上,对称调节P、Q的位置,使杆与斜面垂直,整个装置处于平衡状态.已知物块均可视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,杆与物块均处于同一竖直面内,铰链质量忽略不计,重力加速度g取,,.求:
(1)轻杆受到的力的大小;
(2)物块与斜面间动摩擦因数的最小值.(结果用分式表示)
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第二章 相互作用
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.如图所示为一艘邮轮静止在海面上,假设该邮轮从赤道出发,经过一个月到达上海,不考虑行驶过程中邮轮质量的变化,下列说法正确的是( )
A.邮轮静止在海面时,邮轮的重力和浮力是一对相互作用力
B.邮轮行驶时,水对邮轮的作用力与邮轮对水的作用力大小相等
C.从赤道到上海,邮轮受到的重力大小不变
D.水对邮轮的作用力与邮轮对水的作用力是两种性质不同的力
【答案】B
【解析】A.邮轮静止在海面时,邮轮的重力和浮力是一对平衡力,选项A错误;
BD.邮轮行驶时,水对邮轮的作用力与邮轮对水的作用力是一对相互作用力,大小相等、方向相反、性质相同,选项B正确,D错误;
C.从赤道到上海,重力加速度变大,邮轮受到的重力变大,选项C错误。
故选B。
2.一轻质弹簧的长度L和弹力F大小的关系如图所示,根据图像判断,下列结论正确的是( )
A.弹簧的原长为10cm
B.弹簧的劲度系数为1N/m
C.弹簧的劲度系数为2N/m
D.弹簧压缩0.05m时,弹力的大小为5N
【答案】A
【解析】A.当F=0时,弹簧处于原长状态,由图读出L=10cm,即弹簧的原长为L0=10cm。故A正确;
BC.由图可知,当F=10N时,L=5cm,则弹簧被压缩的长度为
根据胡克定律,有
代入数据,可得
故BC错误;
D.弹簧压缩0.05m时,弹力的大小为
故D错误。
故选A。
3.(2025·湖南邵阳·三模)如图所示,国产人形机器人“天工"能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于37°的斜坡上稳定地站立和行走,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于()( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据题意可知该国产机器人可以在倾角不大于的斜坡上稳定地站立和行走,对该机械人进行受力分析,有
可得
故选C。
4.如图所示,一根轻绳a一端固定于竖直墙上的A点,另一端绕过动滑轮P悬挂一重物B,其中P与A之间的绳子处于水平状态:另一根轻绳b一端与动滑轮P的轴相连,绕过光滑的定滑轮Q后在其端点O施加一水平向左的拉力F,使整个系统处于平衡状态。滑轮均为光滑、轻质,且大小可以忽略。已知轻绳b与竖直方向夹角为θ。现拉住绳子的端点O使其向左缓缓移动一小段距离,则( )
A.拉力F增大,角θ增大
B.拉力F减小,角θ减小
C.轻绳a对滑轮P的作用力减小
D.轻绳b对滑轮Q的作用力增大
【答案】D
【解析】ABC.以动滑轮P为研究对象,AP、BP段绳子受的力始终等于B的重力,两绳子拉力的合力在∠APB的角平分线上,拉动绳子后,滑轮向上运动,两绳子夹角减小,两拉力的合力增大,故轻绳a对滑轮P的作用力增大,且F增大;PQ与竖直方向夹角等于∠APB的一半,故拉动绳子后角减小,故ABC错误;
D.F增大,拉动绳子后角减小,根据力的合成法则可知,轻绳b对滑轮Q的作用力增大,故D正确。
故选D。
5.(2025·辽宁沈阳·模拟预测)有人制造了一种瓜子破壳机,如图(a)所示。将瓜子放入两圆柱体所夹的凹槽之间,按压瓜子即可破壳。破壳机截面如图(b)所示,瓜子的剖面可视作顶角为θ的扇形,将其竖直放入两完全相同的水平等高圆柱体A、B之间,A、B圆心间距为d,并用竖直向下的恒力F按压瓜子且保持静止。忽略瓜子重力及形变,不计摩擦力。在瓜子壳未破开的前提下,下列说法正确的是( )
