1、第二章检测试题(时间:60分钟满分:100分) 【测控导航】知识点题号1.三种常见的力1、42.力的合成与分解3、73.受力分析6、9、124.共点力的平衡2、5、8、11、135.实验:验证力的平行四边形定则10一、选择题(本题共9小题,每小题6分,共54分.16题为单选题,79题为多选题,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分)1.(2012广东省六校第二次联考)如图所示,P是位于水平的粗糙桌面上的物块,用跨过定滑轮的轻绳将P与小盘相连,小盘内有砝码,小盘与砝码的总质量为m.在P运动的过程中,若不计空气阻力,则关于P在水平方向受到的作用力与相应的施力物体,下列说法中正确
2、的是(B)A.拉力和摩擦力,施力物体分别是地球和桌面B.拉力和摩擦力,施力物体分别是绳和桌面C.重力mg和摩擦力,施力物体分别是地球和桌面D.重力mg和摩擦力,施力物体分别是绳和桌面解析:P在水平方向上只受到拉力和摩擦力,拉力和摩擦力都是接触力,拉力的施力物体是绳,摩擦力的施力物体是桌面,选B.2.(2013攀枝花模拟)将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱,其中第3、4块固定在基地上,第1、2块间的接触面是竖直的,每块石块的两个侧面间所夹的圆心角为30.假定石块间的摩擦力可以忽略不计,则第1、2块石块间的作用力和第1、3块石块间的作用力的大小之比为(B)A.1/2B.C.D.解析:选择物块1作
3、为研究对象,隔离物块1,画出物块1的受力图,如图所示.由图中几何关系可得:F31sin 30=G,解得F31=2G,F21tan 30=G,解得F21=G,F21F31=2,选项B正确.3.如图所示,物体A静止在倾角为30的斜面上,现将斜面倾角由30增大到37,物体仍保持静止,则下列说法中正确的是(D)A.A对斜面的压力不变B.A对斜面的压力增大C.A受到的摩擦力不变D.A受到的摩擦力增大解析:物体A受力分析如图所示,将重力沿平行于斜面方向和垂直于斜面方向分解,则静摩擦力f=mgsin ,f随的增大而增大;斜面对物体的支持力N=mgcos ,由牛顿第三定律,A对斜面的压力N=mgcos ,随的
4、增大而减小.选项D正确.4.(2012江西省白鹭洲中学月考)如图(甲)所示,斜面体M的底面粗糙,斜面光滑,放在粗糙水平面上.弹簧的一端固定在墙面上,另一端与放在斜面上的物块m相连,弹簧的轴线与斜面平行.若物块在斜面上来回运动,斜面体保持静止,则地面对斜面体的摩擦力f与时间t的关系图像应是图(乙)中的哪一个(C)解析:以斜面体M为研究对象,斜面体受重力、物块m的压力、地面的支持力和地面对斜面体的摩擦力作用而保持静止状态,物块在斜面上来回运动,物块对斜面的压力不变,斜面体所受外力不变,故地面对斜面体的摩擦力不发生变化,选项C正确.5.(2012乌鲁木齐第二次诊断性测验)如图所示,半圆形碗半径为R,
5、固定在水平面上.一质量为m的小蚂蚁由碗的底部向上爬,蚂蚁所能爬到的最大高度为h=R,则蚂蚁与碗面间摩擦力的最大值为(D)A.0.4mgB.0.6mgC.0.75mgD.0.8mg解析:由题意可得蚂蚁爬到距碗底的高度为h=R时,蚂蚁与碗面之间达到了最大静摩擦力,设蚂蚁与圆心的连线与竖直方向的夹角为,由几何知识可得cos =0.6,则=53,蚂蚁此时处于平衡状态:f=mgsin =0.8mg,选项D正确.6.(2013潍坊市一模)如图所示,固定在水平地面上的物体A,左侧是圆弧面,右侧是倾角为的斜面,一根轻绳跨过物体A顶点上的小滑轮,绳两端分别系有质量为m1、m2的小球,当两球静止时,小球m1与圆心
6、连线跟水平方向的夹角也为,不计一切摩擦,则m1、m2之间的关系是(B)A.m1=m2B.m1=m2tan C.m1=m2cot D.m1=m2cos 解析:设绳中张力大小为F,分别对m1和m2两球进行受力分析如图所示.由于两球均静止,受力平衡,对m1有:F-m1gcos =0对m2有:F-m2gsin =0联立、两式可得:m1=m2tan ,所以答案是B.7.(2012江西省信丰中学一模)如图所示,物块A放在直角三角形斜面体B上面,B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁,初始时A、B静止;现用力F沿斜面向上推A,但A、B并未运动.下列说法中正确的是(AD)A.A、B之间的摩擦力可能大小不变B.A、B之
7、间的摩擦力一定变小C.B与墙之间可能没有摩擦力D.弹簧弹力一定不变解析:初始状态,物块A受重力、支持力和平行斜面向上的静摩擦力f1作用,且f1=mgsin (为斜面与水平方向的夹角).沿斜面向上推A且力F逐渐增大时,向上的静摩擦力将先减小,然后反向增大,所以选项A正确、B错误;因A、B并未运动,由胡克定律知,弹簧弹力一定不变,选项D正确;对A、B整体进行受力分析,初始状态弹簧的弹力与总重力平衡,B与墙之间不存在弹力、摩擦力,用力F沿斜面向上推A时,B与墙之间产生弹力和静摩擦力,静摩擦力方向向下,选项C错误.8.(2013宜宾高三质检)如图所示,不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上O点,跨过滑轮
