20182019学年粤教版高中物理选修22 第一章 刚体的平衡 单元测试

2019-2019学年粤教版高中物理选修2-2 第一章 刚体的平衡 单元测试一、单选题1.如图，质量为M的楔形物A静置在水平地面上，其斜面的倾角为斜面上有一质量为m的小物块B，B与斜面之间存在摩擦用恒力F沿斜面向上拉B，使之匀速上滑在B运动的过程中，楔形物块A始终保持静止关于相互间作用力哪项是正确的（ ）A.B给A的作用力大小为mgFB.B给A摩擦力大小为FC.地面受到的摩擦力大小为FcosD.地面受到的压力大小为Mg+mgcosFsin2.如图所示，上表面光滑的半圆柱体放在水平面上，小物块从靠近半圆柱体顶点O的A点，在外力F作用下沿圆弧缓慢下滑到B点，此过程中F始终沿圆弧的切线方向且半圆柱体保持静止状态下列说法中正确的是（ ）A.半圆柱体对小物块的支持力变大B.外力F先变小后变大C.地面对半圆柱体的摩擦力先变大后变小D.地面对半圆柱体的支持力变大3.如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为=90，质量为m2的小球位于水平地面上，设此时质量为m2的小球对地面压力大小为FN ， 细线的拉力大小为FT ， 则（ ）A.FN=m2gB.FN=（m2m1）gC.FT= m1gD.FT=（m2 m1）g4.如图所示，一根弯曲弹性杆的一端固定在小车上，杆的另一端固定一个重为2N的小球，小球与车均处于静止状态，则弹性杆对小球的弹力（）A.大小为2N，方向沿杆斜向上B.大小为4N，方向沿杆斜向上C.大小为2N，方向竖直向上D.条件不足,无法判断大小和方向5.如图所示，用细绳将均匀球悬挂在光滑的竖直墙上，绳受的拉力为T，墙对球的弹力为N，如果将绳的长度增加，则（ ）A.T、N均不变B.T减小、N增大C.T、N均增大D.T、N均减小6.如图所示，木块放置在木板上，与木板始终保持相对静止在缓慢抬高木板右端的过程中，木块受到木板支持力与摩擦力的合力（ ）A.竖直向上，大小不变B.竖直向上，逐渐增大C.垂直于木板向上，逐渐变小D.平行于木板向上，逐渐増大7.如图所示，物体a的质量为2kg，物体b的质量为1kg悬绳都处于竖直方向，那么物体a所受到外力的个数为（ ）A.1个B.2个C.3个D.4个二、多选题8.用一挡板P使一木板C静止于竖直的墙壁和水平地面之间，墙壁和地面皆光滑，在木板C上放有一斜面B，开始时斜面B的上表面恰好水平，B上放有一小物体A，如图所示，现将挡板P缓慢向右移动一小段距离，整个过程中A与B、B与C没有相对滑动，则（ ）A.A始终不受摩擦力作用B.A所受摩擦力增大C.C对B的作用力保持不变D.C对B的支持力减小9.如图所示，重叠物A、B接触面间动摩擦因数都是，地面都光滑，当物体A受到水平拉力F作用，A、B处于相对静止时，关于A、B所受摩擦力对它们运动的影响，下列说法正确的是（ ）A.两图中A物所受摩擦力都是阻力，方向都水平向右B.两图中B物所受摩擦力都是动力，方向都水平向左C.两图中B物所受摩擦力都为动力，甲图中方向为水平向左，乙图中方向水平向右D.甲图中B所受摩擦力为动力，乙图中B所受摩擦力为阻力，它们的方向都是水平向左10.如图，人通过跨过光滑滑轮上的轻绳拉一物体，人与重物处于静止状态。当人向后跨了一步（至图中虚线位置），人与重物再次保持静止状态。关于跨步以后各力的大小变化正确的说法是（ ） A.地面对人的摩擦力减小B.地面对人的摩擦力增大C.人对地面的压力增大D.人对地面的压力减小三、填空题11.如图，某同学用手拉着小车静止在倾角为30的光滑斜面上，已知小车的质量为m=1kg，重力加速度g=10m/s2 ， 则绳子对小车的拉力F=_N，斜面对小车的支持力大小FN=_N四、解答题12.如图所示，AO、BO、CO为三根轻绳，OB与水平天花板夹角为60，物体质量m=2kg求AO、BO绳所受拉力五、综合题13.一辆小车停放在水平地面上，两根长度均为l的细线分别连接小球A和物块B，两根细线与竖直、水平方向分别成30，如图所示，已知物块B的质量是小球A的两倍，且此时物块B刚好能静止，已知重力加速度为g；设最大静摩擦力等于滑动摩擦力（1）求物块B与小车底板间的动摩擦因数； （2）将物块B固定在小车底板原来的位置，并让小车沿地面向右作匀加速直线运动，若A、B间细线张力为零，则小车加速度应满足什么条件？ 