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相互作用力---2027届年高三物理一轮复习专项练习含答案(全国通用)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、相互作用
1.下列说法中,正确的是()
A.有摩擦力存在的接触面上,一定同时有弹力存在
B.有弹力存在的接触面上,一定同时有摩擦力存在
C.两个接触且相对运动的物体,其接触面之间一定有摩擦力存在
D.两个接触且没有相对运动的物体,其接触面之间一定没有摩擦力存在
2.如图,重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度时,车厢内的石堆就会自动滑下。在石堆开始滑动前,下列说法正确的是( )
A.石堆对车厢的压力随倾角的增大而增大
B.车厢对石堆的摩擦力随倾角的增大而减小
C.石堆中央某石块受到周围其他石块作用力的大小保持不变
D.石堆中央某石块受到周围其他石块作用力随倾角的增大而减小
3.如图所示,一根轻质弹簧上端固定,下端悬挂质量为0.2kg的小球时,弹簧的伸长量为8cm;当弹簧下端悬挂质量为0.3kg的小球时,弹簧的伸长量为(弹簧始终未超出弹性限度)
A.10cm B.12cm
C.14cm D.16cm
4.元旦即将到来,为了庆祝节日,一些景点会在建筑上挂上红灯笼。某段时间,5只灯笼受到水平向右的相同恒定风力作用,稳定后,下列四个选项中灯笼的位置情况正确的是( )
A. B.
C. D.
5.在巴黎奥运会上,郑钦文获得女单网球冠军,为中国网球赢得了历史性的突破。如图所示。郑钦文比赛过程中,正确的说法是( )
A.网球所受重力的方向垂直于地面
B.网球的重心在网球上,且定义“重心”的概念应用了理想模型法。
C.球拍对球的弹力是因为球拍发生了弹性形变而产生的
D.网球落地后弹起的方向就是地面对球的弹力方向
6.我们学习物理要了解物理规律的发现过程,学会科学的观察和思考,树立正确的自然观结合所学知识,下列说法正确的是( )
A.图甲中伽利略利用斜面实验得到“力不是改变物体运动状态的原因”
B.图乙装置放在电梯内随电梯竖直上升过程中,物体不一定处于超重状态
C.图丙中物体的重力可以分解为物体对斜面的压力和使物体沿斜面下滑的力
D.图丁是用来研究合力与分力的关系,利用的主要方法是控制变量法
7.有三只猎豹在抢食一猎物,三只猎豹沿水平方向用大小分别为300N,400N和500N的力拖动猎物,若猎豹的方位不确定,则这三个力的合力的最小值和最大值分别为( )
A.0;1200N
B.100N;1200N
C.200N;1000N
D.400N;1000N
8.如图所示,一个小球上端通过细线连在天花板上,下端放在光滑的斜面上,细线竖直时小球处于平衡状态。则小球的受力个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
9.关于力的概念,下列说法中错误的是 ( )
A.一个物体也能够产生力的作用
B.力不会离开物体而单独存在
C.力是改变物体运动状态的原因
D.施力物体同时也一定是受力物体
10.如图所示,半圆球固定在光滑水平面上,粗细均匀的直杆一端靠在半圆球上,另一端靠在光滑水平地面上,处于静止状态,则半圆球对杆的作用力可能是(竖直向上,垂直杆向上,水平向右)( )
A. B. C. D.
11.跳水运动员起跳前,在弯曲的跳板最外端静止站立,如图所示,则( )
A.运动员对跳板的压力方向竖直向下
B.运动员对跳板的压力是由于跳板发生形变而产生的
C.运动员对跳板的压力大小大于跳板对她的支持力大小
D.跳板对运动员的作用力大小等于运动员的重力大小
12.如图所示,A、B是两个完全相同的匀质长方形木块,长为l,叠放在一起,放在水平桌面上,端面都与桌边平行。A放在B上,右端有伸出B外,为保证两木块都不翻倒,木块B伸出桌边的长度不能超过( )
A. B. C. D.
13.如图所示,用A、B两个测力计拉橡皮条的D端(O端固定),当把D端拉到E处时,;然后保持A的读数不变,当α角由图中所示的值逐渐变小时,要使D端仍在E处,可采用办法是( )
A.增大B的读数,减小β角 B.减小B的读数,减小β角
C.减小B的读数,增大β角 D.增大B的读数,增大β角
14.霞浦纳海容山,水产品种类多样,农产品产量丰富.今年柚子丰收.一个柚子静止放在水平桌面上时,下列说法正确的是
A.柚子对桌面的压力就是柚子受的重力
B.柚子对桌面的压力是弹力,是由于桌面的形变而产生的
C.桌面对柚子的支持力是弹力,是由于桌面的形变而产生的
D.只有柚子发生了微小形变
15.下列几组共点力作用在物体上,使物体有可能平衡的是( )
A.3N、4N、8N B.10N、30N、50N
C.7N、7N、15N D.10N、10N、10N
16.如图所示,质量为m的木块沿倾角为的斜面匀速下滑,那么斜面对物体的作用力即支持力和摩擦力的合力方向是( )
A.沿斜面向上 B.垂直斜面向上
C.沿斜面向下 D.竖直向上
17.如图所示,某同学手握一个酒瓶,使瓶身处于竖直方向且始终保持静止,以下说法中正确的是( )
A.酒瓶受到的摩擦力方向竖直向下
B.手握得越紧,酒瓶和手之间的动摩擦因数越大
C.手握得越紧,酒瓶和手之间的最大静摩擦力不变
D.往瓶子里倒水,瓶子受到的摩擦力增大
18.如图所示,一只重为G蜗牛沿着葡萄枝缓慢爬行,若葡萄枝的倾角为α,则得葡萄枝对蜗牛的作用力为( )
A.大小为Gsinα,方向沿着葡萄枝 B.大小为Gcosα,方向垂直于葡萄枝
C.大小为G,方向竖直向上 D.大小为G,方向竖直向下
19.如图所示为某次射门过程的示意图,下列有关说法正确的是( )
A.足球在草坪滚动时,只受到摩擦力的作用
B.足球在空中飞行时,仍然受到重力的作用
C.脚对足球产生的弹力是由于足球的形变而产生的
D.草坪对足球的支持力和足球受到的重力是一对作用力和反作用力
20.如图所示,、两光滑斜面相互垂直,与水平面成角。若把重为的球的重力按照其作用效果分解,则两个分力的大小分别为( )
A., B.,
C., D.,
21.(多选)关于弹力,下列说法中正确的是( )
A.发生形变的物体一定有弹力
B.某物体产生的弹力,其方向一定与该物体弹性形变的方向相反
C.轻杆所产生的弹力一定沿着轻杆所在的直线
D.一本书放在水平桌面上,书受向上的弹力,是因为桌面发生了向下的弹性形变
22.(多选)如图所示,质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上,两轻杆等长,杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接,在两杆铰接处悬挂一质量为m的重物C,整个装置此时处于静止状态,设杆与水平面间的夹角为。下列说法正确的是( )
A.当m一定,滑块保持静止状态时,越大,滑块与地面间的摩擦力越大
B.当m一定,滑块保持静止状态时,越小,滑块与地面间的摩擦力越大
C.当m和M一定时,滑块与地面间的压力与无关
D.若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则不管取何值,只要增大m,M一定会滑动
23.(多选)如图所示,放在水平桌面上的木块A处于静止状态,所挂的砝码和托盘的总质量为,弹簧测力计读数为,滑轮摩擦不计。若轻轻取走盘中的部分砝码,使砝码和托盘的总质量减少到,则将会出现的情况是(取)( )
A.A仍静止不动
B.A将向左运动
C.A与桌面间的摩擦力不变
D.弹簧测力计的读数将不变
24.(多选)如图所示,竖直墙壁上固定的水平弹簧测力计与物体A相连,物体A放置在上表面水平的长木板B上,长木板B放置在水平面上,用大小为F的水平恒力拉长木板B使之匀速向左运动,水平弹簧测力计的示数为T。下列说法正确的是( )
A.物体A受到的滑动摩擦力的大小等于F
B.物体A受到的滑动摩擦力的大小等于T
C.若长木板B以的速度匀速运动,则物体A受到的摩擦力的大小仍等于T
D.若用2F的力作用在长木板B上,则物体A受到的摩擦力的大小等于2F
25.(多选)如图所示,放在水平桌面上的木块A处于静止状态,所挂的砝码和托盘的总质量为0.7kg,弹簧测力计读数为2N,滑轮摩擦不计。若轻轻取走盘中的部分砝码,使砝码和托盘的总质量减少到0.1kg,则将会出现的情况是(g取)( )
A.弹簧测力计的读数将不变 B.A仍静止不动
C.A受到桌面的摩擦力大小不变 D.桌面受到A的摩擦力方向不变
26.(多选)如图,物体的重力为G,保持细绳AO的位置不变,让细绳BO的B端沿四分之一圆弧从D点缓慢向E点移动,在此过程中( )
A.AO绳上的张力一直在增大
B.AO绳上的张力先减小后增大
C.BO绳上的张力先减小后增大
D.BO绳上的张力一直在减小
27.(多选)如图所示,斜面体A静止在水平地面上,质量为m的物体B在外力F1和F2的共同作用下沿斜面体表面向下运动。当F1方向水平向右,F2方向沿斜面体的表面向下时,斜面体受到地面的摩擦力方向向左。则下列说法正确的是( )
A.若同时撤去F1和F2,在滑块B仍向下运动的过程中,A所受地面的摩擦力的方向一定向左
B.若只撤去F1,在滑块B仍向下运动的过程中,A所受地面的摩擦力的方向可能向右
C.若只撤去F2,在滑块B仍向下运动的过程中,A所受地面的摩擦力的方向可能向右
D.若只撤去F2,在滑块B仍向下运动的过程中,A所受地面摩擦力不变
28.(多选)如图甲所示,A、B两个质量均为m的物体叠放在水平面上,B的上下表面均水平,A物体与一拉力传感器相连接,连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从t=0时刻起,用一水平向右且大小从零开始随时间均匀增加的力F作用在B物体上,拉力传感器的示数F传随时间t 变化的图线如图乙所示,已知t1、t2,且各接触面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B,B与水平面间的动摩擦因数均为μ,下列说法正确的是( )
A.0-t1时间内A、B之间无静摩擦力
B.0-t1时间内,水平面与B之间静摩擦力逐渐增加
C.t1-t2时间内A、B之间无摩擦力
D.t2 时刻,拉力F大小为2μmg
29.(多选)如图所示,一原长为的轻质弹性绳一端固定在天花板上的O点,另一端系一质量为m的物块,物块置于光滑水平地面上.当物体位于A点时,弹性绳处于竖直状态,此时物体对地面的压力为.今在O点正下方距离O点处紧靠弹性绳右侧的P点固定一光滑小钉,并对物块施一水平向右的作用力F缓慢沿水平地面拉动物块,当物块拉到B点时,物块与P点间的弹性绳与水平方向的夹角正好是30°, 弹性绳始终处于弹性限度内,则此时( )
A.弹性绳对O点的作用力大小为2mg
B.物块对地面的压力大小为
C.水平拉力F的大小为
D.小钉所受弹性绳的作用力大小为2mg
30.(多选)如图所示,甲、乙两物块通过轻弹簧a栓接,轻弹簧b上端与物块乙栓接,下端与水平地面接触但不栓接,整个装置处于竖直静止状态,现对物体甲施一竖直向上的拉力(图中未画出)使其缓慢向上运动,直到轻弹簧b刚要离开地面.轻弹簧a、b的劲度系数分别为、,下列说法正确的是( )
A.轻弹簧b刚要离开地面时,竖直拉力大小与、有关
B.轻弹簧b刚要离开地面时,竖直拉力大小与、无关
C.整个过程中,竖直拉力做功与、有关
D.整个过程中,竖直拉力做功与、无关
31.(多选)如图示,让挡板缓缓下移,分析光滑小球对竖直墙面的压力和对挡板的压力如何变化( )
A.挡板的弹力变大
B.挡板的弹力变小
C.墙面的弹力变大
D.墙面的弹力变小
32.(多选)如图所示,一个皮球用网兜悬挂于O点,A点为网兜上对称分布的网绳结点,OA为一段竖直绳,设网绳的长短和皮球重力不变,若皮球半径变大,则( )
A.网绳的拉力不变
B.网绳的拉力变大
C.竖直绳OA的拉力不变
D.竖直绳OA的拉力变大
33.(多选)如图所示,半径为R的半球形容器固定在水平转台上,转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度匀速转动,质量相同的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止,A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为和,,,此时物块A受到的摩擦力恰好为零,重力加速度为g,则( )
