（2021新人教版）高中物理必修第一册期末复习（二） 力和物体的平衡期末复习讲义.zip

高一物理期末复习（二）高一物理期末复习（二）-力和物体的平衡力和物体的平衡 （第三章（第三章 相互作用相互作用-力）力） 【基础知识基础知识】 一、力、重力 1产生：由于地球的吸引而使物体受到的力 2大小：Gmg. 3方向：总是竖直向下 4重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集 中于一点，这一点叫做物体的重心 二、弹力 1弹力 (1)定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用 (2)产生的条件 两物体相互接触；发生弹性形变 (3)方向：与物体形变方向相反 特别提示：产生弹力的两个物体一定接触，但两个接触的物体之间不一定产生弹力 2胡克定律 (1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹簧的弹力的大小 F 跟弹簧伸长(或缩短)的长度 x 成正比 (2)表达式：Fkx. k 是弹簧的劲度系数，单位为 N/m；k 的大小由弹簧自身性质决定 x 是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度 三、摩擦力的分析与计算 计算摩擦力时首先要分清是静摩擦力还是滑动摩擦力 1滑动摩擦力由公式 FFN计算，应用此公式时要注意以下两点： (1) 为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；FN为两接触面间的正压力， 其大小不一定等于物体的重力 (2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面积的大小无关 2静摩擦力的计算 (1)它的大小和方向都跟产生相对运动趋势的力密切相关，跟接触面相互挤压力 FN无直接关系， 因此它具有大小、方向的可变性，变化性强是它的特点，对具体问题，要具体分析研究对象的运动 状态， 根据物体所处的状态(平衡、加速等)，由力的平衡条件或牛顿运动定律求解 (2)最大静摩擦力 Fmax：是物体将要发生相对运动这一临界状态时的摩擦力它的数值与 FN成 正比，在 FN不变的情况下，Fmax比滑动摩擦力稍大些，通常认为二者相等，而静摩擦力可在 0Fmax间变化 四、受力分析 1受力分析的基本步骤 (1)明确研究对象即确定分析受力的物体，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组 成的系统 (2)隔离物体分析将研究对象从周围的物体中隔离出来，进而分析周围物体有哪些对它施加 了力的作用 (3)画受力示意图边分析边将力一一画在受力示意图上，准确标出力的方向，标明各力的符 号 2受力分析的常用方法 (1)整体法和隔离法 研究系统外的物体对系统整体的作用力； 研究系统内部各物体之间的相互作用力 (2)假设法 在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力 存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在 五、力的合成与分解 1共点力合成的方法 (1)作图法 (2)计算法：根据平行四边形定则作出示意图，然后利用解三角形的方法求出合力. 2合力范围的确定 (1)两个共点力的合力范围：|F1F2|FF1F2，即两个力的大小不变时，其合力随夹角的增大 而减小当两力反向时，合力最小，为|F1F2|；当两力同向时，合力最大，为 F1F2. (2)三个共面共点力的合力范围 最大值：三个力同向时，其合力最大，为 FmaxF1F2F3. 最小值：以这三个力的大小为边，如果能组成封闭的三角形，则其合力的最小值为零，即 Fmin0；如不能，则合力的最小值的大小等于最大的一个力减去另外两个力和的绝对值， Fmin|F1(F2F3)|(F1为三个力中最大的力) 特别提醒：(1)两个分力一定时，夹角 越大，合力越小 (2)合力一定，两等大分力的夹角越大，两分力越大 (3)合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力的大小 3.力的分解与正交分解法 六、共点力作用下物体的平衡 1平衡状态 物体处于静止或匀速直线运动的状态 2共点力的平衡条件：F合0 或者 Fx合0 Fy合0) 【基本方法基本方法】 1.