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宁波第三章 相互作用——力单元测试卷(含答案解析)

C.将小球的速度v分解可知,绳子的速度
可知绳子移动的速度大小小于小球沿斜面运动的速度的大小,选项C错误。
故选D。
7.如图所示,物块正在沿粗糙的斜面匀速下滑,斜面保持静止状态。在下列几种情况中,物块仍沿斜面下滑,则关于地面对斜面体的摩擦力正确说法是( )
A.若对物块施加竖直向下的外力,地面对斜面体的摩擦力水平向左
A.将Q点缓慢上移,细绳中的弹力不变
B.将P点缓慢上移,细绳中的弹力变小
C.减小两木杆之间的距离,细绳中的弹力变大
D.增大两木杆之间的距离,细绳中的弹力不变
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
设滑轮所受绳子拉力为T,到左边木杆距离为x1,到右边木杆距离为x2,左侧细绳长度为L1,右侧细绳长度为L2,受力分析如图所示。
B.转动一周的过程中,当MN边第一次处于竖直位置时ON边受到的力最大且为
C.转动一周的过程中OM边受到的力最大值为2G
D.转动一周的过程中有可能存在使OM、ON、MN三边都同时受力的位置
【答案】ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A.转动 为0到 的过程中如图所示, 边在小球的上方, 边受到小球的压力一直为零,故A正确;
BCD.转动一周的过程中,当 边在小球的上方时, 边受到小球的压力一直为零,设 边与水平方向的夹角为 ,如图所示
根据平衡条件可得 边受到的力
边受到的力
当 边在小球的上方时, 边受到小球的压力一直为零,设 边与水平方向的夹角为 ,如图所示
根据平衡条件和正弦定理可得
可知,当 时,即 边第一次处于竖直位置时 边受到的力最大,最大为
B.若对物块施加垂直于斜面向下的外力,地面对斜面体的摩擦力水平向左
C.若对物块施加沿斜面向下的外力,地面对斜面体的摩擦力水平向右
D.若对物块施加沿斜面向下的外力,地面对斜面体没有摩擦力
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
物块沿粗糙的斜面匀速下滑,物块处于平衡状态,斜面体对物块的力竖直向上与重力平衡,物块对斜面体的力竖直向下,地面对斜面体没有摩擦力。
当 边在小球的上方时, 边受到小球的压力一直为零,设 边与水平方向的夹角为 ,如图所示
根据平衡条件和正弦定理可得
可知,当 时, 边受到的力最大,最大为
所以转动一周的过程中不可能存在使 、 、 三边都同时受力的位置,故B、C正确,D错误;
故选ABC。
12.如图所示,M、N两物体叠放在一起,在恒力F作用下,一起向上做匀加速直线运动,则关于两物体受力情况的说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
以乒乓球和水为研究对象,受力分析如图
根据平衡条件有
A点对乒乓球的支持力大小为
选项B正确,ACD错误。
故选B。
6.如图所示的装置中,在A端用外力F把一个质量为m的小球沿倾角为30°的光滑斜面匀速向上拉动,已知在小球匀速运动的过程中,拴在小球上的绳子与水平固定杆之间的夹角从45°变为90°,斜面体与水平地面之间是粗的,并且斜面体一直静止在水平地面上,不计滑轮与绳子之间的摩擦.则在小球匀速运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.水平力F变小B.物体A所受合力变大
C.物体A所受摩擦力不变D.斜面体所受地面的摩擦力变大
【答案】D
【解析】
【分析】
先对物体B进行受力分析,根据共点力平衡条件求出绳的拉力,再对A进行受力分析,同样根据共点力平衡条件得出各个力的情况,对斜面体所受地面的摩擦力可以用整体法进行分析。
【详解】
A.对B物体进行受力分析,如图
A.tan 15°B.tan 30°C.tan 60°D.tan 75°
【答案】C
【解析】
试题分析:小球C为轻环,重力不计,受两边细线的拉力的合力与杆垂直,C环与乙环的连线与竖直方向的夹角为600,C环与甲环的连线与竖直方向的夹角为300,A点与甲环的连线与竖直方向的夹角为300,
乙环与B点的连线与竖直方向的夹角为600,根据平衡条件,对甲环: ,对乙环有: ,得 ,故选C.
一、第三章相互作用——力易错题培优(难)
1.如图所示,一固定的细直杆与水平面的夹角为α=15°,一个质量忽略不计的小轻环C套在直杆上,一根轻质细线的两端分别固定于直杆上的A、B两点,细线依次穿过小环甲、小轻环C和小环乙,且小环甲和小环乙分居在小轻环C的两侧.调节A、B间细线的长度,当系统处于静止状态时β=45°.不计一切摩擦.设小环甲的质量为m1,小环乙的质量为m2,则m1∶m2等于( )
故选D。
8.如图所示,固定有光滑竖直杆的三角形斜劈放置在水平地面上,放置于斜劈上的光滑小球与套在竖直杆上的小滑块用轻绳连接,开始时轻绳与斜劈平行。现给小滑块施加一个竖直向上的拉力F,使小滑块沿杆缓慢上升,整个过程中小球始终未脱离斜劈,则( )
A.小球对斜劈的压力逐渐减小
B.斜劈对地面压力保持不变
C.地面对斜劈的摩擦力逐渐减小
A.斜劈P所受合外力增大B.斜劈P对竖直墙壁的压力不变
C.墙面对斜劈P的摩擦力可能增大D.球Q对地面的压力不变
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由于系统仍保持静止,斜劈P所受合外力仍为零,保持不变,A错误;
B.将斜劈和球作为一个整体,当F增大时,斜劈P对竖直墙壁的压力也增大,B错误;
C.如果斜劈原来受到的摩擦力向上,增大F时,球对斜劈斜面的压力变大,斜劈受到的摩擦力可能减小,而如果斜劈原来受到的摩擦力向下,增大F时,球对斜劈的压力变大,斜所受摩擦力变大,C正确;
D.同理,增大两木杆之间的距离,即d变大, 增大, 减小,则细绳中弹力增大,故D错误。
故选A。
3.如图所示,在粗糙地面上放有一装有定滑轮的粗糙斜面体,将两相同的A、B两物体通过细绳连接处于静止状态,用水平力F作用于物体B上,缓慢拉开一小角度,斜面体与物体A仍然静止。则下列说法正确的是( )(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)
A.F缓慢增大B.F缓慢减小C.N不变D.N缓慢减小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
对物体进行受力分析:物体受重力mg、支持力FN、水平力F.已知小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点,我们可以看成小滑块每一个状态都是平衡状态.根据平衡条件,应用力的合成得出:
,由于小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点,所以θ减小,tanθ减小,sinθ减小.根据以上表达式可以发现F增大,FN增大.故选A.
根据共点力平衡条件

