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專題二 相互作用與物體平衡
第1講 重力 彈力 摩擦力
一、單項(xiàng)選擇題
1.(2014年廣東珠海一中等六校聯(lián)考)如圖K211所示,跳水運(yùn)動(dòng)員踩壓跳板使跳板彎曲到最低點(diǎn)時(shí),下列說法正確的是( )
圖K211
A.跳板發(fā)生形變,運(yùn)動(dòng)員的腳沒有發(fā)生形變
B.運(yùn)動(dòng)員受到的支持力,是跳板發(fā)生形變而產(chǎn)生的
C.此時(shí)跳板對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力和運(yùn)動(dòng)員的重力等大
D.此時(shí)跳板對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力大于運(yùn)動(dòng)員對(duì)跳板的壓力
2.(2015年廣東揭陽一中、金山中學(xué)、廣大附中聯(lián)考)如圖K212所示,質(zhì)量mA>mB的兩物體A、B疊放在一起,靠著豎直墻面.已知兩物體與墻面的動(dòng)摩擦因數(shù)μA>μB讓它們由靜止釋放,在沿粗糙墻面下落過程中,物體B的受力示意圖是( )
圖K212
A B C D
3.(2016年湖北公安模擬)下列關(guān)于摩擦力的說法中,錯(cuò)誤的是( )
A.兩物體間有摩擦力,一定有彈力,且摩擦力的方向和它們的彈力方向垂直
B.兩物體間的摩擦力大小和它們間的壓力一定成正比
C.在兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體之間可以存在靜摩擦力,且靜摩擦力的方向可以與運(yùn)動(dòng)方向成任意角度
D.滑動(dòng)摩擦力的方向可以與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同,也可以相反
4.(2014年廣東惠州模擬)如圖K213所示,用原長為8 cm的橡皮筋跨過光滑的定滑輪把一根木棒懸掛起來,穩(wěn)定后木棒處于水平狀態(tài),橡皮筋長度變?yōu)?0 cm,橡皮筋與水平棒的夾角為30,橡皮筋的勁度系數(shù)k=2 N/cm,g=10 m/s2,則木棒的質(zhì)量是( )
圖K213
A.4 kg B.0.4 kg C.2 kg D.0.2 kg
5.如圖K214所示,物塊A放在傾斜的木板上,木板的傾角α分別為30和45時(shí)物塊所受摩擦力的大小恰好相同,則物塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為( )
圖K214
A. B. C. D.
6.如圖K215所示,輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為k,小球所受重力為G,平衡時(shí)小球在A處.今用力F壓小球至B處,使彈簧縮短x,則此時(shí)彈簧的彈力為( )
圖K215
A.kx B.kx+G C.G-kx D.以上都不對(duì)
7.如圖K216所示,質(zhì)量為2 kg的物體B和質(zhì)量為1 kg的物體C用輕彈簧連接并豎直地靜置于水平地面上.再將一個(gè)質(zhì)量為3 kg的物體A輕放在B上的一瞬間,彈簧的彈力大小為(取g=10 m/s2)( )
圖K216
A.30 N B.0 C.20 N D.12 N
二、多項(xiàng)選擇題
8.(2015年廣東廣州檢測)如圖K217所示,物體A放在水平地面上,在兩個(gè)水平恒力F1和F2的作用下保持靜止.已知F1=8 N,F(xiàn)2=1 N,則( )
圖K217
A.若去掉F1,A一定靜止 B.若去掉F1,A一定向左運(yùn)動(dòng)
C.若去掉F2,A可能靜止 D.若去掉F2,A一定向右運(yùn)動(dòng)
9.(2014年廣東汕頭金山中學(xué)期中)如圖K218所示,質(zhì)量均為m的兩木塊a與b疊放在水平面上,a受到斜向右上方與水平成θ角的力作用,b受到斜向左下方與水平成θ角的力作用,兩力大小相同,兩木塊保持靜止?fàn)顟B(tài),則( )
圖K218
A.a、b之間一定存在靜摩擦力 B.b與地之間一定存在靜摩擦力
C.b對(duì)a的支持力一定小于mg D.地對(duì)b的支持力一定大于2mg
10.(2016年湖北孝感月考)有一物體由某一固定的長斜面的底端以初速度v0沿斜面上滑,斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,其動(dòng)能Ek隨離開斜面底端的距離x變化的圖線如圖K219所示,g取10 m/s2,不計(jì)空氣阻力,則以下說法正確的是( )
圖K219
A.斜面的傾角θ=37
B.物體的質(zhì)量為m=0.5kg
C.斜面與物體間的摩擦力大小f=2 N
D.物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t=2 s
三、非選擇題
11.(2015年江西南昌第三中學(xué)月考)如圖K2110所示,在傾角為37的固定斜面上靜置一個(gè)質(zhì)量為5 kg的物體,物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8.sin 37=0.6,cos 37=0.8.求:
(1)物體所受的摩擦力.
(2)若用原長為10 cm,勁度系數(shù)為3.1103 N/m的彈簧沿斜面向上拉物體,使之向上勻速運(yùn)動(dòng),則彈簧的最終長度是多少?(取g=10 m/s2)
圖K2110
12.如圖K2111所示,質(zhì)量為m的物體A壓在放于地面上的豎直輕彈簧B上,現(xiàn)用細(xì)繩跨過定滑輪將物體A與另一輕彈簧C連接,當(dāng)彈簧C處于水平位置且右端位于a點(diǎn)時(shí),彈簧C剛好沒有發(fā)生變形,已知彈簧B和彈簧C的勁度系數(shù)分別為k1和k2,不計(jì)定滑輪、細(xì)繩的質(zhì)量和摩擦,將彈簧C的右端由a點(diǎn)沿水平方向拉到b點(diǎn)時(shí),彈簧B剛好沒有變形,求:
(1)當(dāng)彈簧C的右端位于a點(diǎn)時(shí),彈簧B的形變量.
(2)a、b兩點(diǎn)間的距離.
