章末综合测评4　力与平衡—2020-2021鲁科版高中物理必修一课时作业.doc

章末综合测评(四)力与平衡(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求，第710题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1物体同时受到同一平面内三个共点力的作用，下列几组力的合力不可能为零的是()A5 N、7 N、8 NB5 N、2 N、3 NC1 N、5 N、10 ND10 N、10 N、10 NC分析各选项中前两力合力范围：A选项，2 NF合12 N，第三力在其范围内；B选项，3 NF合7 N，第三力在其合力范围内；C选项，4 NF合6 N，第三力不在其合力范围内；D选项，0F合20 N，第三力在其合力范围内故C项中的三力的合力不可能为零，选项C正确2.如图所示，AB、AC两光滑斜面互相垂直，AC与水平方向成30角若把球O的重力按照其作用效果分解，则两个分力的大小分别为()A.，G B.G，GC.G，G D.G，GA把重力按作用效果进行分解得，F1Gsin 30，F2Gsin 60G，故A正确3.物块受向上偏右的拉力作用而做向右的匀速直线运动，如图所示，则物块所受拉力与摩擦力的合力的方向为()A向右偏上B向上偏左C竖直向上D竖直向下C对物块受力分析知，受竖直向下的重力mg、竖直向上的弹力N、斜向上的拉力F、水平向左的摩擦力f，物块匀速，处于平衡态，则有F沿水平方向的分力与f相等，故合力等于F沿竖直方向的分力，故选C项4体育器材室里，篮球摆放在如图所示的球架上已知球架的宽度为d，每只篮球的质量为m、直径为D，不计球与球架之间摩擦，则每只篮球对一侧球架的压力大小为()A.mg B.C. D.C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.由几何知识得：cos 根据平衡条件得：2Ncos mg解得：N则得篮球对球架的压力大小为：NN.故选C.5.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，与竖直方向均成角，重力加速度为g，则地面对每根支架的作用力大小为()A. B.C.mgtan D.mgB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，根据力的合成与分解知识可得4Fcos mg，解得F，B正确6.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()AB48mgC49mgD98mgC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，所以有F2398mgsin 3049mg，故C选项正确7.如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P的斜面与固定挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此刻所受的外力个数有可能为()A2个 B3个C4个D5个AC对物体受力分析如图甲所示NG时，物体受力可以平衡，故P可能受2个力的作用N<G时，P不可能平衡N>G时，物体会受到挡板MN的弹力F和摩擦力f，受力分析如图乙所示，故P可能受4个力的作用，A、C正确甲乙8如图所示，质量为m的物体在沿斜面向上的拉力F作用下沿放在水平地面上的质量为M的粗糙斜面匀速下滑此过程中斜面体保持静止，则地面对斜面 ()A无摩擦力B有水平向左的摩擦力C支持力为(Mm)gD支持力小于(Mm)gBD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(Mm)g，B、D正确9.如图所示，A、B质量分别为mA和mB，叠放在倾角为的斜面上以相同的速度匀速下滑，则()AA、B间无摩擦力作用BB受到的滑动摩擦力大小为(mAmB)gsin CB受到的静摩擦力大小为mAgsin D取下A物体后，B物体仍能匀速下滑BCD将A、B看成整体，则(mAmB)gsin f，N(mAmB)gcos ，又fN，得tan .对A隔离，A受静摩擦力，fAmAgsin .A对B的静摩擦力也等于mAgsin ，方向沿斜面向下取下A物体后，B物体受到支持力NBmBgcos ，摩擦力fBNBmBgcos tan mBgsin ，故B仍能匀速下滑10如图所示是骨折病人的牵引装置示意图，绳的一端固定，绕过定滑轮和动滑轮后挂着一个重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的脚，整个装置在同一竖直平面内为了使脚所受的拉力减小，可采取的方法是()A只增加绳的长度B只减小重物的质量C只将病人的脚向左移动D只将两定滑轮的间距增大BD脚所受拉力为两绳的合力，如图所示，合力F2Tcos Tmg联立解得F2mgcos ，增大角或减小重物的质量都会使脚所受的合力减小，因此B、D正确二、非选择题(本题共6小题，共60分，按题目要求作答)11(8分)“探究合力与分力的关系”的实验如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，P为橡皮条与细绳的结点，用两根互成角度的弹簧测力计把结点P拉到位置O.