力物体的平衡章末自测(含详解答案)河北李世磊doc

1、第一章力物体的平衡章末自测时间：90 分钟满分：100 分一、选择题 (本题包括 10 小题，共正确，有的有多个选项正确，全部选对的得第卷选择题40 分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项4 分，选对但不全的得2 分，错选或不选的得0分 )1 一个物体受三个共点力的作用，这三个力大小相等，互成120 °.则下列说法正确的是()A 物体一定做匀速直线运动B 物体所受合力可能不为零C 物体所受合力一定为零D 物体可能做匀变速曲线运动解析： 三个共点力大小相等，互成 120°.则这三个力一定在同一平面内，合力为零，物体可能匀速直线运动，也可能静止，选项C 正确答案： C2运

2、动员在练习拉单杠时，两臂平行握住单杠，在他两臂逐渐分开的过程中，手臂的拉力 ()A 逐渐变大C先变小，后变大解析： 设每个手臂的拉力为B 逐渐变小D先变大，后变小F，两个手臂的夹角为2，由题意可知2Fcos mg，在两个手臂逐渐分开的过程中，角在逐渐增大，则cos值在逐渐减小，而mg不变，所以拉力F 在逐渐增大，本题考查了力的合成与分解的知识答案： A图 13如图 1 所示，轻质弹簧连接A、 B 两物体， A 放在水平地面上，B 的上端通过细线挂在天花板上；已知A 的重力为8 N ，B 的重力为6 N ，弹簧的弹力为4 N 则地面受到的压力大小和细线受到的拉力大小可能是()A18N 和10NB

3、4N和 10NC12N 和2ND14N 和 2N解析： (1)当弹簧处于压缩状态时，A、 B 受力如图 2 所示图 2根据平衡条件得：F 地 1 F N mB gT1 F N mBg代入数据解得：T1 2 N，FN 12 N(2) 当弹簧处于拉伸状态时，A、 B 受力如图3 所示图 3根据平衡条件得：F 地 2 F N2 mAgT2 F N2 mBg代入数据解得：T2 10 N， F 地 2 4 N.答案： BC图 44如图 4，一质量为 M 的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力 F 始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关， 重力加速度为 g.现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从

4、气球吊篮中减少的质量为()F2FA 2(M g )B M gFC 2M gD 0解析： 气球匀速下降时据平衡条件F f(v) Mg设减少的质量为 m，则气球匀速上升时据平衡条件有F f( v) (M m)g 由 得 m 2(M F)，故 A 正确g答案： A5如图 5，由物体 A 和 B 组成的系统处于静止状态A、 B 的质量分别为mA 和 mB，且mA>mB，滑轮的质量和一切摩擦不计使绳的悬点由P 点向右移动一小段距离到Q 点，系统再次达到静止状态则悬点移动前后图中绳与水平方向的夹角将 ()图 5A 变大B 变小C不变D可能变大，也可能变小解析： 设绳中拉力为T，则当系统只要静止，则T

5、 mBg，而对于 A 物体， 2Tcos(90 °) mA g，由于 T 不变，则 不变 C 正确答案： C图 66如图 6 所示，质量为m 的物体 A 在沿斜面向上的拉力F 作用下沿斜面匀速下滑，此过程斜面体B 仍静止，斜面体的质量为M，则水平地面对斜面体()A 无摩擦力B 有水平向左的摩擦力C支持力为 (m M) gD 支持力小于 (m M)g解析： 由于 A 匀速下滑、 B 静止不动，可将A、 B 视为整体，根据平衡条件可知，斜面体 B 应该受到地面对它施加的水平向左的静摩擦力Ff ，满足 F f Fcos，选项 B 对；竖直方向有 FN Fsin (mM )g，选项 D 对答

6、案： BD图 77如图 7 所示， 用三根轻绳将质量均为m 的 A、B 两小球以及水平天花板上的固定点O之间两两连接然后用一水平方向的力F 作用于 A 球上，此时三根轻绳均处于直线状态，且OB 绳恰好处于竖直方向，两球均处于静止状态三根轻绳的长度之比为OA AB OB3 45.则下列说法正确的是()A OB 绳中的拉力小于mg5B OA 绳中的拉力大小为3mg4C拉力 F 大小为 5mg4D 拉力 F 大小为 3mg解析：由于 A、B 两球均处于静止状态，则 OB 绳中的拉力等于mg，AB 绳中拉力为零 此时，A 球受重力、 拉力 F、OA 绳拉力 FT 三个力作用处于平衡，据平衡条件可求得F

