1、第二章测试一、选择题(40分)其中17题只有一个选项正确，810题有多个选项正确1(原创题)关于力的说法错误的是()A力可以改变物体的运动状态，也可以改变物体的形状B空中飞行的炮弹没有受到与前进方向相同的推力C几何形状规则的物体，其重心必然在物体的几何中心上D重心是物体总重力的等效作用点解析重心在物体的几何中心上，除几何形状规则的物体，还要质量分布均匀，C选项错误；其它均正确答案C设置目的考查对力的概念的理解2(2016吉林一模)如图所示，一直杆倾斜固定并与水平方向成30的夹角；直杆上套有一个质量为0.5 kg的圆环，圆环与轻弹簧相连，在轻弹簧上端施加一竖直向上、大小F10 N的力，圆环处于静
2、止状态，已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为0.7，g10 m/s2.下列说法正确的是()A圆环受到直杆的弹力，方向垂直直杆向上B圆环受到直杆的弹力大小等于2.5 NC圆环受到直杆的摩擦力，方向沿直杆向上D圆环受到直杆的摩擦力大小等于2.5 N解析圆环受到直杆的弹力，方向垂直直杆向下，A项错误画出圆环受力示意图如图所示，应用平行四边形定则，可得圆环受到直杆的弹力大小等于 N，B项错误圆环受到直杆的摩擦力，方向沿直杆向下，大小等于2.5 N，C项错误，D项正确答案D设置目的弹力的产生及效果3.(2016山东潍坊)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
3、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()Am1m2tanBm1m2cotCm1m2cos Dm1m2解析设绳子对两球的拉力大小为T，对m2：根据平衡条件，得Tm2gsin；对m1：根据平衡条件，得Tm1gcos，联立解得：m1m2tan，故选A项答案A设置目的考查定滑轮模型的变形4(2016海南海口)如图所示，一小球用轻绳悬于O点，用力F拉住小球，使悬线保持偏离竖直方向75角，且小球始终处于平衡状态，为了使F有最小值，F与竖直方向的夹角应该是()A90 B15C45 D0解析以小球为研
4、究对象，分析受力情况，根据平衡条件得知，绳的拉力T和F的合力与重力mg大小相等、方向相反，作出F在三个不同方向力的合成图，由图可知，当F与T垂直时，F有最小值，此时15.故选B项答案B设置目的考查极值，利用数形结合求极值5(2015吉林省实验中学模拟)一铁球通过三段轻绳OA、OB、OC悬挂在天花板上的A点，轻绳OC拴接在轻质弹簧秤上第一次，保持结点O位置不变，某人拉着轻质弹簧秤从竖直位置缓慢转动到水平位置，如图1所示，弹簧秤的示数记为F1.第二次，保持轻绳OC垂直于OA，缓慢释放轻绳，使轻绳OA转动到竖直位置，如图2所示，弹簧秤的示数记为F2.则()AF1恒定不变，F2逐渐增大BF1、F2均逐
5、渐增大CF1先减小后增大，F2逐渐减小DF1逐渐增大，F2先减小后增大解析本题主要考查共点力的动态平衡；对于图1的分析如下：两绳子的合力不变，AO的拉力方向不变，则由平行四边形定则可知F1先减小后增大；对于图2的分析如下：设OA与竖直方向夹角为，则F2Gsin，由于减小，故F2不断减小；由上分析可知选项C正确答案C设置目的本题主要考查共点力的动态平衡6(2015陕西镇安中学)如图所示，水平传送带上放一物体，当传送带向右以速度v匀速传动时，物体在轻弹簧水平拉力的作用下处于静止状态，此时弹簧的伸长量为x；当传送带向右的速度变为2v时，物体处于静止状态时弹簧的伸长量为x.则关于弹簧前、后的伸长量，下
6、列说法中正确的是()A弹簧伸长量将减小，即xxC弹簧伸长量不变，即xxD无法比较x和x的大小解析两种情况下，物体所受滑动摩擦力大小、方向相同，根据二力平衡条件，弹簧的弹力不变，弹簧的伸长量不变，选项C正确，选项A、B、D错误答案C7(2016安徽合肥)如图所示，一重为10 N的球固定在支杆AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5 N，则AB杆对球的作用力()A大小为7.5 NB大小为10 NC方向与水平方向成53角斜向右下方D方向与水平方向成53角斜向左上方解析对小球进行受力分析可得，AB杆对球的作用力F和绳的拉力的合力与小球的重力等大反向，可得F方向斜向左上方，令