A.仅减小θ,瓜子对圆柱体A的压力变大
B.仅减小θ,瓜子对圆柱体A的压力减小
C.仅增大d,瓜子对圆柱体B的压力增大
D.仅增大d,瓜子对圆柱体B的压力减小
【答案】A
【解析】AB.把恒力F分解如图所示
可得,若A、B距离不变,仅减小θ,瓜子对圆柱体A的压力变大,故A正确,B错误;
CD.瓜子保持静止,故处于平衡状态,合力始终为零;若仅增大,A、B对瓜子的弹力方向始终垂直于接触面,弹力大小也不变,故CD错误。
故选A。
6.如图所示,质量为3m的小球P和质量为m的小球Q通过两根长度均为L的细线悬挂在天花板的O点,两球之间通过长度为的轻杆相连,重力加速度为g。现对小球P施加一外力F并确保轻杆始终处于水平状态,则( )
A.外力F竖直向上时,外力取得最小值2mg
B.外力F水平向左时,外力取得最小值
C.外力F垂直于绳子OP时,外力取得最小值
D.外力F垂直于绳子OP时,外力取得最小值
【答案】C
【解析】根据题意,几何关系可知OQ与PQ的夹角、OP与PQ的夹角均为,分析可知,Q受到重力mg、杆的弹力、绳子拉力而平衡,由平衡条件得
联立解得
对P受力分析可知,P受到重力3mg、杆的弹力、绳子拉力和外力F而平衡,如图甲所示。
则小球P受的重力与杆的合力
联立以上解得
作出、、三个力的矢量三角形如图乙所示,当作用在小球P的外力方向与P相连的细绳方向垂直时,外力F最小,即最小值为
联立以上解得
故选C。
7.(2025·湖北武汉·模拟预测)如图所示,小明用轻绳PQ拴住轻杆OQ的顶端,轻杆下端O用铰链固定在水平地面上某高度处,Q端下方悬挂重物,轻绳PQ长度为定值。PQ与水平方向夹角,OQ与水平方向夹角,下列说法正确的是( )
A.轻绳PQ对Q端的拉力大于重物重力
B.轻杆OQ对Q端的支持力等于重物重力的2倍
C.若小明拉住轻绳P端缓慢向右移动,轻绳PQ对Q端的拉力逐渐增大
D.若小明拉住轻绳P端缓慢向右移动,轻绳PQ对Q端的拉力逐渐减小
【答案】C
【解析】A.设物体的重力为,轻杆的弹力,轻绳的弹力为。选择Q点为研究对象,由于OQ为可旋转轻杆,则Q点所受杆的弹力方向沿杆指向Q,Q点所受轻绳的拉力沿绳指向P。Q点受力分析图如下
由几何关系可得,,为角平分线,则
A错误;
B.由A选项受力分析可知,
B错误;
CD.过O点向PQ做垂线交PQ于S,设O距离水平PQ面的高度为H,选择Q为研究对象,做矢量三角形如图所示
由几何关系可知,力的矢量三角形与几何三角形OQS相似,且满足
轻绳P端缓慢向右移动过程中,SO减小,SQ增大,则增大,C正确,D错误。
故选C。
8.打印机是现代办公不可或缺的设备,其进纸系统结构如图所示,正常情况下能做到“每次只进一张纸”,某次打印过程中刚好还有100张相同的纸,每张纸的质量均为m,打印时搓纸轮按图示逆时针方向转动,搓纸轮给第1张纸压力大小为,带动最上面的第1张纸匀速向右运动,搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为,纸张与纸张之间,重力加速度为g,当打印机正常工作时下列说法中正确的是( )
A.搓纸轮对1张纸的摩擦力为,方向向右
B.第2张与第3张之间的摩擦力大小为
C.第99张纸与第100张纸之间的摩擦力为
D.一定大于
【答案】CD
【解析】A.因为是搓纸轮带动第一张向右运动,第1张纸上表面受到搓纸轮施加的静摩擦力f,方向向右,大小不确定,故A错误;
D.第1张纸下表面受到第2张纸施加的滑动摩擦力,方向向左,即有
F为搓纸轮对第1张纸的压力,要让纸张一张一张进入则需满足
由题知,故必有,故D正确;
BC.第2张纸与第3张纸之间的摩擦力及第99张纸与第100张纸之间的摩擦力都是静摩擦力,根据受力平衡可知,大小均为
故B错误,C正确。
故选CD。
9.如图所示,晾晒衣服的绳子轻且光滑,悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的,轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点,衣服处于静止状态。如果保持绳子A端的位置不变,将B端分别移动到不同的位置,下列判断正确的是( )