14.如图所示，三根轻质绳子OA、OB与OC将一质量为10kg的重物悬挂空中而处于静止状态，其中OB与天花板夹角为30，OA与天花板夹角为60，要求画出受力分析图，标出对应的力及角度（g取10m/s2）（1）求绳子OA、OB对应的拉力大小FA、FB； （2）若保持0、B点位置不变，改变OA绳长度，将A点移动到D点，使得OD=OB，求此时绳子OD对应的拉力大小FD 答案解析部分一、单选题1.【答案】C 【解析】【解答】解：A、以B为研究对象，分析受力情况：重力mg、拉力F、斜面的支持力N和摩擦力f，A对B的作用力大小是N和f的合力，由平衡条件得，N和f的合力与mg、F的合力大小相等，由数学知识可知，mg、F的合力大小不等于mgF，即A对B的作用力大小不等于mgF，则B对A的作用力大小也不等于mgFAB不符合题意B、C、D对整体研究，分析受力情况，如图，由平衡条件得： 水平方向：f=Fcos 竖直方向：N+Fsin=（M+m）g，则 N=Mg+mgFsinC符合题意，D不符合题意故答案为：C【分析】根据平衡条件对整体和两个物体列方程，直接求解即可.2.【答案】C 【解析】【解答】解：A、B、对小滑块受力分析，受到重力、支持力和拉力，如图根据共点力平衡条件，有N=mgcosF=mgsin由于越来越大，故支持力N变小，拉力F变大，故A错误，B也错误；C、D、对半圆柱体受力分析，受到压力N，地面支持力N，重力Mg，地面的静摩擦力f，如图根据共点力平衡条件，有Nsin=f解得f=mgsincos= mgsin2对整体受力分析得：Fsin+N=（M+m）g，所以，N=（M+m）gFsin，由于越来越大，故静摩擦力f先变大后变小，支持力变小，故C正确，D错误；故选C【分析】先对小滑块受力分析，根据共点力平衡条件求出支持力和拉力的表达式，再分析；然后对半圆柱体受力分析，得到摩擦力和支持力表达式后分析3.【答案】A 【解析】【解答】对小球m1受力分析，受重力和支持力，假设细线对小球m1有拉力作用，则小球m1受力不能平衡，故拉力FT为零，所以此时细线对m2的拉力大小为0，对m2受力分析，m2处于静止状态，则地面对m2的支持力等于m2g，根据牛顿第三定律可知，FN=m2g，故A正确，BCD错误故选：A【分析】本题关键是对小球m1受力分析，得出细线的拉力为零，难度不大，属于基础题4.【答案】C 【解析】【分析】小球处于静止状态，受到重力和杆的弹力作用，所以两力是一对平衡力，故杆对小球的弹力大小为大小为2N，方向竖直向上，C正确。【点评】此题是一道易错的题目，关键是抓住力的平衡条件分析。5.【答案】D 【解析】【解答】解：设绳子和墙面夹角为，对小球进行受析：把绳子的拉力T和墙对球的弹力为N合成F，由于物体是处于静止的，所以物体受力平衡，所以物体的重力等于合成F，即F=G，根据几何关系得出：T= ，N=mgtan先找到其中的定值，就是小球的重力mg，mg是不变的，随着绳子加长，细线与墙壁的夹角减小，则cos增大， 减小；tan减小，mgtang减小；所以：T减小，N减小【分析】对小球进行受力分析，运用力的合成或分解结合共点力平衡条件解决问题题目说绳子加长，即绳子与墙的夹角就要变小（自己可以画图试试），列出平衡等式，然后就变为一个很简单的数学问题6.【答案】A 【解析】【解答】解：滑块受重力、支持力和静摩擦力，三力的合力为零；根据平衡条件，支持力与摩擦力的合力与重力平衡，竖直向上，大小不变，等于mg；故A正确，BCD错误；故选：A【分析】对滑块受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件确定木块受到木板支持力与摩擦力的合力7.【答案】C 【解析】【解答】解：以b为研究对象，b受到重力和绳子拉力，拉力F=mbg=10N；a的重力为mag=20N，所以地面对a的支持力为N=magmbg=20N10N=10N，所以a受到重力、绳子拉力和地面支持力三个力作用，故ABD不符合题意，C符合题意故答案为：C【分析】对b进行受力分析，得出绳子中的张力大小，接着再分析a与地面间是否存在作用力。