選擇題(本大題共16小題,1～12每小題6分,13～16每小題7分,共100分。每小題至少一個(gè)答案正確,選不全得3分)
1.(2013·濟(jì)寧模擬)關(guān)于物體的受力分解問(wèn)題,下列敘述正確的是 ( )
A.斜面上的物體所受的重力,可以分解為使物體下滑的力和使物體壓緊斜面的力
B.斜面上的物體所受的重力,可以分解為使物體下滑的力和物體對(duì)斜面的壓力
C.水平地面上的物體受到的斜向上的拉力,可以分解為水平向前拉物體的力和豎直向上提物體的力
D.水平地面上的物體受到的斜向下的推力,可以分解為水平向前推物體的力和豎直向下壓地面的力
2.如圖所示,一重為8N的球固定在AB桿的上端,今用測(cè)力計(jì)水平拉球,使桿發(fā)生彎曲,此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為6N,則AB桿對(duì)球作用力的大小為 ( )
A.6N B.8N
C.10 N D.12N
3.(2013·廣州模擬)將物體所受重力按力的效果進(jìn)行分解,下列圖中錯(cuò)誤的是
( )
4.如圖所示,用一根長(zhǎng)為l的細(xì)繩一端固定在O點(diǎn),另一端懸掛質(zhì)量為m的小球A,為使細(xì)繩與豎直方向夾30°角且繃緊,小球A處于靜止,對(duì)小球施加的最小的力是 ( )
A.mg B.mg
C.mg D.mg
5.(2013·青島模擬)如圖所示,在水平天花板的A點(diǎn)處固定一根輕桿a,桿與天花板保持垂直。桿的下端有一個(gè)輕滑輪O。另一根細(xì)線上端固定在該天花板的B點(diǎn)處,細(xì)線跨過(guò)滑輪O,下端系一個(gè)重為G的物體,BO段細(xì)線與天花板的夾角θ=30°。系統(tǒng)保持靜止,不計(jì)一切摩擦。下列說(shuō)法中正確的是 ( )
A.細(xì)線BO對(duì)天花板的拉力大小是
B.a桿對(duì)滑輪的作用力大小是
C.a桿和細(xì)線對(duì)滑輪的合力大小是G
D.a桿對(duì)滑輪的作用力大小是G
6.(2013·無(wú)錫模擬)如圖甲所示,在廣州亞運(yùn)會(huì)射箭女子個(gè)人決賽中,中國(guó)選手程明獲得亞軍。創(chuàng)造了中國(guó)女子箭手在亞運(yùn)個(gè)人賽歷的成績(jī)。那么射箭時(shí),若剛釋放的瞬間弓弦的拉力為100N,對(duì)箭產(chǎn)生的作用力為120 N,其弓弦的拉力如圖乙中F1和F2所示,對(duì)箭產(chǎn)生的作用力如圖中F所示。弓弦的夾角應(yīng)為(cos53°=0.6) ( )
A.53° B.127° C.143° D.106°
7.(2013·大連模擬)如圖所示,作用于O點(diǎn)的三個(gè)力F1、F2、F3合力為零。F1沿-y方向,大小已知。F2與+x方向夾角為θ(θ<90°),大小未知。下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.F3一定指向第二象限
B.F3一定指向第三象限
C.F3與F2的夾角越小,則F3與F2的合力越小
D.F3的最小可能值為F1cosθ
8.(2013·桂林模擬)每年春天許多游客前往公園放風(fēng)箏,會(huì)放風(fēng)箏的人可使風(fēng)箏靜止在空中,下列四幅圖中,AB線代表風(fēng)箏截面,OL代表風(fēng)箏線,風(fēng)向水平,則風(fēng)箏可能靜止的是 ( )
9.(2013·青島模擬)如圖所示,滑塊A與小球B用一根不可伸長(zhǎng)的輕繩相連,且滑塊A套在水平直桿上。現(xiàn)用大小為10N、與水平方向成30°角的力F拉B,使A、B一起向右勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A、B保持相對(duì)靜止。已知A、B的質(zhì)量分別為2 kg、1 kg,重力加速度為10 m/s2,則( )
A.輕繩與水平方向的夾角θ=30°
