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高三物理一轮复习课时作业及详细解析:第10讲物体的平衡

2021-08-23 08:55:38 浏览量:

高三物理一轮复习课时作业及详细解析:第10讲物体的平衡


  1. 如图K10-1所示,在两块相同的竖直木块之间,有质量均为m的4块相同的砖,用两个大小均为F的水平力压木板,使砖静止不动,则第2块砖对第3块砖的摩擦力大小为(  )  A.0   B.mg   C.2(mg)   D.4(mg)

  图K10-1      图K10-2

  2.如图K10-2所示,质量为m的两个球A、B固定在杆的两端,将其放入光滑的半圆形碗中,杆的长度等于碗的半径,当杆与碗的竖直半径垂直时,两球刚好能平衡,则杆对小球的作用力为(  )

  A.3(3)mg B.3(3)mg C.2(3)mg D.2mg

  3.如图K10-3所示,物块M通过与斜面平行的细绳与小物块m相连.斜面的倾角α可以改变.讨论物块M对斜面的摩擦力的大小,则有(  )

  图K10-3

  A.若物块M保持静止,则α角越大,摩擦力一定越大

  B.若物块M保持静止,则α角越大,摩擦力一定越小

  C.若物块M沿斜面下滑,则α角越大,摩擦力越大

  D.若物块M沿斜面下滑,则α角越大,摩擦力越小

  4. 2013·临沂检测图K10-4甲为杂技表演的安全网示意图,网绳的结构为正方格形,O、a、b、 c、d……为网绳的结点,安全网水平张紧后,若质量为m的运动员从高处落下,并恰好落在O点上,该处下凹至最低点时,网绳dOe,bOg均呈120°向上的张角,如图乙所示,此时O点受到的向下的冲击力大小为F,则这时O点周围每根网绳承受的力的大小为(  )

  图K10-4

  A.F  B.2(F)  C.F+mg  D.2(F+mg)

  5. A、B两物体叠放在一起,用手托住静靠在竖直墙上,突然释放,它们同时沿墙面下滑,如图K10-5所示,已知mA>m B,则(  )

  A.物体A只受重力作用

  B.物体B受重力和A对它的压力

  C.物体A处于完全失重状态

  D.物体A、B都受到墙面的摩擦力

  图K10-5      图K10-6

  6.如图K10-6所示,传送带向右上方匀速运转,石块从漏斗里竖直掉落到传送带上,然后随传送带向上运动,下述说法中正确的是(  )

  A.石块落到传送带上可能先做加速运动后做匀速运动

  B.石块在传送带上一直受到向右上方的摩擦力作用

  C.石块在传送带上一直受到向左下方的摩擦力作用

  D.开始时石块受到向右上方的摩擦力后来不受摩擦力

  7.2013·扬州模拟如图K10-7所示,重80 N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上,有一根原长为10 cm,劲度系数为1000 N/m的弹簧,其一端固定在斜面底端,另一端放置物体A后,弹簧长度缩短为8 cm,现用一测力计沿斜面向上拉物体,若滑块与斜面间最大静摩擦力为25 N,当弹簧的长度仍为8 cm时,测力计读数不可能为(  )

  A.10 N B.20 N C.40 N D.60 N

  图K10-7

  图K10-8

  8.2013·珠海摸底如图K10-8所示,用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,静止时弹簧伸长量为L,现用该弹簧沿倾角为30°的斜面拉住质量为2m的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L,则物体此时所受摩擦力(  )

  A.等于零

  B.大小为2(1)mg,方向沿斜面向下

  C.大小为2(3)mg,方向沿斜面向上

  D.大小为mg,方向沿斜面向上

  9.如图K10-9所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的.一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为m1和m2的小球.当它们处于平衡状态时,质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为 α=90°,质量为m2的小球位于水平地面上,设此时质量为m2的小球对地面压力大小为N,细线的拉力大小为T,则(  )

  图K10-9

  A.N=(m2-m1)g B.N=m2g

  C.T=2(2)m1g D.T=(m2-2(2)m1)g

  10.一光滑圆环固定在竖直平面内,环上套着两个小球A和B(中央有孔),A、B间由细绳连接着,它们处于如图K10-10所示位置时恰好都能保持静止状态.此情况下,B球与环中心O处于同一水平面上,A、B间的细绳呈伸直状态,且与水平线成30°角.已知B球的质量为3 kg,求细绳对B球的拉力大小和A球的质量.(g取10 m/s2)

  图K10-10  11.供电局某工程队在冬天架设电线,如图K10-11所示,设两电线杆间距离为L,铜导线总重力为G,电线架好后,在两杆正中部位电线下坠的距离为h,电线在杆上固定处的切线方

  向与竖直方向的夹角为θ,求:

  (1)两电线杆处的电线弹力.