A.转台转动的角速度大小 B.B受到的摩擦力可能为零
C.B受到沿容器壁向上的摩擦力 D.B受到沿容器壁向下的摩擦力
34.(多选)如图所示,物体A在整直向上的拉力F的作用下静止在斜面B上,则物体A 受力的个数可能是
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
35.(多选)如图所示,质量的物体静止于水平面上,现用一水平向右的恒力拉物体,物体运动9m后撤去拉力,已知物体与水平面之间的动摩擦因数, g取10m/s2。则( )
A.物体与水平面之间的动摩擦f=10N
B.物体刚开始运动时的合力大小
C.物体在恒力作用下运动时的加速度大小
D.撤去外力时速度大小
36.(多选)如图所示,重力为G的半圆球A静止在粗糙水平面上,另一个重力也为G的小球B放在半圆球上,并用竖直光滑挡板挡住。两球面光滑,静止时,挡板位于半球边缘C处。已知半球半径为2R,小球半径为R,半球与地面间的动摩擦因数为。 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是( )
A.地面对半球的摩擦力大小为
B.保持挡板不动,换个相同重力、体积较小的小球B,半球可能滑动
C.保持挡板不动,换个相同体积、重力更大的小球B,半球可能滑动
D.若挡板绕C点顺时针缓慢转动,当挡板与半球对小球的弹力互相垂直时,挡板与半球对小球B的弹力之比为
37.(多选)粮食安全是国家安全的重要方面之一。如图是某粮仓利用可升降传动装置在水平地面由高处向下堆砌而成的稳定的锥形粮堆。为了知道粮堆的具体信息,测出粮堆高度为h,查资料测得粮食间的动摩擦因数为,下列说法正确的是( )
A.此粮堆的体积为
B.越远离锥型轴心,地面对谷物的摩擦力越大
C.粮堆底面半径r与粮堆高度h的比值为
D.若提高锥形粮堆高度h,粮堆底面积应该变大
38.(多选)如图所示,质量为m的物块静止在倾角为θ的斜面上。已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.物块受到的支持力大小为mgcosθ
B.斜面对物块的作用力垂直斜面向上
C.斜面对物块的作用力竖直向上
D.物块受到的摩擦力大小为mgtanθ,方向沿斜面向上
39.(多选)如图所示,物体A、B放在物体C上,在水平力F作用下,A、B、C一起向左匀速运动下列说法正确的是( )
A.物体A受到3个力作用 B.物体C受到6个力作用
C.物体C受到两个摩擦力的作用 D.物体A对物体C有向右的摩擦力
40.某同学在做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中,设计了如图甲所示的实验装置。
(1)关于本实验操作,下列说法正确的是________。
A.在悬挂钩码后,需待钩码静止后再读数
B.用几个不同的弹簧,各测出一组弹力与伸长量,可得出弹力与伸长量成正比
C.安装刻度尺时,必须使刻度尺保持竖直
D.随意增减钩码,记下弹力与伸长量
(2)该同学经过多次实验,记录多组弹簧弹力F与弹簧长度L数据后描点连线得到图像,如图乙所示,由图线可得弹簧的劲度系数为________N/m,弹簧的原长为________cm(结果均保留2位有效数字)。
(3)该同学在测量时没有考虑弹簧自身有重量,其劲度系数的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
41.某小组通过实验探究空气阻力的大小与运动速率的关系。实验中所使用的器材如下∶铁架台、钩码、弹簧测力计、细绳、气球、毫米刻度尺、具有连拍功能的手机。
其实验步骤如下∶
A.测出气球及钩码的总重力G;
B.吹好气球,用细绳将气球扎紧,另一端系上钩码;
C.将刻度尺竖直固定在铁架台上,将气球(含钩码)从较高位置释放,使其经过刻度尺附近时能匀速下落;
D.用手机连拍功能,拍摄气球匀速运动时的多张照片;
E.计算出相邻两帧照片间重物下落的平均位移;
F.改变所悬挂的钩码质量,重复以上步骤;
G.记录并处理数据
请回答以下问题∶
(1)某次拍摄中的两张照片如图甲、乙。甲图中钩码下沿对应刻度尺的读数为0.90cm,图乙是甲之后的第2帧照片,由此可以得出相邻两帧照片之间重物下落位移的平均值为l=________cm。
(2)记录每次实验中气球(含钩码)重力G和相邻两次拍摄时间内气球下落的位移l,如表所示。图丙中已描出了部分数据,请将其它数据描出并画出G-l关系图像。( )
次数
1
2
3
4
5
6
7
重力G/(10-2N)
4.5
5.5
6.5
7.5
8.5
9.5
10.5
位移l(cm)
13.60
16.30
1980
23.80
26.60
28.80
32.80
(3)根据图像,可以得到的结论是∶_____________________________。
42.在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中。
(1)关于操作步骤先后顺序,下列说法正确的是__________
A.先测量原长,后竖直悬挂
B.先竖直悬挂,后测量原长
C.先后顺序对实验结果无影响
(2)乙弹簧的劲度系数为__________。若要制作一个精确度较高的弹簧秤,应选弹簧__________(填“甲”或“乙”)。
43.某实验小组做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)按照正常实验操作,图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是______;
(2)某同学认为在此过程中必须注意以下几项其中正确的是______(填入相应的字母)
A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等
D.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
E.在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置
(3)实验中的一次测量如图丙所示,两个测力计M、N的拉力方向互相垂直,即α+β=90°,若保持测力计M的读数不变,当角α由图中所示的值逐渐减小时,要使橡皮筋的活动端仍在O点,可采用的办法是______;
A.增大N的读数,减小β角
B.减小N的读数,增大β角
C.减小N的读数,减小β角
D.增大N的读数,增大β角
(4)在另一小组研究两个共点力合成的实验中,两个分力的夹角为θ,合力为F,F与θ的关系图像如丁图所示。已知这两分力大小不变,则任意改变这两个分力的夹角,能得到的合力大小的变化范围是______;
44.某同学利用甲图所示的装置测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上砝码盘,通过改变盘中砝码的质量,测得多组砝码的质量m和对应的弹簧长度L,画出m—L图线,对应点已在图上标出,如乙图所示。(重力加速度g=10 m/s2)
(1)请你判断如果没有测量砝码盘的质量,__________ 得到该弹簧的劲度系数,__________ 得到该弹簧的原长。(均选填“能”或“不能”)
(2)若已知砝码盘的质量为5g,则该弹簧的劲度系数为__________N/m 。(结果保留两位有效数字)
45.以下是某实验小组探究“两个互成角度的力的合成规律”的过程。首先进行如下操作:
①如图甲,两细绳套栓在橡皮条的一端,另一端固定在水平木板,橡皮条的原长为;
②如图乙,用手通过两个弹簧测力计共同拉动橡皮条。橡皮条和细绳套的连接点在拉力、的共同作用下,位于点,橡皮条伸长的长度为;
③撤去、,改用一个力单独拉住其中一根细绳套,仍使其位于点,如图丙。
(1)同学们发现,力单独作用,与、共同作用的效果是一样的,由于两次橡皮条伸长的长度、方向相同,即橡皮条对小圆环的拉力相同,所以等于、的合力。本实验采用的科学方法是___________。
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
(2)然后实验小组探究了合力与分力、的关系:
①由纸上点出发,用力的图示法画出拉力、和(三个力的方向沿各自细绳的方向,三个力大小由弹簧测力计读出);
②用虚线将拉力的箭头端分别与、的箭头端连接,如图丁,此图形应该是_______________;
③多次改变拉力、的大小和方向,重做上述实验,通过画各力的图示,进一步检验所围成的图形。
(3)若是以、为邻边构成的平行四边形的对角线,一定沿方向的是_______(选填“”或“”)。
(4)若在图乙中,、夹角大于90°,现保持点位置不变,拉力方向不变,增大与的夹角,将缓慢转至水平方向的过程中,两弹簧秤示数大小变化为______________。
A.一直增大 一直增大 B.先减小后增大 一直增大
C.一直增大 一直减小 D.一直增大 先减小后增大
46.在“验证力的平行四边形定则”的实验中,其中的三个实验步骤是:
(1)在水平放置的木板上固定一张白纸,把橡皮条的一端固定在木板上,另一端拴两根细线,通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,使它与细线的结点到达某一位置O点,在白纸上记下O点的位置和两弹簧秤的读数F1、F2和______
(2)在纸上根据F1和F2的大小和方向,应用_____定则作图求出合力F
(3)只用一只弹簧秤通过细绳拉橡皮条,使它的结点到达_____,记下此时弹簧秤的读数F'和细绳的方向。
47.为了研究笔记本与书桌之间的动摩擦因数,小明找来了拉力传感器,先测得该笔记本的重力为5.2N,再按如图甲所示将笔记本静置在水平桌面上,用拉力传感器缓慢拉笔记本,直至笔记本在桌面上匀速向右运动一段距离,截取计算机屏幕上的一段F-t图线,如图乙所示,则:
(1)笔记本与桌面间的动摩擦因数为___________(结果保留两位有效数字);
(2)当拉力第一次达到2.7N时笔记本处于___________状态;
(3)t1时刻传感器示数略大于t2时刻传感器示数,说明______________________。
48.有同学利用如图所示的装置来探究两个互成角度的力的合成规律:在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮和,将绳子打一个结点,每个钩码的重量相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力和,回答下列问题:
(1)改变钩码个数,实验可能完成的是___________(填标号)。
A.钩码的个数
B.钩码的个数
C.钩码的个数
D.钩码的个数
(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是___________(填标号)。
A.标记结点的位置,并记录三段绳子的方向
B.量出三段绳子的长度
C.用量角器量出三段绳子之间的夹角
D.用天平测出钩码的质量
(3)在作图时,你认为___________(填“甲”或“乙”)是正确的。
49.关于“探究合力的方法”的实验如图所示,其中为固定橡皮条的图钉,用两把互成角度的弹簧秤把结点拉到位置。
(1)以下操作正确的是_____。
A.实验中,弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度
B.同一次实验过程中,点的位置允许变动
C.橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上
D.拉橡皮条的细绳要长一些,标记同一细绳方向的两点要远些
(2)为了更准确得到合力与分力的关系,作力的图示来表示分力与合力。
(3)某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力和,图中小正方形的边长表示,两力的合力用表示,则合力的大小为_____。
50.下图所示,是两位同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验时得到的结果,则其中_______同学实验结果比较符合实验事实.
