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2022年高中物理 第三章 專題3 受力分析、動(dòng)態(tài)平衡課時(shí)精練(含解析)新人教版必修1

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1、2022年高中物理 第三章 專題3 受力分析、動(dòng)態(tài)平衡課時(shí)精練(含解析)新人教版必修1 知識(shí)點(diǎn) 基礎(chǔ) 中檔 稍難 受力分析 1、2、3 6、8 11 整體、隔離 4、9 7 動(dòng)態(tài)平衡、臨界 5 10、12 水平方向:Ff=Fcosθ 豎直方向:FN+Fsinθ=m1g+m2g。 由以上兩式得:Ff=Fcosθ,F(xiàn)N=m1g+m2g-Fsinθ,正確選項(xiàng)為A、C。 5.[xx·合肥高一質(zhì)檢]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等于(  )

2、A.mg          B.mg C.mg D.mg 答案 C 解析 以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,受三個(gè)力作用:重力、繩的拉力及所施加的一個(gè)力,O點(diǎn)固定,細(xì)繩方向也不變,即繩上的拉力方向不變,且繩的拉力與所施力的合力與重力一定滿足等值反向,如圖,由三角形定則作出的矢量三角形可知,所施力的最小值為Fmin=mgsin30°=mg。 6.(多選)如圖所示A為長(zhǎng)木板,上表面粗糙,在水平面上以速度v1向右勻速運(yùn)動(dòng),物塊B在木板A的上面以速度v2向右勻速運(yùn)動(dòng),下列判斷正確的是(  ) A.若是v1=v2,A、B之間無滑動(dòng)摩擦力 B.若是v1>v2,B受到了A所施加向右的滑動(dòng)摩擦力 C

3、.若是v1v2,A受到了B所施加向左的滑動(dòng)摩擦力 答案 ABD 解析 若v1=v2,則A、B間無相對(duì)運(yùn)動(dòng),故A正確;若v1>v2,則B相對(duì)于A向左運(yùn)動(dòng),故B受到向右的滑動(dòng)摩擦力,A相對(duì)于B向右運(yùn)動(dòng),A受到向左的滑動(dòng)摩擦力,故B、D正確;如果v1

4、距離,兩環(huán)再次達(dá)到平衡,那么將移動(dòng)后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較,AO桿對(duì)P環(huán)的支持力FN和摩擦力f的變化情況是(  ) A.FN不變,f變大 B.FN不變,f變小 C.FN變大,f變大 D.FN變大,f變小 答案 B 解析 以兩環(huán)和細(xì)繩整體為研究對(duì)象,由題意可知,豎直方向上二力平衡,即FN=2mg不變;水平方向上只有OB對(duì)Q環(huán)的壓力N和OA對(duì)P環(huán)的摩擦力f作用,因此f=N。以Q環(huán)為研究對(duì)象,它在重力、細(xì)繩的拉力F和OB的壓力N作用下平衡,如右圖所示,設(shè)細(xì)繩和豎直方向的夾角為α,則N=mgtanα。P環(huán)向左移動(dòng)的過程中α將減小,N也將減小,所以f減小。故選

5、項(xiàng)B正確。 8.[xx·課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ]如圖,用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上,系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)使小車從靜止開始向左加速,加速度從零開始逐漸增大到某一值,然后保持此值,小球穩(wěn)定地偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內(nèi)),與穩(wěn)定在豎直位置時(shí)相比,小球的高度(  ) A.一定升高 B.一定降低 C.保持不變 D.升高或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定 答案 A 解析  設(shè)橡皮筋原長(zhǎng)為l0 加速前平衡時(shí)橡皮筋伸長(zhǎng)了x0 則有kx0=mg 當(dāng)加速并穩(wěn)定時(shí)設(shè)小球偏離豎直方向θ角,橡皮筋伸長(zhǎng)了x 由小球在豎直方向受力平衡有 kxcosθ=mg 聯(lián)立得kxcosθ=kx0