  (2)当到夏天时,两电线杆处的电线弹力与冬天相比是变大了,还是变小了? 为什么?(提示:导线上每处的弹力均沿切线方向)

  图K10-11

  12.物体的质量为2 kg,两根轻细绳AB和AC的一端连接于竖直墙上,另一端系于物体上,在物体上另施加一个向与水平线成θ角的拉力F,相关几何关系如图K10-12所示,θ=60°,若要使绳都能伸直,求拉力F的大小范围.(g取10 m/s2)

  图K10-12

  课时作业(十)

  【基础热身】

  1.A  [解析] 将4块砖视为一个整体,受力分析如图甲所示,得f1=f4=2mg,方向竖直向上.再将3、4整体视为研究对象,受力如图乙所示,得f23=0,故选项A正确.

  2.A [解析] 根据题意可知球A、B间的杆一定水平,对其中一个小球受力分析,由共点力的平衡知识可得,杆的作用力F=mgtan30°=3(3)mg,故选项A正确.

  3.D [解析]

  若物块M保持静止,所受摩擦力为静摩擦力,其大小等于绳上拉力mg与物块M沿斜面方向的重力分量Mgsinα的合力,当mg>Mgsinα时,摩擦力方向沿斜面向下,其大小等于mg-Mgsinα,则α越大,摩擦力越小,当m 擦力,其大小等于μMgcosα,α越大,摩擦力越小.

  4.B[解析] 对O点进行受力分析,O点受到竖直向下的冲力F和斜向上的网绳的拉力,设每根网绳的拉力大小为F1,由力的合成可知,网绳Oe和Od的拉力的合力大小为F1,方向竖直向上;同理,网绳Ob和Og的拉力的合力大小也为F1,方向竖直向上;由2F1=F得F1=2(F),故选项B正确.

  【技能强化】

  5.AC [解析] 释放后,因物体A、B与墙面间无压力,故无摩擦力,两物体均只受重力作用,做自由落体运动,处于完全失重状态,故A、C正确,B、D错误.

  6.AB [解析] 由相对运动可知,石块受到向上的滑动摩擦力,使石块加速向上运动,最终可与皮带达到共同速度,若加速运动时经过的位移大于两轮间距,则一直加速;若小于两轮间距,则达到共同速度后石块与皮带相对静止,此后受静摩擦力的作用,方向仍沿皮带向上.

  7.D [解析] 设滑块受斜面的静摩擦力沿斜面向上,由平衡条件得:F+f+kx=mgsin30°,可得:F+f=20 N,F由0逐渐增大的过程中,f逐渐减小,当f=0时,F为20 N;故A、B均可能;当f沿斜面向下时,F+kx =f+mgsin30°,有:F=f+20 N,随着F增大,f也逐渐增大,直到f=25 N,此时F=45 N,当F>45 N,滑块就沿斜面滑动,故测力计的读数不可能为60 N.

  8.A [解析] 由题知mg=kL.设物体所受摩擦力大小为f,方向沿斜面向上,由平衡条件得2mgsin30°=kL+f,解得f=0,故A正确,选项B、C、D错误.9.B [解析] 分析小球m1的受力情况,由物体的平衡条件可得,绳的拉力T=0,故C、D均错误;分析m2受力,由平衡条件可得:N=m2g,故选项A错误、B正确.

  10.60 N 6 kg

  [解析] 对B球受力分析如图所示,物体B处于平衡状态,有

  Tsin30°=mBg

  解得T=sin30°(mBg)=60 N

  物体A处于平衡状态,则

  在水平方向:Tcos30°=FNAsin30°

  在竖直方向:FNAcos30°=mAg+Tsin30°.

  由上两式解得:mA=6 kg

  11.(1)2cosθ(G) (2)变小 夏天电线下坠距离较大,θ变小,故拉力变小了

  [解析] (1)以电线为研究对象,电线两端所受的力为F1、F2,重力G可看作作用在电线中点,F1、F2分解成水平方向和竖直方向两个分量,由共点力的平衡条件

  F1cosθ+F2cosθ=G

  F1sinθ-F2sinθ=0

  解得F1=F2=2cosθ(G)

  (2)夏天电线下坠距离较大,θ变小,故拉力变小了.

  【挑战自我】

  12.3(20) N≤F≤3(40) N

  [解析] 作出物体A受力图如图所示,由平衡条件

  Fy=Fsinθ+F1sinθ-mg=0

  Fx=Fcosθ-F2-F1cosθ=0

  由以上两式解得F=sinθ(mg)-F1

  F=2cosθ(F2)+2sinθ(mg)

  要使两绳都能绷直,则有F1≥0,F2≥0

  即F有最大值Fmax=sinθ(mg)=3(40) N.

  有最小值Fmin=2sinθ(mg)=3(3) N

  则F的取值范围是3(20) N≤F≤3(40) N.

 

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