B.輕繩與水平方向的夾角θ=60°
C.滑塊A與水平直桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為
D.滑塊A與水平直桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為
10.如圖甲所示,在圓柱體上放一物塊P,圓柱體繞水平軸O緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),從A轉(zhuǎn)至
A′的過(guò)程,物塊與圓柱體保持相對(duì)靜止,則圖乙反映的是該過(guò)程中 ( )
A.重力隨時(shí)間變化的規(guī)律
B.支持力隨時(shí)間變化的規(guī)律
C.摩擦力隨時(shí)間變化的規(guī)律
D.合外力隨時(shí)間變化的規(guī)律
11.(2013·玉林模擬)如圖所示,在某同學(xué)通過(guò)滑輪組將一重物緩慢吊起的過(guò)程中,該同學(xué)對(duì)繩的拉力將(滑輪與繩的重力及摩擦不計(jì)) ( )
A.逐漸變大 B.逐漸變小
C.先變大后變小 D.先變小后變大
12.(2013·長(zhǎng)沙模擬)如圖所示,細(xì)繩MO與NO所能承受的拉力相同,長(zhǎng)度MO>NO,則在不斷增加重物G的重力過(guò)程中(繩OC不會(huì)斷) ( )
A.NO繩先被拉斷
B.MO繩先被拉斷
C.NO繩和MO繩同時(shí)被拉斷
D.因無(wú)具體數(shù)據(jù),故無(wú)法判斷哪條繩先被拉斷
13.如圖所示,輕桿A端用光滑水平鉸鏈裝在豎直墻面上,B端用水平繩連在墻C處,在B端懸掛一重物P,在水平向右的力F緩慢拉起重物P的過(guò)程中,桿AB所受壓力的變化情況是 ( )
A.變大 B.變小
C.先變小再變大 D.不變
14.春節(jié)是全世界華人的重大節(jié)日,節(jié)日里有掛紅燈籠的傳統(tǒng),如圖為節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式,A、B點(diǎn)等高,O為結(jié)點(diǎn),輕繩AO、BO長(zhǎng)度相等,拉力分別為FA、FB,燈籠受到的重力為G。下列表述正確的是 ( )
A.FA可能小于G
B.FA與FB大小相等
C.FA與FB是一對(duì)平衡力
D.FA與FB大小之和等于G
15.如圖所示,作用在滑塊B上的推力F=100N,若α=30°,裝置重力和摩擦力均不計(jì),則工件上受到的壓力為 ( )
A.100 N B.100N
C.50 N D.200 N
16.(能力挑戰(zhàn)題)如圖所示,A、B為兩個(gè)相同的雙向力傳感器,該型號(hào)傳感器在受到拉力時(shí)讀數(shù)為正,受到壓力時(shí)讀數(shù)為負(fù)。A連接質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩,可沿固定的圓弧形軌道移動(dòng)。B固定不動(dòng),通過(guò)光滑鉸鏈連接長(zhǎng)為0.3m的輕桿。將細(xì)繩連接在桿右端O點(diǎn)構(gòu)成支架。始終保持桿水平,繩與桿的夾角∠AOB用θ表示。用另一繩在O點(diǎn)懸掛一個(gè)鉤碼,兩個(gè)傳感器的讀數(shù)用F1、F2表示。移動(dòng)傳感器A改變?chǔ)?F1、F2的數(shù)值相應(yīng)地發(fā)生變化,如表所示,(g=10m/s2)則 ( )
F1 1.001 0.580 … 1.002 … F2 -0.868 -0.291 … 0.865 … θ 30° 60° … 150° … A.A傳感器對(duì)應(yīng)的表中力F1
B.B傳感器對(duì)應(yīng)的表中力F1
C.鉤碼質(zhì)量為0.05 kg
D.鉤碼質(zhì)量為0.2 kg
答案解析
