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1、第四章综合测试答案解析1.【答案】D【解析】平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态，A、B 错误；若物体处于平衡状态，则物体所受共点力的合力为零，D 正确；处于平衡状态的物体加速度等于零，而 C 项中速度均匀变化，说明有恒定的加速度，故 C 错误。2.【答案】B【解析】由结构的对称性可知，四根支架的作用力大小相同，与竖直方向的夹角均为q ，根据力的合成与分解知识可得 4F cosq = mg ，解得 F3.【答案】Dmg= ，B 正确。4cosq【解析】以两球和弹簧 B 为整体作为研究对象，整体受重力G 、轻弹簧 A的弹力F 和轻弹簧C 的弹力AFC三个力的作用。如图所示，根据平衡条件可知，水
2、平方向上有 F sin 30 = F ，在竖直方向有 F cos30 = G ，A C A又根据胡克定律可知Fkx ，A AFkxC C联立解得xAxC2= ，选项 D 正确。14.【答案】D【解析】由物体 B 受力平衡得绳子的拉力为10 N ，测力计的示数为 20 N ，故 C 错误，D 正确；物体 A受到的合外力为 0，地面对 A的支持力为30 N ，A、B 均错误。5.【答案】C【解析】以第 3 个到第 100 个这 98 个小球的整体为研究对象，这个整体受到三个力的作用，即重力、斜面的支持力和第 2 个小球对第 3 个小球的作用力，由于整体处于平衡状态，那么沿斜面方向的受力应平衡，所以
3、有F = mg = mg ，故 C 选项正确。23 98 sin 30 496.【答案】C【解析】A、B 始终保持静止，对 B 进行受力分析，如图甲所示，把 A、B 圆心连线与竖直方向夹角为a ，由F a = F ，2 sin 1F aFG 可得，当 F 增大时，2 cos BF 增大，2F 也增大。1甲 乙把 A、B 看成整体，进行受力分析，如图乙所示，设地面对 A 的支持力为 N ，对 A 的摩擦力为 f ，则由整体平衡得GG F = N ，且A Bf = F ，由此可知，当 F 增大时，N 、 f 均增大，N 与 f 的合力1F 也增大。3高中物理 必修第一册 1 / 5所以只有选项 C
4、 正确，A、B、D 均错误。7.【答案】C【解析】以任意一只篮球为研究对象。分析受力情况，设球架对篮球的支持力 N 与竖直方向的夹角为a 。由几何知识得：cosa =2 2 D - d 2 2D2=D - d2 2D根据平衡条件得： 2N cos a = mg解得： N =2mgDD - d2 2则得篮球对球架的压力大小为：N = N =2mgDD - d2 2。故选 C。8.【答案】（1）3.8（2）图示（3） F（4） F【解析】（1）弹簧测力计 B 的示数为3.8 N 。（2）为了更准确得到合力与分力的关系，要采用力的图示来表示分力与合力。（3）题图乙中与F 、1F 共同作用效果相同的力
5、是用一个弹簧测力计把结点 P 拉到位置 O 的力 F。2（4）题图乙中方向一定沿 AO 方向的力是 F，用平行四边形定则求得的合力 F 与 F有偏差。9.【答案】解：人受到杠铃的作用力的合力等于杠铃的重力，即杠铃的重力可分解为杠铃对人两个手臂的作用力，大小相等，如图所示。F 、1F 夹角为 106。2由平行四边形知识可知F2 cos53 =mg2mgF = F = =2 1 1500 N2 cos 53。高中物理 必修第一册 2 / 510.【答案】解：（1）设细绳对 B 球的拉力为T ，对 B 球受力分析，如图所示，将拉力T 在水平方向和竖直方向进行正交分解，根据竖直方向二力平衡有T sin
6、 30 = m gB则T = 2m g = 2310 N = 60 N 。B（2）对 A 球受力分析，在水平方向和竖直方向进行正交分解，A 球处于静止状态，则在水平方向上有T cos30 = N sin 30A在竖直方向上有N cos30 = m g +T sin 30A A又T = T 解得 m = 6 kg 。A11.【答案】A【解析】轻绳b 处在三个不同位置时，小球均处于平衡状态；对小球受力分析并根据平衡条件可知，它受到的三个力可以构成矢量三角形，如图所示，根据几何关系可知，F 垂直于轻绳 a 对小球的拉力最小，所以2F = F F ，而轻绳 a 的拉力T 逐渐减小，故 A 选项正确。1
7、 3 212.【答案】AB【解析】对磨石进行受力分析，由平衡条件，沿斜壁： (F - mg)cosq = f ，A 对；垂直于斜壁：压力N = (F - mg)sinq ，故摩擦力 f = mN = m(F - mg)sinq ，选项 B 正确。13.【答案】BD【解析】用整体法易知：地面对斜面有向左的摩擦力，大小等于 F 在水平方向的分力； F 在竖直方向有向上的分力，故支持力小于 (M + m)g ，B、D 正确。14.【答案】BCD【解析】将 A、B 看成整体，则(m + m )g sinq = f ， N = (m + m )g cosq ，又 f = mN ，得 m = tanq 。