在缓慢拉开B的过程中,θ角度变大,故绳上的张力T变大,水平力F增大,故A错误;
B.因物体A始终处于静止,故A所受合外力为0,B错误;
C.物体A受重力、支持力、细线的拉力,可能没有摩擦力,也可能有沿斜面向下的静摩擦力,还有可能受斜面向上的静摩擦力。故拉力T增大后,静摩擦力可能变小,也可能变大,故C错误;
【点睛】
物体的动态平衡依然为高考命题热点,解决物体的平衡问题,一是要认清物体平衡状态的特征和受力环境是分析平衡问题的关键;二是要学会利用力学平衡的结论(比如:合成法、正交分解法、效果分解法、三角形法、假设法等)来解答;三是要养成迅速处理矢量计算和辨析图形几何关系的能力.
5.在一半径为R、质量为m的乒乓球内注入质量为M的水,但未将乒乓球注满,用水平“U”形槽将其支撑住,保持静止状态,其截面如图所示。已知“U”形槽的间距d=R,重力加速度为g,忽略乒乓球与槽间的摩擦力,则“U”形槽侧壁顶端A点对乒乓球的支持力大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析:先以左侧小球为研究对象,分析受力情况:重力 、绳子的拉力T和半球的支持力N,作出力图.
由平衡条件得知,拉力T和支持力N的合力与重力mg大小相等、方向相反.设 ,根据三角形相似得: ,解得: …①同理,以右侧小球为研究对象,得: …②,由①:②得 ,
物体受力平衡,由平衡条件可知
解得

设两木杆之间的距离为d,绳的总长为L,由几何关系有
由于 ,两式相加可得
可解得
AB.上下移动P或者Q,因为两杆的宽度d不变,绳子的长度L也不变,故有 角度不变,由上面的分析
可知细绳中的弹力不变,故A正确,B错误;
C.减小两木杆之间的距离,即d变小,由 可知,两侧绳与竖直方向夹角 减小,由 可知, 减小, 增大,则细绳中弹力减小,故C错误;
A.地面对斜面体的静摩擦力始终为零
B.绳子对水平杆上的滑轮的合力一定大于绳子的拉力
C.绳子A端移动的速度大小大于小球沿斜面运动的速度大小
D.外力F一定增大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
D.设连接小球的绳子与水平方向的夹角为θ,对小球沿斜面方向,由平衡条件有
则当θ角从45°变为90°的过程中,绳子的拉力T变大,因F=T,则外力F一定增大,选项D正确;
A.若对物块施加竖直向下的外力,相当于物块的重力增加了,物块仍做匀速运动,地面对斜面体的摩擦力仍为零,A错误;
CD.若对物块施加沿斜面向下的外力,此时,物块对斜面体的摩擦力与匀速下滑时相等,物块对斜面体的压力与匀速时相等,因此斜面受力没变,地面对斜面体的摩擦力仍为零,C错误,D正确;
B.若对物块施加垂直于斜面向下的外力,把该外力分解为竖直向下的和沿斜面向上的两个分力(两个分力不再相互垂直),两个分力单独作用时,竖直向下的外力不会造成地面对斜面体有摩擦,沿斜面向上的分力只能使物块减速运动,物块对斜面体的压力和摩擦力不变,也不会造成地面对斜面体产生摩擦力,两个分力同时作用时,地面对斜面体的摩擦力仍为零,即若对物块施加垂直于斜面向下的外力,地面对斜面体的摩擦力仍为零,B错误。
根据平衡条件,有水平方向
竖直方向
由于N减小,故N′减小,F增加;
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