高一物理力与平衡检测题3.doc

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第4、5章《相互作用》《力与平衡》单元测试
1．如图甲、乙、丙所示，弹簧秤、绳和滑轮的重力均不计，摩擦力不计，物体的重都是G.在甲、乙、丙三种情况下，弹簧秤的示数分别是F1、F2、F3，则(　　)

A．F3 > F1 = F2B．F3 = F1 > F2
C．F1 = F2 = F3D．F1 > F2 = F3
解析：由图可知：F1 = G，F2 = G·cos30° = G
F3 = G.
答案：B
2．如图甲所示，斜面体b的质量为M，放在粗糙的水平地面上.质量为m的滑块a以一定的初速度沿粗糙的斜面向上滑，然后又返回，此过程中b没有相对地面移动.由此可知(　　)
A．地面对b一直有向右的摩擦力
B．地面对b一直有向左的摩擦力
C．地面对b的摩擦力方向先向左后向右
D．地面对b的支持力一直小于(M＋m)g
解析：在a向上滑的过程中，a、b的受力情况分别如图乙、丙所示.则有：
f2 = FN1′sinθ＋f1′cosθ = mgcosθsinθ＋μmgcos2θ，方向向左
FN2 = Mg＋FN1′cosθ - f1′sinθ
= Mg＋mgcos2θ - μmgcosθsinθ < (M＋m)g.
当a下滑时，由mgsinθ > μmgcosθ可得摩擦力的水平分力小于正压力的水平分力.故知斜面体有向右滑行的趋势，地面对它的静摩擦力向左.
答案：BD
3．如图甲所示，一光滑球夹在竖直墙与水平面上的楔形木块间，处于静止.现对光滑球施一个竖直向下的力F，整个装置仍处于静止，则施加F前后(　　)
A．水平面对楔形木块的弹力增大
B．水平面对楔形木块的静摩擦力不变
C．墙对光滑球的弹力增大
D．楔形木块对球的弹力增大
解析：球和木块的受力情况分别如图乙、丙所示.
施加压力F前，有：
FN3 = (m＋M)g
FN1 =
FN2 = f = FN1·sinθ = mgtanθ
施加压力F后，有：
FN3 = (m＋M)g＋F
FN1 =
FN2 = f = FN1sinθ = (mg＋F)tanθ.
答案：ACD

4．如图甲所示，把球夹在竖直墙AC和木板BC之间，不计摩擦，球对墙的压力为FN1，球对板的压力为FN2.在将板BC逐渐放至水平的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．FN1和FN2都增大B．FN1和FN2都减小
C．FN1增大，FN2减小D．FN1减小，FN2增大
解析：球的受力情况如图乙所示，
板BC逐渐放至水平的过程时θ增大，FN1和FN2都减小.
答案：B

5．如图甲所示，在用力F拉小船匀速靠岸的过程中，若水的阻力保持不变，下列说法正确的是(　　)
A．小船所受到的合外力保持不变
B．绳子的拉力F不断增大
C．绳子的拉力F保持不变
D．船所受到的浮力不断减小
解析：小船的受力情况如图乙所示.
由平衡条件得：Fcosθ = f
F浮 = mg - Fsinθ
可知随着θ增大，F = 增大，浮力F浮不断减小.
答案：ABD

6．如图所示，跳伞运动员打开伞后经过一段时间，将在空中保持匀速降落，其中跳伞运动员受到的空气阻力不计.已知运动员和他身上的装备总重为G1，圆顶形降落伞伞面重为G2，有8条相同的拉线一端与飞行员相连(拉线的重量不计)，另一端均匀分布在伞面边缘上(图中没有把拉线都画出来)，每根拉线和竖直方向都成30°角.那么每根拉线上的张力大小为(　　)
A．B．
C．D．
解析：由8Tcos30° = G1，解得：T = G1.
答案：A

7．如图甲所示，质量为m的物体悬挂在轻质支架上，轻杆OA、OB与墙，AO与BO之间都通过可自由转动的铰链连接.斜梁OB与竖直方向的夹角为θ，设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2，则以下结果正确的是(　　)
A．F1 = mgsinθB．F1 =
C．F2 = mgcosθD．F2 =
解析：取O点为研究对象，
乙
BO、AO对O点的弹力都沿杆的方向，O点的受力情况如图乙所示.由平衡条件可得：
F2 = =
F1 = Ttanθ = mgtanθ.
答案：D

8．如图甲所示，晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦均忽略不计，衣服处于静止状态.如果保持两杆不动，绳子B端在杆上的位置不变，将A端上移少许，稳定后衣服仍处于静止状态.则(　　)
A．绳子的弹力增大
B．绳子的弹力不变
C．绳对挂钩弹力的合力减小
D．绳对挂钩弹力的合力不变
解析：由平衡条件知，
乙
绳对挂钩的弹力的合力方向向上，大小等于衣服及衣架的总重力，故选项D正确.
设绳子与水平方向的夹角为θ，有FN = ，延长BO与左竖杆交于A′点，可知OA′ = OA(如图乙所示).
再设绳的总长为L，两竖杆的间距为x，有Lsinθ = .可见绳子与水平方向的夹角θ与A、B两点的高度差无关，故选项C错误、D正确.
答案：BD
非选择题部分共3小题，共40分.

9．(13分)有些人如电梯修理员、牵引专家和赛艇运动员，常需要知道绳或金属线中的张力，可又不能到那些绳、线的自由端去测量.英国一家公司现在制造出了一种夹在绳上的仪表，用一个杠杆使绳子的某点有一个微小偏移量，如图甲所示.仪表很容易测出垂直于绳的恢复力.试推导一个能计算绳中张力的公式.如果偏移量d = 12mm，恢复力为300N，请估算绳中的张力.
解析：如图乙所示，
设绳中的张力为FT，取垂直力的作用点为研究对象，由平衡条件有：
F = 2FTsinα ≈ 2FTtanα
= 2FT
所以FT =
已知F = 300N，s = 0.125m，d = 0.012m
所以FT = = N = 1.56×103N.
答案：1.56×103N

10．(13分)举重运动员在抓举比赛中，为了减小杠铃上升的高度和发力，抓杠铃的两手间要有较大距离.图甲为运动员刘春红在北京奥运会上69公斤级决赛中举起128公斤杠铃的现场照片.从图可看出刘春红两手臂间的夹角约为120°，求该运动员每只手臂对杠铃的作用力大小.(取g = 10m/s2)
解析：手臂对杠铃的作用力方向为手臂的方向，设大小为F，则杠铃的受力如图乙所示.
由平衡条件得：2F·cos60° = mg
解得：F = 1280N.
答案：1280N

11．(14分)如图甲所示，有两个质量均为0.4kg的光滑球，半径均为r = 3cm，静止在半径R = 8cm的光滑半球形碗底，求两球之间相互作用力的大小.(取g = 10m/s2)
解析：由几何关系知，两球受碗底弹力的方向为球心与碗底球面的球心的连线方向，两球之间的作用力在两球切点与球心的连线方向上(且为水平方向)，故其中一球的受力情况如图乙所示.
其中cosθ = =
故θ = 53°
由平衡条件得：F1·sinθ = mg，F1·cosθ = F2
解得：两球之间的作用力大小F2 = mgcotθ = 3N.
答案：3N

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