解决平衡问题的常用方法 方法内容 合成法 物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个 力大小相等，方向相反 分解法 物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其 分力和其他两个力满足平衡条件 正交分 解法 物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的力分解为相互垂 直的两组，每组力都满足平衡条件 2.整体法、隔离法与作图分析法 【典题例析】 【例例 1】如图所示，两个等大、反向的水平力 F 分别作用在物体 A 和 B 上，A、B 两物体均处于静 止状态若各接触面与水平地面平行，则 A、 B 两物体各受几个力() A3 个、4 个 B4 个、4 个 C4 个、5 个 D4 个、6 个 【例例 2】在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小，其原理如图所示仪器中一根轻质金 属丝下悬挂着一个金属球，无风时，金属丝竖直下垂；当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离 竖直方向一个角度风力越大，偏角越大通过传感器，就可以根据偏角的大小测出风力的大 小求风力大小 F 跟金属球的质量 m、偏角 之间的关系 思路点拨本题可按以下思路进行求解： 以金属球为研究 对象进行受力分析 根据平衡 条件列方程 解方程，确定F 与m、的关系 【例例 3】如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于 O 点现用水平力 F 缓慢推动斜面体，小 球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此 过程中斜面对小球的支持力 FN以及绳对小球的拉力 FT的变化情况是() AFN保持不变，FT不断增大 BFN不断增大，FT不断减小 CFN保持不变，FT先增大后减小 DFN不断增大，FT先减小后增大 审题突破用水平力 F 缓慢推动斜面体的含义是什么？在整个过程中小球受几个力？哪个力是恒 力？哪个力方向不变？ 【例例 4】如图所示，质量为 M 的直角三棱柱 A 放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面 倾角为 .质量为 m 的光滑球 B 放在三棱柱和光滑竖直墙之间A、B 处于静止状态，现对 B 加一竖 直向下的力 F，F 的作用线过球心设墙对 B 的作用力为 F1，B 对 A 的作用力为 F2，地面对 A 的 支持力为 F3，地面对 A 的摩擦力为 F4，若 F 缓慢增大而且整个装置仍保持静止，在此过程中() AF1保持不变，F3缓慢增大 BF2、F4缓慢增大 CF1、F4缓慢增大 DF2缓慢增大，F3保持不变 高一物理期末复习（二）高一物理期末复习（二）-力和物体的平衡专项复习训练力和物体的平衡专项复习训练 班级 姓名 评价 一一、单项选择题：本题共单项选择题：本题共 10 小题，每小题小题，每小题 5 分，共分，共 50 分，每小题只有一个选项符合题意分，每小题只有一个选项符合题意 1.如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角 .若此人所受重力为 G， 则椅子各部分对他的作用力的合力大小为() AG BGsin CGcos DGtan 2木块 A、B 的重力均为 40 N，它们与水平地面间的动摩擦因数均为 0.25，夹在 A、B 之间的轻 弹簧被压缩了 x2.0 cm，弹簧的劲度系数 k400 N/m，系统置于水平地面上静止不动，现用 F10 N 的水平力推木块 B，如图所示，力 F 作用后() A木块 A 所受静摩擦力大小为 10 N B弹簧的压缩量变为 2.5 cm C木块 B 所受静摩擦力为 0 D木块 B 所受静摩擦力大小为 2.0 N 3如图所示，将球用细绳系住放在倾角为 的光滑斜面上，当细绳由水平方向缓慢向上偏移至竖 直方向的过程中，细绳上的拉力将() A逐渐增大 B逐渐减小 C先增大后减小 D先减小后增大 4如图，在固定斜面上的一物块受到一外力 F 的作用，F 平行于斜面向上若要物块在斜面上保 持静止，F 的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为 F1和 F2(F20)由此可求出() A物块的质量 B斜面的倾角 C物块与斜面间的最大静摩擦力 D物块对斜面的正压力 5.L 形木板 P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面 的滑块 Q 相连，如图所示若 P、Q 一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力，则木板 P 的受力个数为 () A3 B4 C5 D6 6冰壶比赛的冰道表面覆盖着特制的微小颗粒如图所示，比赛时运动员常 在冰壶滑行的前方用冰刷快速擦刷冰面，使冰壶滑得更远设冰壶与冰面间的 动摩擦因数为 ，受到的滑动摩擦力为 f，则冰道被擦刷后 A 和 f 都增大 B 和 f 都减小 C 增大，f 减小 D 减小，f 增大 7.