1.【解析】選A、C。力的分解一般按力的作用效果進(jìn)行分解,斜面上物體的重力有促使物體壓緊斜面的效果和促使物體沿斜面下滑的效果,選項(xiàng)A正確;斜向上的拉力有水平向前拉物體的效果和豎直向上提物體的效果,選項(xiàng)C正確。力的分解不改變力的性質(zhì)和受力物體,故B、D均錯(cuò)。
2.【解析】選C。球受豎直向下的重力、測(cè)力計(jì)水平向右的拉力和桿的彈力作用,重力和拉力的合力與桿的彈力等大、反向,故AB桿對(duì)球作用力的大小為N=10N,C正確。
3.【解析】選C。A項(xiàng)中物體重力分解為垂直于斜面使物體壓緊斜面的分力G1
和沿斜面向下使物體向下滑的分力G2;B項(xiàng)中物體的重力分解為沿兩條細(xì)繩使細(xì)
繩張緊的分力G1和G2,A、B項(xiàng)圖畫(huà)得正確。C項(xiàng)中物體的重力應(yīng)分解為垂直于兩接觸面使物體壓緊兩接觸面的分力G1和G2,故C項(xiàng)圖畫(huà)錯(cuò)。D項(xiàng)中物體的重力分解為水平向左壓緊墻的分力G1和沿繩向下使繩張緊的分力G2,故D項(xiàng)圖畫(huà)得正確。
4.【解析】選C。將mg在沿繩方向與施加的力的反方向分解,如圖所示,所以施加的力與F1等大反向即可使小球靜止,故Fmin=mgsin30°=mg,故C正確。
5.【解析】選D。細(xì)線對(duì)天花板的拉力等于物體的重力G;以滑輪為對(duì)象,兩段細(xì)線的拉力都是G,互成120°,因此合力大小是G,根據(jù)共點(diǎn)力平衡,a桿對(duì)滑輪的作用力大小也是G(方向與豎直方向成60°角斜向右上方);a桿和細(xì)線對(duì)滑輪的合力大小為零,故A、B、C均錯(cuò),D正確。
6.【解析】選D。弓弦拉力合成如圖所示,由幾何知識(shí)得
所以=53°
可得α=106°。故D正確。
【總結(jié)提升】求解力的合成的一般步驟
(1)明確研究對(duì)象,分析其受力情況。
(2)根據(jù)平行四邊形定則準(zhǔn)確畫(huà)出兩個(gè)共點(diǎn)力的合力。
(3)若為多個(gè)共點(diǎn)力,可依次合成。
(4)用三角形知識(shí)進(jìn)行求解或比較。
7.【解析】選D。因F1、F2、F3的合力為零,故F3應(yīng)與F2、F1的合力等大反向,故F3可能在第二象限,也可能在第三象限,A、B均錯(cuò);F3、F2的合力與F1等大反向,而F1大小、方向均已知,故F3與F2的合力與其夾角大小無(wú)關(guān),C錯(cuò);當(dāng)F3與F2垂直時(shí),F3最小,其最小值為F1cosθ,D正確。
8.【解析】選C。風(fēng)箏要靜止在天空,風(fēng)箏所受的重力、風(fēng)對(duì)風(fēng)箏的作用力、風(fēng)箏線的拉力這三個(gè)力的合力應(yīng)該為零,即三個(gè)力可以組成閉合三角形,對(duì)各選項(xiàng)情況進(jìn)行受力分析可知只有C項(xiàng)情況可能使風(fēng)箏靜止。
9.【解析】選A、D。設(shè)輕繩的拉力大小為FT,小球B共受三個(gè)力作用,其受力如圖所示,由平衡條件知
水平方向:Fcos30°=FTcosθ
豎直方向:
Fsin30°+FTsinθ=mBg
將F=10N,mB=1kg代入得:
θ=30°,FT=10N,故A正確,B錯(cuò)誤;對(duì)滑塊A受力分析,由平衡條件知
FTcos30°=Ff
FN=mAg+FTsin30°
Ff=μFN
以上三式聯(lián)立得μ=,故C錯(cuò)、D正確。
10.【解題指南】解答本題可按如下思路分析:
受力分析→正交分解→由平衡條件列方程→
根據(jù)重力與支持力方向的夾角變化判斷