51.为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律,同学们设计了如图所示的实验装置,他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计(不计质量及长度)固定在相距为D的两立柱上,固定点分别为P和Q,P低于Q,绳长为L(L>)他们首先在绳上距离P点10cm处(标记为C)系上质量为m的重物(不滑动),由测力计读出绳PC、QC的拉力大小TP和TQ,随后改变重物悬挂点的位置,每次将P到C点的距离增加10cm,并读出测力计的示数,最后得到TP、TQ与绳长之间的关系曲线如图所示,由实验可知:
(1)曲线Ⅱ中拉力最大时,C与P点的距离为_____cm,该曲线为_____(选填“TP”或“TQ”)的曲线。
(2)在曲线Ⅰ、Ⅱ相交处,可读出绳的拉力TQ=_____N,此时它与L、D、m和重力加速度g的关系为TQ=_____。
52.如图所示,人重,木块重,人与木块、木块与水平地面间的动摩擦因数均为,滑轮固定在墙上,不计绳与滑轮之间的摩擦,上下两段轻绳水平,现在人用力拉绳使人与木块一起向右匀速运动,则:
(1)地面对木块的摩擦力多大,方向如何;
(2)人拉绳的力是多大;
(3)人对木块的摩擦力多大,方向如何。
53.如图所示,重30N的物体B,静止在粗糙的水平地面上。
(1)如果用F=5N的力水平向右推它,没有推动,则物体所受的摩擦力f是多大?
(2)如果水平推力F增加到10N,物体刚好做匀速直线运动,此时物体所受的滑动摩擦力f大小为多大?
(3)若将水平向右的推力F增加到15N,此时物体所受的滑动摩擦力f大小为多大?物体受到的合力F合又为多大?
54.举例说明重心一定在物体上吗?
材料“梁之字,用木跨水,今之桥也”
桥梁的建造展现了人类在“征服自然”过程中不断迸发出的智慧,“斜拉桥”、“梁式桥”、“拱形桥”等都是目前常见的桥梁种类。2009年,我国最长的跨海大桥——港珠澳大桥开始建设(如图1),这座典型的“斜拉桥”在带动大湾区发展的同时,也体现了我国“基建狂魔”的实力。而这样的实力其实也离不开中华民族千百年来的历史底蕴。早在宋朝年间,我国便出现了最早的“梁式”跨海大桥——洛阳桥(如图2)。而大约1400年前,世界上现存最早、保存最完整的古代单孔敞肩“石拱桥”——赵州桥也已出现(如图3)。
55.建造例如港珠澳大桥等大型建筑时,人们常使用到塔吊来进行重物的搬运,如右图所示为塔吊的简化结构。若已知塔吊通过钢绳和竖直悬挂着一个重力为G的物体,且此时钢绳与水平杆呈a的夹角,系统整体保持静止。则杆受到钢绳和的总作用力大小为______,方向:______。
56.如右图所示为洛阳桥的简化结构,每个桥墩宽都为x,相邻桥墩间的距离都为L,某人从图中第一个桥墩前沿开始做匀减速直线运动,经过图中的x用时为,经过图中的L用时为,则此人加速度大小为______,若此人在走到第n个桥墩前沿时,恰好速度为0,则其行走的总时间为______。
57.如图所示,某同学为研究“拱形桥”原理,将两个相同的长方体E、F固定在地面上,并把三块完全相同的弧形物块A、B、C架在E、F之间。设每个弧形物块的重力为G,且每个弧形物块的两个侧面所夹的圆心角均为60°,整个系统保持静止。则“拱桥ABC”受到地面的总作用力为______,该同学设置长方体E、F的目的是:__________________。
58.如图所示,质量为10kg的物体放在粗糙的斜面上,当斜面的倾角为37°时,物体恰好可以沿斜面匀速下滑,已知g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)物体与木板间的动摩擦因数μ;
(2)保持倾角不变,为使物体可以匀速上滑,需沿斜面加多大的推力F;
(3)对物体施加沿斜面向上的推力F′=100N时,物体所受到的摩擦力的大小。
59.如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为mA、mB,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板.系统处于静止状态,现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,重力加速度为g,问:
(1)物块B刚要离开C时,弹簧形变量为多少?
(2)物块B刚要离开C时,物块A的加速度多大?
(3)从开始到物块B刚要离开C时的过程中,物块A的位移多大?
60.如图所示,将一木块和木板叠放于水平桌面上,理想轻质弹簧测力计一端固定于铁架台横杆上,另一端用细线与木块相连,细绳刚好拉直没有张力。已知木块质量m=2kg,木板质量M=3kg,木板与木块之间的动摩擦因数μ1=0.3,木板与桌面之间的动摩擦因数μ2,滑动摩擦力等于最大静摩擦力,重力加速度g=10m/s2。
(1)若用F1=5N的力拉动上面的木块m,求稳定时弹簧测力计的示数(木板仍然静止)。
(2)当用F2=16N的力拉动下面的木板M,稳定时,木板恰能匀速向右运动,求木板与桌面之间的动摩擦因数μ2。
61.如图所示,半圆柱体A、光滑圆柱体B及长方体木块C放在水平地面上,B与A、C刚好接触并处于静止状态。现用水平向左的推力推C,使其缓慢移动,直到B恰好运动到A的顶端,在此过程中A始终保持静止,已知A、B、C的质量都为m,A、B的半径均为R,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)B刚离开地面时,A对B的弹力大小;
(2)当A、B圆心的连线与地面的夹角为时,地面对A的支持力大小和摩擦力大小;
(3)A与地面的静摩擦因数应满足什么条件。
62.一根轻质弹性绳(产生的弹力与其伸长量满足胡克定律)的一端固定在水平天花板上,其自然伸直的长度为72cm,若将一钩码挂在弹性绳的下端点,平衡时弹性绳的总长度为80cm;若将弹性绳的两端固定在天花板上的同一点,用同样的钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度变为?(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)
63.如图所示,原长分别为L1和L2,劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上,两弹簧之间有一质量为m1的物体,最下端挂着质量为m2的另一物体,整个装置处于静止状态.求:
(1)这时两弹簧的总长;
(2)若有一个质量为M的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起,直到两弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和,求这时平板受到下面物体m2的压力.
64.如图所示,一个重10N的光滑重球A被一根细绳OB挂在竖直墙壁上的O点,绳子和墙壁的夹角θ为37°,取cos37°=0.8,sin37°=0.6.
(1)分析重球A的受力并画出重球A的受力图.
(2)求绳子对重球A的拉力T的大小.
(3)求墙壁对重球A的支持力N的大小.
65.质量为45kg的小孩坐在20kg的雪橇上,某人用大小为200N与水平地面成37°斜向上的拉力拉雪橇,使雪橇沿地面匀速运动(,,g取)。 求:
(1)地面对雪橇的支持力大小;
(2)雪橇与地面间的滑动摩擦力大小。
66.如图,起重机沿竖直方向以速度匀速吊起质量为的正方形水泥板(厚度不计),四根吊绳OA、OB、OC、OD长度相等且与竖直方向的夹角均为。当水泥板上升到距地面高处时,一水泥颗粒(视为质点)从水泥板的边缘脱落,沿竖直方向做直线运动,一段时间后落回地面,吊绳的重力及空气阻力忽略不计,重力加速度大小为,,,求:
(1)水泥板匀速上升时,每根吊绳上的拉力的大小;
(2)水泥颗粒脱落后,经过多长时间落回地面?
67.如图所示,质量为M=2kg的物体甲放置在粗糙的水平地面上,通过跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连,小球乙的质量为m=1kg,,整个系统处于静止状态。现对小球乙施加一个水平力F,使小球乙缓慢提升到细线与竖直夹角为60°,整个过程中物体甲始终保持静止。()
求:(1)此时外力F为多少?
(2)此时地面对物体甲的摩擦力和支持力各为多少?
68.如图所示,一台空调外机用两个三角形支架固定在外墙上,空调外机的重心恰好在支架横梁和斜梁的连接点O的上方,重力大小为200 N。横梁AO水平,与斜梁BO的夹角为37°。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:
(1)横梁OA、斜梁OB对O点作用力各有多大?
(2)如果把斜梁和横梁的夹角变大,这时横梁和斜梁对O点的作用力大小将如何变化?
69.如图所示的物块置于粗糙水平地面上。受到拉力,拉力方向与水平方向成角,物块恰好沿水平面向右做匀速直线运动。(,,取)求:
(1)物体受到的滑动摩擦力的大小;
(2)物块与地面的动摩擦因数。
7号标准篮球的直径为,质量为。
70.用两根手指抵住篮球,篮球悬停在空中,手指对篮球的压力是________发生弹性形变产生的,篮球受到的摩擦力大小为________N(结果保留3位有效数字)。
71.篮球沿直线运动的频闪照片如图所示,
(1)下列描述篮球运动的物理量中,属于矢量的是( )(多选)
A.重力 B.质量 C.路程 D.速度
(2)此运动篮球的( )
A.加速度向左 B.加速度向右 C.速度向左 D.速度向右
72.铁架台上固定反射式位移传感器,在其正下方由静止释放篮球。
(1)计算机的软件界面呈现的图像是( )
A. B.
C. D.
(2)篮球下落的运动规律,早在四百年前伽利略利用“斜面实验”进行了研究,其实验思想是( )
A.小球沿斜面运动时速度较小,故速度的测量比较容易
B.小球沿斜面运动时速度较小,故位移的测量比较容易
C.测量小球沿斜面运动时位移与时间平方比值的规律,再外推到斜面倾角90°的情况
D.测量小球沿斜面运动时速度平方与位移比值的规律,再外推到斜面倾角90°的情况
73.小范同学练习投篮,篮球的运动轨迹如图中虚线所示。
(1)请画出篮球经过A点的受力示意图________。
(2)小范投球后发现篮球框不标准,篮球卡在球筐上,如图所示,可抽象为简化图(a)。测量出球框直径为12.3,则单位长度球框对篮球弹力的大小为________N。(结果保留3位有效数字)
74.日常收纳时把篮球放在支架上,如图所示,Q为竖直固定挡板,P为可绕水平固定轴O转动的挡板。P从图中位置沿逆时针方向缓慢转过一个小角度,转动过程中,P对篮球弹力的大小如何变化?________;P对篮球的弹力与Q对篮球的弹力的合力如何变化?________。
根据亚里士多德的论断:重的物体下落的比轻的物体快,那么,大的石头比小的石头下落的要快。伟大的意大利物理学家和天文学家伽利略利用两个捆绑小球的思想实验推翻了这一观点。
75.将质量为M的球和质量为m的球绑在一起(M>m),请利用反证法证明亚里士多德的观点是不成立的。
76.如图,两段等长轻质细线将质量分别为m、3m的小球a、b,悬挂于 O 点。现在两个小球上分别加上水平方向的外力,其中作用在 a球上的力大小为 F1、作用在 b 球上的力大小为 F2,则当此装置平衡时:
(1)若出现了右所示的状态,b球刚好位于O点的正下方.则F1与F2的大小之比为__________
(2)若两小球质量均为m,,求作两小球平衡时的状态图________
(3)若两小球质量均为m,,求作两小球平衡时的状态图________
77.两个相同的小球A和B质量均为m,用长度相同的两根细线把A、B两球悬挂在水平天花板上的同一点O,并用长度相同的细线连接A、B两小球,然后,用一水平方向的力F作用在小球A上,此时三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好处于竖直方向,如图所示,如果不考虑小球的大小,两小球均处于静止状态,求:
(1)OB绳、OA绳中的拉力分别为多大?
