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1、相互作用、共点力平衡质量检测(二)(时间：90 分钟总分：110 分)一、选择题(本题共 12 小题，每小题4 分，共 48 分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全选对的得4 分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0 分)1某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力：将一张白纸铺在水平地面上，把排球在水里弄湿，然后让排球从规定的高度自由落下，并在白纸上留下球的水印再将印有水印的白纸铺在台秤上，将球放在纸上的水印中心，缓慢地向下压球，使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印，记下此时台秤的示数即为冲击力的最大值下列物理学习或研究中
2、用到的方法与该同学的方法相同的是()A建立“合力与分力”的概念B建立“点电荷”的概念C建立“瞬时速度”的概念D研究加速度与合力、质量的关系解析 根据题意可知，该同学利用等效替代思想来测量最大冲击力，而建立“合力与分力”的概念也是利用等效替代思想，选项A 正确答案 A 2(2011 北京西城期末考试)两个共点力F1、F2，其中 F150 N、F230 N它们合力的大小不可能是()A80 NB50 N C30 N D10 N 解析 本题考查力的合成二力合成合力的范围在|F1F2|F|F1F2|，代入数据可得，合力的范围：20 NF80 N，所以 D 不可能答案 D 3(2011 安徽名校联考)如图
3、所示，教室的磁性黑板上经常用一些小磁铁将挂图压在黑板上，关于被磁铁压在黑板上的挂图的受力情况，下列说法正确的是()A挂图受到三个力的作用B挂图受到两个互相平衡摩擦力作用C挂图对黑板的压力与磁铁对挂图的压力是一对作用力与反作用力D增强磁铁的磁性，挂图受到的摩擦力不变解析 主要考查的知识点是：重力、弹力、摩擦力的产生条件及在力的三要素的基础上对物体进行正确的受力分析，挂图受五个力作用，A 错误；挂图所受两摩擦力的大小不相等，B 错误：挂图对黑板的压力与黑板对挂图的压力才是作用力和反作用力，C 错误；增强磁铁的磁性，挂图受摩擦力不变，方向向上，大小等于挂图重力的大小，D 正确答案 D 名师资料总结-
4、精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 9 页 -4(2011 深圳模考)如图所示，在某同学通过滑轮组将一重物缓慢吊起的过程中，该同学对绳的拉力将(滑轮与绳的重力及摩擦不计)()A逐渐变小B逐渐变大C先变大后变小D先变小后变大解析 本题考查三力平衡和力的合成由于两绳的拉力的合力始终与重力平衡，而夹角逐渐增大，故拉力也逐渐增大答案 B 5如图，质量均为m 的物体 A、B 通过一劲度系数为k 的弹簧相连，开始时B 放在地面上，A、B 均处于静止状态，现通过细绳将A 向上拉起，当B 刚要离开地面时，A 上升距离为 L，假设弹簧一直在弹性限度内，则()AL2mgkBLmgk解析 拉 A 之前，
5、A 静止时，mgkx1，弹簧的压缩量为x1，当 B 刚要离开地面时，弹簧的伸长量为x2，mgkx2，所以 A 上升的距离为Lx1x22mgk，故 A 正确答案 A 6(2011 湖北省武汉市武昌区高三调研测试)在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力规律的实验中，特设计了如图甲所示的演示装置，力传感器A 与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连(调节传感器高度可使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻质定滑轮系一只空砂桶(调节滑轮可使桌面上部细绳水平)，整个装置处于静止状态.实验开始时打开传感器同时缓慢向砂桶里