【解析】選B。在圓柱體緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中,物塊P的重力是定值,不隨時(shí)間發(fā)生變化,A錯(cuò)誤;物塊P受三個(gè)力的作用,豎直向下的重力mg,沿半徑指向外的支持力FN,沿切線方向的靜摩擦力Ff,因圓柱體緩慢移動(dòng),所以物塊P在任意位置所受合力為零,D錯(cuò)誤;對(duì)三力正交分解,設(shè)重力mg與支持力FN方向所夾銳角為θ,則FN=mgcosθ,Ff=mgsinθ,從A轉(zhuǎn)至A′的過(guò)程中,θ先減小后增大,所以FN先增大后減小,Ff先減小后增大,B正確,C錯(cuò)誤。
11.【解析】選A。當(dāng)重物緩慢吊起時(shí),兩繩間夾角逐漸增大,其合力與重物的重力等大,即合力不變,所以繩的拉力逐漸增大,A項(xiàng)正確。
12.【解析】選A。作出力分解的平行四邊形如圖所示:
由于MO>NO,所以α>β,由四邊形的兩個(gè)鄰邊的長(zhǎng)短可以知道FNO>FMO,所以在G增大的過(guò)程中,繩NO先斷,A正確。
13.【解析】選D。根據(jù)力的合成與分解可知,CB繩的拉力增大,BP繩的拉力也增大,但桿與豎直方向的夾角不變,桿所受壓力沿豎直方向的分力始終與重物的重力大小相等,故桿所受壓力不變,D正確。
14.【解析】選A、B。由A、B兩點(diǎn)等高,AO、BO等長(zhǎng)可知,AO繩與BO繩兩力對(duì)稱(chēng),B選項(xiàng)正確;若兩繩間的夾角θ=120°,FA=FB=G;當(dāng)θ<120°時(shí):FA=FB120°時(shí):FA=FB>G,故A選項(xiàng)正確;這兩個(gè)力的矢量和與重力是平衡力,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;這兩個(gè)力不是大小之和而是矢量之和等于G,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
15.【解析】選B。對(duì)B進(jìn)行受力分析,如圖甲所示,得F2==2F;對(duì)上部分進(jìn)行受力分析,如圖乙所示,其中F2′=F2,得FN=F2′·cos30°=100N,故B正確。
16.【解析】選A、C。設(shè)鉤碼對(duì)點(diǎn)O產(chǎn)生豎直向下的拉力為F,當(dāng)θ為銳角時(shí),該力作用在O點(diǎn)產(chǎn)生兩個(gè)效果,一個(gè)是沿AO方向拉細(xì)繩,另一個(gè)則是沿OB方向壓桿,而當(dāng)θ為鈍角時(shí),F對(duì)細(xì)繩和桿都產(chǎn)生拉力,所以A傳感器對(duì)應(yīng)的是表格中的力F1,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤。如圖為θ=30°時(shí)力F的分解示意圖,由圖可知,mg=F1cos60°,故m==0.05kg,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
【變式備選】如圖所示,質(zhì)量為m的正方體和質(zhì)量為M的正方體放在兩豎直墻和水平面間,處于靜止?fàn)顟B(tài)。m與M相接觸邊與豎直方向的夾角為α,若不計(jì)一切摩擦,則下列說(shuō)法中正確的是 ( )
A.質(zhì)量為M的正方體受3個(gè)力的作用
B.質(zhì)量為m的正方體受3個(gè)力的作用
C.水平面對(duì)正方體M的彈力大小為Mg
D.墻面對(duì)正方體m的彈力大小為
【解析】選B、D。對(duì)正方體m進(jìn)行受力分析如圖所示,共受3個(gè)力,把FN2沿水平方向和豎直方向分解有:
FN2sinα=mg,FN2cosα=FN1,可判斷B、D正確;以?xún)蓚€(gè)正方體所組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,豎直方向上系統(tǒng)受到向上的支持力和向下的重力,整體處于靜止?fàn)顟B(tài),所以水平面對(duì)正方體M的彈力大小為(M+m)g,所以C錯(cuò)誤;對(duì)正方體M進(jìn)行受力分析可判斷M受4個(gè)力作用,故A錯(cuò)誤。