(2)作用力F为多大?
(3)若改变力F的方向,但依然保持OB绳处于竖直方向,则F的最小值为多少,方向如何?
体育是一种复杂的社会文化现象,以身体活动为基本手段,增强体质、增进健康及其培养人的各种心理品质为目的。
78.标准田径场跑道全长为。由两个直道和两个弯道组成。在标准田径场上进行径赛,下列判断正确的是( )
A.选手跑完全程的路程约为 B.选手跑完全程的位移约为
C.冠军的冲刺速率最大 D.冠军的平均速率最大
79.用背越式跳高过杆时,重心在横杆下方约左右,背越式跳高的世界纪录为。若空气阻力作用可忽略,下列判断正确的是( )
A.选手上升过程中处于失重状态
B.研究选手在空中姿态时可将其视为质点
C.选手起跳时对地面的压力与地面对他的支持力大小相等
D.选手起跳的速度约为时,成绩可接近世界纪录
80.在乒乓球比赛中运动员发了一个高抛球,乒乓球以初速度竖直向上抛出,乒乓球在空中运动过程中空气阻力大小与速率成正比,落到与抛出点等高的球拍上时速度大小为,下列判断正确的是( )
A.乒乓球的上升时间与下落时间相等 B.乒乓球上升过程的平均速度等于
C.乒乓球上升过程的平均速度大于 D.乒乓球下降过程的平均速度大于
81.攀岩过程中,攀岩者常常要协调手足之间的发力,才能更好地保持平衡,如图甲所示。为方便地分析此时手脚的受力,将攀岩者简化成图乙情景:攀岩者简化为重球A,其质量为,与两根轻细绳和连接,两绳另一端连接于竖直墙上,细绳与水平线成角,细绳垂直于墙,轻杆一端固定于重球上,另一端连接在竖直墙上,杆对重球产生一个方向与水平线成角的弹力,,取。攀岩者要能在此处保持平衡,求弹力的大小范围。
体育锻炼: 适当的户外体育锻炼给学生带来愉悦心情,释放压力,促进心理健康,控江中学的操场上总有学生留下的矫健身姿。
82.某同学每天坚持6时 40 分到学校,先去教室放下书包后到操场晨跑,15 分钟左右结束,跑完全程的同学轨迹总长约1.5km,再返回教室休息。则 ( )
A.15分钟表示时刻,6时40分指时间间隔
B.1.5km指位移
C.该同学从教室到操场和从操场返回教室的路程可能不相等,但位移一定相等
D.在操场上跑步时,一段时间内位移大小可能为0
83.操场篮球场一群同学正在打篮球:
(1) 如图所示,某同学正在练习擦板投篮。篮球擦板过程中受到_____
A.手的推力、重力 B.重力、弹力和空气阻力
C.重力、弹力、篮板的摩擦力和空气阻力
D.手的推力、重力、弹力、篮板的摩擦力和空气阻力
(2)某同学在投篮时,篮球以5m/s的速度水平撞击篮板后,以3m/s的速度反向弹回。若篮球与篮板接触的时间为0.1s,则篮球与篮板碰撞过程中的平均加速度大小为____ m/s2, 方向为_____________ (选填:“指向篮板”、“背离篮板”),
84.跑道上某同学在进行100m短跑锻炼。该过程可简化为初速度为零的匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段。已知该同学在加速阶段的第2s内通过的距离为7.5m。在加速跑过10m后进入匀速阶段。则该同学在加速阶段时的加速度的大小为_____m/s2,跑完全程的时间为_____s。
85.操场边刘老师正用手机记录学生锻炼的飒爽英姿;如图所示,质量为m的三脚架置于水平地面,上面固定一质量为5m的智能手机。三脚架的三根支架等长,与竖直方向均成θ角,重力加速度为g。当θ=60°时,三脚架每根支架对地的正压力大小为_____,当θ变小时,三脚架的每根支架与地面之间的压力_____(选填:A.变大B.不变 C.变小)。
从推开门时“力带动运动”的直观体验,到抛出的羽毛球离手后仍能向前飞行的“反常”现象,力与运动的互动藏着物理学最经典的逻辑关联。
86.如图所示为沿着树枝匀速向上爬的蝉,则( )
A.蝉受到一个不为零的恒定合外力
B.树枝对蝉的作用力竖直向上
C.树枝对蝉的作用力垂直树枝向上
D.蝉对自己施加的一个向上的力
87.如图,甲车快速启动时车头撞上静止的乙车车尾,导致两车司机受伤。根据牛顿运动定律,下列情形最有可能出现的是( )
A.甲车司机背部受伤
B.乙车司机背部受伤
C.两车司机都是背部受伤
D.两车司机都是胸部受伤
88.有三个共点力,三个力的大小分别是和,三个力的合力大小范围是:_____________________________。
89.空中一只苍鹰沿直线飞来,小军开始录像。内,鹰速度视为不变。以鹰飞行的反方向为正方向,事后分析得到鹰的加速度随时间的变化规律如图。
(1)内,鹰受力情况最接近的是( )(为鹰重力,为空气对它的作用力)
A B.
C. D.
(2)请描述它在内的飞行情况__________。
(3)内,苍鹰的速度变化量_____________。
(4)如图,鹰原来的速度为,经过一段时间后,速度变为,速度变化量为,以下矢量关系图正确的是( )
A.
B.
C.
二、力学实验
90.某实验兴趣小组为了测量物体间的动摩擦因数,设计了如下实验:
(1) 如图甲,将轻弹簧竖直悬挂,用刻度尺测出弹簧自由悬挂时的长度。 。
(2) 如图乙,在弹簧的下端悬挂小木块,用刻度尺测出稳定时弹簧的长度 =______cm。
(3) 将一长木板平放在水平面上,小木块放置于木板上,如图丙,将弹簧左端固定在竖直墙壁上,右端拴接小木块,使弹簧水平,用力F向右拉动长木板,长木板与小木块发生相对运动,当小木块静止后,测出此时弹簧的长度cm。若认为弹簧的原长仍为,则此时弹簧的伸长量=______cm。
(4)根据上面的操作,得出小木块与长木板间的动摩擦因数表达式______(用题目所给符号表示),代入题中数据 μ=______(结果保留两位有效数字)。
(5)若考虑弹簧自身重力,动摩擦因数μ的测量值将______(填“偏大”或“偏小”或“不变”)。
91.为了直观的显示电梯运行时的加速度,某实验小组制作了一个“竖直加速度测量仪”,其构造如图甲所示。把一根轻弹簧上端固定在支架横梁上,当下端悬吊0.8N的重物,静止时弹簧下端的指针指在刻度为的位置,当悬吊1N的重物,静止时弹簧下端的指针指在刻度为O的位置。现将0.1kg的小球固定在弹簧下端,和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。(取重力加速度)
(1)该小组先利用图乙装置测量当地的重力加速度,但该同学未找到低压电源,打点计时器应选图丁中的___________(选填“A”或“B”)。
(2)已知打点计时器打点频率为50Hz,打出纸带如丙图所示。测得重力加速度的大小为___________。(结果保留三位有效数字)
(3)若刻度尺未标出刻度,能否求出弹簧的劲度系数的具体值___________(填“能”或“否”)
(4)该小组结合(2)中测得的数据,利用图甲装置测量电梯运行的加速度。指针指在刻度板上A点时电梯的加速度大小为___________(结果保留两位有效数字),加速度的方向为___________(填“竖直向上”或“竖直向下”)
92.如图甲,为测定金属块A与长板B之间的动摩擦因数的实验器材,同学们设计以下实验步骤
①将弹簧测力计竖直调零;
②弹簧测力计静止状态测量金属块的重力;
③__________;
④将弹簧测力计与金属块水平连接,置于长木板一端,测量A、B间滑动摩擦力大小;
⑤运用测量数据计算动摩擦因数。
(1)步骤③中的操作是:__________;
(2)步骤④中,两位同学设计了如图乙(木板固定,拉动金属块)、丙(金属块固定,拉动木板)所示的两种方案:你认为两种方案中同学操作正确的是 ____;
A.乙、丙两种情况都需要匀速拉动
B.乙、丙两种情况都不需要匀速拉动
C.乙需要匀速拉动;丙不需要匀速拉动
D.乙不需要匀速拉动;丙需要匀速拉动
(3)你认为乙、丙两种方案__________(选填“乙”或“丙”)更合理;你选择的理由是:__________。
(4)若测得物体重力大小为F1,在丙方案中弹簧示数为F2,则A、B间的动摩擦因数__________。
三、物理实验基础
93.学习完《摩擦力》一节内容后,老师给同学们布置一项任务—测定一铁块与长木板之间的动摩擦因数μ,同学们经过思考,在测量滑动摩擦力环节,主要设计了以下两种方案:
方案1:将一长木板固定在水平地面上,用手通过轻质弹簧秤水平向右拉放在长木板上的铁块P,使铁块P向右匀速运动;
方案2:把弹簧秤的一端固定在墙上另一端拉铁块,铁块放在水平长木板上,且弹簧秤轴线保持水平.用水平力向左拉长木板,使长木板向左运动.
(1)方案2在某次操作中弹簧秤的示数已放大画出,此时弹簧秤的示数为___________N;
(2)这两种测量滑动摩擦力的方案中,_________(选填“方案1”或“方案2”)更方便操作;
(3)在利用方案2的某次实验中,弹簧秤示数稳定后______
A.拉木板的拉力一定等于弹簧测力计示数
B.拉木板的拉力一定小于弹簧测力计示数
C.拉木板的拉力一定大于弹簧测力计示数
D.拉木板的拉力小于、等于、大于弹簧秤示数均可
试卷第1页,共3页
《相互作用力---2027届年高三物理一轮复习专项练习含答案(全国通用)》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
B
B
C
B
A
B
A
A
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
D
B
B
C
D
D
D
C
B
A
题号
21
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23
24
25
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27
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29
30
答案
BD
BC
AD
BC
AB
AC
AD
AB
BC
BC
题号
31
32
33
34
35
36
37
38
39
答案
BD
BC
AD
BD
ABD
ABD
AD
AC
BC
1.A
【详解】存在摩擦力的条件是:接触面间粗糙且有弹力,物体间有相对运动或相对运动趋势,故有摩擦力一定有弹力,A正确CD错误;弹力存在的条件:物体相互接触、发生弹性形变,故有弹力不一定有摩擦力,B错误.