A.B端移动到位置时,绳子张力不变
B.B端移动到位置时,绳子张力不变
C.B端在杆上的位置不变,将杆移动到虚线位置时,绳子张力变大
D.B端在杆上的位置不变,将杆移动到虚线位置时,绳子张力变小
【答案】ABD
【解析】AB.以悬挂点为研究对象,画出受力分析图如图所示
由于两侧绳子的拉力大小相等,可以推知两侧绳子与竖直方向的夹角相等。由平衡条件得
设绳长为,左、右两侧绳长为,两杆之间的宽度为,所以
则
由此可见,只由决定,与其他因素无关,的大小与绳子在的位置无关,故AB正确;
CD.将杆移动到虚线位置时,变小,变小,绳子张力变小,故C错误,D正确。
故选ABD。
10.(2024·云南昆明·模拟预测)如图所示,将两块光滑平板OA、OB固定连接,构成顶角为60°的楔形槽,楔形槽内放置一质量为m的光滑小球,整个装置保持静止,初始时OA板在水平地面上,现使楔形槽绕O点顺时针缓慢转动至OA板竖直,则转动过程中( )
A.初始时OA板对小球的作用力最大
B.转过30°时OA板对小球的作用力最大
C.转过60°时OB板对小球的作用力最大
D.转过90°时OB板对小球的作用力最大
【答案】BD
【解析】将转动过程中,某时刻受力分析,如图
则缓慢转动过程中,小球受力平衡,根据拉密原理可知
因为,转动过程中,α = 120°不变,小球重力mg不变,则比值不变;θ角由60°增大到150°;β角由180°减小到90°。sinθ先增大后减小;sinβ一直增大。所以NA先增大后减小;NB一直增大。当θ = 90°时,即转过30°角时,sinθ最大,即NA最大;当β = 90°时,即转过90°角时,sinβ最大,即NB最大。
故选BD。
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
二、实验题:本题共2小题,共16分。
11.(2025·吉林白城·模拟预测)小明同学为测量某运动鞋鞋底与木板间的动摩擦因数,进行了如下实验:
(1)如图(a)所示,在质量为的运动鞋内放入质量为的铁块,将鞋放在质地均匀的水平木板上,鞋的右端连接一固定的拉力传感器,然后水平向左拉动木板,拉力传感器的示数与时间的关系如图(b)所示。已知重力加速度为,则图像中表示 ,运动鞋与木板间的动摩擦因数 (用已知量和测量量表示)。
(2)该同学向左拉动木板时,因未控制好拉力方向导致木板运动时稍许向左上方倾斜,则测得的动摩擦因数与真实的动摩擦因数相比 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)该同学穿着运动鞋在水平地面走路时,发现当小腿对脚作用力与地面间的夹角大于某个值时,无论该同学小腿对脚沿该方向施加多大的力,鞋与地面间都不会发生相对滑动,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则鞋子与地面间的动摩擦因数与夹角应满足的条件为 。
【答案】(1)运动鞋与木板间的最大静摩擦力 (2)偏小 (3)
【解析】(1)[1]图像中表示运动鞋与木板间的最大静摩擦力;
[2]由图像运动鞋与木板间的滑动摩擦力为
又,
联立可得运动鞋与木板间的动摩擦因数为
(2)该同学向左拉动木板时,因未控制好拉力方向导致木板运动时稍许向左上方倾斜,设倾角为,如图所示
根据平衡条件可得
又
联立可得
可知测得的动摩擦因数与真实的动摩擦因数相比偏小。
(3)设该同学小腿对脚施加的力为,同学的质量为,受力分析如图所示
由共点力平衡条件可得
其中,
联立解得
当时,可得
12.(2024·黑龙江·三模)小明利用实验室的器材设计了如图甲所示的实验装置进行“验证力的平行四边形定则”实验。固定在竖直木板上的量角器直边水平,三根细绳分别连接弹簧测力计a,b和重物c,三根细绳的节点O与量角器的中心点在同一位置。某次实验测得弹簧测力计a,b的示数和重物c的重力分别为F1、F2和G,并根据实验数据作图如图乙所示。
(1)关于该实验,下列说法正确的是_________。
A.本实验采用了等效替代的物理思想