7、AB杆对小球的作用力与水平方向夹角为，可得tan，53，F12.5 N，故只有D项正确答案D设置目的考查杆上弹力的方向8(2015天津南开区)如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa0，b所受摩擦力Ffb0，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间()AFfa大小不变 BFfa方向改变CFfb方向向右 DFfb仍然为零解析在右侧细绳剪断瞬间，弹簧弹力来不及发生变化，即物块a受力不变，故选项A正确，选项B错误；细绳剪断瞬间，细绳没有拉力，但是弹簧依然有弹力，物块b一定有向左的运动趋势，
8、故所受摩擦力向右，选项C正确，选项D错误答案AC设置目的本题主要考查共点力平衡条件；最大静摩擦力以及弹簧的弹力9如图所示，传送带向右上方匀速运转，石块从漏斗里竖直掉落到传送带上，然后随传送带向上运动下述说法中正确的是()A石块落到传送带上可能先做加速运动后做匀速运动B石块在传送带上一直受到向右上方的摩擦力作用C石块在传送带上一直受到向左下方的摩擦力作用D开始时石块受到向右上方的摩擦力后来不受摩擦力解析由相对运动可知，石块受到向上的滑动摩擦力，使石块加速向上运动，直到与传送带速度相等，若所经位移大于两轮间距，则石块一直加速；若速度相等时所经位移小于两轮间距，则速度相等后石块与传送带相对静止，此后
9、石块受静摩擦力的作用，方向仍沿传送带向上答案AB设置目的考查皮带传送问题10(2016湖北武汉)如图所示，一辆运送沙子的自卸卡车，装满沙子沙粒之间的动摩擦因数为1，沙子与车厢底部材料的动摩擦因数为2，车厢的倾角用表示(已知21)，下列说法正确的是()A要顺利地卸干净全部沙子，应满足tan2B要顺利地卸干净全部沙子，应满足sin2C只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足2tan1D只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足21tan解析由21，可知越是上层的沙子越容易卸下，当与车厢底部接触的沙子从车上卸下时，全部沙子就能顺利地卸干净，则有mgsin2mgcos，得tan2.故A项正确，B
10、项错误；与车厢底部不接触的沙子卸下，而与车厢底部接触的沙子未卸下时，只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，这时，应有mgsin1mgcos，mgsintan1.故C项正确，D项错误答案AC设置目的考查连续介质下的摩擦力的分析二、实验题(20分)11(12分)(2015湖北黄石)某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为h0.25 m、且开口向右的小筒中(没有外力作用时弹簧的左部分位于筒内)，如图甲所示，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒口右端弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变挂钩码的个数来改变l，作出Fl变化的图线如图乙
11、所示(1)由此图线可得出的结论是_ _；(2)弹簧的劲度系数为_ N/m，弹簧的原长l0_ m；(3)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点在于_；缺点在于_解析(1)在弹性限度内，弹力和弹簧的伸长量成正比(2)弹簧原长为l0，则根据胡克定律，有Fk(hll0)klk(hl0)由此可知，图像的斜率大小表示劲度系数大小，故k100 N/m，h0.25 m，当l0时，F10 N，将数据代入方程，可解得l015 cm0.15 m.(3)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点在于避免弹簧自身所受重力对实验的影响缺点在于：弹簧与筒及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差答案
12、(1)在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比(2)1000.15(3)在于避免弹簧自身所受重力对实验的影响，弹簧与筒及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差设置目的探究弹力与弹簧伸长的关系12(8分)某同学在做“互成角度的两个力的合成”实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧测力计拉力的大小，如图(a)所示(1)试在图(a)中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F表示此力(2)有关此实验，下列叙述正确的是_A两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力C两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测