6、倒入砂子，小车一旦运动起来，立即停止倒砂子，若力传感器采集的图象如图乙，则结合该图象，下列说法正确的是()名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 9 页 -A可求出空砂桶的重力B可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小C可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小D可判断小车动起来后做匀速直线运动(滑块仍在车上)解析 挂上空砂桶时，小车静止，故此时所受的静摩擦力与空砂桶的重力相等，所以空砂桶的重力为2 N，A 正确；当小车被拉动时，小车所受的滑动摩擦力为3 N，B 正确；而小车刚要拉动时，对应的为最大静摩擦力，由图象可知，最大静摩擦力为3.5 N，C 正确；拉力大于3.5 N
7、时，小车才能运动，故小车将做加速运动，D 错误答案 ABC 7(2011 宁夏银川一中高三第五次月考)如右图所示，顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平地面上，A、B 两物体通过细绳连接，并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦).现用水平向右的力F 作用于物体B 上，将物体B 缓慢拉高一定的距离，此过程中斜面体与物体A 仍然保持静止.在此过程中()A水平力 F 一定变小B斜面体所受地面的支持力一定变大C地面对斜面体的摩擦力一定变大D物体 A 所受斜面体的摩擦力一定变大解析 解决该类问题的前提是进行正确的受力分析，再结合平衡条件及数学知识进行判断.取物体 B 为研究对象，分析其受力情况如图，
8、由平衡条件可得：Fmgtan，FTmgcos(为 FT与竖直方向的夹角)，在物体 B 缓慢拉高的过程中，增大，则水平力 F 随之变大.对A、B 两物体与斜面体这个整体而言，由于斜面体与物体A 仍然保持静止，则地面对斜面体的摩擦力一定变大，但是因为整体竖直方向并没有其它力，故斜面体所受地面的支持力不变；在这个过程中尽管绳子张力变大，但是由于物体A 所受斜面体的摩擦力开始并无法确定其方向，故物体A 所受斜面体的摩擦力的情况无法确定名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 9 页 -答案 C 8假期里，一位同学在厨房里帮妈妈做菜，对菜刀发生了兴趣他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不
9、一样，刀刃前部的顶角小，后部的顶角大，他先后作出过几个猜想，其中合理的是()A刀刃前部和后部厚薄不均匀，仅是打造方便，外观美观，跟使用无关B在刀背上加上同样的力时，分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关C在刀背上加上同样的压力时，顶角越大，分开其他物体的力越大D在刀背上加上同样的压力时，顶角越小，分开其他物体的力越大解析 根据力 F 产生的作用效果，可以把力F 分解为两个垂直于侧面的力F1、F2，如图所示，由对称性可知：F1F2.根据力三角形OF1F 与几何三角形ACB 相似可得：F1LFd所以 F1 F2LdF即刀刃前部和后部厚薄不均匀，可以使分开物体的力大于压力F，顶角越小，分开物体的力越大，所以
10、选项D 正确答案 D 9(2011 安徽六校联考)如图所示，位于倾角为的斜面上的物块B 由跨过定滑轮的轻绳与物块 A 相连从滑轮到A 与 B 的两段绳都与斜面平行已知A 与 B 之间及 B 与斜面之间均不光滑，若用一沿斜面向下的力F 拉 B并使它做匀速直线运动，则 B受力的个数为()A4 个B5 个C6 个D7 个解析 对 B 进行受力分析，它受重力、斜面的支持力、拉力F、细绳沿斜面向上的拉力、物块A 对 B 的压力、物块A 与 B 之间的滑动摩擦力、B 与斜面间的滑动摩擦力，因此B 共受 7 个力作用答案 D 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 9 页 -10(20
11、11 温州十校联考)如图所示，质量为M、半径为 R、内壁光滑的半球形容器静放在粗糙水平地面上，O 为球心 有一劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在半球形容器底部O处，另一端与质量为m 的小球相连，小球静止于P 点已知地面与半球形容器间的动摩擦因数为 ，OP 与水平方向的夹角为 30.下列说法正确的是()A小球受到轻弹簧的弹力大小为32mgB小球受到半球形容器的支持力大小为12mgC小球受到半球形容器的支持力大小为mgD半球形容器受到地面的摩擦力大小为32mg解析 小球在 P 点受到竖直向下的重力mg，还受到沿 PO 方向的支持力和沿OP 方向的弹簧弹力，由几何关系知它们与竖直方向的夹角皆为60，由
