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1、第三章过关检测(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分)1.两个大小相等的共点力,当它们间的夹角为120时,合力大小为F,则当它们间夹角为90时,合力大小为()A.FB.2FC.2FD.22F答案B解析大小相等的两个共点力夹角为120时,合力大小为F,由平行四边形定则可知,F1=F2=F,即合力F的大小与其两个分力大小相等;当F1与F2间夹角为90时,合力大小为2F,B选项正确.2.一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为()A.
2、F2-F1l2-l1B.F2+F1l2+l1C.F2+F1l2-l1D.F2-F1l2+l1答案C解析根据胡克定律得F1=k(l0-l1),F2=k(l2-l0),解得k=F2+F1l2-l1.3.如图所示,置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机,三脚架的三根轻质支架等长,与竖直方向均成30,则每根支架中承受的压力大小为()A.13mgB.23mgC.36mgD.239mg答案D解析由平衡条件得3Fcos 30=mg,解得F=239mg,故D项正确.4.如图所示,物块A静置于固定的斜面上,A所受的重力为G、支持力为FN、摩擦力为f.下列说法正确的是()A.G与FN的合力方向水平向左B.
3、物块对斜面的作用力竖直向下C.减小斜面倾斜角,f保持不变D.FN和f是一对作用力和反作用力答案B解析物体在重力G、支持力FN和摩擦力f的作用下平衡,任一力与其他两力的合力大小相等、方向相反,选项A错误,B正确;减小斜面倾角,f变小,C项错误;FN与物体对斜面的压力是一对作用力与反作用力,D项错误.5.(2017全国)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()A.86 cmB.92 c
4、mC.98 cmD.104 cm答案B解析设开始时两段弹性绳的夹角为,弹性绳的拉力为FT,根据平衡条件可得2FTcos 2=mg,cos 2=(12)2-(0.82)212=0.6,得FT=56mg;弹性绳的两端移到同一点时,设弹性绳的拉力为FT,则2FT=mg,得FT=12mg;设弹性绳第一次伸长量x,第二次伸长量x,根据胡克定律,有56mg=kx,12mg=kx,x=0.2 m,联立解得x=0.12 m,所以弹性绳的总长l=80 cm+12 cm=92 cm,B正确.6.(多选)下列说法正确的是()A.人走路时,人受到静摩擦力的作用B.猴子抓住竖直的竹竿匀速向上爬时,所受摩擦力的方向是向下
5、的C.减小物体间的接触面积可以减小摩擦力D.在冰面上撒些细土,人走上去不易滑倒,是因为人与冰面间的静摩擦力增大了答案AD7.(多选)物体同时受到同一平面内的三个共点力作用,下列几组力中,可能使物体处于平衡状态的是()A.5 N、7 N、8 NB.2 N、3 N、6 NC.1 N、5 N、10 ND.1 N、10 N、10 N答案AD8.(多选)如图所示,A、B两物体均处于静止状态,关于B物体的受力情况,下列说法中正确的是()A.B物体可能受三个力,也可能受四个力B.B物体一定受到四个力C.B物体必受到地面的静摩擦力作用D.B物体可能不受地面的支持力作用答案BC解析对B受力分析,B受到重力、地面
6、的支持力和摩擦力、绳子的拉力四个力的作用,选项B、C正确.9.(多选)如图所示,质量分别为m1、m2的A、B两物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(A在地面,B在空中),力F与水平方向成角.则A所受支持力FN和摩擦力f表达正确的是()A.FN=m1g+m2g-Fsin B.FN=m1g+m2g-Fcos C.f=Fcos D.f=Fsin 答案AC解析用整体法分析受力可知正确选项为A、C.10.(多选)(2017全国)如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N,初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的夹角为(2).现将重物向右上方
7、缓慢拉起,并保持夹角不变.在OM由竖直被拉到水平的过程中()A.MN上的张力逐渐增大B.MN上的张力先增大后减小C.OM上的张力逐渐增大D.OM上的张力先增大后减小答案AD解析方法一:受力分析如图.设OM与竖直方向夹角为,M点绕O点做圆周运动,沿切线方向:FMNcos(-90)=mgsin ,沿半径方向:FOM=FMNsin(-90)+mgcos ,故FMN=mgsincos(-90),随增大而增大,A正确.FOM=mgsincos(-90)sin(-90)+mgcos =mgsinsin(-90)+mgcoscos(-90)cos(-90)=mgcos(-90)cos(-90-),当=-90