圖K2111
第2講 力的合成與分解
一、單項(xiàng)選擇題
1.(2014年廣東廣州摸底)如圖K221所示,艦載機(jī)保持牽引力F大小不變,在勻速航行的航母上降落時(shí)受到阻攔而靜止,此時(shí)阻攔索夾角θ=120,空氣阻力和甲板阻力不計(jì),則阻攔索承受的張力大小為 ( )
圖K221
A. B.F C.F D.2F
2.將一個(gè)已知力F分解為F1和F2,已知F=10 N,F(xiàn)1與F的夾角為37,則F2的大小不可能的是( )
A.4 N B.6 N C.10 N D.100 N
3.(2014年廣東廣州檢測)下列共點(diǎn)力作用在物體上,可以使物體保持平衡的是( )
A.2 N、3 N、6 N B.3 N、4 N、10 N
C.10 N、10 N、10 N D.2 N、3 N、7 N
4.(2015年陜西延安一中質(zhì)檢)如圖K222所示,用OA、OB兩根輕繩將物體懸于兩豎直墻之間,開始時(shí)OB 繩水平.現(xiàn)保持O點(diǎn)位置不變,改變OB繩長使繩末端由B點(diǎn)緩慢上移至B′點(diǎn),此時(shí)OB′與OA之間的夾角θ<90.設(shè)此過程中OA、OB的拉力分別為FOA、FOB,下列說法正確的是( )
圖K222
A.FOA逐漸增大 B.FOA逐漸減小
C.FOB逐漸增大 D.FOB逐漸減小
5.(2015年安徽合肥檢測)如圖K223所示,一根不可伸長的輕繩穿過輕滑輪,兩端系在高度相等的A、B兩點(diǎn),滑輪下掛一物體,不計(jì)輕繩和輕滑輪之間的摩擦.現(xiàn)讓B緩慢向右移動(dòng),則下列說法正確的是( )
圖K223
A.隨著B向右緩慢移動(dòng),繩子的張力減小
B.隨著B向右緩慢移動(dòng),繩子的張力不變
C.隨著B向右緩慢移動(dòng),滑輪受繩AB的合力變小
D.隨著B向右緩慢移動(dòng),滑輪受繩AB的合力不變
6.(2015年江蘇揚(yáng)州調(diào)研)兩物體M、m用跨過光滑定滑輪的輕繩相連,如圖224所示,OA、OB與水平面的夾角分別為30、60,M、m均處于靜止?fàn)顟B(tài).則( )
圖K224
A.繩OA對(duì)M的拉力大小大于繩OB對(duì)M的拉力
B.繩OA對(duì)M的拉力大小等于繩OB對(duì)M的拉力
C.m受到水平面的靜摩擦力大小為零
D.m受到水平面的靜摩擦力的方向水平向左
7.(2015年廣東深圳五校聯(lián)考)如圖K225所示,一個(gè)大人拉著載有兩個(gè)小孩的小車(其拉桿可自由轉(zhuǎn)動(dòng))沿水平地面勻速前進(jìn),則對(duì)小孩和車下列說法正確的是( )
圖K225
A.拉力的水平分力等于小孩和車所受的合力
B.拉力與摩擦力的合力大小等于重力大小
C.拉力與摩擦力的合力方向豎直向上
D.小孩和車所受地面的支持力大小等于其重力的大小
二、多項(xiàng)選擇題
8.如圖K226所示,輕桿左端插在豎直墻內(nèi)固定,右端安裝有光滑輕滑輪.細(xì)繩的上端固定在豎直墻上,下端跨過滑輪與重為G的物體相連,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).已知桿處于水平位置,細(xì)繩的上段跟桿成α=30角.關(guān)于細(xì)繩對(duì)滑輪的壓力F,下列說法中正確的是( )
圖K226
A.F的方向沿桿向左
B.F的方向跟桿成30斜向左下方
C.F與G的大小相等
D.F一定比G大
9.2013年8月17日下午4時(shí),汕頭市潮南區(qū)遭受特大暴雨襲擊,陳店、司馬浦等多個(gè)鎮(zhèn)變成一片澤國,一架軍用直升運(yùn)輸機(jī)在汕頭外砂機(jī)場轉(zhuǎn)運(yùn)救災(zāi)物資,飛往災(zāi)區(qū)空投礦泉水、面包、面巾紙、餅干等物資,急援當(dāng)?shù)睾闉?zāi)受災(zāi)群眾.如圖K227所示,一運(yùn)送救災(zāi)物資的直升機(jī)沿水平方向勻速飛行.已知物資的總質(zhì)量為m,吊運(yùn)物資的懸索與豎直方向成θ角.設(shè)物資所受的空氣阻力為f,懸索對(duì)物資的拉力為T,重力加速度為g,則( )
圖K227
A.f=mgsin θ B.f=mgtan θ C.T= D.T=
10.如圖K228所示,將一根不能伸長、柔軟的輕繩兩端分別系于A、B兩點(diǎn)上,一物體用動(dòng)滑輪懸掛在繩子上,達(dá)到平衡時(shí),兩段繩子間的夾角為θ1,繩子張力為F1,將繩子B端移至C點(diǎn),待整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí),兩段繩子間的夾角為θ2,繩子張力為F2;將繩子B端移至D點(diǎn),待整個(gè)系統(tǒng)平衡時(shí)兩段繩子間的夾角為θ3,繩子張力為F3,不計(jì)摩擦,則( )
圖K228
A.θ1=θ2=θ3 B.θ1=θ2<θ3 C.F1>F2>F3 D.F1=F2
f
4.(2015年廣東廣州檢測)如圖K234所示,某人靜躺在椅子上,椅子的靠背與水平面之間有固定傾斜角θ.若此人所受重力為G,則椅子對(duì)他的作用力大小為( )
圖K234
A.G B.Gsin θ C.Gcos θ D.Gtan θ
5.(2015年江西崇義中學(xué)月考)如圖K235所示,豎直墻面與水平地面均光滑且絕緣,兩個(gè)帶有同種電荷的小球A、B分別處于豎直墻面和水平地面上,且處于同一豎直平面內(nèi),若用圖示方向的水平推力F作用于小球B,則兩球靜止于圖示位置,如果將小球B向左推動(dòng)少許,兩個(gè)小球?qū)⒅匦逻_(dá)到平衡,則兩個(gè)小球的受力情況與原來相比( )
圖K235
A.推力F將增大
B.豎直墻面對(duì)小球A的彈力變小
C.地面對(duì)小球B的彈力一定增大
D.兩個(gè)小球之間的距離變小
6.如圖K236所示,一個(gè)半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O點(diǎn)為其球心,碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的.一根細(xì)線跨在碗口上,線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球.當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí),質(zhì)量為m1的小球與O點(diǎn)的連線與水平線的夾角為α=90,質(zhì)量為m2的小球位于水平地面上,設(shè)此時(shí)質(zhì)量為m2的小球?qū)Φ孛鎵毫Υ笮镕N,細(xì)線的拉力大小為FT,則( )
圖K236
A.FN=(m2-m1)g B.FN=m2g
C.FT=m1g D.FT=g
7.(2014年山東卷)如圖K237,用兩根等長輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點(diǎn),制成一簡易秋千.某次維修時(shí)將兩輕繩各剪去一小段,但仍保持等長且懸掛點(diǎn)不變.木板靜止時(shí),F(xiàn)1表示木板所受合力的大小,F(xiàn)2表示單根輕繩對(duì)木板拉力的大小,則維修后( )
