专题04 共点力平衡(期中真题汇编,上海专用)高一物理上学期
2025-10-30
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2份
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47页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理沪科版必修第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第三章 相互作用与力的平衡 |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.56 MB |
| 发布时间 | 2025-10-30 |
| 更新时间 | 2025-10-03 |
| 作者 | xuekwwuli |
| 品牌系列 | 好题汇编·期中真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-10-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54180853.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题04 共点力平衡
地 城
考点01
共点力的平衡问题及求解
1.(2024秋•长宁区校级期中)图(a)为拉链拉头劈开链齿的实例,此过程可简化成图(b)的模型。已知拉头对链齿施加一个竖直向下的力,楔形物顶端夹角为,则楔形物两侧会对链齿产生的侧向压力为
A. B. C. D.
2.(2024秋•松江区校级期中)生活中有许多悬而不落、立而不倒的物体,究其平衡原因,均跟物体的受力有关。例如家里的吊灯(图,倒立的体操运动员(图等。
(1)图(a)中的吊灯受到的 是 (选“是”或“不是” 共点力。吊灯所受细绳的拉力是 的形变引起的。若吊灯的质量为,细绳质量忽略不计,重力加速度为,则细绳对天花板拉力的合力大小为 ,方向为 。
(2)作出图(b)中体操运动员的受力示意图,并判断若该运动员减小两手臂之间的夹角,所受地面支持力大小将 (选填:“增大”或“减小”或“不变” 。
3.(2024秋•浦东新区校级期中)我国传统弹弓术已被列入国家级非物质文化遗产名单。如图所示的“”形弹弓由弓和弹丸两部分组成,其中弓包括弓弦(即皮筋)与弓弩,两根完全相同的皮筋一端由弹兜相连,另一端分别固定在弓弩的两个弓眼上。使用者先拉皮筋,并保持弹丸静止,此时两皮筋长度相同,如图所示,然后释放让弹丸射出。
(1)用力将弹兜拉至点,此时两侧皮筋间夹角为,已知单条皮筋对弹兜的拉力大小为。
皮筋对弹兜的总弹力大小为 。
若将弹兜拉至点,弹兜受到皮筋的弹力 。
.变大
.变小
.不变
.无法判断
(2)为研究皮筋弹力与形变量之间的关系,某同学选取弹弓上同型号的一根皮筋进行研究,皮筋上端悬挂在一固定力传感器上,下端悬挂不同质量的重物,待稳定后用刻度尺测量皮筋的伸长量,并记录相应的力传感器示数。
由所得图线可以判断,当橡皮筋上的弹力为时,橡皮筋的伸长量为 ;(如图
该皮筋的弹力变化规律 (选填:.遵循,.不遵循)胡克定律,理由是 。
(3)取三个未开封的易拉罐,使其紧挨并固定在水平面上,在远处用弹弓将弹丸水平射出,弹丸恰好击穿三个易拉罐,设弹丸与易拉罐接触后做的是加速度恒定的直线运动,则弹丸击穿第一个易拉罐时的速率与击穿第二个易拉罐时的速率之比为 。
(4)将弹丸竖直向上射出,弹丸向上运动的过程中速度与位移的关系式为。已知弹丸在上升过程中做匀变速直线运动,规定竖直向上为正方向,关于弹丸该过程的初速度、加速度、上升的最大高度及运动到最高点的时间,下列说法中正确的是 。
.,
.,
.,
.,
(5)如图3所示,弹丸从点以的速度竖直向上射出,竖直虚线为弹丸向上运动的轨迹;弹丸抛出后,某同学用一直径为的网兜去接,网兜的开口保持水平,初始时刻,网兜开口的左边缘位于点上方高处,且距离竖直虚线的距离为(未知)。弹丸可视为质点,网圈的厚度不计,忽略一切阻力,重力加速度。
若在弹丸抛出的同时网兜向左以的速度匀速运动,为使弹丸能落在网兜中,求的取值范围;
若,在弹丸抛出同时网兜向左做初速度为零的匀加速直线运动,为使弹丸能落在网兜中,求加速度大小的取值范围。
4.(2024秋•杨浦区校级期中)动物世界的物理体现在诸多方面,如利用流体动力学飞行或游动的鸟类和水生动物,通过地球磁场导航的鸽子,以及运用力学知识在悬崖峭壁上行走的岩羊等。这些行为都展示了动物对物理定律的巧妙运用,体现了动物世界的智慧与奥秘。
(1)我们知道要拍打蚊子不是一件容易的事,当我们看准蚊子停留的位置拍打下去时,蚊子早就不知飞向何方了,这是因为蚊子在感受到突然袭击而飞走时,具有很大的 。
.速度
.加速度
.速度的改变量
.位移
(2)松鼠在中国的东北和华北各地十分常见,如图1所示,一只松鼠站在倾斜的树枝上,则树枝对松鼠作用力的方向为 。
.竖直向上
.竖直向下
.垂直树枝斜向上
.沿树枝方向
(3)刊登的一篇报道,研究人员发现在蚂蚁体内似乎存在一种“计步器”,将蚂蚁腿加长后,蚂蚁会“过家门而不入”,而“截肢”后的蚂蚁还没有到家就开始寻找巢穴,下列说法正确的是 。
.蚂蚁很小,一定可以看作质点
.研究蚂蚁走过的轨迹,可以把蚂蚁看作质点
.研究蚂蚁的走路姿态,可以把蚂蚁看作质点
.小蚂蚁可以看作质点,大蚂蚁不能看作质点
(4)如图2所示,一只半球形碗倒扣在水平桌面上处于静止状态,球的半径为,质量为的蚂蚁只有在离桌面的高度大于或等于时,才能停在碗上,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,那么蚂蚁和碗面间的动摩擦因数为 。
(5)是一条平直公路边上的两块路牌,一辆匀速行驶的小车由右向左经过路牌时,一只小鸟恰自路牌向匀速飞去,小鸟飞到小车正上方立即折返,以原速率飞回,过一段时间后,小车也行驶到。它们的位置与时间的关系如图3所示,图中,由图可知 。
.小鸟的速率是汽车速率的两倍
.相遇时小鸟与汽车位移的大小之比是
.小鸟飞行的总路程是汽车的1.5倍
.小鸟和小车在时间内位移相等
(6)近日,黑神话悟空爆火。那只集放荡不羁与智慧沉稳于一身的“猴王”再次吸引了光大群众的目光;某日,唐僧从离地的高台由静止落下,下落过程中空气阻力不计。唐僧开始下落的瞬间,站在地面上的悟空立刻从外飞奔过去,悟空奔跑的过程可视为先做匀加速运动后做匀减速运动,奔跑到高台下时速度为零,并在此时在距地面高度处成功接住唐僧,竖直向下缓冲到地面时速度恰好为零,缓冲过程可视为匀减速运动。求:
①从开始下落起经过多长时间唐僧被接住?接住时唐僧的速度为多大?
②缓冲过程中唐僧的加速度为多大?