7、T 5mg/3，F 4mg/3，故 B 、D 正确答案： BD图 88两滑杆上分别套A、B 两圆环，两环上分别用细线悬吊着两物体C、D ，如图 8 所示，当它们都沿滑杆向下滑动时，A 的悬线始终与杆垂直，B 的悬线始终竖直向下则()A A 环做的是匀速运动B B 环做的是匀速运动C A 环与杆之间一定有摩擦力D B 环与杆之间一定无摩擦力解析：图 9对 C 物体受力分析如图9 甲C物体沿与杆平行的方向做匀加速直线运动，由于A 的悬线始终与杆垂直，所以A 的加速度等于C 物体的加速度，A 环与杆之间一定无摩擦，A 、 C错误对D 物体受力分析如图7 乙D物体沿与杆平行的方向做匀速直线运动，则B

8、也做匀速直线运动，答案： BB 与杆之间一定有摩擦B 正确，D错误图109如图 10 所示，固定在水平地面上的斜面体顶端安装一定滑轮，两物块P、 Q 用轻绳连接并跨过定滑轮，P 悬于空中， Q 放在斜面上，均处于静止状态不计滑轮的质量和绳子与滑轮间的摩擦，当用水平向右的恒力推Q 时， P、 Q 仍静止不动，则()A Q 受到的摩擦力一定变小B Q 受到的摩擦力一定变大C轻绳上的拉力一定变小D 轻绳上的拉力一定不变解析： Q 受到的静摩擦力方向可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，当又受到一个水平向右的力推它时，它受到的静摩擦力可能增大也可能减小由于P、 Q 仍静止不动，所以绳的拉力仍等于P 的重力

9、 本题中由于未告知P、Q 的质量及斜面倾角间的关系和斜面的情况，所以 Q 受到的摩擦力就有多种可能情况，既可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，还可能不受摩擦力答案： D图1110如图 11 所示，一根轻弹簧上端固定在O 点，下端拴一个钢球P，球处于静止状态 现对球施加一个方向向右的外力F ，使球缓慢偏移，在移动中弹簧与竖直方向的夹角<90°，且弹簧的伸长量不超过弹性限度，并始终保持外力F 的方向水平，则下图给出的弹簧伸长量x 与 cos的函数关系图象中，最接近的是()解析：设弹簧的劲度系数为k，当弹簧与竖直方向成 角时，伸长量为x，受力分析由平衡条件知kx=mg ，则 cosx=

10、mg ，即 kcosx 与cos 成反比，最接近的是图象D.答案： D第卷非选择题二、填空与实验题(本题包括2 小题，共20 分把答案填在相应的横线上或按题目要求作答 )11 (5 分 )为测量小圆柱体的体积，用游标卡尺测量其长度如图12 甲所示，其读数为_mm；用螺旋测微器测量其直径如图12 乙所示，其读数为_mm.图 12答案： 23.853.750图 1312(15 分 )小汽车正在走进我们的家庭， 一辆汽车性能的优劣， 其油耗标准非常重要 而影响汽车油耗标准最主要的因素是其在行进中所受到的空气阻力人们发现汽车在高速行驶中所受到的空气阻力 f(也称风阻 )主要与两个因素有关： (1)汽车

11、正面投影面积 S；(2)汽车行驶速度 v.某研究人员在汽车风洞实验室中通过模拟实验得到下表所列数据：v/(m?sf/N20304050601)S/m2206464824129118602.02.52585801032161423243.03096961239193627883.53618121445225832524.0412928165225813717(1) 由上述数据可得汽车风阻f 与汽车正面投影面积S 及汽车行驶速度 v 的关系式为f _(要求用 k 表示比例系数 )(2) 由上述数据得出 k 的大小和单位是 _(3) 据推理或猜测， k 的大小主要与 _、_等因素有关解析： (1)控