圖K237
A.F1不變,F(xiàn)2變大 B.F1不變,F(xiàn)2變小 C.F1變大,F(xiàn)2變大 D.F1變小,F(xiàn)2變小
二、多項(xiàng)選擇題
8.如圖K237所示,用輕繩吊一個(gè)重為G的小球,欲施一力F使小球在圖示位置平衡(θ<30), 下列說法正確的是( )
圖K237
A.F最小值為Gsin θ
B.若F與繩拉力大小相等,F(xiàn)方向與豎直方向必成θ角
C.若F與G大小相等,F(xiàn)方向與豎直方向必成θ角
D.若F與G大小相等,F(xiàn)方向與豎直方向必成4θ角
9.(2014年廣東珠海一中等六校聯(lián)考)如圖K238所示,傾角為θ的斜面體C置于水平面上,B置于斜面上,通過細(xì)繩跨過光滑的定滑輪與A相連接,連接B的一段細(xì)繩與斜面平行,A、B、C都處于靜止?fàn)顟B(tài),則( )
圖K238
A.B受到C的摩擦力可能為零
B.C受到水平面的摩擦力一定為零
C.不論B、C間摩擦力大小、方向如何,水平面對(duì)C的摩擦力方向一定向左
D.水平面對(duì)C的支持力與B、C的總重力大小相等
10.(2015年廣東惠州二調(diào))如圖K239所示,重量相等的兩個(gè)完全相同的小球,用輕繩連接靜止在粗糙水平面上.現(xiàn)用豎直向上的較小的力F作用在連接兩球輕繩的中點(diǎn),緩慢增大F,到兩球剛要運(yùn)動(dòng)的過程中,下列說法正確的是( )
圖K239
A.地面對(duì)球的支持力變大 B.地面對(duì)球的支持力變小
C.球受到的摩擦力變小 D.球受到的摩擦力變大
三、非選擇題
11.(2014年廣東珠海一中等六校聯(lián)考)光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),環(huán)上套有兩個(gè)小球A和B(中央有孔,球可在圓環(huán)上自由滑動(dòng)),A、B間由細(xì)繩連接著,它們處于如圖K2310所示位置時(shí)恰好都能保持靜止?fàn)顟B(tài),B球與環(huán)中心O處于同一水平直線上,AB間的細(xì)繩呈伸直狀態(tài),與水平線成30夾角.已知B球的質(zhì)量為m,重力加速度為g,求:
(1)細(xì)繩對(duì)B球的拉力.
(2)A球的質(zhì)量.
圖K2310
12.(2015年廣東深圳五校聯(lián)考)如圖K2311所示,小球被輕質(zhì)細(xì)繩系住斜吊著放在靜止光滑斜面上,設(shè)小球質(zhì)量m=1 kg,斜面傾角θ=30,懸線與豎直方向夾角α=30,光滑斜面M=3 kg置于粗糙水平面上,求:
(1)懸線對(duì)小球拉力的大小.
(2)地面對(duì)斜面的摩擦力的大小和方向.(g=10 m/s2)
圖K2311
實(shí)驗(yàn)二 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系
一、單項(xiàng)選擇題
1.一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b,得到彈力與彈簧長度的圖象如圖S21所示.下列表述正確的是( )
圖S21
A.a的原長比b的長
B.a的勁度系數(shù)比b的大
C.a的勁度系數(shù)比b的小
D.測得的彈力與彈簧的長度成正比
2.探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時(shí),在彈性限度內(nèi),懸掛15 N重物時(shí),彈簧長度為0.16 m;懸掛20 N重物時(shí),彈簧長度為0.18 m,則彈簧的原長L0和勁度系數(shù)k分別為( )
A.L0=0.02 m,k=500 N/m
B.L0=0.10 m,k=500 N/m
C.L0=0.02 m,k=250 N/m
D.L0=0.10 m,k=250 N/m
3.在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,下列實(shí)驗(yàn)器材中不需要的是( )
A.秒表 B.鐵架臺(tái) C.刻度尺 D.鉤碼
4.在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,以下說法正確的是( )
A.彈簧被拉伸時(shí),所掛鉤碼越多,誤差越小
B.用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力,應(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)
C.用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量
D.用幾個(gè)不同的彈簧,分別測出幾組拉力與伸長量,得出拉力與伸長量之比相等
5.某同學(xué)用一根彈簧和一把直尺來測量重物的重量,如圖S22所示.在未懸掛重物時(shí)指針正對(duì)刻度5,在彈性限度內(nèi),當(dāng)掛上80 N重物時(shí),指針正對(duì)45.現(xiàn)掛上一待測物體,指針正對(duì)20,下列對(duì)彈簧的勁度系數(shù)和待測物體的重量,說法正確的是( )
圖S22
A.勁度系數(shù)k是由彈簧的彈力和彈簧的形變量共同決定的
B.勁度系數(shù)k=200,沒有單位,但與所掛重物有關(guān)
C.物體的重量為30 N
D.物體的重量為40 N
6.某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長,用直尺測出彈簧的原長L0,再把彈簧豎直懸掛起來,掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度L,把L-L0作為彈簧的伸長量x,這樣操作,由于彈簧自身重力的影響,最后畫出的圖線可能是下列各圖所示中的( )
A B C D
二、多項(xiàng)選擇題
7.在“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,以下說法正確的是( )
A.彈簧被拉伸時(shí),不能超出它的彈性限度
B.彈簧應(yīng)沿豎直方向懸掛且不掛鉤碼靜止后測其原長
C.用天平稱出鉤碼的質(zhì)量,再掛在彈簧上
D.同一次實(shí)驗(yàn)中可換不同彈簧進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
8.(2016年山東臨沂一中檢測)在“探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,關(guān)于操作步驟的先后順序,下列說法正確的是( )
A.先測量原長,后豎直懸掛
B.先豎直懸掛,后測量原長
C.先后順序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果無影響
D.先后順序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果的影響程度取決于彈簧的自重
三、非選擇題
9.(2015年北京海淀測試)在“探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中.
