物理必修一力学

1、.单元质量评估(三)第4、5章(60分钟100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题6分,共48分,每小题只有一个选项正确)1.(2014衡水高一检测)匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球,如图所示,小球下方与一光滑斜面接触。关于小球的受力,说法正确的是()a.重力和细线对它的拉力b.重力、细线对它的拉力和斜面对它的支持力c.重力和斜面对它的支持力d.细线对它的拉力和斜面对它的支持力【解析】选a。假设斜面对小球有支持力作用,拉小球的细线应与竖直方向有一定夹角,不会呈竖直状态,故小球不受支持力。即小球只受重力和细线的拉力作用,a项正确。2.(2014福州高一检测)如图所示,甲、乙、丙三个物体质

2、量相同,与地面的动摩擦因数相同,受到三个大小相同的作用力f,当它们滑动时,受到的摩擦力大小的关系是()a.甲、乙、丙所受摩擦力相同b.甲受到的摩擦力最大精品.c.乙受到的摩擦力最大d.丙受到的摩擦力最大【解析】选c。三个物体沿地面滑动,受到的摩擦力均为滑动摩擦力,且f=n。三个物体中,乙受到的力f因有沿竖直方向向下的分力fsin作用,可知n乙=mg+fsin,同理n甲=mg-fsin,而n丙=mg,因此,乙受到的摩擦力最大,甲受到的摩擦力最小,选项c正确。【变式训练】如图所示,在水平力f作用下,重为g的物体沿竖直墙匀速下滑,若物体与墙之间的动摩擦因数为,则物体所受摩擦力的大小为()a.fb.f

3、+gc.g+fd.f2+g2【解析】选a。对物体受力分析如图所示,根据平衡条件可知,墙壁对物体的摩擦力f等于重力g;水平方向满足n=f,物体匀速下滑,所受到的摩擦力为滑动摩擦力,根据公式f=n可得,f=f。选项a正确,b、c、d错误。3.(2013泉州高一检测)三个共点力的大小分别为f1=5n,f2=10n,f3=20n,关于它们的合力,下列说法错误的是()a.不会大于35 nb.最小值为5 nc.可能为0d.可能为20 n精品.【解析】选c。当这三个共点力同向时,合力最大,其值为fmax=f1+f2+f3=35n,a对;当f1、f2同向,f3与它们反向时,合力最小,其值为fmin=f3-f1

4、-f2=5n,b对;因为这三个力中任意两个力的合力都不可能与第三个力等值反向,因此合力不可能为0,它只能在535 n的范围内变化,c错,d对。4.(2013重庆高考)如图所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角。若此人所受重力为g,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为()a.gb.gsinc.gcosd.gtan【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)物体处于平衡状态,所受f合=0。(2)利用平衡条件来求解。【解析】选a。人静躺在椅子上,所受合力f合=0,所以椅子各部分对人的作用力的合力与人的重力等大反向,故a选项正确。5.(2013上海高考)如图,质量mamb的两物体a、

5、b叠放在一起,靠着竖直墙面。让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体b的受力示意图是()精品.【解析】选a。两物体a、b叠放在一起,在沿粗糙墙面下落过程中,由于物体与竖直墙面之间没有压力,没有摩擦力,二者一起做自由落体运动,a、b之间没有弹力作用,因而不存在摩擦力,物体b的受力示意图是a项。6.(2013和平区高一检测)如图所示,a、b为同一水平线上的两个绕绳装置,转动a、b改变绳的长度,使光滑挂钩下的重物c缓慢下降。关于此过程绳上拉力的大小变化,下列说法中正确的是()a.不变b.逐渐减小c.逐渐增大d.可能不变,也可能增大【解析】选b。由已知可知两绳上的拉力大小相等,其合力不变,夹角减

6、小,故绳上的拉力逐渐减小,选b。7.(2013山东高考)如图所示,用完全相同的轻弹簧a、b、c将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧a与竖直方向的夹角为30,弹簧c水平,则弹簧a、c的伸长量之比为()a.34b.43c.12d.21精品.【解析】选d。对两小球组成的整体,受到整体重力g、轻弹簧a的弹力fa和轻弹簧c的弹力fc三个力的作用,根据平衡条件可得,水平方向有fasin30=fc,又据胡克定律可得fa=kxa,fc=kxc,联立得xaxc=21,选项d正确。【变式训练】(2012江苏高考)如图所示,一夹子夹住木块,在力f作用下向上提升。夹子和木块的质量分别为m、m,夹子与木块

7、两侧间的最大静摩擦力均为f。若木块不滑动,力f的最大值是()a.2f(m+m)mb.2f(m+m)mc.2f(m+m)m-(m+m)gd.2f(m+m)m+(m+m)g【解析】选a。对木块受力分析有2f-mg=ma,对夹子受力分析,在竖直方向上有f-2f-mg=ma,联立以上两式可得:f=2f(m+m)m,答案选a。8.如图所示,电灯悬于两壁之间,保持o点及ob绳的位置不变,而将绳端a点向上移动,则()精品.a.绳oa所受的拉力逐渐增大b.绳oa所受的拉力逐渐减小c.绳oa所受的拉力先增大后减小d.绳oa所受的拉力先减小后增大【解析】选d。o点受oa、ob、oc三绳的拉力而处于静止,故三力合力

