《 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．(2021年上海交大附中模拟)关于力的合成与分解，以下说法正确的是()A．合力一定大于任意一个分力B．合力、分力大小全部相等是可以的C．分力、合力一定不能都在一条直线上D．合力大小不可能等于二个分力中的任何一个【答案】B【解析】由力的平行四边形定则可知，合力可能大于分力，可能等于分力，也可能小于分力，A错误；根据力的合成法则可知，合力、分力大小全部相等是可以的，B正确；根据力的合成法则，分力、合力可以都在一条直线上，C错误；由力的平行四边形定则可知，合力可能大于分力，可能等于分力，也可能小于分力，D错误．2．已知两个共点力F1、F2的合力F大小为10N，F1的大小为6N，F2的方向与合力F的方向的夹角为θ，则θ的值可能为()A．30° B．45°C．60° D．90°【答案】A【解析】将F分解，如图所示，可见F1大小固定，则F1与F2垂直时，θ有最大值，可得Fsinθmax＝F1，代入数据得θmax＝37°，则θ≤37°，A正确．3．(2021年北京四十三中月考)如图所示，用同样大小的力F1、F2提一桶水沿水平路面做匀速直线运动．已知两个力F1、F2在同一竖直平面内．下列说法中正确的是()A．两个力间的夹角大些比小些省力B．两个力间的夹角大些或小些，F1、F2的大小不变C．两个力间的夹角变大，F1、F2的合力也变大D．两个力间的夹角变大，F1、F2的合力保持不变【答案】D【解析】设两位同学的手臂对水桶的拉力大小为F，设两位同学的手臂均与竖直方向成θ角，根据对称性可知，两人对水桶的拉力大小相等，则根据平衡条件得2Fcosθ＝G，得F＝eq\f(G,2cosθ)，可知当两人对水桶的作用力之间的夹角变大时，每人的作用力大小变大，因此两个力间的夹角小些比大些省力，A、B错误；两个力间的夹角变大，F1、F2的合力大小等于水桶的重力，保持不变，C错误，D正确．4．(2021年武汉质检)水上飞伞是一项锻炼勇气和毅力的水上娱乐活动．快艇开动后，拖在快艇后面的空中飞伞，在风力和绳子牵引力的作用下升起，游客乘伞体验在空中飞翔的感觉．下列各图中的O点均表示游客，能正确反映飞伞载着游客在空中匀速飞行的是() A B C D【答案】A【解析】游客在空中受重力mg，绳子牵引力F1，飞伞的拉力F2，受力分析如下图，游客在空中匀速飞行，能正确反映游客受力处于平衡状态的是A图，故A正确，B、C、D错误．ABCD5．(2021年连云港模拟)如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右．细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为T，则风对气球作用力的大小为()A．eq\f(T,sinα) B．eq\f(T,cosα)C．Tsinα D．Tcosα【答案】C【解析】对气球受力分析，由水平方向平衡条件可得F风＝Tsinα，故C正确．6．(2021年河南模拟)如图为一个用细绳悬挂的广告装饰，由4个完全相同的装饰球组成．当沿水平方向的风吹过时，悬绳与竖直方向的夹角稳定在30°.设每个球的质量均为m，重力加速度为g.自上往下数，第一个球与第二个球之间细绳的弹力大小为()A．1.5mg B．eq\r(3)mgC．2mg D．2eq\r(3)mg【答案】D【解析】以下面3个球为研究对象，受到重力、风力及绳的拉力，由平衡条件可得cos30°＝eq\f(3mg,T)，可解得T＝2eq\r(3)mg，D正确．7．质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上，用水平力F拉着绳的中点O，使OA段绳偏离竖直方向一定角度，如图所示．设绳OA段拉力的大小为FT，若保持O点位置不变，则当力F的方向以顺时针缓慢旋转至竖直方向的过程中()A．F先变大后变小，FT逐渐变小B．F先变大后变小，FT逐渐变大C．F先变小后变大，FT逐渐变小D．F先变小后变大，FT逐渐变大【答案】C【解析】对结点O受力分析如图所示，当保持O点位置不变，则当力F的方向顺时针缓慢旋转至竖直方向的过程中，由图可知F先减小后增大，FT一直减小，故C正确．8．(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正方形强磁铁，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错误；顶棚斜面对塑料壳的摩擦力大小等于mgsinθ，B错误；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9．(多选)(2021年南昌名校期末)两个中间有孔、质量为M的小球A、B用一轻弹簧相连，套在水平光滑的横杆上．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．10．(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．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，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】解：(1)改变BC绳的方向时，AC绳的拉力FTA方向不变，两绳拉力的合力F与物体的重力平衡，重力大小和方向保持不变，如图