①為了探求彈簧彈力F和彈簧伸長量x的關(guān)系,李強(qiáng)同學(xué)選了甲、乙兩根規(guī)格不同的彈簧進(jìn)行測試,根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如圖S23所示的圖象,從圖象上看,該同學(xué)沒能完全按實(shí)驗(yàn)要求做,使圖象上端成為曲線,圖象上端成為曲線是因?yàn)開___________.這兩根彈簧的勁度系數(shù)分別為:甲彈簧為_______N/m,乙彈簧為________N/m.若要制作一個(gè)精確度較高的彈簧秤,應(yīng)選彈簧________(填“甲”或“乙”).
圖S23
②以下是一位同學(xué)準(zhǔn)備完成的實(shí)驗(yàn)步驟,請你幫這位同學(xué)按操作的先后順序,用字母排列出來是:________________.
A.以彈簧伸長量為橫坐標(biāo),以彈力為縱坐標(biāo),描出各組數(shù)據(jù)(x,F(xiàn))對(duì)應(yīng)的點(diǎn),并用平滑的曲線連接起來.
B.記下彈簧不掛鉤碼時(shí),其下端在刻度尺上的刻度L0.
C.將鐵架臺(tái)固定于桌子上,并將彈簧的一端系于橫梁上,在彈簧附近豎直固定一刻度尺.
D.依次在彈簧下端掛上1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)……鉤碼,并分別記下鉤碼靜止時(shí),彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度并記錄在表格內(nèi),然后取下鉤碼.
E.以彈簧伸長量為自變量,寫出彈力與彈簧伸長量的關(guān)系式.
F.解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義.
③下表是這位同學(xué)探究彈力大小與彈簧伸長量之間的關(guān)系所測的幾組數(shù)據(jù):
彈力F/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
彈簧原來長度L0/cm
15
15
15
15
15
彈簧后來長度L/cm
16.2
17.3
18.5
19.6
20.8
彈簧伸長量x/cm
請你算出每一次彈簧伸長量,并將結(jié)果填在上表的空格內(nèi);在圖S24所示的坐標(biāo)上作出Fx圖象;并寫出曲線的函數(shù)表達(dá)式(x用 cm作單位):______________,其中常數(shù)的物理意義表示:________________________________________________________.
圖S24
10.(2014年浙江卷)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”時(shí),某同學(xué)把兩根彈簧如圖S25甲連接起來進(jìn)行探究.
甲 乙
圖S25
(1)某次測量如圖乙所示,指針示數(shù)為____________________cm.
(2)在彈性限度內(nèi),將50 g的鉤碼逐個(gè)掛在彈簧下端,得到指針A、B的示數(shù)LA和LB如下表所示.用表中數(shù)據(jù)計(jì)算彈簧Ⅰ的勁度系數(shù)為____N/m(重力加速度g取10 m/s2).由表中數(shù)據(jù)________(填“能”或“不能”)計(jì)算出彈簧Ⅱ的勁度系數(shù).
鉤碼數(shù)
1
2
3
4
LA/cm
15.71
19.71
23.66
27.76
LB/cm
29.96
35.76
41.51
47.36
11.為了探索彈力和彈簧伸長的關(guān)系,某同學(xué)選了甲、乙兩根規(guī)格不同的彈簧進(jìn)行測試,根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如圖S26所示的圖象.
圖S26
(1)從圖象上看,該同學(xué)沒能完全按照實(shí)驗(yàn)要求做,從而使圖象上端成為曲線,圖象上端成為曲線是因?yàn)開_____________________________________.
(2)這兩根彈簧的勁度系數(shù)分別為______N/m和______N/m;若要制作一個(gè)精確程度較高的彈簧測力計(jì),應(yīng)選彈簧______.(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(3)從上述數(shù)據(jù)和圖線中分析,請對(duì)這個(gè)研究課題提出一個(gè)有價(jià)值的建議.
建議:____________________________________.
實(shí)驗(yàn)三 驗(yàn)證力的平行四邊形定則
一、單項(xiàng)選擇題
1.(2015年安徽江南十校聯(lián)考)在“驗(yàn)證二力合成的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中,我們需要對(duì)使用的兩只彈簧測力計(jì)進(jìn)行校對(duì),看兩只彈簧測力計(jì)是否完全相同,校對(duì)的方法是( )
A.看兩只彈簧測力計(jì)的外形是否一樣,是否由同一廠家生產(chǎn)
B.把兩只彈簧測力計(jì)的鉤子互鉤著水平地拉動(dòng),看兩者示數(shù)是否完全相同
C.把兩只彈簧測力計(jì)的鉤子互鉤著一上一下豎直地拉動(dòng),看兩者示數(shù)是否完全相同
D.把兩只彈簧測力計(jì)的鉤子互鉤著,任意地拉動(dòng),看兩者示數(shù)是否完全相同
2.在“驗(yàn)證二力合成的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中,下列做法有利于減小誤差的是( )
A.F1、F2兩個(gè)力的夾角盡可能大一些
B.F1、F2兩個(gè)力越大越好
C.在拉橡皮條時(shí),彈簧測力計(jì)的外殼不要與紙面接觸,產(chǎn)生摩擦
D.拉力F1、F2的方向應(yīng)與紙面平行,彈簧及鉤子不與彈簧測力計(jì)的外殼及紙面接觸,產(chǎn)生摩擦
3.(2015年廣東惠東高級(jí)中學(xué)月考)如圖S31所示,在力的合成實(shí)驗(yàn)中,使b彈簧按圖示位置開始沿順時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),在這個(gè)過程中,保持O點(diǎn)位置不變和a彈簧的拉伸方向不變.則整個(gè)過程中關(guān)于a、b彈簧的讀數(shù)變化是( )
圖S31
A.a增大,b減少 B.a減少,b增大
C.a減少,b先增大后減少 D.a減少,b先減少后增大
4.如圖S32是“驗(yàn)證力的合成的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)示意圖.將橡皮條的一端固定于A點(diǎn),圖甲表示在兩個(gè)拉力F1、F2的共同作用下,將橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉長到O點(diǎn);圖乙表示準(zhǔn)備用一個(gè)拉力F拉橡皮條,圖丙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的力的合成圖示.