二、多选题8.【答案】B,C 【解析】【解答】解：设板与水平地面的夹角为A、以A为研究对象，A原来不受摩擦力，当将P往右缓慢移动一小段距离后，A受力情况如图2，A受到摩擦力，则A受到的摩擦力将增大故A错误，B正确；B、以AB整体为研究对象，分析受力情况如图1：总重力GAB、板的支持力N1和摩擦力f1 ， 板对B的作用力是支持力N1和摩擦力f1的合力由平衡条件分析可知，板对B的作用力大小与总重力大小相等，保持不变N1=GABcos，f1=GABsin，减小，N1增大，f1减小故C正确，D错误故选：BC【分析】以AB整体为研究对象，由平衡条件分析板对B的支持力如何变化板对B的作用力等于AB的总重力，保持不变以A为研究对象，分析其所受摩擦力变化9.【答案】A,D 【解析】【解答】解：对甲图分析可知，甲中A物体受到的摩擦力为静摩擦力，方向与运动方向相反；故为阻力；B物体受到的A的摩擦力为动力，方向向左；乙图中，AB相对静止，只能是AB均静止，故A受摩擦力向右，B受摩擦力向左；B受到的摩擦力与运动方向相反，故为阻力；故只有AD正确故选：AD【分析】根据题意分别对两图中的AB进行分析，由牛顿第二定律及共点力的平衡可分析两物体受摩擦力情况10.【答案】B,C 【解析】【解答】对人受力分析可得，绳中拉力 设绳子与水平方向夹角为 ， 对人受力分析如图由平衡条件可得， 、 ，当人拉绳向后退一步后，将变小，所以 会变大； 也将变大，根据牛顿第三定律，人对地面的压力变大。BC符合题意，AD不符合题意。故答案为：BC【分析】分别对人和重物受力分析，根据平衡条件判断力的变化。三、填空题11.【答案】5；【解析】【解答】解：因为小车是静止的，受力如图：根据平衡条件有：F=mgsin30=0.5110=5NFN=mgcos30= N故答案为：5， 【分析】对小车进行受力分析，小车受到重力、斜面对小车的支持力和拉力，小车处于静止状态，故受力平衡，这样就可以根据平衡条件解得拉力F和斜面对小车的支持力四、解答题12.【答案】解：以结点O为研究对象，分析受力情况如图，受到CO绳的拉力、AO绳的拉力和BO绳的拉力，平衡时，FC=mg=20N根据平衡条件得TOBsin60=mgTOBcos60=TOA解得：TOA= NTOB= N答：AO、BO绳所受拉力分别为 N、 N 【解析】【分析】分析结点O的受力情况，受到CO绳的拉力、AO绳的拉力和BO绳的拉力处于平衡，其中CO绳的拉力大小等于物体的重力G，根据共点力平衡，运用正交分解求出两个拉力的大小五、综合题13.【答案】（1）解：设小球A的质量为m，则物体B的质量为2m，以B为研究对象进行受力分析，如图所示，水平方向根据共点力的平衡条件可得：FBcos30=N1 ， 竖直方向根据共点力的平衡条件可得：N1=2mgFBsin30，根据滑动摩擦力的计算公式可得：f=N1 ， 联立解得：FBcos30=（2mgFBsin30）设小车上面拉小球A的绳子拉力为FA以整体为研究对象，可得FAcos60=（3mgFAsin60）再以小球A为研究对象，竖直方向受力平衡可得：FAsin60=mg+FBsin30联立可得：= ；（2）解：以A为研究对象，当AB绳拉力为零时最小加速度为a1 ， 则能够牛顿第二定律可得：mgtan30=ma1 ， 解得：a1=gtan30= ；随着加速度的增大，AB细线与水平方向的夹角逐渐增大，当AB与水平方向增大到60时，AB细线再次拉直，此时加速度为a2 ， 而这时拉小球A的细线与竖直方向的夹角为60，对A球冠军牛顿第二定律可得：a2=gtan60= ，所以满足条件的加速度为： a 【解析】【分析】（1）先以B为研究对象，冠军共点力的平衡条件求解支持力大小，根据水平方向受力平衡求解摩擦力与AB绳拉力关系；再以整体为研究对象，得出摩擦力与支持力的关系，最后以A球为研究对象进行受力分析得到两段绳子拉力大小关系，联立求解动摩擦因数；（2）以A球为研究对象，根据细绳AB