8、时存在极大值,故FOM先增大再减小,D项正确.方法二:利用矢量圆,如图.重力保持不变,是矢量圆的一条弦,FOM与FMN夹角即圆心角保持不变,由图知FMN一直增大到最大,FOM先增大再减小,当OM与竖直夹角为=-90时FOM最大.二、非选择题(共50分)11.(8分)如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系.(1)为完成实验,还需要的实验器材有.(2)实验中需要测量的物理量有.(3)图乙是弹簧所受弹力F与弹簧伸长量x的F-x 图线,由此可求出弹簧的劲度系数为N/m.图线不过原点的原因是由于.答案(1)刻度尺(2)弹簧原长、弹簧所受外力
9、及与外力对应的长度(3)200自身重力12.(8分)在“验证力的平行四边形定则”实验中,某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上,将橡皮条的一端固定在板上一点,两个细绳套系在橡皮条的另一端.用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度地施加拉力,使橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,如图所示.请将以下的实验操作和处理补充完整:用铅笔描下结点位置,记为O;记录两个弹簧测力计的示数F1和F2,沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点,用刻度尺把相应的点连成线;只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O,记录测力计的示数F3,;按照力的图示要求,作出拉力F1、F2、F3;根据力的平行
10、四边形定则作出F1和F2的合力F;比较的一致程度,若有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改进后再次进行实验.答案沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点,用刻度尺把这些点连成直线F和F3解析确定力的方向时,不要用铅笔沿细绳方向画线,而应沿细绳(套)的方向描出几个点,再用刻度尺把这些点连成直线,即可确定力的方向;根据题意,F3为合力的实际值,F为合力的理论值,比较F和F3,若误差较小,即可验证力的平行四边形定则;若有较大差异,应分析原因,再次进行实验.13.(10分)在倾角为30的光滑斜面上放着一个质量m=2 kg 的物体A,由轻绳与质量为m0的物体B相连,如图所示,A和B都处于静止状态,求
11、B物体的质量.(g取10 N/kg)答案1 kg解析将A物体所受的重力分解为沿斜面向下的分力GA1和垂直斜面向下的分力GA2,则GA1=mgsin 30=2100.5 N=10 N,它与绳子对A物体的拉力FT平衡,所以FT=GA1=10 N;对于物体B:绳子拉力FT与重力GB=m0g平衡,因此GB=FT=10 N,即m0g=FT,所以m0=FTg=1 kg.14.(12分)一个物体A的重力为G,放在粗糙水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为,如图所示,拉力与水平方向的夹角为,且拉动物体做匀速直线运动,求拉力F的大小.答案Gcos+sin解析物体受到四个力作用,分别为拉力F、重力G、支持力FN、
12、摩擦力f,如图所示,将F分解为Fx、Fy.由图可知Fx=Fcos ,Fy=Fsin ,FN=G-Fy,f=FN,Fx=f由以上各式得Fcos =(G-Fsin )解得F=Gcos+sin.15.(12分)如图所示,在倾角=37的斜面上有一块竖直放置的挡板,在挡板和斜面之间放有一个m=2 kg的光滑圆球,处于平衡状态.(1)试画出球体的受力图.(2)求出球体对挡板和斜面的压力.(sin 37=0.6,cos 37=0.8,重力加速度g取10 N/kg)答案(1)见解析(2)15 N25 N解析(1)球体受力如图所示球受到斜面的支持力为FN1,球受到挡板的压力为FN2.(2)小球的受力分析如图所示,由共点力的平衡条件可得FN2=FN1sin 37G=FN1cos 37根据牛顿第三定律,球对挡板的压力FN2=FN2球体对斜面的压力FN1=FN1联立以上各式解得FN2=15 N,方向水平向左;FN1=25 N,方向垂直于斜面向下.
