1、单元质检二相互作用共点力的平衡(时间:45分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1.如图所示,倾角为的光滑斜面体始终静止在水平地面上,其上有一斜劈A,A的上表面水平且放有一斜劈B,B的上表面上有一物块C,A、B、C一起沿斜面匀加速下滑。已知A、B、C的质量均为m,重力加速度为g,下列说法正确的是()A.A、B间摩擦力为零B.A加速度大小为gcos C.C可能只受两个力作用D.斜面体受到地面的摩擦力为零2.如图所示,质量相等的A、B两物体在平行于固定光滑斜面的推力F的作用下,沿斜面做匀速直线运动,A、B间轻弹簧的劲
2、度系数为k,斜面的倾角为30,则匀速运动时弹簧的压缩量为()A.FkB.F2kC.F3kD.F4k3.(2020广东珠海第二中学高三月考)如图,位于水平桌面上的物块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块相连,从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的,各接触面动摩擦因数都为,两物块的质量都是m,滑轮轴上的摩擦不计,若用一水平向右的力F拉P使其做匀速运动,则F的大小为()A.4mgB.3mgC.2mgD.mg4.截面为直角三角形的木块A质量为M,放在倾角为的斜面上,当=37时,木块恰能静止在斜面上,如图甲所示。现将改为30,在A与斜面间放一质量为m的光滑圆柱体B,如图乙所示。已知sin 37=0.6,cos 37
3、=0.8,则()A.A、B一定静止于斜面上B.若M=4m,则A受到斜面的摩擦力为52mgC.若M=2m,则A受到的摩擦力为32mgD.以上说法都不对5.(2021广东清远高三月考)如图所示,物体A、B、C叠放在水平面上,水平力Fb=5 N,Fc=10 N,分别作用于物体B、C上,A、B、C保持静止,以F1、F2、F3分别表示A与B、B与C、C与桌面间的静摩擦力的大小,则()A.F1=5 N,F2=0,F3=5 NB.F1=5 N,F2=5 N,F3=0C.F1=0,F2=5 N,F3=5 ND.F1=0,F2=10 N,F3=5 N6.如图所示,倾角=30的斜面上有一重为G的物体,在与斜面底边
4、平行的水平推力作用下沿斜面上的虚线匀速运动,若图中=45,则()A.物体不可能沿虚线运动B.物体可能沿虚线向上运动C.物体与斜面间的动摩擦因数=33D.物体与斜面间的动摩擦因数=63二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)7.如图所示,质量为m=1.2 kg的物块P在与水平方向夹角为的力F的作用下,沿水平面做匀速直线运动。已知物块与水平面之间的动摩擦因数=33,g取10 m/s2。当F最小时,则()A.=30B.=60C.F最小值为6 ND.F最小值为63 N8.(2020四川成都高
5、三月考)如图所示,半圆柱体P固定在水平地面上,其右端有一竖直挡板MN,在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的圆柱体Q。现使MN保持竖直且缓慢地向右平移,则在Q落地之前()A.Q所受的合力保持不变B.P对Q的弹力逐渐减小C.MN对Q的弹力逐渐减小D.MN对Q的弹力逐渐增大9.如图所示,不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上的O点,跨过滑轮的细绳连接物块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()A.B与水平面间的摩擦力增大B.绳子对B的拉力增大C.悬挂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10.如图所示,斜面体固定在水平面上,一
6、轻质细线绕过滑轮1和滑轮2,两端分别与物体a和轻环c连接,轻环c穿在水平横杆上,滑轮2下吊一物体b。物体a和滑轮1间的细线平行于斜面,系统静止。现将c向右移动少许,物体a始终静止,系统再次静止,不计滑轮质量和滑轮与绳间的摩擦。则()A.细线拉力将变大B.地面对斜面体的支持力将变大C.横杆对轻环c的摩擦力将变小D.斜面体对物体a的摩擦力可能变小三、非选择题(本题共4小题,共40分)11.(5分)(2020四川绵阳南山中学高三月考)一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品,在家中验证力的平行四边形定则。(1)如图(a),在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶,记下水壶静止时电子秤的示数F。