③悟空奔跑过程中的最大速度是多少?(结果均保留2位小数)
5.(2024秋•徐汇区校级期中)物理与地理是自然科学的重要分支,前者研究物质的基本性质和规律,后者关注地球的自然现象,二者具有现象与规律的联系。破冰船是国家地理频道常报道的壮举,展现其在极端环境下的作业。钟乳石则是地理奇观,由碳酸钙沉积形成,历经万年。
(1)《国家地理频道》实验证实:四个水球就可以挡住子弹!四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动。如图1所示,子弹恰好能穿出第四个水球,则可以判定 。
.子弹在每个水球中的速度变化量相同
.子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等
.子弹穿过每个水球的时间比为
.子弹射入每个水球时的速度比为
(2)钟乳石的形成往往需要上万年或几十万年时间。每一个钟乳石开始于一滴载有矿物的水滴,当水滴落下,留下了很薄的一点方解石圈,接下来的水滴继续留下新的方解石圈,最终这些方解石圈形成非常细毫米)的中空的管子,俗称“苏打管”。如图2所示为一水滴自由下落时的部分频闪照片示意图,、之间的实际距离为,、之间的实际距离为,重力加速度,则闪光的时间间为 ,水滴做自由落体运动的起点在点正上方 处。
(3)船破冰前行如图3所示,则:
①船体和碎冰块之间的相互作用力有 对。碎冰块对船体的弹力是由于 (选填“冰块”或“船体” 的形变而产生的。
②如图4,某所受重力为的冰块贴着船体一起匀速运动。若船体对冰块的作用大小为,,方向水平向左,则水对冰块的作用力大小和方向分别为 , 。
6.(2024秋•徐汇区校级期中)抖空竹、弹珠和玩具火车,三代人的玩具见证了物理与时代的发展。抖空竹蕴含物理原理,是中国传统玩具;弹珠锻炼了孩子们的眼力和手力;玩具火车从手动到电动,反映了科技的进步。这些玩具不仅带来了乐趣,也见证了时代的变迁和物理学的应用。
(1)如图甲所示是表演抖空竹的动作,假设空竹是光滑的,不考虑空竹的转动。某时刻表演者两手水平,空竹保持稳定,示意图如图乙所示。
①如果表演者双手离得更远一些,双手再次保持水平并稳定后,下列说法正确的是 。
.两细线的拉力都变大
.两细线的拉力都变小
.两细线的拉力都不变
.两细线的拉力合力变大
②假设空竹的重力为,两绳子间夹角,则绳子上的拉力大小为 。
(2)图丙中如图(a),一个小弹珠在固定的光滑轨道上往复运动,其位移—时间图象如图(b)所示,则轨道的长度为 ,小球在到内的平均速度大小为 。
(3)用玩具卡车装载质量为的匀质圆筒,为使其保持固定,将其置于两光滑斜面之间,如图丁所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上,倾角分别为和。重力加速度为。当玩具卡车静止时,圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为、,则 , 。
(4)玩具火车正以0.2米秒的速度在水平轨道上行驶,在其侧前方75厘米处有另一玩具火车正以0.06米秒的速度在一旁的平行轨道上同向行驶。现对玩具火车采取制动措施,求:两辆玩具汽车可能的会车时刻。
7.(2024秋•松江区校级期中)解决力的平衡问题常常要用到力的合成与分解。
(1)力的合成与分解均体现了 等效替代 的思想方法。
(2)图1中将力按作用效果分解不正确的是 。
(3)超市卖篮球的货架为防止球乱滚,采用了如图2所示的圆弧形货架,并用竖直的挡板挡住篮球,不计摩擦,且各篮球质量均相同,则图中4个球中对挡板压力最大的球是 。
球
球
球
球
(4)某同学乘坐飞机外出旅行,在飞机匀速平稳飞行时,将前排座位靠背上的小桌板放下,并将质量为的饮料杯(含饮料)放在小桌板上,若不计小桌板质量,此时饮料杯的重心在小桌板、轻杆 交点的正上方,保持小桌板桌面水平,将杆调整至位置,则上受到的弹力 (选:增大;:减小不变)。
8.(2024秋•闵行区校级期中)运动员经历长期专业训练,发展了竞技体能,养成了坚韧品格。
(1)如图是体育摄影中“追拍法”拍摄,摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的,而模糊的背景是运动的。摄影师选择的参考系是 。
滑板运动员
路边的树
地面
(2)立定跳远运动员从起跳到落地,研究其运动,下列说法正确的是 。(多选)
研究运动员的技术动作,可将运动员视作质点
研究运动员的位移时,可用运动员脚的运动替代运动员的运动
运动员的位移大小等于路程
运动员的位移大小小于路程
(3)在高山滑雪速降比赛中,运动员由静止开始沿滑道向下做匀加速直线运动,前内位移为。
①求运动员的加速度。(计算)
②求前末运动员的速度。(计算)
③求第内运动员平均速度的大小。(计算)
(4)如图,运动员正在攀登峭壁,假设脚接触处岩壁切面与水平方向夹角,绳索与竖直方向夹角,运动员的腿与峭壁面垂直。此时运动员正停留在此处休息,运动员质量为。不计鞋底与岩壁间的摩擦。
①运动员受到岩壁对其弹力的大小为 ,受到绳索拉力的大小为 。(结果均保留3位有效数字)
②下列关于运动员受到的重力、弹力、拉力的关系,正确的是 。
和是的两个分力
、和满足平行四边形定则
、和的合力一定为零
9.(2024秋•长宁区校级期中)手机支架
手机支架是根据不同型号、不同牌子的平板电脑、手机等数码产品设计出来的,可以支撑使用这类数码产品的支架。主要是为了追求舒适而避免人们患上颈椎病。手机支架根据人体工程学,人——机的设计理念,让使用者能够以更舒适的方式使用数码产品。
阅读材料,回答下列问题。①、②、③小问要求写出必要的推理或计算过程)
如图所示为手机支架的简化模型。劲度系数为的轻弹簧松弛时长度为,不计质量的夹子(分为、两部分)夹住质量的手机后,弹簧长度变为。此时手机平面与水平面夹角为。
(1)夹住手机后,弹簧的弹力大小是 。手机受到的弹力是由于 形变而产生的。(选填“弹簧”或“夹子”
(2)(单选)手机处于静止状态时,夹子、两部分对手机的作用力的合力 。
大小为,方向竖直向上
大小为,方向竖直向上
大小为,方向与水平面成角
大小为,方向与水平面成角
(3)①调整支架缓慢减小角,手机未掉落,分析说明手机受到的摩擦力大小如何变化?