13、力计拉力的效果相同D若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可(3)图(b)所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中比较符合实验事实的_(选填“甲”“乙”)(图中力F是用一只弹簧测力计拉时的图示)解析(1)以F1、F2为邻边作平行四边形，其对角线OF即为所求的合力(如图所示)(2)两只弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，B项错误；结点位置不变，合力不变，当一只弹簧测力计的拉力大小改变时，另一只弹簧测力计的拉力的大小和方向必须都改变，故D项错误；正确的选项只有A、C.(3)用平行四边形定则求出
14、的合力可以与橡皮筋拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力与橡皮筋拉力一定在同一直线上，故甲同学实验得到的结果符合实验事实答案(1)见解析图(2)AC(3)甲三、计算题(40分)13.(8分)(2015哈尔滨)质量为m的木箱置于水平面上，水平推力F即可使木箱做匀速直线运动现保持F的大小不变，方向改为与水平方向成60斜向上拉木箱，仍能使其做匀速直线运动，如图所示则木箱与水平面间的动摩擦因数为多少？解析本题考查摩擦力，共点力作用下物体的平衡问题当水平推力F使木箱做匀速直线运动时，有Fmg，当F仅方向改为与水平方向成60斜向上拉木箱时，有Fcos60FN，Fsin60FNmg.联立解得动摩擦
15、因数为.答案设置目的考查平面上的受力分析，共点力平衡14(12分)(2015河南豫南九校)擦黑板也许同学们都经历过，手拿黑板擦在竖直的黑板面上，或上下或左右使黑板擦与黑板之间进行滑动摩擦，将黑板上的粉笔字擦干净已知黑板的规格是：4.5 m1.5 m，黑板的下边沿离地的高度为0.8 m，若小黑板擦(可视为质点)的质量为0.16 kg，现假定某同学用力将小黑板擦在黑板表面缓慢竖直向上擦黑板，手臂对小黑板擦的作用力F与黑板面一直成53角，F20 N，他所能擦到的最大高度为2 m，g取10 m/s2.sin530.8，cos530.6.求：(1)此小黑板擦与黑板之间的动摩擦因数；(2)如该同学擦到最高
16、位置时意外让小黑板擦沿黑板面竖直向下滑落，则小黑板擦砸到黑板下边沿的速度大小解析(1)小黑板擦向上缓慢移动，处于平衡状态，受力分析如图所示：根据平衡，水平方向有FNFsin0，竖直方向有FcosmgFf0又因为FfFN，解得0.65；(同样得分)(2)小黑板擦向下滑落的过程与黑板间无摩擦，做自由落体运动，由运动学公式，得v22gh，解得v2 m/s.答案(1)0.65(2)2 m/s设置目的考查受力分析，共点力平衡，自由落体运动规律15.(10分)如图所示，能承受最大拉力为10 N的细线OA与竖直方向成45角，能承受最大拉力5 N的细线OB水平，细线OC能承受足够的拉力，为使OA、OB均不被拉
17、断，OC下端所悬挂物体的最大重力是多少？解析以结点O为研究对象，受三个力即OA的拉力TOA，OB的拉力TOB，向下拉力数值等于G，由拉密原理，得TOATOB，当TOB5 N时，TOA7.07 N10 N故以TOB为基准，GTOB5 N答案5 N设置目的训练承重极限问题的求解16(10分)(2014高考题改编)在机械设计中常用到下面的力学原理，如图所示，只要使连杆AB与滑块m所在平面间的夹角大于某个值，那么，无论连杆AB对滑块施加多大的作用力，都不可能使之滑动，且连杆AB对滑块施加的作用力越大，滑块就越稳定，工程力学上称为“自锁”现象(设滑块与所在平面间的动摩擦因数为)，满足什么条件才能使滑块满足 “自锁”现象？解析滑块m的受力如图所示，建立直角坐标系，将力F正交分解，由物体平衡条件，可知在竖直方向上：FNmgFsin在水平方向上：FcosFfFN由以上两式，解得FcosmgFsin，因为力F很大，所以上式可以写成：FcosFsin，故应满足的条件为arccot答案arccot设置目的新情境下迁移能力，极值条件的分析