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    来源:互联网 编辑: 张倩 手机版

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    第二章 第三单元 受力分析 共点力的平衡[课时作业]

    命 题 设 计

    难度

    题号

    目标

    较易

    中等

    稍难

    单一目标

    受力分析

    1、5

    平衡问题

    2、3、4、6、7

    8、9、10、11

    综合

    目标

    综合应用

    12

    一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)

    1.如图1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 (  ) 图1

    A.2个          B.3个

    C.4个 或2个 D.5个

    解析:若斜面体P受到的弹簧弹力F等于

    其重力mg,则MN对P没有力的作用,如

    图(a)所示,P受到2个力,A对;若弹簧弹

    力大于P的重力,则MN对P有压力FN,

    只有压力FN则P不能平衡,一定存在向右

    的力,只能是MN对P的摩擦力Ff,因此P此时受到4个力,如图(b)所示,C对.

    答案:A

    2.(2009·天津高考)物块静止在固定的斜面上,分别按如图2所示的方向对物块施加大小相等的力F,A中F垂直于斜面向上,B中F垂直于斜面向下,C中F竖直向上,D中F竖直向下,施力后物块仍然静止,则物块所受的静摩擦力增大的是 (  )

    图2

    解析:物体在重力和F的合力沿斜面向下分力的作用下将受到沿斜面向上的静摩擦力,故知,竖直向下的力F会使其所受到的静摩擦力增大,D正确.

    答案:D

    3.如图3所示,一倾角为45°的斜面固定于

    竖直墙上,为使一光滑的铁球静止,需加

    一水平力F,且F过球心,下列说法正确

    的是 (  )

    A.球一定受墙的弹力且水平向左 图3

    B.球可能受墙的弹力且水平向左

    C.球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上

    D.球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上

    解析:对球受力分析,可以确定的力是水平力F和重力mg,根据平衡条件,斜面对球一定有弹力的作用,墙对球可能有弹力,也可能没有弹力.

    答案:B

    4.(2008·海南高考) 如图4所示,质量为M

    的楔形物块静止在水平地面上,其斜面的

    倾角为θ.斜面上有一质量为m的小物块,

    小物块与斜面之间存在摩擦.用恒力F沿 图4

    斜面向上拉小物块,使之匀速上滑.在小物块运动的过程中,楔形物块始终保持静止.地面对楔形物块的支持力为 (  )

    A.(M+m)g B.(M+m)g-F

    C.(M+m)g+Fsinθ D.(M+m)g-Fsinθ

    解析: 楔形物块静止,小物块匀速上滑,

    二者都处于平衡状态,取二者整体为研究

    对象,由受力分析得FN+Fsinθ=(M+m)g,

    所以FN=(M+m)g-Fsinθ,故选项D正确.

    答案:D

    5.如图5所示,A、B两物体紧靠着放在粗糙

    水平面上,A、B间接触面光滑.在水平推

    力F作用下两物体一起加速运动,物体A

    恰好不离开地面,则物体A的受力个数为 (  ) 图5

    A.3 B.4

    C.5 D.6

    解析:A恰好不离开地面,即A与地面无作用力,故A受重力、F和B对A的作用力,共三个力,正确选项为A.

    答案:A

    6. (2009·山东高考)如图6所示,光滑半球

    形容器固定在水平面上,O为球心.一

    质量为m的小滑块,在水平力F的作用

    下静止于P点.设滑块所受支持力为FN, 图6

    OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是 (  )

    A.F=       B.F=mgtanθ

    C.FN= D.FN=mgtanθ

    解析:滑块受力如图,由平衡条件知:

    =cotθ?F=mgcotθ=,

    FN= .

    答案:A

    7.(2010·马鞍山模拟) 如图7所示,A、B两球

    用劲度系数为k1的轻弹簧相连,B球用长

    为L的细线悬于O点,A球固定在O点正

    下方,且O、A间的距离恰为L,此时绳子

    所受的拉力为F1,现把A、B间的弹簧换成 图7

    劲度系数为k2的轻弹簧,仍使系统平衡,此时绳子所受的拉力为F2,则F1与F2的大小关系为 (  )

    A.F1<F2 B.F1>F2

    C.F1=F2 D.因k1、k2大小关系未知,故无法确定

    解析:对B球受力分析如图所示,

    则由相似三角形特点知:

    所以F1=F2=mg.

