《备考指南 物理 》课件-第2章 第2讲

第二章第2讲知识巩固练习1．(2019年大丰期末)下面关于合力和它的两个分力的关系，说法正确的是()A．合力一定大于其中任意一个分力B．合力有可能小于其中任意一个分力C．两个分力的大小不变，夹角在0～180°之间变化，夹角越大，其合力也越大D．两个力F1和F2的夹角θ不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F就一定增大【答案】B【解析】不在同一条直线上的两个力合成时，遵循平行四边形定则，故合力可能大于、小于或等于任意一个分力，故A错误，B正确；两个共点力的夹角在0～180°之间，其合力随两力夹角的增大而减小，故C错误；夹角θ不变，F1大小不变，F2增大时，若F2与F1反向，F1＞F2，则合力F减小，故D错误．2．(2019年绍兴模拟)如图所示，天鹅、大虾和梭鱼一起想把一辆大车在水平面上拖着跑，它们都给自己上了套，天鹅伸着脖子要往云里钻，大虾弓着腰儿使劲往前拉，梭鱼拼命地向水里跳，它们都在尽力地拉，结果大车却一动不动．则下列说法正确的是()A．大虾和梭鱼对大车的拉力的合力一定比天鹅的拉力大B．它们三者拉力的合力与大车所受的重力一定平衡C．大车对地面的压力可能比重力大D．大车所受摩擦力大于其他所有力对大车的合力【答案】C【解析】车本身有重力的作用，大虾和梭鱼对大车的拉力的合力可以比天鹅的拉力小，选项A错误；大车可能受到地面的支持力的作用，所以它们三者拉力的合力与大车所受的重力可以不平衡，选项B错误；当梭鱼对大车的拉力在竖直方向上的分力大于天鹅对大车的拉力在竖直方向上的分力时，大车对地面的压力就会比重力大，选项C正确；大车静止不动合力为零，所以大车所受摩擦力与其他所有力对大车的合力大小相等，方向相反，选项D错误．3．(2019年上海名校一模)如图所示，两根直木棍AB和CD相互平行，固定在同一个水平面上．一个圆柱形工件P架在两木棍之间，在水平向右的推力F的作用下，恰好能向右匀速运动．若保持两木棍在同一水平面内，但将它们间的距离稍微增大一些后固定．仍将圆柱形工件P架在两木棍之间，用同样的水平推力F向右推该工件，则下列说法中正确的是()A．该工件仍能向右匀速运动B．该工件一定向右加速运动C．该工件一定向右减速运动D．该工件静止不动【答案】D【解析】对圆柱形工件在截面图上做受力分析．当两木棍距离增大时，导致支持力F1与F2夹角变大，而这两个力的合力却不变，如图所示．两个支持力变大，则滑动摩擦力大小也变大．因此不能推动圆柱形工件，该工件处于静止状态，D正确，A、B、C错误．4．如图，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑．已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则A与B的质量之比为()A．eq\f(1,μ1μ2) B．eq\f(1－μ1μ2,μ1μ2)C．eq\f(1＋μ1μ2,μ1μ2) D．eq\f(2＋μ1μ2,μ1μ2)【答案】B【解析】B刚好不下滑，说明B的重力等于最大静摩擦力，即mBg＝μ1F.A恰好不滑动，视A、B为一个整体，水平力等于整体的最大静摩擦力，即F＝μ2(mA＋mB)g.联立两式可解得eq\f(mA,mB)＝eq\f(1－μ1μ2,μ1μ2).选项B正确．5．(2019年兴平一模)如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上，若物块质量为6kg，斜面倾角为37°，动摩擦因数为0.5，物块在斜面上保持静止，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10m/s2，cos37°＝0.8，sin37°＝0.6，则F的可能值为()A．10N B．20NC．0N D．62N【答案】B【解析】当物体受到的摩擦力沿斜面向上时，由共点力平衡可知mgsin37°－μmgcos37°－F＝0，解得F＝mgsin37°－μmgcos37°＝12N．当物体受到的摩擦力沿斜面向下时，由共点力平衡可知mgsin37°＋μmgcos37°－F′＝0，解得F′＝mgsin37°＋μmgcos37°＝60N．故施加的外力F范围为12N≤F≤60N，B正确．6．(2018年松原名校模拟)如图所示，橡皮筋一端固定在O点，用力F1和F2共同作用于橡皮筋的另一端，使之伸长到某点，这时力F1和F2与橡皮筋之间的夹角分别为α、β，现保持橡皮筋的位置不变，力F2的大小保持不变，而使力F2逆时针转过某一角度(小于β)则可能需要()A．增大F1的同时，增大α角B．增大F1的同时，α角不变C．增大F1的同时，减小α角D．减小F1的同时，减小α角【答案】A【解析】以O点为研究对象，F1和F2的合力不变，而力F2的大小保持不变，使力F2逆时针转过某一角度(小于β)，各力变化如图所示．由图可知，F1的大小变大，夹角α增大，故A正确，B、C、D错误．7．(多选)如图所示，一个“房子”形状的铁制音乐盒静止在水平面上，一个塑料壳里面装有一个圆柱形强磁铁，吸附在“房子”的顶棚斜面上，保持静止状态．