2.C
【详解】AB.以石堆为研究对象,设石堆质量,车厢与水平面的倾角为,在石堆发生滑动前,根据平衡条件,车厢对石堆的支持力,车厢对石堆的摩擦力
则车厢对石堆的支持力随倾角的增大而减小,根据牛顿第三定律可知,石堆对车厢的压力随倾角的增大而减小;车厢对石堆的摩擦力随倾角的增大而增大,故AB错误;
CD.以某石块为研究对象,石块在下滑前始终处于静止状态,根据平衡条件,某石块受到周围其他石块作用力始终与某石块的重力大小相等,保持不变,故C正确,D错误。
故选C。
3.B
【详解】当弹簧下端挂的重物时,弹簧的拉力等于重物的重力,当下端悬挂在质量为0.2kg的小球时,弹簧的伸长量为8cm,据胡克定律得:;弹簧下端悬挂质量为0.3kg的小球时,弹簧的伸长量据胡克定律得:,故选B.
4.B
【详解】以从下往上个灯笼整体为研究对象,受力分析如图所示
根据灯笼的受力情况,设细线的拉力方向与竖直方向夹角为,则
故灯笼所受细线拉力的方向均相同,斜向左上方。
故选B。
5.C
【详解】A.重力的方向竖直向下,故A错误;
B.网球是一个中空的球体,其重心在球心处,并不在构成球体的物质上,定义“重心”这个概念时,将物体所受的重力等效地认为作用在一个点上,这是一种科学抽象,应用了理想模型法,故B错误;
C.球拍对球的弹力是因为球拍发生了弹性形变而产生的,故C正确;
D.地面对球的弹力方向是垂直于地面向上的,除非网球是垂直地面下落的,否则其弹起时速度方向与地面成一定角度,而不是垂直于地面向上,因此,弹起的方向与地面对球的弹力方向通常不相同,故D错误。
故选C。
6.B
【详解】A.图甲中伽利略利用斜面实验,推理得到了自由落体运动是匀变速直线运动,故A错误;
B.如果电梯减速上升,加速度向下,则物体处于失重状态,故B正确;
C.重力可以分解为使物体下滑的力和垂直斜面的分力,并不是对斜面的压力,故C错误;
D.图丁是用来研究合力与分力的关系,利用的主要方法是等效替代法,故D错误。
故选B。
7.A
【详解】当三个力作用在同一直线、同方向时,三个力的合力最大,即
F=300N+400N+500N=1200N
当三个力作用在一个物体上,不在一条直线,并且夹角可以改变,300N在400N与500N的合力最大值900N,最小值100N之间,故此时三个力的合力为零,即它们合力的最小值为0。故选A。
【点睛】当多个力合成时,它们作用在同一直线上、同方向时,合力最大;求最小合力时,先考虑合力为零的情况。
8.B
【详解】A. 假设绳子没有拉力,小球受到重力和斜面给的支持力,由于斜面光滑,故没有摩擦力的作用,重力和摩擦力不能平衡;假设绳子有拉力和斜面有支持力,则小球在重力、支持力和拉力的作用下无法平衡;假设斜面没有支持力绳子有拉力,则小球在重力和拉力的作用下可以平衡。所以小球受力个数只可能为2个,B正确。
故选B。
9.A
【详解】A、力是物体与物体之间的相互作用,单独一个物体不能产生力的作用,故A错误;
B、力是物体与物体之间的相互作用,力不会离开物体而单独存在,故B正确;
C、力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因,故C正确;
D、力是相互的,所以施力物体同时也一定是受力物体,故D正确;
本题选不正确的,故选A
10.A
【详解】由于地面光滑,所以杆受到的力有重力、地面的支持力和半圆球对杆的作用力,合力为零;因此可判断半圆球对杆的作用力竖直向上,这样才可能平衡。
故选A。
11.D
【详解】A.运动员对跳板的压力方向垂直跳板向下,故A错误;
B.跳水运动员受到弹力就是由于跳板发生了形变,压力是由于运动员的重力引起的,故B错误;
C.板对人的作用力与人对板的作用力,是作用力和反作用力,它们大小相等,方向相反,故C错误;
D.根据平衡条件可知,跳板对运动员的作用力大小等于运动员的重力大小,故D正确。
故选D。
12.B
【详解】为保证两木块刚好不翻倒,则两木块整体的重心刚好在桌子边缘正上方。设B木块伸出桌子边缘外x,两木块质量为m,则
解得
故选B。
13.B
【详解】根据要求作出力的平行四边形定则,画出受力分析图
由图可知,α角逐渐变小时,B的示数减小,同时β角减小,故B正确,ACD错误。
故选B。
14.C
【详解】A、压力属于弹力,重力属于万有引力,性质不同,不能说柚子对桌面的压力就是柚子受的重力,故A错误;
B、柚子静止放在水平桌面上,桌面受到竖直向下的弹力是由于柚子发生向上的形变,要恢复原状产生向下的弹力,故B错误;
C、柚子受到向上的弹力,是因为桌面发生形变,恢复原状产生向上的弹力,故C正确;
D、柚子和桌面都发生了微小形变,故D错误;
故选C.
15.D
【详解】A.3N、4N两个力的合力大小范围是,8N不在此范围内,这三个力的合力不可能为0,这三个力不可能使物体平衡,故A错误;
B.10N、30N两个力的合力大小范围是,50N不在此范围内,这三个力的合力不可能为0,这三个力不可能使物体平衡,故B错误;
C.7N、7N两个力的合力大小范围是,15N不在此范围内,这三个力的合力不可能为0,这三个力不可能使物体平衡,故C错误;
D.10N、10N两个力的合力大小范围是,10N在此范围内,这三个力的合力可能为0,这三个力可能使物体平衡,故D正确 。
故选D。
16.D
【详解】沿斜面匀速下滑的木块处于平衡状态,受到三个力的作用,分别是沿斜面向上的摩擦力(木块向下运动)、垂直斜面指向木块的支持力、木块自身的重力,而前面两个力都是斜面对木块的作用力,根据平衡条件可知斜面对木块的作用力与重力大小相等,方向相反,故斜面对物体的作用力即支持力和摩擦力的合力方向为竖直向上。
故选D。
17.D
【详解】ABC.瓶子保持静止,受力平衡,对瓶子受力分析,竖直方向上受重力和静摩擦力,二力平衡,因而静摩擦力等于重力,手握得越紧,油瓶与手之间的最大静摩擦力就会越大,但是静摩擦力不变,接触面仍是手和瓶子,动摩擦因数不变,故ABC错误;
D.往瓶子里倒水,瓶子的重力增大,结合ABC选项分析可知,瓶子受到的摩擦力增大,故D正确。
故选D。
18.C
【详解】对蜗牛进行受力分析,有向下的重力、垂直葡萄枝向上的弹力、沿葡萄枝向上的摩擦力,因蜗牛缓慢爬行,说明蜗牛处于平衡状态,即所受合力为零,因此,蜗牛受到葡萄枝的作用力大小等于蜗牛重力,方向与重力方向相反。则葡萄枝对蜗牛的作用力大小为G,方向向上。
故选C。
19.B
【详解】A.足球在草坪滚动时,受到重力、支持力和摩擦力的作用,故A错误;
B.地球表面的物体均受到重力作用,所以足球在空中飞行时,仍受重力作用,故B正确;
C.脚对足球产生的弹力是由于脚的形变而产生的,足球形变产生的弹力施加在人的脚上,故C错误;
D.草坪对足球的支持力和足球受到的重力是一对平衡力,故D错误。
故选B。
20.A
【详解】对球所受重力进行分解,如图所示。
由几何关系得
故选A。
21.BD
【详解】A.发生弹性形变的物体有弹力产生,非弹性形变(又叫塑性形变或者范性形变)是不产生弹力的,故A错误;
B.某物体产生的弹力,弹力的方向总是与恢复形变的方向相同,也就是一定与该物体弹性形变的方向相反,故B正确;
C.轻杆所产生的弹力可以指向各个方向,不一定沿着轻杆所在的直线,故C错误;
D.一本书放在水平桌面上,书受向上的弹力,是因为桌面发生了向下的弹性形变,要恢复原状态而产生的弹力,故D正确。
故选BD。
22.BC
【详解】AB.设杆的弹力为T,由平衡可知
地面对滑块的摩擦力
则当m一定,滑块保持静止状态时,越小,滑块与地面间的摩擦力越大,A错误,B正确;
C.对整体分析可知
即当m和M一定时,滑块与地面间的压力与无关,C正确;
D.A受到的最大静摩擦力
若滑块不产生滑动,则
即当满足,M不会滑动,故D错误。
故选BC。
23.AD
【详解】当砝码和托盘的总质量为时,根据受力平衡可得
解得
可知A与桌面间的最大静摩擦力至少为2N;当砝码和托盘的总质量为时,假设A仍不动,此时不变,有
解得
故假设成立,A仍静止不动,A与桌面间的摩擦力大小变为1N,方向变为向右;弹簧测力计的读数不变。
故选AD。
24.BC
【详解】AB.由题意可知,物块A处于平衡状态所以物体A受到的滑动摩擦力的大小等于T。故A错误;B正确;
C.若长木板B以的速度匀速运动,则物体A仍处于平衡状态,受到的摩擦力的大小仍等于T。故C正确;
D.若用2F的力作用在长木板B上,则物体A仍处于平衡状态,受到的摩擦力的大小仍等于T。故D错误。
故选BC。
25.AB
【详解】初态时,对A受力分析,可得A受到的静摩擦力大小
此时A受到的静摩擦力的方向向左,且最大静摩擦力
当将砝码和托盘的总质量减少到0.1kg时,有
根据
可知物体A仍静止不动,弹簧测力计的示数不变,A所受静摩擦力大小为1N,方向改变,根据牛顿第三定律可知桌面受到A的摩擦力方向改变,
故选AB。
26.AC
【详解】对O点进行受力分析,O点处于静止状态,两绳子拉力的合力等于物体重力,由图可知,OB绳子上的拉力先减小后增大,OA绳子的拉力始终增大;
故选AC。
27.AD
【详解】本题可以假设从以下两个方面进行讨论:
(1)斜面体A表面光滑(设斜面的倾角为θ,A的质量为mA,B的质量为mB)
A.同时撤去F1和F2,物体在其重力沿斜面向下的分力mBgsinθ的作用下一定沿斜面向下做匀加速直线运动,同时B对A的压力mBgcosθ有水平向右的分量,使得斜面体A有向右运动的趋势,此时A所受地面的摩擦力的方向向左,A正确;
B.如果撤去F1,使A相对地面产生相对运动趋势的外力大小是
FN2sinθ = mBgcosθsinθ
方向向右,如图1所示
由于
mBgcosθsinθ < (mBgcosθ+F1sinθ)sinθ
所以A所受地面的摩擦力仍然是静摩擦力,其方向仍然是向左,而不可能向右,B错误;
CD.撤去F2,在物体B仍向下运动的过程中,通过分析,使A相对地面有向右滑动趋势的外力是(mBgcosθ+F1sinθ)sinθ,如图2、3所示
与F2是否存在无关,所以撤去F2,在物体B仍向下运动的过程中,A所受地面的摩擦力应该保持不变,C错误、D正确。
(2)斜面体A表面粗糙(设A表面的动摩擦因数为μ)
由题意知,在B沿斜面体下滑时,受到A对它弹力FN和滑动摩擦力f,根据牛顿第三定律,这两个力反作用于A,斜面体A实际上就是在这两个力的水平分力作用下有相对地面向右运动的趋势的,故
FNsinθ > fcosθ
f = μFN
所以
FNsinθ > μFNcosθ
即
μ < tanθ
A.同时撤出F1和F2,由以上分析可知
mBgsinθ > μmBgcosθ
所以物体B所受的合力沿斜劈向下,加速度方向也一定沿斜劈向下;而对AB的整体而言,物体B的加速度有向左的分量,则地面对A的摩擦力向左,A正确;
B.如果撤去F1,在物体B仍向下运动的过程中
FN= mgcosθ
f = μFN
假设A受的摩擦力fA方向向左,则有
FNsinθ = fcosθ+fA
得
fA= FNsinθ-μFNosθ = FN(sinθ-μcosθ) > 0
所以斜面体A都有相对地面向右运动的趋势,摩擦力方向是向左,B是错误的;
CD.又由于F2的存在与否对斜面体受地面摩擦力大小没有影响,故撤去F2后,斜面体A所受摩擦力的大小和方向均保持不变,C错误、D正确。
故选AD。
28.AB
【详解】A.在0-t1时间内,B处于静止状态,假设A受到摩擦力作用,则传感器会有水平拉力,而由图可知,这段时间传感器没有示数,说明没有拉力,所以A、B之间没有摩擦力,故A正确;
B.0-t1时间内,拉力从零开始随时间均匀增加,B处于静止状态,受平衡力作用,水平面与B之间静摩擦力逐渐增加,故B正确;
C.t1-t2时间内传感器的示数逐渐增大,由于A处于平衡状态,所以A、B之间摩擦力逐渐增大,故C错误;
D.由乙图可知,t2时刻B相对地面滑动,A、B间的摩擦力为
B与地面间的摩擦力为
拉力F大小为
故D错误。
故选AB。
29.BC
【详解】物块位于A点时,弹性绳上的弹力;物块位于B点时,弹性绳上的弹力;弹性绳对O点的作用力大小为mg,故A错误.物块对地面的压力,故B正确.,故C正确.P点两侧弹性绳的两个拉力夹角为120°,根据平行四边形定则,故小钉所受弹性绳的作用力大小为mg,故D错误;故选BC.