②我们认为夹子部分对手机弹力的大小等于弹簧弹力大小,各接触面之间材料、粗糙程度都相同。保持手机平面与水平面夹角为,不松开夹子沿箭头方向缓慢拿出手机(夹子、部分均静止),需用沿箭头方向(垂直于手机)、大小为的力。请画出手机的受力示意图(手机可看作质点,各个力的作用点均画在重心上),并求出夹子对手机的弹力。
③试求出手机和夹子之间的动摩擦因数。
地 城
考点02
整体法与隔离法处理物体的平衡问题
10.(2024秋•杨浦区校级期中)浪漫的物理,在诗文中以力的平衡喻爱情的和谐,在艺术里以光的折射绘出梦幻色彩,于天象中借星辰轨迹诉说永恒誓言。它用风装饰着我们的童年,用水描绘着我们的人生。它让理性与感性交织,赋予世界无尽想象与温柔。
(1)有一首很著名的偈诗:“空手把锄头,步行骑水牛;人从桥上过,桥流水不流”。其中“桥流水不流”中的“桥流”所选取的参考系是 。
.水
.桥
.人
.河岸
(2)(多选题)深秋时节,银杏叶落缤纷,那一地的金黄,给我们带来了无限的遐想!在一个无风的日子,一片银杏叶从高为的枝头自静止落至地面,银杏叶下落时间可能是 。
.
.
.
.
(3)(多选题)在“金星凌日”的精彩天象中,观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过,持续时间达六个半小时,那便是金星,如图1所示。下面说法正确的是 。
.地球在金星与太阳之间
.观测“金星凌日”时可将太阳看成质点
.以太阳为参考系,金星绕太阳一周位移为0
.以金星为参考系,可以认为太阳是运动的
(4)(多选题)在2021“一带一路”年度汉字发布活动中,“互”字作为最能体现2021年“一带一路”精神内涵的汉字拔得头筹,成为年度汉字。如图2为力学兴趣小组制作的“互”字形木制模型。模型分上下两部分,质量均为。用细线连接两部分。当细线都绷紧时,整个模型可以竖直静止在水平地面上。其中连接、两点的细线为,连接、两点的细线为,重力加速度为。则 。
.细线对点的作用力向上
.细线的拉力小于细线的拉力
.细线的拉力大小等于
.整个模型对地面的压力大小为
(5)“儿童放学归来早,忙趁东风放纸鸢”,如图3所示,风筝借助于均匀的风和牵线对其作用,才得以在空中处于平衡状态。图中所示风筝质量,某时刻风筝平面与水平面的夹角为,主线对风筝的拉力与风筝平面成角。已知风对风筝的作用力与风筝平面相垂直,,,取。
①求:此时风对风筝的作用力的大小和主线对风筝的拉力的大小(结果保留三位有效数字);
②若拉着风筝匀速运动时,主线与水平面成角保持不变,这时拉主线的力为,求:此时风筝平面与水平面的夹角的正切值。
11.(2024秋•杨浦区校级期中)生活物品与物理紧密相连,如吸盘式挂衣钩利用大气压强紧贴墙壁,牙膏通过摩擦剂清洁牙齿利用物理摩擦原理,铅球运动则涉及惯性、机械能守恒等物理概念,展现了物理在生活中的广泛应用。
(1)如图1所示,一铅球静止在蹦床上面。下列分析正确的是 。
.蹦床受到的压力,就是铅球的重力
.因为观察不出铅球发生形变,所以蹦床不受弹力
.蹦床受到向下的压力,是因为蹦床发生了弹性形变
.铅球受到向上的支持力,是因为蹦床发生了弹性形变
(2)(多选题)牙膏是生活中常用物品,在你使用牙膏过程中涉及到的物理知识,下列说法正确的是 。
.牙膏皮被挤压的过程中产生的形变为范性形变
.牙膏能被挤出来是因为牙膏受到重力的作用
.牙膏盖上设计的条纹是为了增大摩擦因数
.挤牙膏时,手对牙膏皮的力大于牙膏皮对手的力
(3)小明想推动家里的衣橱,但使出了很大的力气也没推动,于是他便想了个妙招,如图2所示,用、两块木板,搭成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱居然被推动了!下列说法正确的是 。
.这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱
.这是不可能的,因为无论如何小明的力气也没那么大
.这有可能,板对衣橱的推力有可能大于小明的重力
.这有可能,但板对衣橱的推力不可能大于小明的重力
(4)(多选题)如图3所示,质量为的一只长方体形铁箱在水平拉力作用下沿水平面向右匀加速运动,铁箱与水平面间的动摩擦因数。这时铁箱内一个质量为的木块恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是 。
.木块受到的滑动摩擦力的大小为
.铁箱运动的加速度大小为
.铁箱与地面的摩擦力为
.水平拉力大小
(5)如图4,用两根等长的细绳将一卷厕纸(类似为圆柱体)悬挂在竖直木板的点,将木板以底边为轴向后方缓慢转动直至水平,绳与木板之间的夹角保持不变,忽略厕纸与木板之间的摩擦,在转动过程中 。
.厕纸对木板的压力逐渐增大
.厕纸对木板的压力先增大后减小
.两根细绳上的拉力均先减小后增大再减小
.两根细绳对厕纸拉力的合力保持不变
(6)(多选题)某同学将轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆、上的、两点,将衣架挂在绳上晾晒衣物,衣架挂钩可视为光滑.晾晒一件短袖恤时,衣架静止于如图5位置。当晾晒一件厚大衣时,该同学担心晾衣绳可能会断,为防止绳断,他应该 。
.将绳的右端固定点略向上移
.将竖直杆略微向右移
.换一根略长的晾衣绳
.将绳的右端固定点略向下移,同时将竖直杆略微向右移
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专题04 共点力平衡
地 城
考点01
共点力的平衡问题及求解
1.(2024秋•长宁区校级期中)图(a)为拉链拉头劈开链齿的实例,此过程可简化成图(b)的模型。已知拉头对链齿施加一个竖直向下的力,楔形物顶端夹角为,则楔形物两侧会对链齿产生的侧向压力为
