第4章 物体的平衡.doc

第四章 物体的平衡年级_ 班级_ 学号_ 姓名_ 分数_总分一二三四五得分阅卷人一、填空题(共14题，题分合计14分)1.物体置于粗糙的斜面上，受到一个平行于斜面向上的力F = 100N，或平行于斜面向下的力F = 20N，物体都能在斜面上沿力F方向作匀速直线运动，当物体不受力F作用时，物体所受的摩擦力_N2. (1) 在验证共点力的合成定则的实验中，采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差？_A两个分力F1、F2间的夹角尽量大些B两个分力F1、F2的大小要尽量大些C拉橡皮条的细绳要稍长一些D实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度(2)在做验证共点力的合成定则的实验时，在水平放置的木板上垫上一张白纸，把橡皮条的一端固定在板的A点，用两根细绳结在橡皮条的另一端O，如图所示。通过细绳用两个互成角度的测力计拉橡皮条，使结点移到某一位置，拉力F1和F2的方向与OA夹角分别为1500和1350，F1 = 2N，则F2 =_N，OA线上的拉力是_N3.物体放在斜面上，受到一个平行于斜面向上的力F1=100N的作用或平行于斜面向下的F2=20N的作用，物体都能匀速运动，则物体沿斜面运动时受的滑动摩擦力为 N。4.如图所示，A、B、C三个物体重均为10N，各接触面间的最大静摩擦力均为2N，同时有F=1N的两个水平力作用于A、B上，方向相反，则地与A、A与B、B与C之间的摩擦力大小分别为 、 、 。5.如图所示。质量为m1的运动员，站在质量为m2的均匀长木板AB的中点。B为长木板的固定轴动轴，人拉轻绳一端，轻绳另一端跨过两个定滑轮连于A端。要使AB水平、且A端刚离地，运动员作用于绳上的最小拉力是 。要使上述过程成立，m1与m2的关系 6.一个物体置于木板上，若将木板的一端缓慢抬起，当木板与水平面夹角为时，物块匀速下滑，则物块与木板间的动摩擦因数_；在物块未滑动时，它所受到的摩擦力大小随的增大而_；在物块滑动之后，它所受到的摩擦力大小随的增大而_7.一根轻质弹簧，在10N拉力下，其长度为0.25m；在20N拉力下其长度为0.30m，则该弹簧的原长为_8.物体的重量G=30N，用绳如图连接，OC绳能承受的最大拉力为20N，BO绳能承受的最大拉力的为15N，为使绳子不被拉断，角最大不能超过 。（BO绳始终水平）9.如图所示，两光滑硬杆OA、OB成角，在两杆上各套上轻环P、Q，两环用细绳连接。现用恒力F沿OB方向拉环Q，当两环稳定时细绳拉力大小为 。10.如图所示，质量均匀为m的小球A和B用等长的轻绳悬挂于天花板上的O点，今施一水平恒力F使OA偏离竖直方向。若力F作用于A，平衡后OA与竖直方向的夹角为；若力F作用于B，平衡后OA与竖直方向的夹角为，则 （填、或=号）11.如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面的木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧，在这过程中下面木块移动的距离为 ，上面木块移动的距离为 。12.如图所示，一个圆球半径为R，重量为G，其重心不在球心O上，现把它放在槽M、N上，平衡时重心在球心O的正下方R/2处，支点M、N在同一水平面，相距也为R。磨擦力不计。则平衡时支点M对圆球的支持力的大小等于 13.相距4m的两柱子上拴一根长5m的细绳，细绳上有一滑轮，下吊一重180N的物体，如图所示，则AC绳所受的拉力大小为 N。如果将B点上移一些，绳AC所受的拉力将 （填变大、变小或不变）14.如图所示，表面光滑、重力不计的尖劈插在缝AB间，在尖劈背上加一压力F，则尖劈对A侧的压力为 ，对B侧的压力为 ，已知尖劈的夹角为。得分阅卷人二、多项选择题(共11题，题分合计11分)1.作用于同一物体上的三个力，可能使物体做匀速直线运动的是A2N、3N、5N；B4N、5N、6N；C1N、7N、10N；D5N、5N、5N。2.物块M位于斜面上，受到平行于斜面的水平力F的作用处于静止状态，如图所示，如果将外力F撤去，则物块：A会沿斜面下滑 B摩擦力方向一定变化C摩擦力的大小变大 D摩擦力的大小变小3.如图所示，物体A以某一初速度沿斜面向下运动时，斜面体B处于静止状态，此时B与水平地面间的静摩擦力大小为f1；若A以某一初速度沿斜面向上运动时，B仍处于静止状态，此时B与水平地面间的静摩擦力大小为f2，则： Af1可能为零 Bf1不可能为零 Cf2可能为零 Df2不可能为零4.