一质量为 m 的物块恰好静止在倾角为 的斜面上现对物块施加一个竖直向下的恒力 F，如图所 示，则物块() A仍处于静止状态 B沿斜面加速下滑 C受到的摩擦力不变 D受到的合外力增大 8如图，光滑斜面固定于水平面上，滑块 A、B 叠放后一起冲上斜面，且始终保持相对静止，A 上表面水平则在斜面上运动时，B 受力的示意图为() 9如图所示，用 OA、OB 两根轻绳将物体悬于两竖直墙之间，开始时 OB 绳水平现保持 O 点位 置不变，改变 OB 绳长使绳端由 B 点缓慢上移至 B点，此时 OB与 OA 之间的夹角 90.设此过程 中 OA、OB 的拉力分别为 FOA、FOB，下列说法正确的是() AFOA逐渐增大 BFOA逐渐减小 CFOB逐渐增大 DFOB逐渐减小 10.气象研究小组用图示简易装置测定水平风速。在水平地面上竖直固定一直杆，半径为 R、质量为 m 的薄空心塑料球用细线悬于杆顶端 O，当水平风吹来时，球在风力的作用下飘起来。已知风力大 小正比于风速和球正对风的截面积，当风速 v03 m/s 时，测得球平衡时细线与竖直方向的夹角 30。则() A60时，风速 v6 m/s B若风速增大到某一值时， 可能等于 90 C若风速不变，换用半径变大、质量不变的球，则 不变 D若风速不变，换用半径相等、质量变大的球，则 减小 二、二、简简答答题题：本本题题共共2 小小题题，共共 18 分分把把答答案案填填在在答答题题卡卡相相应应的的横横线线上上或或按按题题目目要要求求作作答答 11某同学用如图所示的实验装置来探究“力的平行四边形定则”弹簧测力计 A 挂于固定点 P，下 端用细线挂一重物 M.弹簧测力计 B 的一端用细线系于 O 点，手持另一端向左拉，使结点 O 静止在 某位置分别读出弹簧测力计 A 和 B 的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录 O 点的位置和拉线 的方向 (1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为 N，图中 A 的示数为_N. (2)下列不必要的实验要求是_(请填写选项前对应的字母) A应测量重物 M 所受的重力 B弹簧测力计应在使用前校零 C拉线方向应与木板平面平行 D改变拉力，进行多次实验，每次都要使 O 点静止在同一位置 (3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计 A 的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办 法_ _ _. 12.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 固定不动，通过光滑铰链连接长 0.3 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. 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 三、计算论述题：本题共三、计算论述题：本题共 2 小题，共小题，共 32 分解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算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 13如图所示，质量 M2 kg 的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量 m kg 的小球相连今 33 用跟水平方向成 30角的力 F10 N 拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中 M、m 相对 3 位置保持不变，g 取 10 N/kg.求： (1)运动过程中轻绳与水平方向夹角 ； (2)木块与水平杆间的动摩擦因数 . 14.如图所示，风筝借助于均匀的风和牵线对其作用，才得以在空中处于平衡状态图中所示风 筝质量为 400 g，某时刻风筝平面 AB 与水平面的夹角为 30，牵线对风筝的拉力与风筝平面成 53 角已知风对风筝的作用力与风筝平面相垂直，g 取 10 m/s2. (1)求此时风对风筝的作用力的大小和线对风筝的拉力大小； (2)若拉着线的下端以一定的速度匀速跑动时，线与水平面成 53角保持不 变，这时拉住线的力为 10 N，则风对风筝的作用力为多大？风筝平面与 水平面的夹角的正切值多大？ 