8、的细绳连接物块A、B,A、B都处于静止状态,现将物块B移至C点后,A、B仍保持静止,下列说法中正确的是(BD)A.B与水平面间的摩擦力减小B.地面对B的弹力增大C.悬于墙上的绳所受拉力不变D.A、B静止时,图中、三角始终相等解析:将物块B移至C点后,细绳与水平方向夹角减小,细绳中拉力不变,B与水平面间的摩擦力增大,地面对B的弹力增大,选项A错误,B正确;由于+增大滑轮两侧细绳拉力合力减小,由平衡条件可知,悬于墙上的绳所受拉力减小,选项C错误;A、B静止时,图中、三角始终相等,选项D正确.9.(2012贵州凯里一中月考)如图所示,物体B的上表面水平,A、B相对于斜面C静止,当斜面C受到水平力F向
9、左匀速运动的过程中(BC)A.物体A可能受到3个力的作用B.物体B一定受到4个力的作用C.物体C对物体B的作用力竖直向上D.物体C和物体B之间可能没有摩擦力解析:A、B、C均处于平衡状态,对A物体,在竖直方向上受到重力和物体B对其施加的竖直向上的支持力作用,二力平衡,所以物体A受到2个力的作用,选项A错误;再把物体A、B看做一个整体,该整体除了受到重力和垂直斜面向上的支持力作用外,肯定还受到沿斜面向上的摩擦力作用,三力平衡,选项D错误;选取物体B为研究对象,B受重力、物体C施加的垂直斜面向上的支持力、沿斜面向上的摩擦力和物体A对物体B的压力,因B平衡,物体C对物体B的作用力必竖直向上,选项B、
10、C正确.在受力分析时,有些力的大小和方向不能明确肯定,必须根据已经确定的几个力和物体所处的状态判断,以确保受力分析时不漏力、不添力、不错力.二、实验题(共9分)10.“验证力的平行四边形定则”实验中.(1)部分实验步骤如下,请完成有关内容:A.将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,另一端绑上两根细线.B.在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码,使橡皮筋拉伸,如图(甲)所示,记录: 、 、.C.将步骤B中的钩码取下,分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码,用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度,如图(乙)所示,小心调整B、C的位置,使,记录.(2)如果“力的平行四边形定则”得到验证
11、,那么图(乙)中=.解析:(1)B.记录钩码个数(或细线拉力),橡皮筋与细线结点的位置O,细线的方向(说明:能反映细线方向的其他记录也可以)C.应使橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点位置重合,并记录钩码个数和对应的细线方向.(2)对结点进行受力分析,设每个钩码的质量均为m,由平衡条件可知,水平方向满足:4mgcos =3mgcos ,所以=.答案:(1)见解析(2)三、计算题(共37分)11.(2012湖南岳阳市一中质检)(11分)如图所示,两个完全相同的球,重力大小均为G,两球与水平地面间的动摩擦因数都为,且假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,一根轻绳两端固定在两个球上,在绳的中点施加一个竖直
12、向上的拉力,当绳被拉直后,两段绳间的夹角为.问当F至少为多大时,两球将会发生滑动?解析:对结点O受力分析如图(甲)所示.(2分)由平衡条件得F1=F2=(2分)对任一球(如右球)受力分析如图(乙)所示.(2分)球发生滑动的临界条件是:F2sin=N.(1分)F2cos+N=G.(1分)又F2=F2,(1分)联立解得:F=.(2分)答案:12.(12分)如图所示,倾角=60的斜面上,放一质量为1 kg的物体,用k=100 N/m的轻质弹簧平行于斜面拉着,物体放在PQ之间任何位置都能处于静止状态,而超过这一范围,物体就会沿斜面滑动.若AP=22 cm,AQ=8 cm,试求物体与斜面间的最大静摩擦力
13、的大小.(取g=10 m/s2) 解析:P、Q两点应是静摩擦力最大的两个临界位置,在P点弹簧处于伸长状态,受力分析如图(甲)所示.(2分)fm=F1-mgsin (2分)在Q点弹簧处于压缩状态,受力分析如图(乙)所示.(2分)fm=F2+mgsin .(2分)设弹簧的原长为x,有F1=k(AP-x)(1分)F2=k(x-AQ)(1分)联立得2fm=F1+F2=k(AP-AQ)所以fm=1000.14 N=7 N.(2分)答案:7 N求解平衡中的临界、极值问题时,一定要找出临界状态,临界状态有时会有多个.结合平衡条件将临界状态对应的方程式写出是解答问题的关键.13.(2013泸州高三一模)(14
14、分)如图所示,在光滑的水平杆上穿两个重均为2 N的球A、B,在两球之间夹一弹簧,弹簧的劲度系数为10 N/m,用两条等长的线将球C与A、B相连,此时弹簧被压短了10 cm,两条线的夹角为60,求:(1)杆对A球的支持力为多大?(2)C球的重力为多大?解析:(1)设线的拉力大小为T,A、C球的受力情况分别如图所示:其中F=kx=1 N(2分)对于A球,由平衡条件得:F=Tsin 30(3分)N=GA+Tcos 30(3分)解得:N=(2+) N.(2分)(2)由(1)可得两线的张力大小为:T=2 N(1分)对于C球,由平衡条件得:2Tcos 30=GC(2分)解得:GC=2 N.(1分)答案:(1)(2+) N(2)2 N