12、平衡条件知它们的大小与重力大小相等，则A、B 错误，C 正确；由整体法知半球形容器受到地面的摩擦力为0，D错误答案 C 11如图所示，一质量为M、倾角为 的斜面体放在水平地面上，质量为 m 的小木块(可视为质点)放在斜面上，现有一平行于斜面的、大小恒定的拉力F 作用于小木块，拉力在斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中，斜面体和小木块始终保持静止状态，下列说法正确的是()A小木块受到斜面的静摩擦力最大为F2 mgsin2B小木块受到斜面的静摩擦力最大为FmgsinC斜面体受到地面的静摩擦力最大为FD斜面体受到地面的静摩擦力最大为Fcos解析 由于小木块始终保持静止，因此在斜面上，小木块沿斜面
13、方向受到的拉力、静摩擦力及重力沿斜面向下的分力三者平衡，因此当F 沿斜面向下时静摩擦力最大，为Fmgsin.对小木块和斜面体两者整体分析，当 F 水平时，斜面体受到地面的静摩擦力最大为F，故 B、C 正确答案 BC 12(2012 正定中学月考)如图所示，ACB 是一光滑的、足够长的、固定在竖直平面内的“”形框架，其中 CA、CB 边与竖直方向的夹角均为.P、Q 两个轻质小环分别套在CA、CB 上，两根细绳的一端分别系在P、Q 环上，另一端和一绳套系在一起，结点为O.将质量名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 9 页 -为 m的钩码挂在绳套上，OP、OQ两根细绳拉直后的
14、长度分别用L1、L2表示，若 L1L223，则两绳受到的拉力之比F1F2等于()A11 B23 C32 D49 解析 由于“”形框架光滑，OP、OQ 两根细绳拉直后必垂直于框架杆，OP、OQ两根细绳拉直后与竖直方向的夹角相等，所以两绳受到的拉力大小相等，选项A 正确答案 A 二、实验题(本题共 2 个小题，共12 分)13(6 分)为了探究弹簧弹力F 和弹簧伸长量x 的关系，某同学选了A、B 两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图象，从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线的原因是_B 弹簧的劲度系数为 _若要制作一个精确度较高的弹簧测力
15、计，应选弹簧_(填 A 或 B)解析 在弹簧的弹性限度以内，弹力与形变量是成正比的，图象上端出现弯曲是因为拉力过大，超过了弹簧的弹性限度由胡克定律得xFk，则图线斜率的倒数等于弹簧的劲度系数 k8 N8 cm100 N/m.精确度高意味着相同拉力下形变量大，相同刻度线下最小分度值小，故应选用劲度系数小的弹簧A.答案 拉力过大，超过了弹簧的弹性限度100 N/mA14(6 分)(2011 衡阳模拟)如图所示，某实验小组同学利用DIS 实验装置研究支架上力的分解 A、B 为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负A 连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动B
16、 固定不动，通过光滑铰链连接长03 m 的杆将细绳连接在杆右端O 点构成支架保持杆在水平方向，按如下步骤操作：测量绳子与水平杆的夹角AOB对两个传感器进行调零用另一根绳在O 点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数取下钩码，移动传感器A 改变 角重复上述实验步骤，得到表格.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 9 页 -F11.0010.580,1.002,F20.8680.291,0.865,3060,150,(1)根据表格，A 传感器对应的是表中力_(选填“F1”或“F2”)钩码质量为 _ kg(保留 1 位有效数字)(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确
17、的是()A因为事先忘记调零B何时调零对实验结果没有影响C为了消除横杆自身重力对结果的影响D可以完全消除实验的误差解析(1)A 传感器中的力均为正值，故A 传感器对应的是表中力F1，平衡时，mgF1sin，当 30 时，F11.001 N，可求得m0.05 kg.(2)在挂钩码之前，对传感器进行调零，目的是为了消除横杆自身重力对结果的影响，故 C 正确答案(1)F10.05(2)C 三、计算题(本大题共4 个小题，共50 分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15(12 分)如图所示，轻杆 BC 的 C 点用
