《 备考指南 物理 》课件-第2章 第1讲

第二章第1讲知识巩固练习1．下图所示的装置中，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3，其大小关系是()A．F1＝F2＝F3 B．F1＝F2＜F3C．F1＝F3＞F2 D．F3＞F1＞F2【答案】A【解析】第一幅图：以下面小球为研究对象，由平衡条件可知，弹簧的弹力等于小球的重力G；第二幅图：以小球为研究对象，由平衡条件可知，弹簧的弹力等于小球的重力G；第三幅图：以任意一个小球为研究对象，由平衡条件可知，弹簧的弹力等于小球的重力G.因此，平衡时各弹簧的弹力大小相等，即有F1＝F2＝F3.故A正确．2．某人骑自行车沿平直坡道向下滑行，其车把上挂有一只水壶，若滑行过程中悬绳始终竖直，如图所示，不计空气阻力，则下列说法错误的是()A．自行车一定做匀速运动B．壶内水面一定水平C．水壶及水整体的重心一定在悬绳正下方D．壶身中轴一定与坡道垂直【答案】D【解析】对水壶进行受力分析，受重力和绳子拉力，若水壶存在加速度，则加速度方向一定沿斜面方向，滑行过程中悬绳始终竖直，所以自行车一定做匀速运动，A正确；由于水壶水平方向不受力，沿水平方向做匀速直线运动，因此壶内水面一定水平，B正确；水壶受到共点力作用，重力和绳子拉力在同一直线上，则水壶及水整体的重心一定在悬绳正下方，C正确；由于不知道水壶的具体运动情况，则壶身中轴不一定与坡道垂直，D错误．3．如图所示，A、B两个物块的重力分别是GA＝3N，GB＝4N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F＝2N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是()A．3N和4N B．5N和6NC．1N和2N D．5N和2N【答案】D【解析】当弹簧由于被压缩而产生2N的弹力时，由受力平衡及牛顿第三定律知，天花板受到的拉力为1N，地板受到的压力为6N；当弹簧由于被拉伸而产生2N的弹力时，可得天花板受到的拉力为5N，地板受到的压力为2N，D正确．4．(2021年泉州联考)如图所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，细绳始终保持竖直．关于小球的受力情况，下列说法中正确的是()A．若小车静止，绳对小球的拉力可能为零B．若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零C．若小车向右运动，小球一定受两个力的作用D．若小车向右运动，小球一定受三个力的作用【答案】B【解析】小车静止时，小球受力平衡，只受重力和绳子拉力两个力的作用；小车向右运动可能有三种运动形式：向右匀速运动、向右加速运动和向右减速运动．当小车向右匀速运动时，小球受力平衡，只受重力和绳子拉力两个力的作用．当小车向右加速运动时，小球需有向右的合力，但由细绳保持竖直状态和斜面形状可知，该运动形式不可能有．当小车向右减速运动时，小球需有向左的合力，则一定受重力和斜面的支持力，可能受绳子的拉力，也可能不受绳子的拉力．5．(2021年广州大学附中月考)在消防演习中消防员双手握住竖直的铁杆匀速攀上12m高的楼台，如图所示，完成指令后又沿铁杆匀速滑下，消防员匀速攀上和匀速滑下时受到铁杆的摩擦力分别记为f1和f2，那么()A．f1向下，f2向上 B．f1向上，f2向下C．f1向下，f2向下 D．f1向上，f2向上【答案】D【解析】消防员匀速攀上和匀速滑下时，都处于平衡状态，合力为零，由于重力方向竖直向下，所以摩擦力都向上，D正确．6．(多选)(2022年江苏名校专练)如图所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F的关系图线，根据图线可以确定()A．弹簧的原长为10cmB．弹簧的劲度系数为200N/mC．弹簧伸长15cm时弹力大小为10ND．弹簧伸长15cm时弹力大小为30N【答案】ABD【解析】当弹力为零时，弹簧处于原长，则原长为10cm，A正确；当弹簧的长度为5cm时，弹力为10N，此时弹簧压缩量x＝10cm－5cm＝5cm＝0.05m，根据胡克定律F＝kx得k＝eq\f(10,0.05)N/m＝200N/m，B正确；当弹簧伸长量x′＝15cm＝0.15m，根据胡克定律得F＝kx′＝200×0.15N＝30N，C错误，D正确．