已知顶棚斜面与水平面的夹角为θ，塑料壳和磁铁的总质量为m，塑料壳和顶棚斜面间的动摩擦因数为μ，则以下说法正确的是()A．塑料壳对顶棚斜面的压力大小为mgcosθB．顶棚斜面对塑料壳的摩擦力大小一定为μmgcosθC．将塑料壳与磁铁看作一个整体，顶棚斜面对它的支持力、吸引力和摩擦力的合力等于mgD．磁铁的磁性若瞬间消失，塑料壳不一定会往下滑动【答案】CD【解析】将塑料壳和圆柱形磁铁当作整体进行受力分析，它受重力、支持力(垂直斜面向上)、沿斜面向上的摩擦力、顶棚对圆柱形磁铁的吸引力而处于平衡状态，则塑料壳对顶棚斜面的压力大于mgcosθ，A错；顶棚斜面对塑料壳的摩擦力大小等于mgsinθ，B错；将塑料壳和磁铁看作一个整体，顶棚斜面对它的支持力、吸引力和摩擦力三者的合力大小等于mg，C正确；当磁铁的磁性消失时，最大静摩擦力大小发生变化，但合力可能为零，可能保持静止状态，则塑料壳不一定会往下滑动，D正确．综合提升练习8．(多选)(2019年洛阳名校二模)两个中间有孔的质量为M的小球A、B用一轻弹簧相连，套在水平光滑横杆上．两个小球下面分别连一轻弹簧．两轻弹簧下端系在一质量为m的小球C上，如图所示．已知三根轻弹簧的劲度系数都为k，三根轻弹簧刚好构成一等边三角形．下列说法正确的是()A．水平横杆对质量为M的小球的支持力为Mg＋mgB．连接质量为m的小球的轻弹簧的弹力为eq\f(mg,3)C．连接质量为m的小球的轻弹簧的伸长量为eq\f(\r(3),3k)mgD．套在水平光滑横杆上的轻弹簧的形变量为eq\f(\r(3),6k)mg【答案】CD【解析】先将三个小球当作整体，在竖直方向，整体受到两个力作用：竖直向下的重力、竖直向上的支持力，其大小为FN＝(2M＋m)g，则eq\f(FN,2)是水平横杆对质量为M的小球的支持力，A错误；以C为研究对象，受到的弹力为F，则有2Fcos30°＝mg，F＝eq\f(mg,2cos30°)＝eq\f(\r(3)mg,3)，B错误；连接质量为m的小球的轻弹簧的伸长量为Δx＝eq\f(\r(3)mg,3k)，C正确；对M进行受力分析，在水平方向，设连接M的弹簧所受的弹力为F′，有F′＝Fcos60°，则kx′＝eq\f(1,2)F′，得x′＝eq\f(\r(3)mg,6k)，D正确．9．(多选)如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平地面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同，下列说法正确的有()A．三条绳中的张力都相等B．杆对地面的压力大于自身重力C．绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D．绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力【答案】BC【解析】由于三条绳子的长度不同，绳子与竖直方向的夹角不同，故绳中的张力也不相等，A错误；三条绳子对杆的拉力都有竖直向下的分力，分别设为T1y、T2y、T3y，杆的重力设为G，地面对杆的支持力设为N支，由平衡条件知，N支＝T1y＋T2y＋T3y＋G＞G，再根据牛顿第三定律，杆对地面的压力N压＝N支＞G，故B正确；杆受到三条绳子的拉力在水平方向的分力分别为T1x、T2x、T3x，三个力平衡，合力为零，C正确；绳子对杆的拉力的合力即为拉力在竖直方向分力的合力，方向竖直向下，与重力的方向相同，故与重力不可能是一对平衡力，D错误．10．(2019年江苏名校模拟)如图所示，置于地面的矩形框架中用两细绳拴住质量为m的小球，绳B水平．设绳A、B对球的拉力大小分别为F1、F2，它们的合力大小为F.现将框架在竖直平面内绕左下端缓慢旋转90°，在此过程中()A．F1先增大后减小 B．F2先增大后减小C．F先增大后减小 D．F先减小后增大【答案】B【解析】对小球受两绳的拉力的分析如图所示．小球处于静止状态，受力平衡，两绳的拉力的合力F与小球重力大小相等、方向相反，则F大小不变．根据平行四边形定则可知，将框架在竖直平面内绕左下端缓慢旋转90°(逆时针旋转)的过程中，以两绳为参考则相当于重力沿顺时针转90°，相当于F沿图中圆弧转90°，易知此过程中F1逐渐减小，F2先增大后减小，当绳A处于水平方向时(即F1与F垂直)，F2最大，故B正确．(正弦定理解法：设A绳拉力与两绳合力的夹角为β，两绳夹角α不变，则β从锐角增大到钝角α，由正弦定理得eq\f(mg,sin180°－α)＝eq\f(F1,sinα－β)＝eq\f(F2,sinβ)，其中α不变，β由α－90°→α，则F1减小，F2先增大后减小)11．如图所示，AC和BC两轻绳共同悬挂一质量为m的物体，若保持AC绳的方向不变，AC与竖直方向的夹角为60°，改变BC绳的方向，试求：(1)物体达到平衡时，θ角的取值范围．(2)θ在0°～90°的范围内，求BC绳上拉力的最大值和最小值．【答案】(1)0°≤θ<120°(2)eq\r(3)mgeq\f(\r(3),2)mg【解析】(1)改变BC绳的方向时，AC绳