高一物理期末复习（二）高一物理期末复习（二）-力和物体的平衡力和物体的平衡 （第三章（第三章 相互作用相互作用-力）力） 【基础知识基础知识】 一、力 1力的概念：物体与物体之间的相互作用 2力的作用效果 两类效果 使物体发生形变. 改变物体的运动状态.) 二、重力 1产生：由于地球的吸引而使物体受到的力 2大小：Gmg. 3方向：总是竖直向下 4重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集 中于一点，这一点叫做物体的重心 特别提示：(1)重力的方向不一定指向地心 (2)并不是只有重心处才受到重力的作用 三、弹力 1弹力 (1)定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用 (2)产生的条件 两物体相互接触；发生弹性形变 (3)方向：与物体形变方向相反 特别提示：产生弹力的两个物体一定接触，但两个接触的物体之间不一定产生弹力 2胡克定律 (1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹簧的弹力的大小 F 跟弹簧伸长(或缩短)的长度 x 成正比 (2)表达式：Fkx. k 是弹簧的劲度系数，单位为 N/m；k 的大小由弹簧自身性质决定 x 是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度 四、摩擦力 1产生：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有相对运动或相对运动趋势时，在接触面上所 受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力 2产生条件：接触面粗糙；接触面间有弹力；物体间有相对运动或相对运动趋势 3大小：滑动摩擦力 FfFN，静摩擦力：0FfFfmax. 4方向：与相对运动或相对运动趋势方向相反 5作用效果：阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势 五、受力分析 1概念 把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来，并画出物体所受力的示 意图，这个过程就是受力分析 2受力分析的一般顺序 先分析场力(重力、电场力、磁场力等)，然后按接触面分析接触力(弹力、摩擦力)，最后分析 已知力 六、共点力作用下物体的平衡 1平衡状态 物体处于静止或匀速直线运动的状态 2共点力的平衡条件：F合0 或者 Fx合0 Fy合0) 七、平衡条件的几条重要推论 1二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向 相反 2三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与 第三个力大小相等，方向相反 3多力平衡：如果物体受多个力作用处于平衡，其中任何一个力与其余力的合力大小相等， 方向相反 【基本方法基本方法】 整体法、隔离法与作图分析法 【答案】B 【解析】以球为研究对象受力分析如图，滑块平行于斜面向上拉过一较小的距离，则挡板对球 的弹力减小，滑块对球的弹力减小，A 错误，B 正确；以球和滑块为整体，所受作用力方向均未发 生变化，由几何关系分析知，大小也不会变化，C、D 错误。 【典题例析】 【例 1】如图所示，两个等大、反向的水平力 F 分别作用在物体 A 和 B 上，A、B 两物体均处于静 止状态若各接触面与水平地面平行，则 A、 B 两物体各受几个力() A3 个、4 个 B4 个、4 个 C4 个、5 个 D4 个、6 个 解析隔离 A 物体：A 受重力、支持力、拉力，由平衡条件知，A 还受静摩擦力的作用整体法： 由于两拉力等大反向，故地面对 B 没有摩擦力 隔离 B 物体：B 受重力、压力、支持力、拉力和 A 对 B 的静摩擦力，综上所述 C 项正确 答案C 总结提升(1)物体的受力情况与物体的运动状态有关，分析物体受力时，要注意物体所处的 状态 (2)注意整体法和隔离法灵活交叉使用 【例 2】在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小，其原理如图所示仪器中一根轻 质金属丝下悬挂着一个金属球，无风时，金属丝竖直下垂；当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝 偏离竖直方向一个角度风力越大，偏角越大通过传感器，就可以根据偏角的大小测出风力的大 小求风力大小 F 跟金属球的质量 m、偏角 之间的关系 思路点拨本题可按以下思路进行求解： 以金属球为研究 对象进行受力分析 根据平衡 条件列方程 解方程，确定F 与m、的关系 解析取金属球为研究对象，有风时，它受到三个力的作用：重力 mg、水平方向的风力 F 和金属丝的拉力 FT，如图所示这三个力是共点力，在这三个共点力的作用下金属球处于平衡状 态，则这三个力的合力为零 法一：(力的合成法)如图甲所示，风力 F 和拉力 FT的合力与重力等大反向，由平行四边形定则 可得 Fmgtan . 