【点睛】本题中关键是对滑块受力分析,根据平衡条件列式求解.求解平衡问题关键在于对物体正确的受力分析,不能多力,也不能少力,对于三力平衡,如果是特殊角度,一般采用力的合成、分解法,对于非特殊角,可采用相似三角形法求解,对于多力平衡,一般采用正交分解法.
30.BC
【详解】AB.轻弹簧b刚要离开地面时,对整个系统,根据受力平衡可得竖直拉力为
可知与无关,故A错误,B正确;
CD.开始时系统静止,a弹簧的压缩量为
b弹簧压缩量为
当下面的弹簧b刚离开地面时,上面弹簧的伸长量为
故整个过程中,甲上升的高度为
竖直拉力做功为
可知整个过程中,竖直拉力做功与、有关,故C正确,D错误。
故选BC。
31.BD
【详解】设挡板与竖直方向的夹角为,以小球为对象,根据受力平衡可得
,
可得
,
让挡板缓缓下移,可知变大,变大,变大,则挡板的弹力变小,墙面的弹力变小。
故选BD。
32.BC
【详解】AB.设有n根网绳,每根网绳与竖直方向的夹角为θ,则
nFTcosθ=mg
得
FT=
若足球越大,网绳与竖直方向的夹角越大,cosθ越小,则FT越大,故B正确,A错误;
CD.根据平衡条件,竖直绳OA的拉力总是与足球的重力相等,保持不变,故C正确,D错误。
故选BC。
33.AD
【详解】A.对物块A进行受力分析,则有
解得
故A正确;
BCD.当A受到的静摩擦力为0时,B有沿容器壁向上滑动的趋势,即B受到沿容器壁向下的摩擦力,故D正确,BC错误。
故选AD。
【点睛】本题考查受力分析以及圆周运动知识,对于A来说重力与支持力合力提供向心力即可得到角速度大小。
34.BD
【详解】若拉力F大小等于物体的重力,则物体与斜面没有相互作用力,所以物体就只受到两个力作用;若拉力F小于物体的重力时,则斜面对物体产生支持力和静摩擦力,故物体应受到四个力作用,故BD正确,AC错误.故选BD.
点睛:在力学问题中,在研究物体受哪些力时,除重力外,就只看该物体与之相触的物体,凡与研究对象接触的物体对研究对象都可能有力作用.
35.ABD
【详解】A.物体与水平面之间的动摩擦力
故A正确;
B.物体刚开始运动时的合力大小
故B正确;
C.物体在恒力作用下运动时的加速度大小
故C错误;
D.撤去外力时
解得
故D正确。
故选ABD。
36.ABD
【详解】A.对球B受力分析,由几何关系可知
则
对AB的整体,水平方向,地面对A的摩擦力等于F2,即地面对半球的摩擦力大小为,选项A正确;
B.保持挡板不动,换个相同重力、体积较小的小球B,则θ角变大,根据
可知,地面对半球的摩擦力变大,则半球可能滑动,选项B正确;
C.开始时半球不动,则满足
保持挡板不动;换个相同体积、重力更大的小球B,则θ角不变,地面对半球的摩擦力
地面对球的最大静摩擦力
则半球不可能滑动,选项C错误;
D.若挡板绕C点顺时针缓慢转动,当挡板与半球对小球的弹力互相垂直时,如图所示,由几何关系可得α=30°,则挡板与半球对小球B的弹力之比为
选项D正确。
故选ABD。
37.AD
【详解】AC.设粮堆倾角为,其底面积的半径为r,取粮堆锥面上的一粒粮粒为研究对象,根据平衡条件得
结合数学知识可得
联立解得
此粮堆的体积为
A正确,C错误;
B.对粮堆整体分析,水平方向不受外力,因此地面对粮堆没有摩擦力,B错误;
D.根据上述分析可知
若提高锥形粮堆高度h,动摩擦因数保持不变,因此粮堆的底面圆周半径增大,粮堆的底面积增大,D正确。
故选AD。
38.AC
【详解】AD.物块受力分析如图
由平衡条件可知,物块受到的支持力大小为
物块受到的摩擦力大小为
故A正确,D错误;
BC.由平衡条件知,斜面对物块的作用力与物体所受的重力等大反向,所以斜面体对物块的作用力方向竖直向上,故B错误,C正确。
故选AC。
39.BC
【详解】AD.由题意知物块、、C均处于平衡状态,对物块分析,受重力、C对的支持力、已知力和C对向右的摩擦力共4个力,物体A对物体C有向左的摩擦力,故AD错误;
BC.对分析可知,对没有摩擦力作用,否则水平方受向不可能平衡。受到重力、地面的支持力、对的压力、对的压力和对的摩擦力以及地面对的摩擦力6个力的作用,其中摩擦力有两个,故BC正确。
故选BC。
40.(1)AC
(2)
(3)等于
【详解】(1)A.悬挂钩码后,待钩码静止时弹簧弹力与钩码重力平衡,此时读数才能准确反映弹簧的弹力大小,故A正确;
B.探究弹簧弹力与形变量的关系需使用同一根弹簧完成实验,不同弹簧劲度系数不同,混合多根弹簧的数据无法得到统一的弹力与伸长量正比关系,故B错误;
C.弹簧为竖直悬挂,伸长量是竖直方向的长度变化,因此刻度尺必须保持竖直才能准确测量弹簧的实际长度,故C正确;
D.增减钩码需要保证弹簧始终在弹性限度内,不能随意增减,否则弹簧发生塑性形变后不再满足弹力与伸长量成正比的规律,故D错误。
故选AC。
(2)根据胡克定律,其中为弹簧总长度,为弹簧原长,为劲度系数。可知图像的斜率大小等于劲度系数,即
当时对应的横坐标值即为弹簧原长。
(3)劲度系数由图像的斜率计算得到,弹簧自身重量只会使弹簧在不受外力时就存在一定的初始伸长量,仅会改变图像的截距,不会影响图像的斜率大小,因此劲度系数的测量值等于真实值。
41. 3.05 空气阻力的大小跟速率成正比
【详解】(1)[1]甲图中钩码下沿对应刻度尺的读数为0.90cm,图乙中钩码下沿对应刻度尺的读数为7.00cm,由此可以得出相邻两帧照片之间重物下落位移的平均值为
(2)[2]画出G-l关系图像;
(3)[3]因匀速下落时重力与阻力相等,而相邻两次拍摄时间内气球下落的位移l与下落的速率成正比,则根据图像,可以得到的结论是空气阻力的大小跟速率成正比;
42. B 200 甲
【详解】(1)[1]为了准确测量弹簧的原长,并消除重力带来的影响,应先将弹簧悬挂,再测原长。
故选B。
(2)[2]图像的斜率表示弹簧的劲度系数的倒数,则由图可知乙弹簧的劲度系数为
[3]由图可知,甲的劲度系数小,因此其精度高,若要制作一个精确度较高的弹簧秤,应选弹簧甲。
43. F′ DE/ED C 1N≤F≤7N
【详解】(1)[1]题图乙中F是通过平行四边形定则得到两个弹簧秤拉力合力的理论值,而F′是通过一个弹簧秤沿AO方向拉橡皮筋的力,所以一定沿AO方向的是F′。
(2)[2]A.为减小力的方向的测量误差,两根细绳可以适当长些,但没必要等长,故A错误;
BC.只有当两个弹簧秤拉力大小相等时,橡皮条才与两绳夹角的平分线在同一直线上,而本实验中两个弹簧秤的拉力大小并不要求一定相等,故BC错误;
D.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行,从而减小力的测量误差,故D正确;
E.在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置,从而确保两次力的作用效果相同,故E正确。
故选DE。
(3)[3] 当角α由图中所示的值逐渐减小时,要使橡皮筋的活动端仍在O点,即拉力的合力不变,如图所示,可采用的办法是减小N的读数,减小β角,故选C。
(4)[4]设两个分力中较大的力为F1,较小的力为F2,由图可得
解得
,
任意改变这两个分力的夹角,能得到的合力大小的变化范围是
1N≤F≤7N
44.(1) 能 不能
(2)
【详解】(1)设弹簧的劲度系数为,砝码盘的质量为,弹簧的原长为 ,由胡克定律可得 ,公式变形,可得
[1]没有测量砝码盘的质量,不影响弹簧劲度系数的测量,图像的斜率只与弹簧劲度系数有关。
[2]没有测量砝码盘的质量,得不到弹簧原长,因为图像的截距中它们两个作为一个整体出现 。
(2)根据 ,结合图像可得
化简可得
45. B 平行四边形 A
【详解】(1)[1]此实验用一个力的作用效果代替两个力的作用效果采用了等效替代法,故选B;
(2)[2]此实验是为了探究“两个互成角度的力的合成规律”,应该要遵循平行四边形法则,故此图形应该是平行四边形;
(3)[3]当是一个力作用时,O结点受F及GO拉力的作用,二力平衡,F与GO的拉力等大反向,故F一定沿GO的方向;
(4)[4]保持F2的方向及合力不变,当F1转动至水平位置过程中,如图
F2与F1的长度一直在增加,F2与F1的大小一直在增加,故选A。
46. 方向 平行四边形 O点
【详解】[1]实验中我们需要根据两个分力的大小和方向做平行四边形,因此该实验中需要记录的是两个分力的大小和方向,所以还应该记下F1和F2的方向。
[2]应根据F1和F2的大小和方向,应用平行四边形定则作图。
[3]为了保证两次的作用效果相同,所以我们要把节点拉到相同的位置O点。
47. 0.50 静止 最大静摩擦力大于滑动摩擦力
【详解】(1)[1] 用拉力传感器缓慢拉笔记本在桌面上匀速向右运动时,由图像读得拉力为
解得动摩擦因数为
(2)[2] 当拉力第一次达到2.7N时,表示笔记本未被拉动,则处于静止状态;
(3)[3] t1时刻传感器示数2.8N为最大静摩擦力,t2时刻传感器示数2.6N为滑动摩擦力,则说明最大静摩擦力大于滑动摩擦力。
48.(1)CD
(2)A
(3)甲
【详解】(1)实验中的分力与合力的关系必须满足:,CD正确。
故选CD。
(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是标记结点的位置,并记录三段绳子的方向,从而确定三个力的大小和方向。故选A。
(3)F3的方向一定竖直向下,由于测量误差F1和F2的合力方向可能偏离竖直方向,所以甲是正确的。
49. AD/DA 12N
【详解】(1)[1]A.为了减小误差,实验中,弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度,故A正确;
B.为了使两次拉橡皮筋的效果相同,要求同一次实验过程中,O点的位置拉到同一位置,故B错误;
C.只要两次拉橡皮筋的效果相同,拉力方向没有限制,橡皮筋不需要与两绳夹角的平分线在同一直线上,故C错误;
D.拉橡皮条的细绳要长一些,标记同一细绳方向的两点要远些,可以减小实验误差,故D正确。
故选AD。
(3)[2]力的合成图如下
图中小正方形的边长表示,表示合力的线段对应了6个小正方形边长,则合力的大小为
50.甲
【详解】试题分析:本实验验证的目的是确定“实际值”和“理论值”的偏差大小.与橡皮条伸长方向一致的F’为“实际值”,而通过平行四边形定则作出的对角线F为“理论值”,由于误差的存在,F必然与F’方向存在一定夹角,此夹角越小,误差越小,故甲图符合实际.