如图所示，A为静止在水平地面上的圆柱体，B为一均匀板，它的一端搭在A上，另一端用轻绳悬起，板和竖直方向的夹角 TNP，且绳子OP的张力TOP = G D绳子MP和NP的张力必有TMP F2 CF1 F2 D以上三种情况都有可能7.如图所示，OA为一遵守胡克定律的弹性轻绳，其一端固定在天花板上的O点，另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A相连当绳处于竖直位置时，滑块A与地面有压力作用。B为一紧挨绳的光滑水平小钉，它到天花板的距离BO等于弹性绳的自然长度。现用水平力F作用于A，使之向右作直线运动，在运动过程中，作用A的摩擦力： A逐渐增大 B逐渐减小 C保持不变 D条件不足，无法判断8.如图所示，光滑的两个球体，直径均为d，置于一直径为D的圆桶内，且d D G,且F2GF1G,且F2GF1GF1G,且F2GABCD36.如图所示，A、B、C的质量分别为mA、mB、mC，整个系统相对于地处于静止状态，则B对C和地面对C的摩擦力的大小分别为AmAg,mBgBmBg, mAgCmAg, 0DmBg,037.如图所示，将一物块A放在粗糙的斜面体B上，现沿斜面向上对A施力，第一次使A加速沿斜面向上运动，第二次使A沿斜面匀速向上运动，第三次使A沿斜面减速向上运动， 三次运动过程中，斜面体B对地都保持静止不动，地面对B的摩擦力大小分别为、，则ABCD38.如图所示，一均匀细杆长为l，在距离其上端l/4处以一钉子将此细杆钉在竖直墙面上，使细杆可以使此钉子竖直面内无磨擦地转动。今施一水平力F于其上端，使细杆偏离竖直成角（90）而平衡，则此时钉子作用在细杆上的作用力的大小为AGBGtanCGcosDGssic得分阅卷人四、作图题(共0题，题分合计0分)得分阅卷人五、实验题(共4题，题分合计4分)1.做验证共点力的合成定则的实验时，其中的三个实验步骤：(1)在水平放置的木板上固定一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细的结点到达某一位置O，在白纸上记下O点和两测力计的读数F1和F2(2)在纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F(3)只用一只测力计通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两测力计拉时的相同，记下此时测力计的读数F和细绳的方向以上三个步骤中均有错误或疏漏，请指出：(1)_；(2)_；(3)_。2.现要测定一根尼龙丝能承受的最大拉力F，手头只有一个质量为m的砝码（已知Fmg）和一个米尺，请回答：（1）画出实验方案的示意图。（2）其中需要测量的物理量是 。（3）尼龙丝能承受最大拉力的表达式是 。3.（1）关于测量，下列说法正确的是A测量长度要有估计数字，估计数字的位数越多，误差就越小B在记录测量结果时，只写数值，不写单位是毫无意义的C记录测量的结果，所用单位不同时，不会影响测量结果的准确程度D为了减少误差，进行任何一个测量，都要采取多次测量求平均值的方法（2）在做互成角度的两个力的合力实验时，橡皮筋的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮筋的另一端拉到某一确定的O点，以下操作中错误的是A同一次实验过程中，O点位置允许变动B实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度C实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点D实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧秤之间夹角应取90以便于算出合力大小4.用金属丝制成的线材（如钢丝、钢筋）受到拉力会伸长，17世纪英国物理学家胡克发现：金属丝或金属杆在弹性限度内它的伸长的长度与拉力成正比，这就是著名的胡克定律，这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础。现在一根用新材料制成的金属杆，长为4m，横截面积0.8cm2，设计要求它受到拉力后的伸长的长度不超过原长的1/1000，问最大拉力多大？