A. B. C. D.
【答案】
【解答】解:将力根据平行四边形定则分解如下:
由几何知识得:
侧向推力的大小为:,
故错误,正确;
故选:。
2.(2024秋•松江区校级期中)生活中有许多悬而不落、立而不倒的物体,究其平衡原因,均跟物体的受力有关。例如家里的吊灯(图,倒立的体操运动员(图等。
(1)图(a)中的吊灯受到的 是 (选“是”或“不是” 共点力。吊灯所受细绳的拉力是 的形变引起的。若吊灯的质量为,细绳质量忽略不计,重力加速度为,则细绳对天花板拉力的合力大小为 ,方向为 。
(2)作出图(b)中体操运动员的受力示意图,并判断若该运动员减小两手臂之间的夹角,所受地面支持力大小将 (选填:“增大”或“减小”或“不变” 。
【答案】(1)是,细绳,,竖直向下;(2)见解析图,不变。
【解答】解:(1)图(a)中的吊灯在其重力及细绳拉力的作用下处于平衡状态,这几个力是共点力,其中细绳的拉力是因为细绳的形变引起的。若吊灯的质量为,细绳质量忽略不计,重力加速度为,由共点力的平衡条件可知,细绳对吊灯拉力的合力应与其重力等大、反向,且细绳对天花板拉力的合力与细绳对吊灯拉力的合力等大、反向,则细绳对天花板拉力的合力大小为,方向竖直向下。
(2)对图(b)中体操运动员受力分析,结合共点力的平衡条件及对称性可知,运动员每只手臂受到的地面的支持力大小相等、都竖直向上,设为,运动员每只手臂受到的地面的静摩擦力大小相等、方向相反,设为,设该运动员的重力为,可得如下体操运动员的受力示意图:
因为运动员处于平衡状态,根据共点力的平衡条件可得:,则:,则无论两手臂之间的夹角如何,双手受到的支持力的合力一直等于人的重力,每只手臂所受地面的支持力大小不变。
故答案为:(1)是,细绳,,竖直向下;(2)见解析图,不变。
3.(2024秋•浦东新区校级期中)我国传统弹弓术已被列入国家级非物质文化遗产名单。如图所示的“”形弹弓由弓和弹丸两部分组成,其中弓包括弓弦(即皮筋)与弓弩,两根完全相同的皮筋一端由弹兜相连,另一端分别固定在弓弩的两个弓眼上。使用者先拉皮筋,并保持弹丸静止,此时两皮筋长度相同,如图所示,然后释放让弹丸射出。
(1)用力将弹兜拉至点,此时两侧皮筋间夹角为,已知单条皮筋对弹兜的拉力大小为。
皮筋对弹兜的总弹力大小为 。
若将弹兜拉至点,弹兜受到皮筋的弹力 。
.变大
.变小
.不变
.无法判断
(2)为研究皮筋弹力与形变量之间的关系,某同学选取弹弓上同型号的一根皮筋进行研究,皮筋上端悬挂在一固定力传感器上,下端悬挂不同质量的重物,待稳定后用刻度尺测量皮筋的伸长量,并记录相应的力传感器示数。
由所得图线可以判断,当橡皮筋上的弹力为时,橡皮筋的伸长量为 ;(如图
该皮筋的弹力变化规律 (选填:.遵循,.不遵循)胡克定律,理由是 。
(3)取三个未开封的易拉罐,使其紧挨并固定在水平面上,在远处用弹弓将弹丸水平射出,弹丸恰好击穿三个易拉罐,设弹丸与易拉罐接触后做的是加速度恒定的直线运动,则弹丸击穿第一个易拉罐时的速率与击穿第二个易拉罐时的速率之比为 。
(4)将弹丸竖直向上射出,弹丸向上运动的过程中速度与位移的关系式为。已知弹丸在上升过程中做匀变速直线运动,规定竖直向上为正方向,关于弹丸该过程的初速度、加速度、上升的最大高度及运动到最高点的时间,下列说法中正确的是 。
.,
.,
.,
.,
(5)如图3所示,弹丸从点以的速度竖直向上射出,竖直虚线为弹丸向上运动的轨迹;弹丸抛出后,某同学用一直径为的网兜去接,网兜的开口保持水平,初始时刻,网兜开口的左边缘位于点上方高处,且距离竖直虚线的距离为(未知)。弹丸可视为质点,网圈的厚度不计,忽略一切阻力,重力加速度。
若在弹丸抛出的同时网兜向左以的速度匀速运动,为使弹丸能落在网兜中,求的取值范围;
若,在弹丸抛出同时网兜向左做初速度为零的匀加速直线运动,为使弹丸能落在网兜中,求加速度大小的取值范围。
【答案】(1)、;、;(2)、0.046;、不遵循;图像不是倾斜的直线;(3);(4);(5)、的取值范围为;、加速度大小的取值范围为。
【解答】解:(1)、根据平衡条件可知:,所以皮筋对弹兜的总弹力大小为。
、若将弹兜拉至点,则弹簧弹力增大、减小,弹兜受到皮筋的弹力变大,故正确、错误。
故选:。
(2)、根据图中的数据点的分布情况,用平滑的曲线连接数据点,如下图所示:
由所得图线可以判断,当橡皮筋上的弹力为时,橡皮筋的伸长量为;
、该图像不是倾斜的直线,根据胡克定律,可知该橡皮筋的弹力变化规律不遵循胡克定律。
(3)逆向观察钢珠可知,钢珠可视为初速度为零的匀加速直线运动,则有:
则弹丸击穿第一个易拉罐时的速率与击穿第二个易拉罐时的速率之比为。
(4)根据可得:
根据匀变速直线运动的公式可得:,解得:
对比可得:,
物体运动到最高点用时为,则:
物体上升的最大高度为,故正确、错误;
故选:。
(5)、小球从点运动到最高点需要的时间为:
点与最高点之间的高度差为:
再从最高点下落到与网兜开口等高处需要的时间满足:
解得:
为使小球能落在网兜中,则有:且
其中网兜的直径,解得:;
、若,在小球抛出同时网兜向左做初速度为零的匀加速直线运动,为使球落在网兜中,则有:
解得。
故答案为:(1)、;、;(2)、0.046;、不遵循;图像不是倾斜的直线;(3);(4);(5)、的取值范围为;、加速度大小的取值范围为。
4.(2024秋•杨浦区校级期中)动物世界的物理体现在诸多方面,如利用流体动力学飞行或游动的鸟类和水生动物,通过地球磁场导航的鸽子,以及运用力学知识在悬崖峭壁上行走的岩羊等。这些行为都展示了动物对物理定律的巧妙运用,体现了动物世界的智慧与奥秘。
(1)我们知道要拍打蚊子不是一件容易的事,当我们看准蚊子停留的位置拍打下去时,蚊子早就不知飞向何方了,这是因为蚊子在感受到突然袭击而飞走时,具有很大的 。
.速度
.加速度
.速度的改变量
.位移
(2)松鼠在中国的东北和华北各地十分常见,如图1所示,一只松鼠站在倾斜的树枝上,则树枝对松鼠作用力的方向为 。
.竖直向上
.竖直向下
.垂直树枝斜向上
.沿树枝方向
(3)刊登的一篇报道,研究人员发现在蚂蚁体内似乎存在一种“计步器”,将蚂蚁腿加长后,蚂蚁会“过家门而不入”,而“截肢”后的蚂蚁还没有到家就开始寻找巢穴,下列说法正确的是 。
.蚂蚁很小,一定可以看作质点
.研究蚂蚁走过的轨迹,可以把蚂蚁看作质点
.研究蚂蚁的走路姿态,可以把蚂蚁看作质点
.小蚂蚁可以看作质点,大蚂蚁不能看作质点
(4)如图2所示,一只半球形碗倒扣在水平桌面上处于静止状态,球的半径为,质量为的蚂蚁只有在离桌面的高度大于或等于时,才能停在碗上,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,那么蚂蚁和碗面间的动摩擦因数为 。
(5)是一条平直公路边上的两块路牌,一辆匀速行驶的小车由右向左经过路牌时,一只小鸟恰自路牌向匀速飞去,小鸟飞到小车正上方立即折返,以原速率飞回,过一段时间后,小车也行驶到。它们的位置与时间的关系如图3所示,图中,由图可知 。
.小鸟的速率是汽车速率的两倍
.相遇时小鸟与汽车位移的大小之比是
.小鸟飞行的总路程是汽车的1.5倍
.小鸟和小车在时间内位移相等
(6)近日,黑神话悟空爆火。那只集放荡不羁与智慧沉稳于一身的“猴王”再次吸引了光大群众的目光;某日,唐僧从离地的高台由静止落下,下落过程中空气阻力不计。唐僧开始下落的瞬间,站在地面上的悟空立刻从外飞奔过去,悟空奔跑的过程可视为先做匀加速运动后做匀减速运动,奔跑到高台下时速度为零,并在此时在距地面高度处成功接住唐僧,竖直向下缓冲到地面时速度恰好为零,缓冲过程可视为匀减速运动。求:
①从开始下落起经过多长时间唐僧被接住?接住时唐僧的速度为多大?