    答案:C

    8.如图8所示,A是一质量为M的盒子,B的质量为,A、B用细绳相连,跨过光滑的定滑轮,A置于倾角θ=30°的斜面上,B悬于斜面之外而处于静止状态.现在向A中缓慢加入沙子,整个系统始终保持静止,则在加入沙子的过程中 (  )

    A.绳子拉力逐渐减小

    B.A对斜面的压力逐渐减小

    C.A所受的摩擦力逐渐增大

    D.A所受的合力增大

    解析:以B为研究对象,由二力平衡条件可知,绳子的拉力FT始终等于B的重力的大小,即FT=Mg,选项A错误.

    以A为研究对象,未加沙子前,绳子拉力FT与A的重力沿斜面方向的分力平衡,A与斜面间没有摩擦力的作用;加入沙子后,相当于A的重力增加,A对斜面的压力增大,为了平衡加入沙子的重力沿斜面方向的分力,A将受到沿斜面向上的静摩擦力,且随着沙子的加入而逐渐增大,所以选项B错误,C正确.因为A一直处于静止状态,所受的合力为零,保持不变,选项D错误.

    答案:C

    9.如图9所示,固定在水平面上的斜面倾角

    为θ,长方体木块A的质量为M,其PQ

    面上钉着一枚小钉子,质量为m的小球B

    通过一细线与小钉子相连接,细线与斜面 图9

    垂直,木块与斜面间的动摩擦因数为μ,以下说法正确的是 (  )

    A.若木块匀速下滑,则小球对木块的压力为零

    B.若木块匀速下滑,则小球对木块的压力为mgcosθ

    C.若木块匀加速下滑,则小球对木块的压力为零

    D.若木块匀加速下滑,则小球对木块的压力为μmgcosθ

    解析:当木块匀速下滑时,对小球受力分析可求得小球对木块的压力为mgsinθ,B错误;当木块匀加速下滑时,将小球和木块看做一个整体,根据牛顿第二定律可得a=gsinθ-μgcosθ,选小球为研究对象,可求得小球对木块的压力为μmgcosθ,D正确.

    答案:D

    10. 如图10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 图10

    与O点的连线与水平线的夹角为α=60°,则两小球的质量比为 (  )

    A. B. C. D.

    解析:质量为m1的小球受重力m1g、绳拉力

    F2=m2g和支持力F1的作用而平衡.如图所示,

    由平衡条件得,F1=F2,2F2cos30°=m1g,得=.故选项A正确.

    答案:A

    二、非选择题(本大题共2个小题,共30分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)

    11.(15分) 在倾角α=37°的斜面上,一条

    质量不计的皮带一端固定在斜面上端,另

    一端绕过一质量m=3 kg、中间有一圈凹槽

    的圆柱体,并用与斜面夹角β=37°的力F拉

    住,使整个装置处于静止状态,如图11所示. 图11

    不计一切摩擦,求拉力F和斜面对圆柱体的弹力FN的大?。?g=10 m/s2 ,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

    某同学分析过程如下:

    将拉力F沿斜面和垂直于斜面方向进行分解.

    沿斜面方向:Fcosβ=mgsinα

    垂直于斜面方向:Fsinβ+FN=mgcosα

    问:你认为上述分析过程正确吗?若正确,按照这种分析方法求出F及FN的大??;

    若不正确,指明错误之处并求出认为正确的结果.

    解析:不正确,该同学没想到平行于斜面的皮带对圆柱体也有力的作用.

    沿斜面方向:Fcosβ+F=mgsinα

    垂直于斜面方向:Fsinβ+FN=mgcosα

    得:F=mg=×30 N=10 N

    FN=mgcosα-Fsinβ=30×0.8 N-10×0.6 N=18 N.

    答案:不正确 没想到平行于斜面的皮带对圆柱体也有力的作用 10 N 18 N

    12.(15分)(2010·淮北模拟)鸵鸟是当今世界上最大的鸟,有人说,如果鸵鸟能长出一副与身材大小成比例的翅膀,就能飞起来.生物学研究的结论指出:鸟的质量与鸟的体长立方成正比.鸟扇动翅膀,获得向上的升力的大小可以表示为F=cSv2,式中S是翅膀展开后的面积,v为鸟的运动速度,c是比例常数.我们不妨以燕子和鸵鸟为例,假设鸵鸟能长出和燕子同样比例的大翅膀,已知燕子的最小飞行速度是5.5 m/s,鸵鸟的最大奔跑速度为22 m/s,又测得鸵鸟的体长是燕子的25倍,试分析鸵鸟能飞起来吗?

    解析:燕子以最小速度飞行时,

    m1g=cS1v12.

    而鸵鸟展翅以最大速度奔跑时,获得的升力为:

    F2=cS2v22

    =252,=4

    可得F2=10000 m1g

    而鸵鸟重力m2g=253m1g

    故F2<m2g,鸵鸟不能飞起来.

    答案:鸵鸟不能飞起来

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