12、制变量法： S 不变，研究表格中某一行中的各个数据，找出f 与 v2 成正比； v不变，研究表格中某一列中的各个数据，找出f 与 S 成正比，即 f kSv2.(2) 把表格中的一组数据 (如 f 206 N ，S2.0 m2，v20 m/s)代入上式，得出 k 0.26 kg/m 3.(3) 与空气密度、车的外形、车的表面情况等因素有关答案： (1)kSv2(2)0.26 kg/m 3(3)与空气密度、车的外形、车表面情况等因素有关三、计算题 (本题包括4 小题，共40 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目，答案中必须明确写出数值和单位

13、)图 1413 (8 分 )现有一弹簧组，大弹簧内套小弹簧，大的比小的长0.2 m，底端一起固定在地面上，另一端自由当压缩此弹簧组时，测得弹力与压缩距离的关系如图14 所示求大、小弹簧的劲度系数 k1 和 k2.解析： 由图象可知，弹力 F 1 2 N 时，只有大弹簧被压缩，且压缩量x1 0.2 m，由胡克定律得 F1 k1x1.F 12所以 k1 x1 0.2 N/m 10 N/m弹力 F 2 5 N 时，大弹簧的压缩量x1 0.3 m，小弹簧的压缩量x2 0.3 m 0.2 m0.1F 2 k1x1m，则 F2 k1 x1 k2 x2，所以 k2 20 N/m.答案： 10 N/m20 N

14、/mx2图 1514 (9 分 )如图 15 所示，贴着竖直侧面的物体A 的质量 mA 0.2 kg ，放在水平面上的物体 B 的质量 mB 1.0 kg，绳和滑轮间的摩擦均不计，且绳的OB 部分水平， OA 部分竖直， A和 B 恰好一起匀速运动取g10 m/s2，求：(1) 物体 B 与桌面间的动摩擦因数(2) 如果用水平力 F 向左拉 B，使物体 A 和 B 做匀速运动，需多大的拉力？(3) 若在原来静止的物体 B 上放一个与 B 物体质量相等的物体后， 物体 B 受到的摩擦力为多大？解析： (1)因 A 和 B 恰好一起匀速运动，所以B 受到的水平绳的拉力T 与滑动摩擦力Ff的大小相等

15、，有F fT mA g又 Ff FNmBg，解得 0.2.(2) 如果用水平力 F 向左拉 B，使物体 A 和 B 做匀速运动， 此时绳的拉力与滑动摩擦力的大小均不变，根据物体B 水平方向的平衡有F T mBg mAg mBg 4 N.(3) 在 B 上放一物体后，B 将静止，由平衡条件可知，B 受到的摩擦力仍等于绳的拉力，即 2N.答案： (1)0.2(2)4 N(3)2 N图 1615 (11 分 )如图 16 所示，用绳AC 和 BC 吊起一重物，绳与竖直方向夹角分别为30°和60°，AC 绳能承受的最大拉力为 150 N ，而 BC 绳能承受的最大拉力为 100 N

16、 ，求物体最大重力不能超过多少？解析： 以重物为研究对象受力如图17 所示，由平衡条件得图 17TAC sin30 °TBCsin60 °0TAC cos30 °TBC cos60 °G 0由式 可知 TAC3TBC当 TBC 100 N 时， TAC 173 N， AC 将断而当 TAC 150 N 时， TBC 86.6 N<100 N将 TAC 150 N， TBC 86.6 N 代入式 解得 G173.2 N所以重物的最大重力不能超过173.2 N.答案： 173.2 N图 1816(12 分 )如图 18 所示，半径为 R、圆心为 O 的大圆环固定在竖直平面内，两个轻质小圆环套在大圆环上一根轻质长绳穿过两个小圆环，它的两端都系上质量为m 的重物，小圆环可以在大圆环上自由移动，且绳子与大、小圆环间及大、小圆环之间的摩擦均可以忽略，小圆环的大小也忽略问两个小圆环分别在哪些位置时，系统可处于平衡状态？解析： 系统处于平衡状态时，两小环的可能位置为：(1) 两小环同时位于大圆环的底端(2) 两小环同时位