考点:本题考查实验“验证力的平行四边形定则”.
51. 60(58~62) TP 4.30(4.25~4.35)
【详解】(1)[1][2].由曲线Ⅱ的最高点拉力最大,对应的横坐标=60cm,设PC和QC与水平方向的夹角为α和β,对C点的平衡可知
TP·cosα=TQ·cosβ
开始C点靠近P点,因α>β,则
即
TP>TQ
结合两曲线左侧部分,Ⅱ曲线靠上则为TP的曲线。
(2)[3][4].两曲线的交点表示左右的绳拉力大小相等,读出纵坐标为
TP=TQ=4.30N
设CQ绳与立柱的夹角为θ,延长CQ线交于另一立柱上,则
两拉力相等,由力的平衡可知
2TQcosθ=mg
则
52.(1)560N,方向水平向左;(2)280N;(3)280N,方向水平向右
【详解】(1)地面对木块的摩擦力多大
方向水平向左。
(2)把人与木块当成一个整体,根据共点力平衡条件,有
解得
F=280N
(3)以人为研究对象,水平方向,人受拉力及摩擦力而处于平衡,则木块对人的摩擦力
f1=F=280N
根据牛顿第三定律,人对木块的摩擦力
f2=f1=280N
方向水平向右。
53.(1) 5N;(2)10N;(3)10N ,5N
【详解】(1)物体在水平推力作用下保持静止,受推力、重力、支持力和静摩擦力,物体处于平衡状态,故
(2)物体做匀速直线运动,也是处于平衡状态,故
即物体受到的滑动摩擦力为10N;
(3)物体加速滑动,滑动摩擦力不变,为10N,合力为
54.见解析
【详解】重心位置与质量分布和物体形状有关,重心位置可以不在物体上,如圆环、木工用的拐尺等。
55. 水平向左 56. 57. 3G 因为B对A、C有斜向下的压力,A、C有在地面上运动的趋势,为了防止A、C滑动,保证系统平衡,所以设置长方体E、F。
【详解】55.[1][2]对B点受力分析,如图
B点受BD的拉力F3、AB绳的拉力F2和CB杆的弹力F1,由共点力平衡可知,这三个力的合力为零,可知杆受到钢绳和的总作用力大小与F1大小相等,方向相反,所以
方向水平向左
56.[1]人通过图中第一个桥墩的平均速度等于时间中点的瞬时速度
人通过第一个相邻桥墩间的距离的平均速度等于时间中点的瞬时速度
设人的加速度大小为,则
解得此人加速度大小为
[2]此人在走到第n个桥墩前沿时,恰好速度为0,逆向分析
解得
57.[1]“拱桥ABC”整体受力分析可知受到地面的总作用力为
[2]因为B对A、C有斜向下的压力,A、C有在地面上运动的趋势,为了防止A、C滑动,保证系统平衡,所以设置长方体E、F。
58.(1)0.75;(2)120N;(3)40N
【详解】(1)当物体恰好匀速下滑时,根据平衡条件有
mgsin37°=μmgcos37°
解得
μ=0.75
(2)若使物体匀速上滑,设施加推力为F,根据平衡条件有
F=mgsin37°+μmgcos37°
解得
F=120N
(3)因为mgsin37°< F′,故物体静止在斜面上,物体所受摩擦为静摩擦力,则有
Ff= F′-mgsin37°
解得
Ff=40N
59.(1);(2);(3)
【详解】(1)当B刚离开C时,设弹簧的伸长量为x2,以B为研究对象,根据力的平衡有
mBgsinθ=kx2
弹簧形变量为
(2)以A为研究对象,设A的加速度为a,根据牛顿第二定律得:
F-kx2-mAgsinθ=ma
联立解得
(3)设未施力F时弹簧的压缩量为x1,以A为研究对象,根据力的平衡
mAgsinθ=kx1
由题意知物块A的位移
S=x1+x2
联立解得
60.(1)0
(2)
【详解】(1)若用F1=5N的力拉动上面的木块m,木块与木块之间的最大静摩擦力大小为
由于
所以m拉不动,此时木块受静摩擦力和拉力F1平衡,则弹簧测力计示数为0。
(2)当用F2=16N的力拉动下面的木板M,稳定时,木板恰能匀速向右运动,对木板有
其中,
联立解得
61.(1)2mg
(2),
(3)
【详解】(1)当B刚离开地面时,A对B的弹力方向与地面的夹角为,则A对B的弹力大小为
(2)当A、B圆心的连线与地面夹角为,对AB整体受力分析,可知
对B单独受力分析可得
因此地面对A的摩擦力大小为
(3)由上述分析可知,C对B的弹力大小为
当越小时,越大,由题意可知
此时A相对于地面最容易滑动,则对A进行受力分析水平方向
竖直方向
其中
,
联立可得A与地面的静摩擦因数应满足得条件为
62.
【详解】将轻质弹性绳看为两个一半长度的弹性绳串联,半个轻质绳的原长设为,劲度系数设为k,则第一次悬挂重物时,有
其中,
第二次悬挂重物时,有
解得
所以此时长度为
63.(1)L1+L2+;(2)m2g+m1g
【详解】(1)设上面弹簧受到的弹力为F1,伸长量为△x1,下面弹簧受到的弹力为F2,伸长量为△x2,由物体的平衡及胡克定律有:
F1=(m1+m2)g
故
F2=m2g
故
所以总长为:
.
(2)要使两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和,必须是上面弹簧伸长△x,下面弹簧缩短△x.