②缓冲过程中唐僧的加速度为多大?
③悟空奔跑过程中的最大速度是多少?(结果均保留2位小数)
【答案】(1);(2);(3);(4)0.75;(5);(6)①从开始下落起经过唐僧被接住,接住时唐僧的速度大小为;②缓冲过程中唐僧的加速度大小为;③悟空奔跑过程中的最大速度是。
【解答】解:(1)当我们看准蚊子停留的位置拍打下去时,蚊子早就不知飞向何方了,其实蚊子运动的不快,即速度不大,是因为蚊子的速度变化快,即加速度大。故正确,错误。
故选:。
(2)以松鼠为研究对象,根据平衡条件可得,树枝对松鼠作用力与松鼠的重力等大、反向,所以树枝对松鼠作用力方向竖直向上,故正确,错误。
故选:。
(3)蚂蚁很小,但研究蚂蚁的走路姿态时,蚂蚁的大小与形状不能忽略不计,不能看成质点,故错误;
研究蚂蚁走过的轨迹时,蚂蚁的大小与形状可以忽略不计,能看成质点,故正确;
由以上的分析可知,蚂蚁是否可以看作质点与蚂蚁的大小无关,故错误。
故选:。
(4)由题知,质量为的蚂蚁在离桌面的高度等于时,受重力、支持力和最大静摩擦力处于平衡状态,可得如图:
根据共点力平衡有:,,
由几何关系得:,
联立可得:;
故答案为:0.75。
(5)设之间的距离为,小鸟的速率为,汽车的速率为,小鸟从出发到与汽车相遇的时间与小鸟返回的时间相同,则它们相向运动的时间为,则在小鸟和汽车相向运动的过程中根据位移关系得:,
对于汽车行驶的位移为:,且:,
联立解得:,
则小鸟与汽车速度大小之比为,故错误;
从出发到相遇,这段时间内小鸟与小车均做单向直线运动,则小鸟与汽车位移大小之比等于速率之比,即为,故错误;
汽车通过的总路程为:,
小鸟通过的总路程为:,,且:,
联立解得:,
可知小鸟与汽车通过的总路程之比为,即小鸟飞行的总路程是汽车的1.5倍,故正确;
小鸟最终回到出发点,故小鸟的位移为0,而汽车的位移不为零,故错误。
故选:。
(6)①唐僧下落过程做自由落体运动,由运动学公式有:
,
接住时唐僧的速度大小为:
,
联立可得:,;
②设缓冲过程中的加速度大小为,由运动学公式得:
,
③设奔跑过程中的最大速度为,由平均速度公式有:
,
且:
联立可得:;
答:①从开始下落起经过唐僧被接住,接住时唐僧的速度大小为;
②缓冲过程中唐僧的加速度大小为;
③悟空奔跑过程中的最大速度是。
故答案为:(1);(2);(3);(4)0.75;(5);(6)①从开始下落起经过唐僧被接住,接住时唐僧的速度大小为;②缓冲过程中唐僧的加速度大小为;③悟空奔跑过程中的最大速度是。
5.(2024秋•徐汇区校级期中)物理与地理是自然科学的重要分支,前者研究物质的基本性质和规律,后者关注地球的自然现象,二者具有现象与规律的联系。破冰船是国家地理频道常报道的壮举,展现其在极端环境下的作业。钟乳石则是地理奇观,由碳酸钙沉积形成,历经万年。
(1)《国家地理频道》实验证实:四个水球就可以挡住子弹!四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动。如图1所示,子弹恰好能穿出第四个水球,则可以判定 。
.子弹在每个水球中的速度变化量相同
.子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等
.子弹穿过每个水球的时间比为
.子弹射入每个水球时的速度比为
(2)钟乳石的形成往往需要上万年或几十万年时间。每一个钟乳石开始于一滴载有矿物的水滴,当水滴落下,留下了很薄的一点方解石圈,接下来的水滴继续留下新的方解石圈,最终这些方解石圈形成非常细毫米)的中空的管子,俗称“苏打管”。如图2所示为一水滴自由下落时的部分频闪照片示意图,、之间的实际距离为,、之间的实际距离为,重力加速度,则闪光的时间间为 ,水滴做自由落体运动的起点在点正上方 处。
(3)船破冰前行如图3所示,则:
①船体和碎冰块之间的相互作用力有 对。碎冰块对船体的弹力是由于 (选填“冰块”或“船体” 的形变而产生的。
②如图4,某所受重力为的冰块贴着船体一起匀速运动。若船体对冰块的作用大小为,,方向水平向左,则水对冰块的作用力大小和方向分别为 , 。
【答案】(1);(2)0.1,48.05;(3)①2,冰块;②,与竖直方向成斜向右上方。
【解答】解:(1)、由逆向思维,子弹的运动可看成初速度为零的匀加速直线运动,子弹穿过水球时,相当于通过四个连续相等的位移,根据初速度为零的匀变速直线运动的规律,子弹依次穿过4个水球的时间之比为,故错误;
、子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,加速度不变,由△可知,速度变化量与时间成正比,已知子弹在每个水球运动的时间不相同,则速度的变化量不相同,故错误;
.由项分析可知,子弹穿过前3个水球的时间与穿过第四个水球的时间是相等的,即此时刻为中间时刻,根据中间时刻瞬时速度等于全过程的平均速度可知,子弹穿出第三个水球时的瞬时速度与全程的平均速度相等,故正确;
.由逆向思维,子弹的运动可看成初速度为零做匀加速直线运动,子弹穿过水球时,相当于通过四个连续相等的位移,根据公式可知,子弹自右至左穿出每个水球速度比为,则子弹射入每个水球时的速度比,故错误。
故选:。
(2)设闪光的时间间隔为,根据位移差公式得:△,代入数据解得:
设水滴做自由落体运动的起点在点正上方处,根据自由落体运动规律有:,,联立解得:。
(3)①根据题意可知,船体和碎冰块之间有弹力和摩擦力2对相互作用力;由弹力的产生条件可知,碎冰块对船体的弹力是由于冰块的形变而产生的。
②根据题意,对冰块受力分析,由平衡条件可知,水对冰块的作用力与船体对冰块的作用力和冰块重力的合力等大反向,如图所示:
根据平衡条件得:
代入数据解得:
,
即的方向与竖直方向成斜向右上方,
故答案为:(1);(2)0.1,48.05;(3)①2,冰块;②,与竖直方向成斜向右上方。
6.(2024秋•徐汇区校级期中)抖空竹、弹珠和玩具火车,三代人的玩具见证了物理与时代的发展。抖空竹蕴含物理原理,是中国传统玩具;弹珠锻炼了孩子们的眼力和手力;玩具火车从手动到电动,反映了科技的进步。这些玩具不仅带来了乐趣,也见证了时代的变迁和物理学的应用。
(1)如图甲所示是表演抖空竹的动作,假设空竹是光滑的,不考虑空竹的转动。某时刻表演者两手水平,空竹保持稳定,示意图如图乙所示。
①如果表演者双手离得更远一些,双手再次保持水平并稳定后,下列说法正确的是 。
.两细线的拉力都变大
.两细线的拉力都变小
.两细线的拉力都不变
.两细线的拉力合力变大
②假设空竹的重力为,两绳子间夹角,则绳子上的拉力大小为 。
(2)图丙中如图(a),一个小弹珠在固定的光滑轨道上往复运动,其位移—时间图象如图(b)所示,则轨道的长度为 ,小球在到内的平均速度大小为 。