7、(2)如图(b),将三根细线L1、L2、L3的一端打结,另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶杯带上。水平拉开细线L1,在白纸上记下结点O的位置、和电子秤的示数F1。(3)如图(c),将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上,并将L1拴在其上。手握电子秤沿着(2)中L2的方向拉细线L2,使和三根细线的方向与(2)中重合,记录电子秤的示数F2。(4)在白纸上按一定标度作出电子秤拉力F、F1、F2的图示,根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F的图示,若,则平行四边形定则得到验证。12.(5分)(2021广东珠海高三月考)如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹
8、力与弹簧伸长量的关系。(1)为完成实验,还需要的实验器材有。(2)实验中需要测量的物理量有。(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F-x图线,由此可求出弹簧的劲度系数为 N/m。图线不过原点的原因是由于。(4)为完成该实验,设计的实验步骤如下:A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连接起来;B.记下弹簧不挂钩码时其下端的刻度尺上的刻度;C.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺;D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个钩码,并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度,并记录在表格内,然后取下钩码;E.以弹簧伸
9、长量为自变量,写出弹力与伸长量的关系式。首先尝试写成一次函数,如果不行,则考虑二次函数;F.解释函数表达式中常数的物理意义;G.整理仪器。请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来:。13.(15分)如图所示,在水平粗糙横杆上,有一质量为m的小圆环A,用一轻质细线悬吊一个质量为m的小球B。球B在一水平拉力的作用下,与圆环A恰好一起向右做匀速直线运动,此时细线与竖直方向成37角。求:(1)此时水平拉力F的大小;(2)杆与环间的动摩擦因数。14.(15分)滑水运动是一项非常刺激的水上运动,研究发现,在进行滑水运动时,水对滑板的作用力FN垂直于板面,大小为kv2,其中v为滑板运动的速率(水可视为静止)。某
10、次滑水运动的示意图如图所示,人和滑板的总质量为m,在水平牵引力作用下,当滑板和水面的夹角为时,滑板和人做匀速直线运动(忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2),求此时:(1)水平牵引力的大小;(2)滑板前进的速度的大小。参考答案单元质检二相互作用共点力的平衡1.C对B、C整体受力分析,受重力、支持力,B、C沿斜面匀加速下滑,则A、B间摩擦力不为零,B、C在水平方向有向左的加速度,则B受A对它的向左的摩擦力,故A错误;选A、B、C整体为研究对象,根据牛顿第二定律可知A加速度大小为gsin,故B错误;取C为研究对象,当斜劈B的倾角也为时,C只受重力和斜面的支持力,加速度大小为aC=gsin,故
11、C正确;斜面对A的作用力垂直斜面向上,则A对斜面的作用力垂直斜面向下,这个力可分解为水平和竖直的两个分力,故斜面具有向右运动的趋势,斜面受到地面的摩擦力水面向左,故D错误。2.B对A、B整体受力分析,A、B沿斜面做匀速直线运动,平行斜面方向有F=2mgsin=mg,对B进行受力分析,则有弹簧弹力等于B的重力沿斜面向下的分力,即kx=mgsin=0.5mg,得x=mg2k=F2k,故选B。3.A对Q物块,设跨过定滑轮的轻绳拉力为T,物块Q与P间的滑动摩擦力f=mg,根据共点力平衡条件T=f,则T=mg,对物块P受力分析,P水平方向受到拉力F、Q对P向左的摩擦力f、地面对P向左的摩擦力f,根据共点
12、力平衡条件,有F=f+f+T,地面对P物体向左的摩擦力f=2mg,联立解得:F=4mg,故A符合题意。4.B由题意可知,当=37时,木块恰能静止在斜面上,则有:Mgcos37=Mgsin37,代入数据解得:=0.75;现将改为30,在A与斜面间放一质量为m的光滑圆柱体B,对A受力分析,则有:f=N,N=Mgcos30;当fmgsin30+Mgsin30时,则A相对斜面不滑动,因此A、B是否静止在斜面上,由B对A的弹力决定,故A错误;甲乙若M=4m,则mgsin30+Mgsin30=58Mg;而f=N=0.75Mgcos30=338Mg;因fmgsin30+Mgsin30,则A不滑动,A受到斜面