7．(多选)如图所示，四种情境中物体A均处于静止状态，它与外界的接触面(点)均光滑，其中物体A所受弹力示意图正确的是() eq\a\vs4\al(A.O为A球的球心，,C为A球的重心) eq\a\vs4\al(B.两球完全相同且接触，,O为A球的球心) eq\a\vs4\al(C.O为A球的球心，,墙壁竖直) eq\a\vs4\al(D.O为半球形的球心，,A为一根均匀直棒)【答案】ABC【解析】弹力的方向为垂直接触面指向受力物体，与物体的重心无关，A、C正确；假设两球间有弹力，两球将分离，所以两球无弹力，B正确；弹力的方向为垂直接触面指向受力物体，所以F2应指向球心，D错误．综合提升练习8．(多选)(2022年江苏镇江中学开学考)如图所示，一木板B放在水平面上，木块A放在木板B的上面，A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在直立墙壁上，用力F向左拉动木板B，使它以速度v做匀速运动，这时轻绳的张力为FT.下列说法中正确的是()A．木块A受到静摩擦力，方向向右B．木块A受到的滑动摩擦力大小等于FTC．若木板B以2v的速度匀速运动，则A受到的摩擦力大小等于FTD．若木板B以2v的速度匀速运动，则向左的拉力大小为2FT【答案】BC【解析】因为两物体相对运动，所以木块A受到滑动摩擦力，方向向左，A错误；根据二力平衡，木块A受到的滑动摩擦力大小等于FT，B正确；木板运动的速度大小不影响两物体间的滑动摩擦力大小，所以A受到的摩擦力大小等于FT，C正确；只要木板匀速运动，则木板所受到的合力为零，所以拉力不变，D错误．9．(多选)(2021年山西大附中模拟)如图所示放在粗糙水平面上的木块处于静止状态，从t＝0时刻开始受到一个水平拉力F＝F0＋kt(式中F0、k均为常数)作用，认为最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，则下图中，能反映t0时间内，木块受到地面的摩擦力Ff随时间t变化的规律的是() A B C D【答案】ABD【解析】若将力F加在物体上后物体即开始运动，即F0＞μmg，物体受到的摩擦力始终为滑动摩擦力，根据Ff＝μmg可知，滑动摩擦力的大小与拉力F的大小无关，A正确；木块在水平方向受到拉力F的作用，产生向右的运动趋势，若静止，则要受到静摩擦力的作用．根据共点力的平衡可知，水平方向的静摩擦力的大小与拉力F的大小始终相等，即Ff＝F＝F0＋kt为时间的线性函数，B正确；若开始时刻F0＜μmg，t0时刻F＞μmg，则物体先受到静摩擦力作用，Ff为时间的线性函数，后受到滑动摩擦力的作用，滑动摩擦力的大小与拉力F的大小无关，C错误、D正确．10．图中所示为高铁供电线路两电线杆之间电线覆冰后的情形，假设电线质量分布均匀，两电线杆正中间O处的张力为F，电线与电线杆结点A处的切线与竖直方向的夹角为θ.问：结点A处作用于电线的拉力FA大小为多少？两电线杆间覆冰电线的质量为多少？【答案】解：解法一合成法．如图甲所示，作出两电线杆间左半部分覆冰电线的受力图．由“共面不平行的三个力平衡，则这三个力必为共点力”可知，这三个力为共点力．由三力平衡时，任意两力的合力应与第三个力平衡，故F与eq\f(1,2)mg的合力应与FA平衡，设该合力与eq\f(1,2)mg的夹角为θ，由平行四边形定则作出F与eq\f(1,2)mg的合力，解直角三角形得FA＝eq\f(F,sinθ)，eq\f(1,2)mg＝Fcotθ，解出m＝eq\f(2Fcotθ,g).解法二效果分解法．如图乙所示，作出两电线杆间左半部分覆冰电线的受力图．将重力沿F与FA的反方向分解，由力的平衡有F＝G1，FA＝G2.解直角三角形得G2＝eq\f(G1,sinθ)，eq\f(1,2)mg＝G1cotθ，联立解出FA＝eq\f(F,sinθ)，m＝eq\f(2Fcotθ,g).解法三正交分解法．如图丙所示，作出两电线杆间左半部分覆冰电线的受力图．将拉力FA沿水平方向与竖直方向分解，由力的平衡有F＝