甲乙(1)从图甲可读得弹簧测力计B的示数为_N.(2)为了更准确得到合力与分力的关系，要采用力的_(选填“图示”或“示意图”)来表示分力与合力(3)图乙中与F1、F2共同作用效果相同的力是_(选填“F”或“F”)(4)图乙中方向一定沿AO方向的力是_(选填“F”或“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F1、F2共同作用效果相同的力是用一个弹簧测力计把结点P拉到位置O的力F.(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有偏差答案：(1)3.8(2)图示(3)F(4)F12(10分)某同学用如图所示的实验装置来验证“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点的位置和细线的方向(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细线方向应与木板平面平行D改变拉力，进行多次实验，每次都要使结点O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，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FOA可调节FOB的大小或方向、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)13(10分)如图所示(俯视图)，在水平地面上放一质量为1.0 kg的木块，木块与地面间的动摩擦因数为0.6.在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力F1、F2，已知F13.0 N，F24.0 N，取g10 m/s2，则木块受到的摩擦力为多少？若将F2顺时针转90，此时木块在水平方向上受的合力大小为多少？解析：由平行四边形定则可知，图中F1与F2的合力大小F5.0 N若木块滑动时，木块受到的滑动摩擦力大小为FNmg6.0 N由于F<F，故木块处于静止状态，木块与地面间的摩擦力为静摩擦力，大小与F相等，即为5.0 N.当F2顺时针旋转90时，F1与F2方向相同，它们的合力大小FF1F27.0 N>6.0 N此时木块运动受滑动摩擦力作用，木块受的合力大小为1.0 N.答案：5.0 N1.0 N14(10分)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(g取10 N/kg)，求：(1)细绳对B球的拉力大小；(2)A球的质量解析：(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Tsin 30mBg则T2mBg2310 N60 N.(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Tcos 30NAsin 30在竖直方向上有NAcos 30mAgTsin 30又TT解得mA6 kg.答案：(1)60 N(2)6 kg15(11分)所受重力G110 N的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上PA偏离竖直方向30角，PB在水平方向，且连在所受重力为G220 N的木块上，木块静止于倾角为30的斜面上，如图所示试求木块与斜面间的摩擦力和木块所受斜面的弹力解析：以P点为研究对象进行受力分析，利用力的平衡条件可解得水平绳PB中的张力F N；再以木块为研究对象进行受力分析，如图所示，运用正交分解法，力的平衡方程为x方向：Fcos 30G2sin 30f，y方向：Fsin 30NG2cos 30，解得f15 N，N N，故木块与斜面间的摩擦力和木块所受斜面的弹力分别为15 N、 N.答案：15 N N16(11分)如图所示，斜面与水平面间的夹角为37，物体A的质量为2 kg，与斜面间的动摩擦因数为0.4，求：(1)A受到斜面的支持力多大？(2)若要使A在斜面上静止，求物体B质量的最大值和最小值(sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)解析：(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NmAgcos 37代入数据可得N2100.8 N16 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fmaxf滑N0.416 N6.4 NA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T1fmaxmAgsin 37此时拉力T1最小，代入数据得T1mAgsin 37fmax5.6 N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件有T2fmaxmAgsin 37此时拉力T2最大，代入数据得T218.4 N同时B也处于平衡状态，由受力分析有TmBg所以B质量的最小值为mB10.56 kgB质量的最大值为mB21.84 kg.答案：(1)16 N(2)1.84 kg0.56 kg11/11