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一、选择题1.(2009·江苏)用一根长1m的轻质细绳将一幅质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上.已知绳能承受的最大张力为10N.为使绳不断裂,画框上两个挂钉的间距最大为(g取10m/s2)()A.32mB.22mC.12mD.34m[答案]A[解析]本题考查共点力的平衡.由题意知,当两绳间夹角为120°时,两绳张力达10N.此时画框上挂钉间距为x=Lsin60°=32m选项A正确.2.(2009·山东)如图所示,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.OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是()A.F=mgtanθB.F=mgtanθC.FN=mgtanθD.FN=mgtanθ[答案]A[解析]本题主要考查受力分析与物体平衡条件,受力分析如图,由平衡条件知FNsinθ=mg,FN=mgsinθ,C错,D错.F=mgtanθA正确,B错.正确答案A.3.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()A.2个B.3个C.4个D.5个[答案]AC[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,一定存在向右或有向右分量的力,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.4.(2009·泰安模拟)如图所示,轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体A与B,物体B放在水平地面上,A、B均静止.已知A和B的质量分别为mA、mB,绳与水平方向的夹角为θ,则()A.物体B受到的摩擦力可能为0B.物体B受到的摩擦力为mAgcosθC.物体B对地面的压力可能为0D.物体B对地面的压力为mBg-mAgsinθ[答案]BD[来源:Z*xx*k.Com][解析]对B受力分析如图所示,则水平方向上:Ff=FTcosθ,由于FT=mAg,所以Ff=mAgcosθ,故A错误,B正确;因为摩擦力不为零,所以压力不可能为零,故C错误;竖直方向上:FNB+FTsinθ=mBg,所以FNB=mBg-FTsinθ=mBg-mAgsinθ,故D正确.5.三段等长的、不可伸长的细线结于O点,A端固定在水平杆上,B端接在套在竖直光滑杆上的轻圆环上,C端挂一重物,重物质量为m;开始时轻圆环固定在紧靠D端的位置,AD等于绳长OA,静止时如图所示.今不再固定圆环,让圆环可以在竖直光滑杆上自由滑动,再次静止时OA绳拉力为FTA,OB绳拉力为FTB,则()A.FTAmg,FTBmgB.FTA=mg,FTB=0C.FTA=mg,FTB=mgD.FTAmg,FTB=mg[答案]B[解析]由于AD=OA=OB,圆环自由下落稳定时,AO竖直向下,故绳OB中无拉力FTB=0;FTA=mg.6.如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O是球心,碗的内表面光滑.轻质杆的两端固定有两个小球,质量分别是m1、m2.当它们静止时,m1、m2与球心的连线跟水平面分别成60°、30°角,则碗对两小球的弹力F1、F2大小之比是()A.B.3C.3D.3[答案]B[解析]选m1、m2组成的整体作为研究对象进行分析,则三力平衡必共点,故F1F2=tan60°=3,选项B正确.7.(2009·天津质检)如图所示,把球夹在竖直墙面AC和木板BC之间,不计摩擦.设球对墙的压力为FN1,球对板的压力为FN2,在将板BC逐渐放至水平的过程中,下列说法中正确的是()A.FN1增大,FN2减小B.FN1减小,FN2增大C.FN1增大,FN2增大D.FN1减小,FN2减小[答案]D[解析]如图,利用图象法可知FN1、FN2都减小.故D正确.8.如图所示,A、B两物体的质量分别为mA和mB,且mAmB,整个系统处于静止状态,小滑轮的质量和一切摩擦均不计.如果绳的一端由Q点缓慢地向左移到P点,整个系统重新平衡后,物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ如何变化()A.物体A的高度升高,θ角变大B.物体A的高度降低,θ角变小C.物体A的高度升高,θ角不变D.物体A的高度不变,θ角变小[答案]C[解析]系统静止时,与动滑轮接触的那一小段绳子受力情况如右图所示,同一根绳子上的拉力F1、F2总是相等的,它们的合力F与F3是一对平衡力,以F1、F2为邻边所作的平行四边形是菱形,故mBg=2mAgsinθ.