6、xcosθ=x0 此時(shí)小球距懸掛點(diǎn)的豎直高度 h=(l0+x)cosθ =l0cosθ+xcosθ =l0cosθ+x0<l0+x0 故小球一定升高 選項(xiàng)A正確。 9.如圖所示,完全相同的質(zhì)量為m的A、B兩球,用兩根等長(zhǎng)的細(xì)線懸掛在O點(diǎn),兩球之間夾著一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧,靜止不動(dòng)時(shí),彈簧處于水平方向,兩根細(xì)線之間的夾角為θ。則彈簧的長(zhǎng)度被壓縮了多少? 答案 tan 解析 以A球?yàn)檠芯繉?duì)象,其受力如圖所示。所以F彈=mgtan,Δx==tan 。 10.用兩根細(xì)繩OA、OB懸掛一個(gè)重物G,如圖所示,其中繩OA沿水平方向,OB沿斜上方?,F(xiàn)保持O位置不動(dòng),逐漸向

7、上移動(dòng)A點(diǎn)直至細(xì)繩OA變?yōu)樨Q直。在這個(gè)過程中,OA、OB繩上的拉力如何變化? 答案 OA繩上的拉力先減小后增加  OB繩上的拉力一直減小 解析 如下圖所示,A1、A2為繩OA由水平方向變?yōu)樨Q直方向的過程中,繩的A端先后經(jīng)過的幾個(gè)位置。重物對(duì)O點(diǎn)的拉力F的大小等于重物的重力G,方向豎直向下。當(dāng)A先后經(jīng)過各個(gè)位置時(shí),將拉力F沿細(xì)繩的方向分解,由圖知OA受到的拉力先減小后增加,OB繩受到的拉力一直減小。 11.[xx·蕪湖高一檢測(cè)]木板B放在水平地面上,在木板B上放一重1200 N的A物體,物體A與木板B間,木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2,木板B重力不計(jì),當(dāng)水平拉力F將木板B勻速拉出

8、,繩與水平方向成30°時(shí),問繩的拉力FT多大?水平拉力F多大?(重力加速度g=10 m/s2) 答案 248 N 430 N 解析 (1)求繩的拉力FT:隔離A,其受力如圖所示 則水平方向上: FTcos30°-Ff1=0 豎直方向上: FTsin30°+FN1-G=0 而Ff1=μFN1 聯(lián)立以上三式解得FT=248 N Ff1=215 N (2)求水平拉力F:隔離B,其受力如圖所示 A對(duì)B的摩擦力大小為FfA,地對(duì)B的摩擦力為Ff地,地對(duì)B的彈力大小FN2=FN1, 故拉力F=Ff地+FfA=μFN2+μFN1=2Ff1=430 N。 12.如圖所

9、示,質(zhì)量為m1的物體甲通過三段輕繩懸掛,三段輕繩的結(jié)點(diǎn)為O,輕繩OB水平且B端與放置在水平面上的質(zhì)量為m2的物體乙相連,輕繩OA與豎直方向的夾角θ=37 °,物體甲、乙均處于靜止?fàn)顟B(tài)。(已知sin 37 °=0.6,cos 37°=0.8,tan 37°=0.75,g取10 m/s2。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)求: (1)輕繩OA、OB受到的拉力是多大? (2)物體乙受到的摩擦力是多大?方向如何? (3)若物體乙的質(zhì)量m2=4 kg,物體乙與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.3,則欲使物體乙在水平面上不滑動(dòng),物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過多少? 答案 (1)m1g m1g (2)m1g 方向水平向左 (3)1.6 kg 解析 (1)受力分析如圖所示。 FTOA==m1g FTOB=m1gtan θ=m1g (2)Ff=FTOB=m1g 方向水平向左。 (3)Ffm=μm2g=0.3×40 N=12 N 當(dāng)FTOB=m1g=Ffm=12 N時(shí), m1=1.6 kg,即物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過1.6 kg。

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