法二：(力的分解法)重力有两个作用效果：使金属球抵抗风的吹力和使金属丝拉紧，所以可以 将重力沿水平方向和金属丝的方向进行分解，如图乙所示，由几何关系可得 FFmgtan . 法三：(正交分解法)以金属球为坐标原点，取水平方向为 x 轴，竖直方向为 y 轴，建立坐标系， 如图丙所示 根据平衡条件有 Fx 合FTsin F0 Fy 合FTcos mg0 解得 Fmgtan . 答案Fmgtan 【例例 3】如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于 O 点现用水平力 F 缓慢推动斜面体， 小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平， 此过程中斜面对小球的支持力 FN以及绳对小球的拉力 FT的变化情况是() AFN保持不变，FT不断增大 BFN不断增大，FT不断减小 CFN保持不变，FT先增大后减小 DFN不断增大，FT先减小后增大 审题突破用水平力 F 缓慢推动斜面体的含义是什么？在整个过程中小球受几个力？哪个力 是恒力？哪个力方向不变？ 解析选小球为研究对象，其受力情况如图所示，用平行四边形定则作出相应的“力三角形 OAB”，其中 OA 的大小、方向均不变，AB 的方向不变，推动斜面时，FT逐渐趋于水平，B 点向 下转动，根据动态平衡，FT先减小后增大，FN不断增大，选项 D 正确 答案D 方法总结图解法分析动态平衡问题的步骤： (1)选某一状态对物体进行受力分析； (2)根据平衡条件画出平行四边形； (3)根据已知量的变化情况再画出一系列状态的平行四边形； (4)判定未知量大小、方向的变化 【例 4】如图所示，质量为 M 的直角三棱柱 A 放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且 斜面倾角为 .质量为 m 的光滑球 B 放在三棱柱和光滑竖直墙之间A、B 处于静止状态，现对 B 加 一竖直向下的力 F，F 的作用线过球心设墙对 B 的作用力为 F1，B 对 A 的作用力为 F2，地面对 A 的支持力为 F3，地面对 A 的摩擦力为 F4，若 F 缓慢增大而且整个装置仍保持静止，在此过程中() AF1保持不变，F3缓慢增大 BF2、F4缓慢增大 CF1、F4缓慢增大 DF2缓慢增大，F3保持不变 解析 A、B 整体竖直方向上有 F3FMgmg，F3随 F 增大而增大；水平方向上有 F1F4.B 球的 受力分析如图所示，平移 F1、F2与(mgF)构成力的三角形，由图可知，当 F 缓慢增大时，F1、F2 都增大，则 F2增大，F4F1也增大，选项 B、C 正确 答案BC 高一物理期末复习（二）高一物理期末复习（二）-力和物体的平衡专项复习训练力和物体的平衡专项复习训练 一一、单项选择题：本题共单项选择题：本题共 10 小题，每小题小题，每小题 5 分，共分，共 50 分，每小题只有一个选项符合题意分，每小题只有一个选项符合题意 1.如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角 .若此人所受重力为 G， 则椅子各部分对他的作用力的合力大小为() AG BGsin CGcos DGtan 2木块 A、B 的重力均为 40 N，它们与水平地面间的动摩擦因数均为 0.25，夹在 A、B 之间的轻 弹簧被压缩了 x2.0 cm，弹簧的劲度系数 k400 N/m，系统置于水平地面上静止不动，现用 F10 N 的水平力推木块 B，如图所示，力 F 作用后() A木块 A 所受静摩擦力大小为 10 N B弹簧的压缩量变为 2.5 cm C木块 B 所受静摩擦力为 0 D木块 B 所受静摩擦力大小为 2.0 N 答案：D 3如图所示，将球用细绳系住放在倾角为 的光滑斜面上，当细绳由水平方向缓慢向上偏移至竖 直方向的过程中，细绳上的拉力将() A逐渐增大 B逐渐减小 C先增大后减小 D先减小后增大 解析：选 D球的重力有两个效果，即拉细绳和压斜面，用图解法分析该题，作出力的分解图 示如图所示由图可知，当细绳由水平方向逐渐向上偏移至竖直方向时，细绳上的拉力 F2将先减 小后增大，当 F2和 F1的方向垂直时，F2有极小值；而球压斜面的力 F1逐渐减小故选项 D 正 确 4如图，在固定斜面上的一物块受到一外力 F 的作用，F 平行于斜面向上若要物块在斜面 上保持静止，F 的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为 F1和 F2(F20)由此可求出() A物块的质量 B斜面的倾角 C物块与斜面间的最大静摩擦力 D物块对斜面的正压力 解析：选 C当物块所受外力 F 为最大值 F1时，具有向上的运动趋势 由平衡条件可得：F1mgsin Ffm； 同理：当物块所受外力 F 为最小值 F2时，具有向下的运动趋势，即 F2Ffmmgsin . 