13、的静摩擦力大小为mgsin30+Mgsin30=58Mg=52mg,故B正确,D错误;若M=2m,则mgsin30+Mgsin30=34Mg;而f=N=0.75Mgcos30=338Mg;因fFb,要使A、B、C处于静止状态,则桌面对C的静摩擦力应向左,根据力的平衡条件可得F3=Fc-Fb=5N,选项C正确。6.D对物体进行受力分析,物体受重力G、支持力N、推力F、摩擦力f作用,将重力分解为沿斜面向下的力G1=Gsin30和与斜面垂直的力G2=Gcos30,G2与N平衡,故可等效为物体在推力F、沿斜面向下的力G1、摩擦力f三个力的作用下沿斜面上的虚线做匀速运动,其等效的受力情况如图所示。根据三
14、力平衡特点,F与G1的合力必沿斜面向下,故摩擦力f只能沿斜面向上,故物体沿虚线向下做匀速运动,A、B错误;由几何关系得F与G1的合力F合=G1cos45=2G1由平衡条件得f=F合=2G1故物体与斜面间的动摩擦因数=fN=2Gsin30Gcos30=63,故C错误,D正确。7.AC物块受到重力、支持力、摩擦力和拉力的作用,如图所示沿水平方向Fcos=f沿竖直方向Fsin+N=mg其中f=N联立得F=mgcos+sin令sin=11+2,cos=1+2,则=60因此F=mg1+2(sincos+cossin)=mg1+2sin(+)可知,当+=90时,F有最小值,即=30时,F有最小值,最小值为
15、Fmin=mg1+2=6N,故选A、C。8.AD物体Q一直保持平衡状态,所受合力为零不变,故A正确;对圆柱体Q受力分析,受到重力、挡板MN的支持力和半球P对Q的支持力的作用。重力的大小和方向都不变,挡板MN的支持力方向不变、大小变,半球P对Q的支持力方向和大小都改变,设P对Q的支持力的方向与竖直方向的夹角为,根据平衡条件,得到N1=mgtan,N2=mgcos,由于不断增大,故N1不断增大,N2也不断增大,故B、C错误,D正确。故选AD。9.AD细绳对B的拉力F始终等于物块A的重力,大小不变,B选项错误;物块B与水平面间的摩擦力f=Fcos,将物块B移至C点,细绳与水平面的夹角变小,所以f变大
16、,A正确;因拉A的绳子与拉B的绳子力相等,而拉滑轮的力与两绳子的力的合力大小相等,故拉滑轮的力应在这两绳子拉力的角平分线上,故、三角始终相等,D正确;由于两绳间夹角增大,而两拉力不变,故悬于墙上的绳子的拉力将减小,C错误。10.AD以滑轮2为研究对象,若将c向右移动少许,两个绳子之间的夹角增大,由于b对滑轮的拉力不变,两个绳子之间的夹角增大,则绳子拉力一定变大,A正确;对斜面体、物体a、物体b整体受力分析,受重力、支持力、细线的拉力和地面的静摩擦力,如图甲所示。根据平衡条件,有FN=G总-Fcos2=G总-mbg2,FN与角度无关,恒定不变,B错误;以c为研究对象,如图乙所示,水平方向Ff=F
17、sin,c向右移动少许,F变大,变大,sin变大,横杆对轻环c的摩擦力将变大,C错误;若原来物块a有下降趋势,绳子拉力增大,a可能变为有上升趋势,摩擦力可能变小,D正确。甲乙11.答案(2)三根细线的方向(3)结点O的位置(4)F和F在误差范围内重合解析(2)要画出平行四边形,则需要记录分力的大小和方向,所以在白纸上记下结点O的位置的同时,也要记录三根细线的方向以及电子秤的示数F1。(3)已经记录了一个分力的大小,还要记录另一个分力的大小,要求结点O点位置不能变化,力的方向也都不能变化,所以应使结点O的位置和三根细线的方向与(2)中重合,记录电子秤的示数F2。(4)在白纸上按一定标度作出电子秤
18、拉力F、F1、F2的图示,再根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F的图示,若在误差允许的范围内F和F重合,则平行四边形定则得到验证。12.答案(1)刻度尺(2)弹簧原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与对应的长度)(3)200弹簧自重(4)CBDAEFG解析(1)实验需要测弹簧的长度、形变量,故还需要的实验器材是刻度尺;(2)为了测量弹簧的形变量;实验中还应测量弹簧原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与对应的长度);(3)图像中的斜率表示形变量,则k=7(4-0.5)10-2N/m=200N/m;图线不过原点说明没有力时有了形变量,故说明弹簧有自身的重力存在;(4)实验中要先组装器材,即CB
19、,然后进行实验,即D,最后数据处理,分析解释表达式,最后整理仪器,即AEFG。所以先后顺序为CBDAEFG。13.答案(1)34mg(2)38解析(1)取小球为研究对象进行受力分析,如图所示由平衡条件可得FTsin37=FFTcos37=mg联立解得F=34mg(2)取A、B组成的系统为研究对象,在竖直方向上有FN=2mg在水平方向上有Ff=F=34mg又由Ff=FN解得=3814.答案(1)mgtan (2)mgkcos解析(1)把人和滑板作为整体受力分析,如图所示水平方向上:F=FNsin竖直方向上:mg=FNcos解得:F=mgtanFN=mgcos(2)匀速直线运动时有:FN=kv2解得:v=mgkcos- 11 -