甲 乙 丙
圖S32
有關(guān)此實(shí)驗(yàn),下列敘述正確的是( )
A.在進(jìn)行圖甲的實(shí)驗(yàn)操作時(shí),F(xiàn)1、F2的方向必須互相垂直
B.在進(jìn)行圖乙的實(shí)驗(yàn)操作時(shí),必須將橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)
C.在進(jìn)行圖甲的實(shí)驗(yàn)操作時(shí),保證O點(diǎn)的位置不變,F(xiàn)1變大時(shí),F(xiàn)2一定變小
D.在誤差允許的范圍內(nèi),拉力F一定等于F1、F2的代數(shù)和
5.下列關(guān)于“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)的說法中,錯(cuò)誤的是( )
A.拉橡皮條的細(xì)繩套細(xì)一些且長一些,實(shí)驗(yàn)效果較好
B.分力F1和F2的夾角應(yīng)盡量大些
C.拉橡皮條時(shí),橡皮條、細(xì)繩和彈簧測力計(jì)應(yīng)貼近且平行于木板
D.橡皮條彈性要好,拉到結(jié)點(diǎn)O時(shí),拉力要適當(dāng)大些
二、多項(xiàng)選擇題
6.(2015年江西撫州五校聯(lián)考)在探究求合力的方法時(shí),先將橡皮條的一端固定在水平木板上,另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩.實(shí)驗(yàn)時(shí),需要兩次拉伸橡皮條,一次是通過兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉橡皮條,另一次是用一個(gè)彈簧秤通過細(xì)繩拉橡皮條.下列說法正確的是( )
A.兩次拉伸橡皮條,只需將橡皮條拉到相同長度
B.兩次拉伸橡皮條,需將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置
C.拉橡皮條的細(xì)繩要長些,標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些
D.彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條與木板可以不平行
7.在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中, 若用F1和F2表示兩個(gè)互成角度的力,F(xiàn)表示由平行四邊形定則作出的F1與F2的合力;F′表示用一個(gè)彈簧測力計(jì)拉橡皮筋時(shí)的力,則下列各圖中符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是( )
A B C D
三、非選擇題
8.(2015年廣東廣州海珠區(qū)檢測)(1) 在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中,用兩個(gè)彈簧測力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套,互成角度地拉橡皮條,使橡皮條與細(xì)繩套的結(jié)點(diǎn)伸長到某一位置O點(diǎn)(如圖S33所示).必須記錄的是(不定項(xiàng))( )
圖S33
A.橡皮條固定端的位置 B.描下O點(diǎn)位置和兩條細(xì)繩套的方向
C.橡皮條伸長后的總長度 D.兩個(gè)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)
(2) 在該實(shí)驗(yàn)中,兩個(gè)彈簧測力計(jì)和一個(gè)彈簧測力計(jì)的作用效果相同,這里作用效果是指( )
A.彈簧測力計(jì)的彈簧被拉長
B.固定橡皮條的圖釘受拉力產(chǎn)生形變
C.細(xì)繩套受拉力產(chǎn)生形變
D.使橡皮條在某一方向上伸長到某一長度
(3)做實(shí)驗(yàn)時(shí),根據(jù)測量結(jié)果在白紙上畫出如圖S34所示的圖,其中O為橡皮條與細(xì)繩套的結(jié)點(diǎn),圖中的____是F1和F2的合力的理論值;____是F1和F2的合力的實(shí)際測量值.
圖S34
9.在探究合力時(shí),先將橡皮條的一端固定在水平木板上,另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩.實(shí)驗(yàn)時(shí),需要兩次拉伸橡皮條,一次是通過兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧測力計(jì)互成角度地拉橡皮條,另一次是用一個(gè)彈簧測力計(jì)通過細(xì)繩拉橡皮條.
(1)實(shí)驗(yàn)對(duì)兩次拉伸橡皮條的要求中,下列哪些說法正確的是( )
A.將橡皮條拉伸相同長度即可
B.將橡皮條沿相同方向拉到相同長度
C.將彈簧測力計(jì)都拉伸到相同刻度
D.將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置
(2)實(shí)驗(yàn)中,橡皮條一端固定在木板上,用兩個(gè)彈簧測力計(jì)把橡皮條的另一端拉到某一位置O點(diǎn),以下操作正確的是( )
A.實(shí)驗(yàn)中必須記錄彈簧測力計(jì)拉力的方向
B.在實(shí)驗(yàn)中,彈簧測力計(jì)必須保持與木板平行,讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧測力計(jì)的刻度
C.實(shí)驗(yàn)中,先將其中一個(gè)彈簧測力計(jì)沿某一方向拉到最大量程,然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧測力計(jì)的拉力大小和方向,把橡皮條結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)
D.實(shí)驗(yàn)中,把橡皮條結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)時(shí),兩彈簧測力計(jì)之間的夾角應(yīng)取90不變,以便于計(jì)算合力的大小
10.(2014年江蘇卷)小明通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則.
(1)實(shí)驗(yàn)記錄紙如圖S35所示,O點(diǎn)為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置,兩彈簧測力計(jì)共同作用時(shí),拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點(diǎn);一個(gè)彈簧測力計(jì)拉橡皮筋時(shí),拉力F3的方向過P3點(diǎn).三個(gè)力的大小分別為:F1=3.30 N、F2=3.85 N和F3=4.25 N.請根據(jù)圖中給出的標(biāo)度作圖求出F1和F2的合力.
圖S35
(2)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn),小明懷疑實(shí)驗(yàn)中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果.他用彈簧測力計(jì)先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度,發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同,于是進(jìn)一步探究了拉伸過程對(duì)橡皮筋彈性的影響.
實(shí)驗(yàn)裝置如圖S36甲所示,將一張白紙固定在豎直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O點(diǎn),下端N掛一重物.用與白紙平行的水平力緩慢地移動(dòng)N,在白紙上記錄下N的軌跡.重復(fù)上述過程,再次記錄下N的軌跡.
甲 乙
圖S36
兩次實(shí)驗(yàn)記錄的軌跡如圖乙所示.過O點(diǎn)作一條直線與軌跡交于a、b兩點(diǎn),則實(shí)驗(yàn)中橡皮筋分別被拉伸到a和b時(shí)所受拉力Fa、Fb的大小關(guān)系為______.
(3)根據(jù)(2)中的實(shí)驗(yàn),可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有________(填寫選項(xiàng)前的字母).
A.橡皮筋的長度與受到的拉力成正比
B.兩次受到的拉力相同時(shí),橡皮筋第2次的長度較長
C.兩次被拉伸到相同長度時(shí),橡皮筋第2次受到的拉力較大
D.兩次受到的拉力相同時(shí),拉力越大,橡皮筋兩次的長度之差越大
(4)根據(jù)小明的上述實(shí)驗(yàn)探究,請對(duì)驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)提出兩點(diǎn)注意事項(xiàng).