联立解得 Ffm，F1F22mgsin ，由于 m 或斜面的倾角 未知，故选项 C 正确；选 F1F2 2 项 A、B、D 错误 5.L 形木板 P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面 的滑块 Q 相连，如图所示若 P、Q 一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力，则木板 P 的受力个数为 () A3 B4 C5 D6 解析：选 C因 P、Q 一起匀速下滑，所以斜面对 P 有沿斜面向上的摩擦力，而 Q 必受弹簧向 上的弹力，所以隔离 P 可知 P 受重力、斜面摩擦力、斜面弹力、弹簧弹力、Q 的压力作用，故 C 正确 6冰壶比赛的冰道表面覆盖着特制的微小颗粒如图所示，比 赛时运动 员常在冰壶滑行的前方用冰刷快速擦刷冰面，使冰壶滑得更远设冰 壶与冰面间的动摩擦因数为，受到的滑动摩擦力为f，则冰道 被擦刷后 A和f都增大 B和f都减小 C增大，f减小 D减小，f增大 解析：选 B用毛刷刷冰，使冰壶和冰之间形成一层水膜，由于水的出现使冰壶与冰面分开， 使冰壶滑得更远，说明 减小了动摩擦因数，进而减小了冰壶与冰面之间的摩擦力. 6.一质量为 m 的物块恰好静止在倾角为 的斜面上现对物块施加一个竖直向下的恒力 F，如图所 示，则物块() A仍处于静止状态 B沿斜面加速下滑 C受到的摩擦力不变 D受到的合外力增大 解析：选 A不加力时，物块恰好静止在斜面上，则 mgsin mgcos ，加竖直向下的恒力 F 后，由于(mgF)sin (mgF)cos ，物块仍然静止，A 正确，B 错误；不加 F 时物块受到的 静摩擦力大小等于 mgsin ，加 F 后静摩擦力大小等于(mgF)sin ，变大，C 错误；物块受到的合 外力始终等于零，D 错误 8如图，光滑斜面固定于水平面上，滑块 A、B 叠放后一起冲上斜面，且始终保持相对静止， A 上表面水平则在斜面上运动时，B 受力的示意图为() 解析：选 A以整体为研究对象，根据牛顿第二定律可知整体的加速度沿斜面向下以滑块 B 为研究对象，A 对 B 的摩擦力沿水平方向，把加速度沿水平和竖直方向分解，并根据牛顿第二定律 可知，滑块 B 受到水平向左的摩擦力，选项 A 正确 9如图所示，用 OA、OB 两根轻绳将物体悬于两竖直墙之间，开始时 OB 绳水平现保持 O 点位置不变，改变 OB 绳长使绳端由 B 点缓慢上移至 B点，此时 OB与 OA 之间的夹角 90.设此 过程中 OA、OB 的拉力分别为 FOA、FOB，下列说法正确的是() AFOA逐渐增大 BFOA逐渐减小 CFOB逐渐增大 DFOB逐渐减小 解析：选 B以 O 点为研究对象，进行受力分析，其中 OA 绳拉力方向不变，OA 绳、OB 绳 拉力的合力竖直向上，大小等于 mg，始终不变，利用力的矢量三角形定则可知，FOA逐渐减小， FOB先减小后增大，如图所示，选项 B 正确，A、C、D 错误 10.气象研究小组用图示简易装置测定水平风速。在水平地面上竖直固定一直杆， 半径为 R、质量为 m 的薄空心塑料球用细线悬于杆顶端 O，当水平风吹来时，球在风 力的作用下飘起来。已知风力大小正比于风速和球正对风的截面积，当风速 v03 m/s 时，测得球平衡时细线与竖直方向的夹角 30。则() A60时，风速 v6 m/s B若风速增大到某一值时， 可能等于 90 C若风速不变，换用半径变大、质量不变的球，则 不变 D若风速不变，换用半径相等、质量变大的球，则 减小 【答案】D 【解析】以球为研究对象受力分析如图，采用直接合成的方法，风力与重力的合 力与线的拉力等大反向 其中 FkvStan F mg 当 v03 m/s 时，30 当 v6 m/s 时，tan，A 错误。 2 3 3 风速再大， 也不可能等于 90，否则没力平衡重力，B 错误。 若风速不变，由 tan知 D 正确。 kvS mg 二、二、简简答答题题：本本题题共共2 小小题题，共共 18 分分把把答答案案填填在在答答题题卡卡相相应应的的横横线线上上或或按按题题目目要要求求作作答答 11某同学用如图所示的实验装置来探究“力的平行四边形定则”弹簧测力计 A 挂于固定点 P，下端用细线挂一重物 M.