(3)用玩具卡车装载质量为的匀质圆筒,为使其保持固定,将其置于两光滑斜面之间,如图丁所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上,倾角分别为和。重力加速度为。当玩具卡车静止时,圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为、,则 , 。
(4)玩具火车正以0.2米秒的速度在水平轨道上行驶,在其侧前方75厘米处有另一玩具火车正以0.06米秒的速度在一旁的平行轨道上同向行驶。现对玩具火车采取制动措施,求:两辆玩具汽车可能的会车时刻。
【答案】(1)①;②;(2)0.6,0.1;(3),;(4)两车相会的时刻为或。
【解答】解:(1)①两细线拉力的合力始终与重力平衡,根据平衡条件得:,解得细线拉力
两手离得远些,则两绳间的夹角增大,减小,两绳绳子拉力增大,故正确,错误。
故选:。
②当时,绳子拉力
(2)根据图象可知,小球在向正方向运动,最大位移为,向反方向运动,位移大小也为,又向正方向运动,位移为,由此可知轨道的长度为:
小球在内的位移为:,其平均速度为;
(3)由牛顿第三定律可知,斜面Ⅰ、Ⅱ对圆筒的支持力与圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ的压力分别为作用力与反作用力,对应力等大反向。则圆筒受重力、斜面Ⅰ、Ⅱ对圆筒的支持力、,圆筒受力分析如图1所示:
车沿平直公路匀速行驶,则圆筒所受合力为零,则斜面Ⅰ、Ⅱ对圆筒的支持力与的合力必与圆筒重力等大反向,则有
解得:,
(4)这玩具火车的加速度为,初速度,刹车时间,则加速度大小为
设两列玩具火车在时刻相遇,则
代入数据解得:,
由于这列火车制动时间为,不合理,说明两列车相遇后,这列玩具车向前运动停止后,另一列火车与之相遇
由题得,这列玩具制动的总位移为
设第二次相遇在时刻,则
代入数据解得:
答:两车相会的时刻为或。
故答案为:(1)①;②;(2)0.6,0.1;(3),;(4)两车相会的时刻为或。
7.(2024秋•松江区校级期中)解决力的平衡问题常常要用到力的合成与分解。
(1)力的合成与分解均体现了 等效替代 的思想方法。
(2)图1中将力按作用效果分解不正确的是 。
(3)超市卖篮球的货架为防止球乱滚,采用了如图2所示的圆弧形货架,并用竖直的挡板挡住篮球,不计摩擦,且各篮球质量均相同,则图中4个球中对挡板压力最大的球是 。
球
球
球
球
(4)某同学乘坐飞机外出旅行,在飞机匀速平稳飞行时,将前排座位靠背上的小桌板放下,并将质量为的饮料杯(含饮料)放在小桌板上,若不计小桌板质量,此时饮料杯的重心在小桌板、轻杆 交点的正上方,保持小桌板桌面水平,将杆调整至位置,则上受到的弹力 (选:增大;:减小不变)。
【答案】(1)等效替代;(2);(3);(4)增大
【解答】解:(1)力的合成与分解均体现了等效替代的思想方法。
(2)根据力的作用效果可将重力进行分解,都正确,中应将重力分解为垂直接触面的两个分力,故正确,错误;
本题选择错误选项,故选:。
(3)对篮球受力分析,如图所示:
设圆弧对小球作用力与竖直方向的夹角为,由平衡条件可得挡板对球的压力为
可知挡板对球的压力随角的增大而增大,因此挡板对球1的压力最大,由牛顿第三定律可知,球对挡板的压力最大,故正确,错误;
故选:。
(4)对点分析如图
设与竖直方向的夹角为,根据几何关系可知
将杆调整至位置,增大,则增大。
故答案为:(1)等效替代;(2);(3);(4)增大
8.(2024秋•闵行区校级期中)运动员经历长期专业训练,发展了竞技体能,养成了坚韧品格。
(1)如图是体育摄影中“追拍法”拍摄,摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的,而模糊的背景是运动的。摄影师选择的参考系是 。
滑板运动员
路边的树
地面
(2)立定跳远运动员从起跳到落地,研究其运动,下列说法正确的是 。(多选)
研究运动员的技术动作,可将运动员视作质点
研究运动员的位移时,可用运动员脚的运动替代运动员的运动
运动员的位移大小等于路程
运动员的位移大小小于路程
(3)在高山滑雪速降比赛中,运动员由静止开始沿滑道向下做匀加速直线运动,前内位移为。
①求运动员的加速度。(计算)
②求前末运动员的速度。(计算)
③求第内运动员平均速度的大小。(计算)
(4)如图,运动员正在攀登峭壁,假设脚接触处岩壁切面与水平方向夹角,绳索与竖直方向夹角,运动员的腿与峭壁面垂直。此时运动员正停留在此处休息,运动员质量为。不计鞋底与岩壁间的摩擦。
①运动员受到岩壁对其弹力的大小为 ,受到绳索拉力的大小为 。(结果均保留3位有效数字)
②下列关于运动员受到的重力、弹力、拉力的关系,正确的是 。
和是的两个分力
、和满足平行四边形定则
、和的合力一定为零
【答案】(1);(2);
(3)①运动员的加速度为;
②前末运动员的速度为;
③第内运动员平均速度的大小为。
(4)①300,520;②。
【解答】解:(1)“追拍法”是跟踪运动的物体,将运动的物体看作是静止的,该图片是运动的滑板运动员被摄影师当作静止的,而用镜头跟踪,故参考系是滑板运动员,故正确,错误。
故选:。
(2)、研究运动员的技术动作,运动员的形状动作不能忽略,不可将正在比赛的运动员视为质点,研究其位移时可以用其脚的位移代替运动员的位移,故错误,正确;
、位移是初位置到末位置的有向线段,路程是物体运动轨迹的长度,所以运动员的位移大小小于其路程,故错误,正确。
故选:。
(3)①根据可得:
②第末的速度
③运动与第末的速度
则第内的平均速度
(4)①对运动员受力分析,如图所示:
根据平衡条件得:
②运动员受重力,支持力和绳子拉力作用,由于运动员处于平衡状态,三个力的合力为零,故错误,正确。
故选:。
故答案为:(1);(2);
(3)①运动员的加速度为;
②前末运动员的速度为;
③第内运动员平均速度的大小为。
(4)①300,520;②。
9.(2024秋•长宁区校级期中)手机支架
手机支架是根据不同型号、不同牌子的平板电脑、手机等数码产品设计出来的,可以支撑使用这类数码产品的支架。主要是为了追求舒适而避免人们患上颈椎病。手机支架根据人体工程学,人——机的设计理念,让使用者能够以更舒适的方式使用数码产品。
阅读材料,回答下列问题。①、②、③小问要求写出必要的推理或计算过程)
如图所示为手机支架的简化模型。劲度系数为的轻弹簧松弛时长度为,不计质量的夹子(分为、两部分)夹住质量的手机后,弹簧长度变为。此时手机平面与水平面夹角为。
(1)夹住手机后,弹簧的弹力大小是 。手机受到的弹力是由于 形变而产生的。(选填“弹簧”或“夹子”
(2)(单选)手机处于静止状态时,夹子、两部分对手机的作用力的合力 。
大小为,方向竖直向上
大小为,方向竖直向上
大小为,方向与水平面成角
大小为,方向与水平面成角
(3)①调整支架缓慢减小角,手机未掉落,分析说明手机受到的摩擦力大小如何变化?