專題提升二 共點(diǎn)力平衡問題的分析
1.用一輕繩將小球P系于光滑墻壁上的O點(diǎn),在墻壁和球P之間夾有一矩形物塊Q,如圖Z21所示.P、Q均處于靜止?fàn)顟B(tài),則下列說法正確的是( )
圖Z21
A.Q受到3個(gè)力
B.P物體受4個(gè)力
C.若繩子變短,Q受到的靜摩擦力將增大
D.若繩子變短,繩子的拉力將變小
2.如圖Z22所示,A、B為同一水平線上的兩個(gè)繞繩裝置,轉(zhuǎn)動(dòng)A、B改變繩的長度,使光滑掛鉤下的重物C緩慢豎直下降.關(guān)于此過程中繩上拉力大小的變化,下列說法中正確的是( )
圖Z22
A.不變
B.逐漸減小
C.逐漸增大
D.可能不變,也可能增大
3.如圖Z23所示是一個(gè)簡易起吊設(shè)施的示意圖,AC是質(zhì)量不計(jì)的撐桿,A端與豎直墻用鉸鏈連接,一滑輪固定在A點(diǎn)正上方,C端吊一重物.現(xiàn)施加一拉力F緩慢將重物P向上拉,在AC桿達(dá)到豎直前( )
圖Z23
A.BC繩中的拉力FT越來越大
B.BC繩中的拉力FT越來越小
C.AC桿中的支撐力FN越來越大
D.AC桿中的支撐力FN越來越小
4.如圖Z24所示,質(zhì)量為m的木塊A放在水平面上的質(zhì)量為M的斜面體B上,現(xiàn)用大小相等方向相反的兩個(gè)水平推力F分別作用在A、B上,A、B均保持靜止不動(dòng).則( )
圖Z24
A.A與B之間一定存在摩擦力
B.B與地面之間一定存在摩擦力
C.B對(duì)A的支持力一定等于mg
D.地面對(duì)B的支持力大小一定等于(m+M)g
5.(2016年山東德州期中)如圖Z25所示,用完全相同的輕彈簧A、B、C將兩個(gè)相同的小球連接并懸掛,小球處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧A與豎直方向的夾角為30,彈簧C水平,則彈簧A、C的伸長量之比為( )
圖Z25
A.∶4 B.4∶ C.1∶2 D.2∶1
6.(多選,2015年安徽銅陵模擬)如圖Z26所示,甲、乙兩物體用壓縮的輕質(zhì)彈簧連接靜置于傾角為θ的粗糙斜面體上,斜面體始終保持靜止,則下列判斷正確的是( )
圖Z26
A.物體甲一定受到4個(gè)力的作用
B.物體甲所受的摩擦力方向一定沿斜面向下
C.物體乙所受的摩擦力不可能為零
D.水平面對(duì)斜面體無摩擦力作用
7.如圖Z27所示,質(zhì)量為m的物體靠在粗糙的豎直墻上,物體與墻之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.若要使物體沿著墻勻速運(yùn)動(dòng),則與水平方向成α角的外力F的大小如何?
圖Z27
8.如圖Z28所示,光滑斜面傾角為θ=30,一個(gè)重20 N的物體在斜面上靜止不動(dòng).輕質(zhì)彈簧原長為10 cm,現(xiàn)在的長度為6 cm.
(1)求彈簧的勁度系數(shù).
(2)若斜面粗糙,將這個(gè)物體沿斜面上移6 cm,彈簧與物體相連,下端固定,物體仍靜止于斜面上,求物體受到的摩擦力的大小和方向.
圖Z28
專題二 相互作用與物體平衡
第1講 重力 彈力 摩擦力
1.B
2.A 解析:A與B整體同時(shí)沿豎直墻面下滑,受到總重力,墻壁對(duì)其沒有支持力,如果有,將會(huì)向右加速運(yùn)動(dòng),因?yàn)闆]有彈力,故也不受墻壁的摩擦力,即只受重力,做自由落體運(yùn)動(dòng);由于整體做自由落體運(yùn)動(dòng),處于完全失重狀態(tài),故A、B間無彈力,再對(duì)物體B受力分析,只受重力;故選A.
3.B 4.B 5.C 6.B
7.C 解析:B靜止于彈簧上時(shí),處于平衡狀態(tài),彈簧彈力F=mBg=210 N=20 N,A輕放在B上的瞬間,彈簧還來不及反應(yīng),彈簧彈力不變,故彈力大小仍為20 N,選項(xiàng)C正確.
8.AC
9.AC 解析:用整體法分析,地面對(duì)b沒有摩擦力,對(duì)b的支持力為2mg;隔離a分析,a相對(duì)于b有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢,故有摩擦力,由于F1有豎直向上的分力,故b對(duì)a的支持力小于重力,A、C正確.
10.ABC
11.解:(1)物體靜止在斜面上受力分析如圖D59所示,物體受到的靜摩擦力為:f靜=mgsin37,代入數(shù)據(jù)解得:f靜=30 N,摩擦力方向?yàn)檠匦泵嫦蛏希?
圖D59
(2)當(dāng)物體沿斜面向上被勻速拉動(dòng)時(shí),受力分析如圖D60所示,彈簧拉力設(shè)為F,伸長量為x,則
圖D60
F=kx,F(xiàn)=mgsin 37+f滑,f滑=μmgcos 37
彈簧最終長度L=L0+x,由以上方程解得L=12 cm.
12.解:(1)當(dāng)彈簧C的右端位于a點(diǎn)時(shí),細(xì)繩沒有拉力,A物體受力如圖D61所示,
圖D61
由二力平衡,可知彈簧B的彈力F1=mg
設(shè)彈簧B壓縮量為Δx1,由胡克定律得F1=k1Δx1
上兩式聯(lián)立解得Δx1=.
(2)當(dāng)彈簧C的右端位于b點(diǎn)時(shí),彈簧B沒彈力,此時(shí)細(xì)繩有拉力,A物體受力如圖D62所示.
圖D62
由二力平衡,可知繩的拉力T=mg
則彈簧C的彈力F2=T=mg
設(shè)彈簧C的伸長量為Δx2,由胡克定律得
F2=k2Δx2
解得Δx2=
故a、b之間的距離為Δx1+Δx2=mg.
第2講 力的合成與分解
1.B 解析:艦載機(jī)與航母一起做勻速運(yùn)動(dòng),合力為零,兩阻攔索的張力的合力與艦載機(jī)的牽引力是一對(duì)平衡力,由平行四邊形定則可知,B正確.
2.A
3.C 解析:三個(gè)力的合力的最大值為三力大小之和;合力的最小值有兩種情況:當(dāng)三力大小滿足三角形三邊關(guān)系,可以構(gòu)成三角形時(shí),其合力最小值為零;否則,合力的最小值等于最大的那個(gè)力的大小減去另外兩個(gè)力的大??;本題物體要保持平衡,合力應(yīng)為零,故C正確.