8、为零,它们可以组成如图所示的矢量三角形,其中f1、f2、f3分别为oa、ob和oc对o点的拉力,其中f3不变,f2方向不变,随悬点a逐渐上升,力f1与水平方向的夹角逐渐变大,由图看出f1先减小后增大,f2逐渐减小,d正确。【总结提升】动态平衡分析(1)题型特点:三个平衡的共点力中,一个力恒定,一个力方向不变,最后一个力大小、方向均变化;(2)用图解法便于求解:运用数学知识,判断力的三角形与几何三角形相似,用相似三角形法求解。二、实验题(本大题共2小题,共15分)9.(5分)做“验证力的平行四边形定则”的实验时,步骤如下:(1)在水平放置的木板上固定一张白纸。(2)把橡皮条的一端固定在木板的a点

9、,另一端连接两根绳套。(3)通过绳套用两个互成角度的弹簧测力计来拉橡皮条使橡皮条伸长到某一点o,并记录o点的位置。(4)此时需记录下、和两个弹簧测力计的读数f1、f2。精品.(5)改用一个弹簧测力计把橡皮条拉长到后,再记录下和弹簧测力计的读数f。(6)用铅笔和刻度尺从力的作用点o沿两绳套的方向画直线。选好标度,按f1、f2的大小作两个力的图示。用三角板做平行四边形,求得合力f。(7)比较一下,力f与用平行四边形定则求得的合力f的大小和方向是否相同。(8)下图是甲、乙两位同学实验得出的结果,同学的实验结果比较符合实验事实。【解析】本实验要记录力的大小和方向,大小是通过弹簧测力计来读出,方向是通过

10、绳套来确定;为保证分力的作用效果和合力的作用效果相同,本实验要求每次都把橡皮筋拉到同一点o;f是一个弹簧测力计把橡皮筋拉到o点时的弹力,所以f与橡皮筋一定在一条直线上,故乙正确。答案:(4)f1的方向f2的方向(5)o点的位置f的方向(8)乙10.(10分)(2012浙江高考)在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤。(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:弹力f/n0.501.001.502.002.503.003.50精品.伸长量x/10-2m0.741.802.803.724.605.586.42用作图法求得该

11、弹簧的劲度系数k=n/m;(2)某次实验中,弹簧秤的指针位置如图所示,其读数为n;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50n,请画出这两个共点力的合力f合;(3)由图得到f合=n。【解析】(1)根据表格数据描点,然后连成一条过原点的直线,如图所示,直线的斜率等于弹簧的劲度系数,k=3.56.4210-2n/m=55n/m;(2)读出弹簧秤的读数为2.10n(保留三位有效数字);以o为顶点,画出两弹簧的绳套方向就是两拉力方向,再确定并画好力的标度,画出两拉力的图示,以两拉力为邻边作出平行四边形,画出平行四边形的对角线,即合力f合;(3)用刻度尺量出合力的长度,根据确定的标度算出合力的大小

12、。答案:(1)55(2内均可)精品.(2)2.10(说明:有效数字位数正确,0.02内均可)画法见解析(3)3.3(说明:0.2内均可)三、计算题(本大题共2小题,共37分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(17分)(2014邢台高一检测)如图所示,在水平粗糙横杆上,有一质量为m的小圆环a,用一细线悬吊一个质量为m的球b。现用一水平拉力缓慢地拉起球b,使细线与竖直方向成37角,此时环a仍保持静止。求:(1)此时水平拉力f的大小;(2)环对横杆的压力;(3)环对杆的摩擦力。【解析】(1)取小球为研究对象进行受力分析,由平衡条件得:ftsin37=f(1分)ftcos3

13、7=mg(1分)联立解得f=34mg(2分)(2)取a、b组成的系统为研究对象fn=2mg(2分)ff=f(2分)精品.由牛顿第三定律知fn=-fn(2分)则环对横杆的压力大小为2mg,方向竖直向下。(2分)(3)环受到的摩擦力大小为34mg,方向水平向左,(3分)由牛顿第三定律,环对杆的摩擦力大小为ff=ff=34mg,方向水平向右。(2分)答案:(1)34mg(2)2mg,方向竖直向下(3)34mg,方向水平向右12.(20分)(2013大连高一检测)如图所示,质量为m的物体置于倾角为的固定斜面上。物体与斜面之间的动摩擦因数为,先用平行于斜面的推力f1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑,若改用水平推力f2作用于物体上,也能使物体沿斜面匀速上滑,求两次的推力之比f1f2。【解析】根据平衡条件建立方程:对甲图f1-mgsin- f1=0(3分)n-mgcos=0(3分)f1=n(2分)联立三个方程解得f1=mgsin+mgcos(1分)对乙图,将f2分解(或者正交分解)精品.平行斜面方向:f2cos-mgsin-f2=0(3分)n-f2sin-mgcos=0(3分)f2=n(2分)联立三个方程解得f2=mgsin+mgcoscos-sin(2分)则两次的推力之比f1f2=cos-sin(1分)答案:cos-sin【变式训练】(2014吉安高一检测)如图所示