②我们认为夹子部分对手机弹力的大小等于弹簧弹力大小,各接触面之间材料、粗糙程度都相同。保持手机平面与水平面夹角为,不松开夹子沿箭头方向缓慢拿出手机(夹子、部分均静止),需用沿箭头方向(垂直于手机)、大小为的力。请画出手机的受力示意图(手机可看作质点,各个力的作用点均画在重心上),并求出夹子对手机的弹力。
③试求出手机和夹子之间的动摩擦因数。
【答案】(1);弹簧;(2);(3)①摩擦力增大;②手机的受力示意图见解析;夹子对手机的弹力为,方向沿手机向上;③手机和夹子之间的动摩擦因数为。
【解答】解:(1)夹住手机后,弹簧伸长量为,则弹簧的弹力大小是。
“谁施力,谁形变”,所以手机受到的弹力是由于弹簧的形变而产生的。
(2)手机处于静止状态时受力平衡,夹子、两部分对手机的作用力的合力与重力等大反向,所以夹子、两部分对手机的作用力的合力大小为,方向竖直向上,故正确、错误。
故选:。
(3)①设手机的质量为,根据平衡条件可得手机受到的静摩擦力大小为:;调整支架缓慢减小角,手机未掉落,则摩擦力增大;
②手机受到重力、和对手机的弹力和摩擦力、拉力,如图所示:
根据平衡条件可得夹子对手机的弹力:
其中
解得:,方向沿手机向上;
③垂直于手机方向,根据平衡条件可得:
其中,
联立解得手机和夹子之间的动摩擦因数:。
故答案为:(1);弹簧;(2);(3)①摩擦力增大;②手机的受力示意图见解析;夹子对手机的弹力为,方向沿手机向上;③手机和夹子之间的动摩擦因数为。
地 城
考点02
整体法与隔离法处理物体的平衡问题
10.(2024秋•杨浦区校级期中)浪漫的物理,在诗文中以力的平衡喻爱情的和谐,在艺术里以光的折射绘出梦幻色彩,于天象中借星辰轨迹诉说永恒誓言。它用风装饰着我们的童年,用水描绘着我们的人生。它让理性与感性交织,赋予世界无尽想象与温柔。
(1)有一首很著名的偈诗:“空手把锄头,步行骑水牛;人从桥上过,桥流水不流”。其中“桥流水不流”中的“桥流”所选取的参考系是 。
.水
.桥
.人
.河岸
(2)(多选题)深秋时节,银杏叶落缤纷,那一地的金黄,给我们带来了无限的遐想!在一个无风的日子,一片银杏叶从高为的枝头自静止落至地面,银杏叶下落时间可能是 。
.
.
.
.
(3)(多选题)在“金星凌日”的精彩天象中,观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过,持续时间达六个半小时,那便是金星,如图1所示。下面说法正确的是 。
.地球在金星与太阳之间
.观测“金星凌日”时可将太阳看成质点
.以太阳为参考系,金星绕太阳一周位移为0
.以金星为参考系,可以认为太阳是运动的
(4)(多选题)在2021“一带一路”年度汉字发布活动中,“互”字作为最能体现2021年“一带一路”精神内涵的汉字拔得头筹,成为年度汉字。如图2为力学兴趣小组制作的“互”字形木制模型。模型分上下两部分,质量均为。用细线连接两部分。当细线都绷紧时,整个模型可以竖直静止在水平地面上。其中连接、两点的细线为,连接、两点的细线为,重力加速度为。则 。
.细线对点的作用力向上
.细线的拉力小于细线的拉力
.细线的拉力大小等于
.整个模型对地面的压力大小为
(5)“儿童放学归来早,忙趁东风放纸鸢”,如图3所示,风筝借助于均匀的风和牵线对其作用,才得以在空中处于平衡状态。图中所示风筝质量,某时刻风筝平面与水平面的夹角为,主线对风筝的拉力与风筝平面成角。已知风对风筝的作用力与风筝平面相垂直,,,取。
①求:此时风对风筝的作用力的大小和主线对风筝的拉力的大小(结果保留三位有效数字);
②若拉着风筝匀速运动时,主线与水平面成角保持不变,这时拉主线的力为,求:此时风筝平面与水平面的夹角的正切值。
【答案】(1);(2);(3);(4);(5)①此时风对风筝的作用力的大小和主线对风筝的拉力的大小分别为、;②若拉着风筝匀速运动时,主线与水平面成角保持不变,这时拉主线的力为,此时风筝平面与水平面的夹角的正切值为。
【解答】解:(1)“桥流水不流”可以理解为“桥动水不动”,意思就是说桥在运动,水在静止。
以水的参照物,则水就是静止的,而桥和水的位置发生了变化,则桥是运动的,与题意相符,故正确;
以桥为参照物,则桥是静止的,而水与桥的位置发生了变化,则水是运动的,与题意不符,故错误;
以人为参照物,因为人在桥上走,人与桥的位置发生了变化,桥是运动的,而水与人的位置也发生了变化,所以水也是运动的,与题意不符,故错误;
以河岸为参照物,河岸与桥的位置没有发生变化,桥是静止的,水与河岸的位置发生了变化,所以水也是运动的,故也是错误的。
故选:。
(2)树叶在下落过程中受到的空气阻力不能忽略,故从高为的枝头落下的树叶的运动不是自由落体运动,下落时间大于自由落体运动的时间;根据,得到自由落体运动的时间为:,故银杏叶落地时间一定大于,故错误,正确;
故选:。
(3)金星凌日时看到黑点是金星,所以金星在日地之间,故错误;
观察金星凌日时,太阳的大小和形状不能忽略,所以太阳不能看作质点,故错误;
以太阳为参考系,金星绕太阳一周相对太阳的位置不变,所以金星的位移为零,故正确。
以金星为参考系,太阳相对金星的位置会发生变化,所以可以认为太阳是运动的,故正确。
故选:。
(4)细线只能提供沿细线的拉力,所以细线对点的作用力向下,故错误;
对模型上部分受力分析,有:,易知,细线的拉力小于细线的拉力,细线的拉力大于,故正确,错误;
对整个模型受力分析,有,根据牛顿第三定律可知,整个模型对地面的压力大小为,故正确。
故选:。
(5)①风筝平衡时共受到三个力的作用,即重力、风对风筝的作用力和主线对风筝的拉力,如图所示,以风筝平面方向为轴,方向为轴,建立一个坐标系:
在轴方向:
在轴方向:
联立两式,解得:,;
②同理以水平方向为轴,竖直方向为轴建立坐标系,如图:
设风对风筝的作用力的水平分力为,竖直分力为,
由平衡条件可知:
,
,
风筝平面与水平面的夹角的正切值为:;
答:①此时风对风筝的作用力的大小和主线对风筝的拉力的大小分别为、;