绳的端点由Q点移向P点时,由于mA、mB的大小不变,故θ不变,因此B下降,A上升.二、非选择题9.在装修工程中,用与竖直方向成β角的力F使质量为m的物体静止在斜板的某一位置上.如图所示,斜板与水平方向成α角.请在图中画出这个物体的受力示意图,并写出计算斜板对它的压力大小的表达式________.[答案]Fcos(α+β)-mgcosα[解析]物体受力如图所示,沿垂直于斜板面的合力为零,则有FN=Fcos(α+β)-mgcosα.10.如图所示,木板B放在粗糙的水平地面上,木块A放在B的上面,A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在直立墙壁上,用水平力F向左拉动B,使B以速度v做匀速运动,A、B的质量均为m,且A、B间及B与水平地面间的动摩擦因数都是μ,则绳的拉力FT=________,水平拉力F=________.[答案]μmg3μmg[解析]对A受力分析知FT=FfA=μmg,对B受力分析知F=FfA′+Ff地Ff地=2μmg,故F=3μmg.11.如图所示为一攀岩运动员,正在竖直崖壁上攀登,由于身背很重的行装,重心上移至肩部的O点,总质量为75kg,此时手臂与身体垂直.手臂与崖壁夹角θ为60°,求此时手受到的拉力和脚受到的作用力(设手受到的拉力和脚受到的作用力均通过重心O,g取10m/s2).[答案]375N3753N[解析]对运动员进行受力分析如图所示,根据平衡条件正交分解得:[来源:学§科§网Z§X§X§K]Fsin60°=FNsin30°Fcos60°+FNcos30°=mg.[来源:Zxxk.Com]解得F=12mg=375N,FN=3753N.12.如图所示,半径为R的半球支撑面顶部有一小孔.质量分别为m1和m2的两只小球(视为质点),通过一根穿过半球顶部小孔的细线相连,不计所有摩擦.请你分析:(1)m2小球静止在球面上时,其平衡位置与半球面的球心连线跟水平方向的夹角为θ,则m1、m2、θ和R之间应满足什么关系;(2)若m2小球静止于θ=45°处,现将其沿半球面稍稍向下移动一些,则释放后m2能否回到原来位置?[答案](1)m1=m2cosθ与R无关(2)不能[解析](1)根据平衡条件有m2gcosθ=m1g,所以m1=m2cosθ(或cosθ=m1m2),与R无关.(2)不能回到原来位置,m2所受的合力为m2gcosθ′-m1g=m2g(cosθ′-cos45°)0(因为θ′45°),所以m2将向下运动.13.当物体从高空下落时,空气阻力随速度的增大而增大,因此经过一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的终极速度.已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v,且正比于球半径r,即阻力F=krv,k是比例系数.对于常温下的空气,比例系数k=3.4×10-4N·s/m2.已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3,取重力加速度g=10m/s2,试求半径r=0.10mm的球形雨滴在无风情况下的终极速度vT.(结果取两位有效数字)[答案]1.2m/s[解析]雨滴下落时受两个力作用:重力,方向竖直向下;空气阻力,方向竖直向上,当雨滴达到终极速度vT后,加速度为零,二力平衡,用m表示雨滴的质量,有mg-krvT=0①m=43πr3ρ②由①②得终极速度vT=4πr2ρg3k代入数值得vT=1.2m/s14.(2009·温州模拟)质量为M的木楔倾角为θ,在水平面上保持静止,当将一质量为m的木块放在斜面上时正好匀速下滑,如果用与斜面成α角的力F拉着木块匀速上升,如图所示.求:(1)当α=θ时,拉力F有最小值,求出此最小值;[来源:Zxxk.Com](2)此时水平面对木楔的摩擦力是多少?[答案](1)mgsin2θ(2)12mgsin4θ[解析](1)物体m放于斜面上时,正好沿斜面匀速下滑,则有mgsinθ=μmgcosθ,得μ=tanθ.当力F作用于m后,受力情况如图所示,有Fcosα=mgsinθ+FfFsinα+FN=mgcosθFf=μFN解得:F=mgsinθ+μmgcosθcosα+μsinα=mg(sinθ+μcosθ)cosα+μsinα.当α=θ时,tanθ=μ,F有最小值.F=mg·(sinθ+tanθcosθ)cosθ+tanθsinθ=2mgsinθcosθcos2θ+sin2θ=mgsin2θ,F有最小值mgsin2θ.(2)将M、m看作一个整体,且M和m处于平衡状态,则水平面对木楔的摩擦力Ff′=Fcos(θ+α)=Fcos2θ=mg·sin2θcos2θ=12mgsin4θ.[来源:学科网ZXXK]
本文标题:高考物理基础知识查漏补缺选练(5)
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