弹簧测力计 B 的一端用细线系于 O 点，手持另一端向左拉，使结点 O 静止在某位置分别读出弹簧测力计 A 和 B 的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录 O 点的位置 和拉线的方向 (1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为 N，图中 A 的示数为_N. (2)下列不必要的实验要求是_(请填写选项前对应的字母) A应测量重物 M 所受的重力 B弹簧测力计应在使用前校零 C拉线方向应与木板平面平行 D改变拉力，进行多次实验，每次都要使 O 点静止在同一位置 (3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计 A 的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办 法_ _ _. 解析：(1)由题图知，弹簧测力计 A 的分度值为 0.2 N，读数为 3.6 N. (2)探究力的平行四边形定则，一定要记好合力与两分力的大小与方向，与结点位置无关，D 错； M 的重力即合力，A 对；测量前弹簧测力计调零才能测量准确，B 对；拉线与木板平行才能保证力 在木板平面内，C 对 (3)对 O 点受力分析如图所示，可见若减小 FOA可调节 FOB的大小或方向，调节 OA 方向或减 小物重 G 等 答案：(1)3.6(2)D(3)减小弹簧测力计 B 的拉力；减小重物 M 的质量(或将 A 更换成较 大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计 B 拉力的方向等) 12.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 固定不动，通过光滑铰链连接长 0.3 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. 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 点评本实验属实验仪器的创新，用传感器测力更方便、更精确 三、计算论述题：本题共三、计算论述题：本题共 2 小题，共小题，共 32 分解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算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 13如图所示，质量 M2 kg 的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量 m kg 的小球相 33 连今用跟水平方向成 30角的力 F10 N 拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中 3 M、m 相对位置保持不变，g 取 10 N/kg.求： (1)运动过程中轻绳与水平方向夹角 ； (2)木块与水平杆间的动摩擦因数 . 解析：(1)以球为研究对象，其受力如图甲所示 据共点力平衡条件得 Fcos 30FTcos 0 Fsin 30FTsin mg 解得 FT10 N，30. 3 (2)以木块 M 为研究对象，其受力如图乙所示 据共点力平衡条件得 FTcos 30Ff0 FNMgFTsin 300 FfFN 解得 0.35. 答案：(1)30(2)0.35 14.如图所示，风筝借助于均匀的风和牵线对其作用，才得以在空中处于平衡状态图中所 示风筝质量为 400 g，某时刻风筝平面 AB 与水平面的夹角为 30，牵线对风筝的拉力与风筝平面成 53角已知风对风筝的作用力与风筝平面相垂直，g 取 10 m/s2. (1)求此时风对风筝的作用力的大小和线对风筝的拉力大小； (2)若拉着线的下端以一定的速度匀速跑动时，线与水平面成 53角保持不变，这时拉住线的力 为 10 N，则风对风筝的作用力为多大？风筝平面与水平面的夹角的正切值为多大？ 解析：(1)风筝平衡时共受到三个力的作用，即重力 mg、风对它的作用力 F 和线对它的拉力 T(如图所示)，以 AB 方向为 x 轴，F 方向为 y 轴，建立一个坐标系，将重力和拉力 T 正交分解， 在 x 轴方向：mgsin 30Tsin 370 在 y 轴方向：FTcos 37mgcos 30 联立两式解得 T3.33 N，F6.13 N. (2)同理以水平方向为 x 轴，竖直方向为 y 轴建立坐标系由平衡条件知： F风 xTcos 53100.6 N6 N F风 yTsin 53G100.8 N4 N12 N F风 N13.42 N 62122 风筝平面与水平面的夹角 满足 tan . F风x F风y 6 12 1 2