②若拉着风筝匀速运动时,主线与水平面成角保持不变,这时拉主线的力为,此时风筝平面与水平面的夹角的正切值为。
故答案为:(1);(2);(3);(4);(5)①此时风对风筝的作用力的大小和主线对风筝的拉力的大小分别为、;②若拉着风筝匀速运动时,主线与水平面成角保持不变,这时拉主线的力为,此时风筝平面与水平面的夹角的正切值为。
11.(2024秋•杨浦区校级期中)生活物品与物理紧密相连,如吸盘式挂衣钩利用大气压强紧贴墙壁,牙膏通过摩擦剂清洁牙齿利用物理摩擦原理,铅球运动则涉及惯性、机械能守恒等物理概念,展现了物理在生活中的广泛应用。
(1)如图1所示,一铅球静止在蹦床上面。下列分析正确的是 。
.蹦床受到的压力,就是铅球的重力
.因为观察不出铅球发生形变,所以蹦床不受弹力
.蹦床受到向下的压力,是因为蹦床发生了弹性形变
.铅球受到向上的支持力,是因为蹦床发生了弹性形变
(2)(多选题)牙膏是生活中常用物品,在你使用牙膏过程中涉及到的物理知识,下列说法正确的是 。
.牙膏皮被挤压的过程中产生的形变为范性形变
.牙膏能被挤出来是因为牙膏受到重力的作用
.牙膏盖上设计的条纹是为了增大摩擦因数
.挤牙膏时,手对牙膏皮的力大于牙膏皮对手的力
(3)小明想推动家里的衣橱,但使出了很大的力气也没推动,于是他便想了个妙招,如图2所示,用、两块木板,搭成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱居然被推动了!下列说法正确的是 。
.这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱
.这是不可能的,因为无论如何小明的力气也没那么大
.这有可能,板对衣橱的推力有可能大于小明的重力
.这有可能,但板对衣橱的推力不可能大于小明的重力
(4)(多选题)如图3所示,质量为的一只长方体形铁箱在水平拉力作用下沿水平面向右匀加速运动,铁箱与水平面间的动摩擦因数。这时铁箱内一个质量为的木块恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是 。
.木块受到的滑动摩擦力的大小为
.铁箱运动的加速度大小为
.铁箱与地面的摩擦力为
.水平拉力大小
(5)如图4,用两根等长的细绳将一卷厕纸(类似为圆柱体)悬挂在竖直木板的点,将木板以底边为轴向后方缓慢转动直至水平,绳与木板之间的夹角保持不变,忽略厕纸与木板之间的摩擦,在转动过程中 。
.厕纸对木板的压力逐渐增大
.厕纸对木板的压力先增大后减小
.两根细绳上的拉力均先减小后增大再减小
.两根细绳对厕纸拉力的合力保持不变
(6)(多选题)某同学将轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆、上的、两点,将衣架挂在绳上晾晒衣物,衣架挂钩可视为光滑.晾晒一件短袖恤时,衣架静止于如图5位置。当晾晒一件厚大衣时,该同学担心晾衣绳可能会断,为防止绳断,他应该 。
.将绳的右端固定点略向上移
.将竖直杆略微向右移
.换一根略长的晾衣绳
.将绳的右端固定点略向下移,同时将竖直杆略微向右移
【答案】(1);(2);(3);(4);(5);(6)。
【解答】解:(1)、蹦床受到的压力大小等于铅球的重力,但二者不是同一性质的力,所以二者不是同一个力,故错误;
、“谁施力、谁形变”,所以蹦床受到向下的压力,是因为铅球发生了弹性形变,只不过是铅球的形变量很小,不易观察,故错误;
、蹦床发生弹性形变后为了恢复原状,而产生了对铅球的向上支持力,故正确;
故选:。
(2)、该牙膏皮被挤压后发生的形变,因没有恢复原状,则为非弹性形变,即为范性形变,故正确;
、牙膏受到牙膏皮的作用力,发生形变,从而将牙膏挤出来,不是牙膏受到重力的作用将牙膏挤出来,故错误;
、牙膏盖上的条纹是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦系数,增大最大静摩擦力,故正确;
、挤牙膏时手对牙膏皮的作用力与牙膏皮对手的作用力属于作用力与反作用力,大小相等,方向相反,故错误。
故选:。
(3)开始小明是推不动衣橱的,说明小明的推力小于最大静摩擦力;
站在人字形架时,重力产生两个效果,分别向左、右两侧推墙壁和衣橱,如图所示;
对衣橱的力可以分解成水平方向和竖直方向的力,而水平方向的力会远大于小明的重力,可能大于最大静摩擦力,使得衣橱发生运动,故正确、错误;
故选:。
(4)、木块受到的摩擦力是静摩擦力,根据平衡条件可得:,故错误;
、对木块,竖直方向根据平衡条件可得:
解得:
根据牛顿第二定律可得:
解得:,故正确;
、根据摩擦力的计算公式可得铁箱与地面的摩擦力为:,解得:,故错误;
、对铁箱和木块整体分析,水平方向根据牛顿第二定律可得:
解得水平拉力的大小为:,故错误。
故选:。
(5)设两绳子对厕纸的拉力的合力为,木板对厕纸的支持力为,绳子与木板夹角为,从右向左看如图所示:
在矢量三角形中,根据正弦定理得:
在木板以直线为轴向后方缓慢转动直至水平过程中,不变,从逐渐减小到0,又:,且
可知:,则,可知从锐角逐渐增大到钝角,所以有:减小,先增大后减小。
因两绳子的拉力的合力减小,两绳子的拉力的夹角不变,则绳子拉力减小,故正确,错误;
故选:。
(6)如图所示,衣架挂钩两侧绳子的拉力相等,两侧绳子与水平方向夹角是相等的;
两个绳子关于竖直方向是对称的,与竖直方向夹角是相等的。设绳子的总长度为,两杆间的距离为,则:
根据平衡条件可得:,解得:。
、将绳的右端固定点略向上移,和不变、不变,拉力不变,故错误;
、将竖直杆略微向右移,减小、减小,则减小,故正确;
、换一根略长的晾衣绳,增大、减小,则减小,故正确;
、将绳的右端固定点略向下移,同时将竖直杆略微向右移,增大、增大,则增大,故错误。
故选:。
故答案为:(1);(2);(3);(4);(5);(6)。
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