8、A B A B对 A 隔离，A 受静摩擦力， f = m g sinq 。A 对 B 的静摩擦力也等于 m g sinq ，方向沿斜面向下.取下 AA A A物体后，B 物体受到支持力 N = m g cosq, ，摩擦力 f = mN = m g cosq tanq = m g sinq ，故 B 仍能匀速B B B B B B下滑。15.【答案】BD【解析】脚所受拉力为两绳的合力，如图所示，合力 F = 2T cosq高中物理 必修第一册 3 / 5T = mg联立解得 F2mg cosq ，增大q 角或减小重物的质量都会使脚所受的合力减小，因此 B、D 正确。16.【答案】（1）3.6（
9、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）【解析】（1）由题图知，弹簧测力计 A 的分度值为 0.2 N ，示数为3.6 N 。（2）验证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；细线与木板平面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，可见若要减小F 可调节OAF 的大小或方向、减小物重G 等。OB17.【答案】解：（1） M 受到三个力的作用处于静止状态：重力G ，绳的拉
10、力MF 、OAF ，由图易知 F 、OB OAF 分别与竖直方向成 60、30角。OB由平衡条件知：G = G = 20 NM MF = G cos60 = 200.5 N =10 NOA M3F = G cos30 = 20 N =10 3 N 。OB M 2（2）分析 m ，因F F ， m 相对水平面有向右运动的趋势，则 m 受到的静摩擦力方向水平向左，OA OB静摩擦力大小为 F = F - F = (10 3 -10) N 7.32 N 。f OB OA18.【答案】解：（1）对 A 进行受力分析，如图所示，将重力沿平行于斜面和垂直于斜面方向分解，则在垂直于斜面方向由平衡条件知高中物
11、理 必修第一册 4 / 5N = m g cos37A代入数据可得 N = 2100.8 N =16 N所以 A受到斜面的支持力为16 N 。（2）根据题意， A与斜面之间的最大静摩擦力f = f = mN = =max 0.4 16 N 6.4 N滑A受到的静摩擦力可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下。当 A受到的摩擦力等于最大静摩擦力且方向沿斜面向上时，根据共点力的平衡条件有 1 max A sin 37T + f = m g 此时拉力 1 A sin 37 max 5.6T 最小，代入数据得T =m g - f = N1当 A受到的摩擦力等于最大静摩擦力且方向沿斜面向下时，根据共点力的平衡条
12、件有 2 max Ag sin 37T = f + m 此时拉力T 最大，代入数据得 2 18.4 NT = 2同时 B 也处于平衡状态，由受力分析有T = m gB所以 B 质量的最小值为 mB1T= 1 = 0.56 kggB 质量的最大值为 mB2T= 2 =1.84 kg 。g高中物理 必修第一册 5 / 5第四章综合测试1.若一个物体处于平衡状态，则此物体一定是（ ）A.静止B.做匀速直线运动C.速度均匀变化D.所受共点力的合力为零2.如图所示的四脚支架经常使用在架设高压线路、通信的基站塔台等领域。现有一质量为 m 的四脚支架置于水平地面上，其四根铁质支架等长，与竖直方向均成q 角，
13、重力加速度为 g ，则地面对每根支架的作用力大小为（ ）A.mg4sinqB.mg4cosqC.14mg tanqD.14mg3.如图所示，用完全相同的轻弹簧 A、 B 、 C 将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧 A与竖直方向的夹角为 30，弹簧C 水平，则弹簧 A、 C 的伸长量之比为（ ）A. 3 : 4B. 4: 3C.1:2D. 2:14.如图所示，A、B 两物体用细线连着跨过定滑轮静止，A、B 物体的重力分别为 40 N 和10 N ，绳子和滑轮的质量、摩擦不计。以下说法正确的是（ ）高中物理 必修第一册 1 / 6A.地面对 A的支持力是 40 NB.物体 A受到的
14、合外力是30 NC.测力计示数是10 ND.测力计示数是 20 N5.如图所示，100 个大小相同、质量均为 m 且光滑的小球，静止放置于两个相互垂直且光滑的平面上。平面AB 与水平面的夹角为 30。则第 2 个小球对第 3 个小球的作用力大小为（ ）A.mg2B. 48mgC. 49mg D.98mg6.在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体 A ， A 与竖直墙之间放一光滑圆球 B ，整个装置处于静止状态。现对 B 加一竖直向下的力 F ，F 的作用线通过球心，设墙对 B 的作用力为 F ， A对 B1的作用力为F ，地面对 A的作用力为2F 。若 F 缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程3中（ ）A.F 保持不变，1F 缓慢增大3B.