4.B 解析:以結(jié)點(diǎn)O為研究對(duì)象,O受到重力G、繩OA的拉力FOA和繩OB的拉力FOB三個(gè)力作用,如圖D63所示,根據(jù)平衡條件知,兩根繩子的拉力的合力與重力大小相等、方向相反,作出輕繩OB在兩個(gè)位置時(shí)力的合成圖如圖D63所示,F(xiàn)OA逐漸減小,F(xiàn)OB先減小后增大,當(dāng)θ=90時(shí),F(xiàn)OB最?。蔬xB.
圖D63
5.D
6. D 解析:設(shè)繩OA對(duì)M的拉力為FA,繩OB對(duì)M的拉力為FB,由O點(diǎn)合力為零可得:FAcos 30=FBcos 60即FA=FB,故A、B均錯(cuò)誤;因FB>FA,物體m有向右滑動(dòng)的趨勢,m受到水平面的摩擦力的方向水平向左,D正確,C錯(cuò)誤.
7.C 解析:小車受到斜向上的拉力,重力,摩擦力,地面的支持力作用合力為零,其中拉力在水平方向上的分力等于小孩和車受到的摩擦力,A錯(cuò)誤;拉力沿豎直方向的分力與支持力的合力大小等于重力,B、D錯(cuò)誤;拉力可以分解為豎直向上的力和水平方向的力,其中水平方向的力大小等于摩擦力,所以拉力和摩擦力的合力方向豎直向上,C正確.
8.BC 9.BC
10.BD 解析:設(shè)繩子結(jié)點(diǎn)為O,對(duì)其受力分析,如圖D64所示
圖D64
當(dāng)繩子右端從B移動(dòng)到C點(diǎn)時(shí),根據(jù)幾何關(guān)系,有AOsin +OBsin =AC;同理:AO′sin +O′Bsin =AC,繩子長度不變,有AO+OB=AO′+O′B,故θ1=θ2.繩子的結(jié)點(diǎn)受重力和兩個(gè)繩子的拉力,由于繩子夾角不變,根據(jù)三力平衡可知,繩子拉力不變,即F1=F2;繩子右端從B移動(dòng)到D點(diǎn)時(shí),繩子間夾角顯然變大,也就是θ2<θ3, 繩子的結(jié)點(diǎn)受重力和兩個(gè)繩子的拉力,再次根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可得F1<F3,故B、D正確,A、C錯(cuò)誤.
11.解:(1)OA、OB繩中的拉力大小相等,設(shè)為T.
對(duì)物體A有
T=GA=400 N
對(duì)滑輪O:由于OA、OB繩中的拉力大小相等,OC繩在∠BOA的角平分線所在直線上,所以BO與豎直方向的夾角為60
則物體B所受摩擦力為
f=Tcos 30=200 N.
(2)OC繩的拉力為
TC=2Tcos 30=T=400 N.
12.解:(1)對(duì)點(diǎn)P受力分析如圖D65甲所示,根據(jù)共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件得:
甲 乙
圖D65
FB-FAsin 37=0 FAcos 37-mg=0
聯(lián)立解得FB==6 N
故輕繩PB拉力的大小為6 N.
(2)對(duì)木塊受力分析如圖乙所示,由共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件得
Mgsin 37+FBcos 37-Ff=0
FN+FBsin 37-Mgcos 37=0
聯(lián)立解得Ff=Mgsin 37+FBcos 37=(10100.6+60.8)N=64.8 N
FN=Mgcos 37-FBsin 37=(10100.8-60.6)N=76.4 N
第3講 共點(diǎn)力的平衡及其應(yīng)用
1.B 解析:由于兩個(gè)繩子的拉力大小等于重物的重力,大小不變,即四個(gè)選項(xiàng)中繩子的拉力是大小相等的,根據(jù)平行四邊形定則知兩個(gè)力的夾角越小,則合力越大,即滑輪兩邊繩子的夾角越小,繩子拉力的合力越大,故D中繩子拉力合力最大,則桿的彈力最大,C中夾角最大,繩子拉力合力最小,則桿的彈力最小,順序?yàn)镕D>FA=FB>FC.
2.C 解析:以球?yàn)檠芯繉?duì)象,分析受力情況,小球受到重力G、測力計(jì)的拉力T和AB桿對(duì)球的作用力F三力作用,由平衡條件知,F(xiàn)與G、T的合力大小相等、方向相反,作出力的合成圖如圖D66所示.
圖D66
則有G、T的合力方向斜向右下方,測力計(jì)的示數(shù)逐漸增大,T逐漸增長,可知G、T的合力方向與豎直方向的夾角逐漸增大,所以AB桿對(duì)球的彈力方向斜向左上方,與豎直方向的夾角逐漸增大,所以選項(xiàng)ABD錯(cuò)誤,C正確.
3.D 4.A
5.B 解析:對(duì)球A受力分析,A受三個(gè)力的作用,即重力GA,墻壁對(duì)A的支持力FA和B對(duì)A的靜電力FBA,F(xiàn)A與FBA的合力等于重力,它是不變的,當(dāng)小球B向左推動(dòng)少許時(shí),F(xiàn)BA與豎直方向的夾角逐漸變小,則可以判斷出FA減小,F(xiàn)BA也減小,故B正確;對(duì)AB整體分析可知,F(xiàn)=FA,故推力F也將減小,A錯(cuò)誤;對(duì)小球B而言,它受四個(gè)力的作用,重力GB,推力F,A對(duì)B的靜電力FAB,地面對(duì)B的支持力FB,由于FAB=FBA,F(xiàn)BA減小,則FAB也減小,故地面對(duì)小球B的支持力也減小,C錯(cuò)誤;由于兩球之間的靜電力在減小,故兩小球之間的距離在增大,D錯(cuò)誤.
6.B 7.A
8.AB 解析:此題實(shí)際上可視為一動(dòng)態(tài)平衡問題,如圖D67所示,可知A、B正確.
圖D67
9.AC 解析:對(duì)于B物體,當(dāng)繩子的拉力等于B物體重力沿斜面的分力時(shí),摩擦力為零,當(dāng)繩子的拉力大于B物體重力沿斜面的分力時(shí),有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢,摩擦力沿斜面向下,當(dāng)繩子的拉力小于B物體重力沿斜面的分力時(shí),有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢,摩擦力沿斜面向上,故A正確;把B、C看成一整體受力分析,因?yàn)槔K子的拉力有豎直向上和水平向右的分量,故水平面對(duì)C的摩擦力方向一定向左,水平面對(duì)C的支持力總小于B、C的總重力,故B錯(cuò)誤,C正確,D錯(cuò)誤.