18、光滑铰链与墙壁固定，杆的 B 点通过水平细绳AB 使杆与竖直墙壁保持30 的夹角 若在 B 点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物已知重物的质量m30 kg，人的质量M50 kg，g 取 10 m/s2.试求：(1)此时地面对人的支持力的大小；(2)轻杆 BC 和绳 AB 所受力的大小解析(1)因匀速提起重物，则 FTmg.且绳对人的拉力为mg，所以地面对人的支持力为：FNMgmg(5030)10 N200 N，方向竖直向上(2)定滑轮对 B 点的拉力方向竖直向下，大小为 2mg，杆对 B 点的弹力方向沿杆的方向，由共点力平衡条件得：FAB2mgtan30 230 1033N 2
19、00 3 N FBC2mgcos30 2301032N400 3 N.答案(1)200 N(2)400 3 N200 3 N 16(13 分)雨滴接近地面的过程可以看做匀速直线运动，此时雨滴的速度称为收尾速名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 9 页 -度某同学在一本资料上看到，雨滴的收尾速度v 与雨滴的半径r 成正比，由此该同学对雨滴运动中所受的阻力F 作了如下几种假设：(1)阻力只与雨滴的半径成正比，即Fkr(k 为常数).(2)阻力只与速度的平方成正比，即Fkv2(k 为常数)(3)阻力与速度的平方和半径的乘积成正比，即Fkrv2(k 为常数)你认为哪种假设能够解
20、释雨滴收尾速度与半径成正比这一关系？请写出推导过程解析 雨滴达到收尾速度状态时，处于平衡状态，只受重力和空气阻力F.由平衡条件得FGmg43r3g.r、分别为雨滴的半径、密度由题意知 vk1rk1为常数由 得 F4g3k21rv2krv2式中 k4g3k21由推导知，阻力与速度的平方和半径的乘积成正比即 Fkrv2假设才能解释vr.答案 见解析17(12 分)(2012 江西吉安、泰和，遂川月考)如图所示，质量M2 3 kg 的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块A 与质量 m3 kg 的小球B 相连今用跟水平方向成30 角的力F10 3 N，拉着 B 带动 A 一起向右匀速运动，运动中A、B
21、相对位置保持不变，取g10 m/s2.求：(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角；(2)A 与水平杆间的动摩擦因数.解析(1)设轻绳对B 的拉力为T，由平衡条件可得：Fcos30 Tcos，Fsin30 Tsin mg解得 T10 3N，tan 33，即 30(2)又设轻绳对A 的拉力为T，则 TT，有：Tsin MgFN，Tcos FN，35答案(1)30(2)35名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 9 页 -18(13 分)(2011 湖南炎德英才大联考)如图所示，A、B 为竖直墙面上等高的两点，AO、BO 为长度相等的两根轻绳，CO 为一根轻杆，转轴C 在 AB 中
22、点 D 的正下方，AOB 在同一水平面内，AOB 120，COD60，若在 O 点处悬挂一个质量为m 的物体，系统处于平衡状态，试求：(1)绳 AO 所受的拉力F1和杆 OC 所受的压力F2；(2)若在 O 点施加一个力F(图中未画出)，要使两根绳AO 和 BO 中的张力为零，杆CO位置不变，则F 的最小值为多大？解析(1)对 O 点受力分析，受AO、BO 绳的拉力、与球连接的绳的拉力、杆CO 的弹力而 AO、BO 绳的拉力的合力沿OD 方向，在 COD 平面内对O 点分析，根据平衡条件有：F2cos30 mg2F1cos60 F2sin30 联立 式解得：F133mg，F2233mg(2)据力的合成与分解可知，当F 与 CO 垂直时，F 最小，即Fminmgsin30 12mg答案(1)F133mgF22 33mg(2)Fmin12mg名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 9 页 -