对m2:
N=k2△x+m2g
对m1:
m1g=k1△x+k2△x
解得:
所以平板对物体m2的支持力为:
64.(1) (2)12.5N(3)7.5 N
【详解】(1)如图所示,重球受到重力G,绳子的拉力T,墙壁的支持力N,力的示意图如图;
(2)据共点力的平衡条件有:
绳子对重球的拉力大小:
(3)墙壁对重球的支持力大小:
N=Gtan37°=10×0.75N=7.5 N
65.(1)
(2)
【详解】(1)设地面对雪橇的支持力为,小孩和雪撬的总质量为,人的拉力为,竖直方向上,根据平衡条件可得
其中
代入数据解得
(2)设雪橇与地面间的滑动摩擦力为,水平方向由平衡条件可得
代入数据解得
66.(1)
(2)
【详解】(1)水泥板匀速上升时,根据受力平衡有
解得
(2)水泥颗粒脱落后,先沿竖直方向做匀减速直线运动,有,
水泥颗粒减速为0后,从最高点开始做自由落体运动
运动的总时间
解得
另解:水泥颗粒脱落后,以竖直向上为正方向,对全程
解得
67.(1);(2),
【详解】(1)选小球为研究对象,小球受到重力、水平力F和轻绳的拉力T,如图
根据平衡条件得
解得
T=20N
(2)选物体甲为研究对象,其受到重力、支持力、摩擦力和轻绳的拉力T,如图
因为物体甲始终静止,水平竖直方向均受力平衡,则有水平方向
竖直方向
两式联立解得
68.(1),
(2)变小,变小
【详解】(1)假设斜梁与横梁的夹角为θ,那么横梁对O点的拉力FA和斜梁对O点的压力FB可以通过以下公式计算,
(2)如果把斜梁和横梁的夹角变大,根据,
可知横梁和斜梁对O点的作用力大小都减小。
69.(1)8N;(2)
【详解】(1)物体受力分析如图所示
将拉力F分解到水平方向和竖直方向,在水平方向上
(2)在竖直方向上
而
带入数据可得
70. 手指 3.14 71. AD B 72. B C 73. 18.8 74. 逐渐增大 保持不变
【详解】70.[1]手指对篮球的压力是由于手指发生弹性形变产生的;
[2]对篮球受力分析由平衡条件可得
可得篮球受到的摩擦力大小为
71.[1]重力、速度既有大小又有方向,遵循平行四边形运算法则,为矢量;质量和路程只有大小没有方向,是标量。
故选AD。
[2]由于不知道拍摄篮球运动时,篮球具体的运动情况,所以篮球可能向左也可能向右运动,但是篮球在连续相等时间内向右通过的位移距离逐渐增大,可知加速度方向向右。
故选B。
72.[1]篮球在下落的过程中,做匀变速直线运动,加速度近似等于,因为图像的斜率表示加速度,图A斜率大于,图B斜率小于,图C和图D不是匀变速直线运动。
故选B。
[2]AB.小球沿斜面运动时加速度较小,同一位移,所用时间较长,时间测量较容易,故AB错误;
CD.“斜面实验”研究自由落体运动的规律,其实验思想通过测量斜面上物体运动的情况,然后进行合理的外推,从而得出自由落体是匀变速直线运动,因而需要测量位移与时间平方的比值情况,合理外推到90°,故C正确,D错误。
故选C。
73.[1]略
[2]对篮球受力分析,如图
由几何关系可知
由平衡条件可得
解得单位长度球框对篮球弹力的大小为
74.[1][2]对篮球受力分析如图
由平衡条件
P从图中位置沿逆时针方向缓慢转过一个小角度,角减小,减小,则P对篮球弹力的大小逐渐增大;P对篮球的弹力与Q对篮球的弹力的合力与篮球的重力互为一对平衡力,大小相等、方向相反,故保持不变。
75.见解析 76. 7:3 77.(1)mg,2mg;(2);(3)Fmin=mg;F与竖直方向成30°角
【详解】75.假设亚里士多德观点正确,设M单独下落速度为x,m单独下落速度为y,则
x>y
因为
M+m>M
所以此时下落速度大于x,又因为小球下落速度比大球慢,所以会拖累大球速度,导致下落速度小于x,这与下落速度大于x相矛盾,假设不成立。所以亚里士多德结论错误。
76.[1]a受到F1水平向右的力,b受到F2的水平向左的力,以整体为研究对象,分析受力如图:
设Oa绳与竖直方向的夹角为 ,则由平衡条件得:
以b球为研究对象,受力如图.设ab绳与竖直方向的夹角为 ,则由平衡条件得:
由几何关系得到
联立解得:F1与F2的大小之比为7:3。
[2][3]由上问可知,当,两小球平衡时的状态图为
若,求作两小球平衡时的状态图为
77.(1)因OB绳处于竖直方向,小球B处于平衡状态,所以AB绳上的拉力为零。OB绳对小球B的拉力
小球A在重力mg、水平拉力F和OA绳的拉力FOA三力作用下平衡,所以OA绳对小球A的拉力
(2)作用力
(3)若保持OB绳处于竖直方向,小球B处于平衡状态,则AB绳上的拉力仍为零,则由矢量图形知F与竖直方向成30°角时,拉力F最小,最小拉力为
F与竖直方向成30°角。
78.AD 79.AC 80.D 81.
【解析】78.AB.选手跑完全程的路程约为200m,但是由于有弯道,则位移小于200m,故A正确,B错误;
CD.冠军所用时间最短,通过的路程相等,所以冠军的平均速率最大,但是冲刺速率不一定最大,故C错误,D正确。
故选AD。
79.A.选手上升过程中加速度向下,处于失重状态,故A正确;
B.研究选手在空中姿态时,选手的形状大小不能忽略,不可将其视为质点,故B错误;
C.选手起跳时对地面的压力与地面对他的支持力是一对相互作用力,总是大小相等,方向相反,故C正确;
D.由题意可知,跳高选手身高一般在左右,因此选手起跳的速度约为时,则选手的重心位置上升最大高度约为
可知选手成绩会超世界纪录,故D错误。
故选AC。
80.A.上升过程中,根据牛顿第二定律可得
速度越来越小,加速度越来越小;下降过程中,根据牛顿第二定律可得
速度越来越大,加速度越来越小。因乒乓球上升和下落过程的位移大小相等,上升过程的平均加速度大于下降过程的平均加速度,可知上升时间小于下落时间,故A错误;
BC.由A选项解析可得速度—时间图像如图所示。根据图像与横轴围成的面积表示位移可知,乒乓球上升过程的位移满足
则乒乓球上升过程的平均速度满足
故BC错误;
D.根据图像与横轴围成的面积表示位移可知,乒乓球下降过程的位移满足
则乒乓球下降过程的平均速度满足
故D正确。
故选D。
81.当AB绳上的拉力刚好为零时,弹力F有最大值,受力分析如图1所示,根据平衡条件有
当AC绳上的拉力刚好为零时,弹力F有最小值,受力分析如图2所示,根据平衡条件有
因此所求的F的大小范围为
82.D 83. C 80 背离篮板 84. 5 11 85. 2mg 不变
【解析】82.A.15分钟表示时间间隔,6时40分指时刻,故A错误;
B.操场跑道是环形,所以1.5km指路程,故B错误;
C.从教室到操场和从操场返回教室的路程可能不相等,位移大小相等,方向相反,故C错误;
D.在操场上跑步时,如果回到起跑位置,则该时间内位移大小为0,故D正确。
故选D。
83.[1]篮球擦板过程中受到重力、弹力、篮板的摩擦力和空气阻力,故选C。
[2][3]取背离篮板方向为正方向,该过程篮球速度变化量,则篮球与篮板碰撞过程中的平均加速度大小,方向背离篮板。
84.[1][2]根据匀变速直线运动规律,加速阶段前2s内的位移
加速阶段前1s内的位移
则加速阶段第2s内的位移
解得加速阶段时的加速度的大小
设加速阶段所用时间为t1,则
解得
则匀速阶段的速度
匀速阶段的时间
则跑完全程的时间
85.[1][2]对三脚架和手机整体受力分析,设三脚架每根支架受到地的支持力大小为FN,则
解得
根据牛顿第三定律可知,三脚架每根支架对地的正压力大小为2mg。
三脚架每根支架对地的正压力与θ无关,当θ变小时,三脚架的每根支架与地面之间的压力不变。
86.B 87.B 88. 89. 在6s~10s先做加速度增大的减速直线运动,10s~14s后做匀减速直线运动 3 B
【解析】86.A.蝉匀速向上爬时所受合力为零,故A错误;
BC.蝉匀速向上爬时所受合力为零,树枝对蝉的作用力与重力平衡,故其方向竖直向上,故B正确,C错误;
D.蝉受重力和树枝对它的支持力和摩擦力,不可能对自己施加的一个向上的力,故D错误。
故选B。
87.甲车快速启动时撞到静止的乙车,甲车司机由于惯性,甲车司机相对于甲车向前运动,与甲车的方向盘相碰造成甲车司机胸部受伤。乙车静止,乙车车尾由于受到撞击而向前运动,乙车司机由于惯性保持静止,乙车司机相对于乙车向后运动,与乙车的座椅相碰而造成乙车司机背部受伤。
故选B。
88.[1] [2] 大小为的两个力的合力范围是,当这两个力的合力为且与已知的方向相反时,这三个力的合力有最小值。
当三个力的方向相同时,三个力的合力有最大值。故这三个力的合力范围。
89.[1] 内,鹰的加速度近似为零,由牛顿第二定律,鹰所受合力为零,空气对它的作用力大小相等方向相反。
故选B。
[2] 以鹰飞行的反方向为正方向, 6s~10s加速度为正值均匀增大,加速度方向与速度方向相反,故6s~10s鹰做加速度增大的减速直线运动。10s~14s加速度为正值保持不变,加速度方向与速度方向相反,故10s~14s鹰匀减速直线运动。
故鹰在内的飞行情况为:在6s~10s先做加速度增大的减速直线运动,10s~14s后做匀减速直线运动。
[3]图像包围的面积表示速度的变化量,故内,苍鹰的速度变化量
[4] 鹰做减速运动,即,速度变化量的方向与加速度方向相同,即与初速度方向相反。
故选B。
90. 8.50 1.68 0.37 偏小
【详解】(2)[1] 刻度尺的分度值为0.01mm,刻度尺的读数为8.50cm,即用刻度尺测出稳定时弹簧的长度为8.50cm;
(3)[2] 弹簧的伸长量为cm
(4)[3] 根据平衡条件可得小木块的重力为
用力向右拉动长木板,长木板与小木块发生相对运动,当小木块稳定时,则有
可以得出小木块与长木板间的动摩擦因数为
[4]代入数据解得
(5)[5] 将轻弹簧竖直悬挂,用刻度尺测出弹簧自由悬挂时的长度L1中已经包含了弹簧自重引起的弹簧的伸长量;当弹簧测力计水平放置时,不受弹簧自重的影响,弹簧的长度L3的测量值不包含由于弹簧自重引起的伸长量,与弹簧竖直测量相比偏小,形变量ΔL′=L3-L1偏小,因此动摩擦因数偏小。
91. A 9.75 否 0.75 竖直向下
【详解】(1)[1]电火花打点计时器接220V交流电源,该同学未找到低压电源,而电磁打点计时器必须使用低压交流电源,故打点计时器应选图乙中的A。
(2)[2]相邻计数点间的时间间隔为
根据逐差法
可得重力加速度为
(3)[3]设每小格为l,当下端悬吊0.8N的重物,静止时弹簧下端的指针指在刻度为C的位置,则有
当悬吊1N的重物,静止时弹簧下端的指针指在刻度为O的位置,则有
解得
因为l未知,所以测不能测出弹簧的劲度系数具体数值;
(4)[4][5]指针指在刻度板上A点时,弹力为
此时根据牛顿第二定律有
F1-Mg=Ma
解得
a=-0.75m/s2
加速度方向竖直向下。
92. 读出弹簧测力计示数 C 丙 很难做到用弹簧测力计匀速拉动木块,所以实验测量数值不稳定
【详解】(1)[1]测量后需要读出弹簧测力计的示数,则步骤③中的操作是读出弹簧测力计示数。
(2)[2]乙图中物体水平方向受到拉力与摩擦力,则要使弹簧测力计测量的数值为滑动摩擦力的数值,则需要匀速拉动弹簧测力计,丙图中抽动下面的木板,木块始终处于静止状态,弹簧测力计测量的数值为滑动摩擦力的数值,则不需要匀速拉动。
故选C。
(3)[3][4]对于两种方案,丙比较合理,因为认为很难做到用弹簧测力计匀速拉动木块,所以实验测量数值不稳定。
(4)[5]由滑动摩擦力公式可知
其中
解得
93. (1)2.40 (2)方案2 (3)D
【详解】(1)弹簧秤的最小刻度为0.1N,读数时按有效数字要估读到下一位,读数应为2.40N
(2)这两种测量滑动摩擦力的方案中,方案2更方便操作.方案1在操作的过程中很难保证铁块P向右匀速运动,弹簧秤的示数会发生晃动,不便于读数;而方案2在操作的过程中,不管拉长木板向左匀速,减少,加速均可以保证弹簧秤的示数稳定,方便操作.
(3)由(2)分析可知,只要能让长木板向左运动,弹簧秤示数稳定后,拉长木板的拉力小于、等于、大于弹簧秤示数均可以,故选D
故答案为(1)2.40;(2)方案2;(3)D
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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