10.BD
11.解:(1)B物體受三力平衡,設(shè)細(xì)繩對(duì)B球拉力為F
Fsin 30=mg
F=2mg.
(2)A物體受三力平衡,設(shè)A物體質(zhì)量為mA,細(xì)繩對(duì)A球拉力為F′,圓環(huán)對(duì)A球彈力為FN
F′cos 30=FNsin 30
F′sin 30+mAg=FNcos 30
F=F′
解得mA=2m.
12.解:以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,受力分析如圖D68甲所示.
甲 乙
圖D68
根據(jù)平衡條件得,T與N的合力F=mg,Tcos 30=得T= N.
(2)以小球和斜面整體為研究對(duì)象,受力分析如圖乙所示.
由于系統(tǒng)靜止,合力為零,則有
f=Tcos 60= N,方向水平向左.
實(shí)驗(yàn)二 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系
1.B
2.D 解析:根據(jù)胡克定律可得k== N/m=250 N/m.設(shè)彈簧的原長為L0,則有15=k(0.16-L0),解得L0=0.10 m,故選項(xiàng)D正確.
3.A 解析:探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時(shí),需要測量彈簧的彈力和形變量,需要刻度尺、鐵架臺(tái)、鉤碼,不需要測量時(shí)間,所以不需要秒表.故選A.
4.B 5.C 6.C 7.AB 8.BD
9.①表明彈簧已經(jīng)超過了彈簧的彈性限度 66.7 200 甲
②CBDAEF
③彈簧伸長量分別為1.2、2.3、3.5、4.6、5.8 Fx圖線如圖D69所示 F=0.43x 彈簧的勁度系數(shù),表示使彈簧每伸長或壓縮0.01 m(1 cm)所需的拉力,大小為0.43 N.
圖D69
解析:①向上彎曲的原因是超出了彈性限度,注意該圖象中縱坐標(biāo)為伸長量,橫坐標(biāo)為拉力,斜率的倒數(shù)為勁度系數(shù),由此可求出k甲=66.7 N/m,k乙=200 N/m,由于甲的勁度系數(shù)小,因此其精度高.
②先組裝器材,即CB,然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),即D,最后數(shù)據(jù)處理,即AEF.所以先后順序?yàn)镃BDAEF.
③描點(diǎn)作圖.如圖D69所示.
根據(jù)圖象,該直線為過原點(diǎn)的一條直線,即彈力與伸長量成正比,即F=kx=0.43x.
式中的常數(shù)表示彈簧的勁度系數(shù).
10.(1)16.00(15.95~16.05有效數(shù)字位數(shù)正確均可)
(2)12.5(12.2~12.8均可) 能
解析:(1)由圖乙可知刻度尺能精確到0.1 cm,讀數(shù)時(shí)需要往后估讀一位.故指針示數(shù)為16.000.05 cm.
(2)由表中數(shù)據(jù)可知每掛一個(gè)鉤碼,彈簧Ⅰ的平均伸長量Δx1≈4 cm,彈簧Ⅱ的總平均伸長量Δx2≈5.80 cm,根據(jù)胡克定律可求得彈簧Ⅰ的勁度系數(shù)為12.5 N/m,同理也能求出彈簧Ⅱ的勁度系數(shù).
11.(1)形變量超過彈簧的彈性限度
(2)133.3 400 甲 (3)實(shí)驗(yàn)中鉤碼不能掛太多,控制在彈性限度內(nèi)
解析:(1)在彈性范圍內(nèi)彈簧的彈力與形變量成正比,超過彈簧的彈性范圍,則此規(guī)律不成立,所以圖象上端是曲線,因?yàn)樾巫兞砍^了彈簧的彈性限度.
(2)甲、乙兩根彈簧的勁度系數(shù)分別為:
k甲== N/m=133.3 N/m
k乙== N/m=400 N/m.
要制作一個(gè)精確程度較高的彈簧測力計(jì),應(yīng)選用一定的外力作用時(shí),彈簧的形變量大,故選甲彈簧.
實(shí)驗(yàn)三 驗(yàn)證力的平行四邊形定則
1.B 2.D
3.D 解析:對(duì)點(diǎn)O受力分析,受到兩個(gè)彈簧的拉力和橡皮條的拉力,如圖D70所示,其中橡皮條長度不變,其拉力大小不變,oa彈簧拉力方向不變,ob彈簧拉力方向和大小都改變,
圖D70
根據(jù)平行四邊形定則可以看出b的讀數(shù)先變小后變大,a的讀數(shù)不斷變小,故ABC錯(cuò)誤,D正確.
4.B 5.B
6.BC 解析:兩次拉伸橡皮條,只需將橡皮條細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)拉到同一點(diǎn),選項(xiàng)A 錯(cuò)誤,B正確;拉橡皮條的細(xì)繩要長些,標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些,以減少記錄力的方向時(shí)產(chǎn)生的誤差,選項(xiàng)C 正確;彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都要與木板平行,選項(xiàng)D 錯(cuò)誤.
7.AC
8.(1)BD (2)D (3)F F′
9.(1)BD (2)AB
10.(1)(如圖D71所示,F(xiàn)合=4.6~4.9 N都算對(duì))
(2)Fa=Fb
(3)BD
(4)橡皮筋拉伸不宜過長;選用新橡皮筋.(或:拉力不宜過大;選用彈性好的橡皮筋;換用彈性好的彈簧.)
解析:(1)用力的圖示法根據(jù)平行四邊形定則作出合力并量出其大小,如圖D71所示.
圖D71
(2)畫受力分析圖如圖D72所示,橡皮筋的拉力F與手的拉力F手的合力F合總與重力G平衡,故Fcos θ=G,兩次實(shí)驗(yàn)中的θ角相同,故Fa=Fb.
圖D72
(3)根據(jù)兩次描出的不同軌跡說明橡皮筋的長度與受到的拉力不成正比.兩次受到的拉力相同時(shí),橡皮筋第2 次的長度較長,A錯(cuò)誤,B正確;兩次被拉伸到相同長度時(shí),橡皮筋第2 次受到的拉力較小,C錯(cuò)誤;根據(jù)軌跡越向右相差越多,說明兩次受到的拉力相同時(shí),拉力越大,橡皮筋兩次的長度之差越大,D正確.
(4)略.
專題提升二 共點(diǎn)力平衡問題的分
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