B.连接弹簧测力计的两细绳之间的夹角越大越好
C.连接结点O的三根细绳必须等长
D.弹簧测力计必须与量角器平行
(2)图乙中, (选填“F”或“F'”)大小等于重物c的真实重力。
(3)弹簧测力计a对准60°刻度,弹簧测力计b从180°刻度绕O点沿顺时针方向缓慢旋转至90°刻度,则弹簧测力计a的示数 ,弹簧测力计b的示数 。(均选填“一直增大”“一直减小”“先增大后减小”或“先减小后增大”)
【答案】(1)AD (2)F' (3)一直减小 先减小后增大
【解析】(1)A.本实验采用了等效替代的物理思想,A正确;
B.为减小实验误差,与两弹簧测力计相连的细绳之间的夹角要适当大一点,但不是越大越好,B错误;
C.连接结点O的三根细绳等长与否对实验无影响,C错误;
D.测量时弹簧测力计必须与量角器平行且在同一竖直平面内,D正确。
故选AD。
(2)图乙中,F'大小等于重物c的真实重力,F是利用平行四边形定则作出的合力的理论值。
(3)[1][2]画出力的矢量三角形,如图所示,
可知弹簧测力计a的示数一直减小,弹簧测力计b的示数先减小后增大。
三、计算题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(2024·辽宁沈阳·模拟预测)(10分)中国的歼—20战斗机是一款全球领先的战机,它不仅拥有高超的隐身性、机动性,还具有强大火力、信息化和网络化能力,能够在复杂的空战环境中发挥重要的作用。设总重力为G的战斗机正沿着与水平方向成θ角的直线匀速向上攀升,牵引力F的方向位于速度方向与竖直方向之间、与速度方向成α角,升力与速度方向垂直,飞机受到的阻力等于升力的k倍,阻力方向与速度方向相反,如果飞机受到的这几个力的作用线相交于一点,求:
(1)飞机受到的升力的大小;
(2)牵引力F的大小。
【答案】(1);(2)
【解析】(1)(2)根据题意,沿飞机速度与垂直速度方向建立坐标系,对飞机受力分析,如图所示
由几何关系有
,
解得
,
14.(9分)如图所示,轻质细绳一端固定在竖直墙壁上的A点,另一端连接着小球,小球又通过轻质细弹簧与物块连接在一起。当小球位于空中B点、物块位于竖直墙壁C点时,小球、物块均静止。已知在竖直平面内且、,小球、物块(均可视为质点)的质量分别为、,弹簧的劲度系数k=300N/m、原长,弹簧处于弹性限度内。取重力加速度大小,,,求:
(1)细绳上的弹力大小;
(2)A、C两点间的距离d;
(3)物块对墙壁的摩擦力大小f。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)对小球受力分析,沿细绳方向上有
解得
(2)对小球受力分析,沿弹簧方向上有
根据胡克定律有
根据几何关系有
解得
(3)对物块受力分析,竖直方向上有
由牛顿第三定律有
解得
15.(2024·云南·模拟预测)(19分)如图所示,左、右对称的粗糙斜面与竖直方向的夹角均为,两根刚性轻杆通过铰链与两个相同的物块P、Q相连,P、Q的质量均为,对称着放在两侧的斜面上.一质量为的物块A悬挂在上方的铰链上,对称调节P、Q的位置,使杆与斜面垂直,整个装置处于平衡状态.已知物块均可视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,杆与物块均处于同一竖直面内,铰链质量忽略不计,重力加速度g取,,.求:
(1)轻杆受到的力的大小;
(2)物块与斜面间动摩擦因数的最小值.(结果用分式表示)
【答案】(1)20N; (2)。
【解析】(1)对悬挂点进行受力分析,受绳子的拉力(大小等于)和两个轻杆的弹力F1而处于平衡状态,对绳子的拉力沿杆的方向进行分解,如图
由几何关系和平衡条件得
代入数据可得
(2)对物块P受力分析,如图所示.
因轻杆与斜面垂直,则当最大静摩擦力与重力沿斜面方向的分力相等时,动摩擦因数有最小值,对P物体受力分析,受到重力、轻杆的力F1、支持力N和摩擦力f而处于平衡态,此时在沿杆方向上有
沿斜面方向上有
又
联立可得
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