由于这一拉力很大，杆又较长，直接测量有困难，但可以选用同种材料制成的样品进行测试，通过测试取得数据如下：长 度 拉力 伸长 截面积250N500N750N1000N1m0.05cm20.04cm0.08cm0.12cm0.16cm2m0.05cm20.08cm0.16cm0.24cm0.32cm1m0.10cm20.02cm0.04cm0.06cm0.08cm （1）测试结果表明线材受拉力作用后伸长与材料的长度成 比，与材料的横截面积成 比。 （2）上述金属杆承受的最大拉力为 N。得分阅卷人六、计算题(共22题，题分合计22分)1.重力为G的均匀杆一端放在粗糙水平地面上，另一端系一条水平轻绳，杆与水平面成角，如图所示。已知水平绳中的张力大小为T，求对对杆的下端的作用力大小和方向？2.如图所示，一个重力为100N的粗细均匀的圆柱体放在600角的V形槽上。两接触面的动摩擦因数为0.25，沿圆柱体轴线方向的拉力为多少时，圆柱体可沿V形槽做匀速运动？3.长为l的绳子，一端拴着一个半径为r，重力为G的球，另一端固定在倾角为的斜面上的A点，如图所示，试求绳中的张力大小。4.如图所示，一直角斜槽两槽面夹角为900对水平面夹角为300，一个横截面为正方形的物块恰能沿此槽匀速下滑，假定两槽面的材料和表面情况相同，问物块和槽面间的动摩擦因数是多少？5.用一个质量为1Kg的砝码和一把刻度尺，能否测出尼龙丝所能承受的最大拉力？6.一轻绳跨过两个等高的定滑轮不计大小和摩擦，两端分别挂上质量为m1 = 4Kg和m2 = 2Kg的物体，如图所示。在滑轮之间的一段绳上悬挂物体m，为使三个物体不可能保持平衡，求m的取值范围。7.如图所示，斜坡与水平面的夹角为，两个人一推一拉物体匀速上斜坡设两用力大小相同，均为F已知物体与斜坡间的摩擦因数为 = ，推力F与斜坡平行，拉力F与斜坡所成角度为为多少时最省力？8.如图, 一个质量为M、倾角为的楔状斜面体A，放在粗糙的水平面上，斜面上有一个质量为m的物体B，A、B间的动摩擦因数为，B沿斜面下滑时，A保持静止不动，求地面对A的摩擦力多大？9.如图所示，物重30N，用OC绳悬挂在O点，OC绳能承受最大拉力为N，再用一绳系OC绳的A点，BA绳能承受的最大拉力为30N，现用水平力拉BA，可以把OA绳拉到与竖直方向成多大角度？10.用细绳AC和BC吊一重物，绳与竖直方向夹角分别为30和60，如图所示。绳AC能承受最大拉力为150 N，绳BC能承受最大拉力为100 N，求物体最大重力不应超过多少?11.直角劈形木块（截面如图）质量M=2kg，用外力顶靠在竖直墙上，已知木块与墙之间最大静摩擦力和木块对墙的压力成正比，即fm=kFN，比例系数k=0.5，则垂直作用于BC边的外力F应取何值木块保持静止。（g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）12.我国著名发明家邹德俊发明的“吸盘式” 挂衣钩如图，将它紧压在平整、清洁的竖直瓷砖墙面上时，可挂上衣帽等物品。如果挂衣钩的吸盘压紧时，它的圆面直径为1/10m，吸盘圆面压在墙上有4/5的面积跟墙面完全接触，中间1/5未接触部分间无空气。已知吸盘面与墙面之间的动摩擦因数为0.5，则这种挂钩最多能挂多重的物体？（大气压器p0=1.0105Pa）13.如图所示，质量为m的物体被劲度系数为k2的弹簧2悬挂在天花板上，下面还拴着劲度系数为k1的轻弹簧1，托住下弹簧的端点A用力向上压，当弹簧2的弹力大小为mg/2时，弹簧1的下端点A上移的高度是多少？14.物体A质量为m=2kg，用两根轻绳B、C连接到竖直墙上，在物体A上加一恒力F，若图中力F、轻绳AB与水平线夹角均为=60，要使两绳都能绷直，求恒力F的大小。15.如图所示，一个质量为m=2kg的均匀球体，放在倾角的光滑斜面上，并被斜面上一个竖直的光滑挡板挡住，处于平衡状态。求球体对挡板和斜面的压力。16.如图所示，三角形木块放在倾角为的斜面上，若木块与斜面间的摩擦系数，则无论作用在木块上竖直向下的外力F多大，木块都不会滑动，这种现象叫做“自锁”。千斤顶的原理与之类似。请证明之。17.测定患者的血沉，在医学上有助于医生对病情作出判断。设血液是由红血球和血浆组成的悬浮液，将此悬浮液放进竖直放置的血沉管内，红血球便会在血浆中匀速下沉，其下沉速率称为血沉。某人的血沉v的值大约是10mm/h，如果把红血球近似为半径为R的小球，且认为它在血浆中下沉时所受的粘滞阻力为f=6Rv。在室温下，1.810-3Pas，已知血浆的密度01.0103/m3，红血球的密度1.3103/m3。试由以上数据估算红血球半径的大小。（结果保留一位有效数字）18.如图所示，质量为m1和m2的两个小球A、B都套在一个竖直大圆环上，大圆环固定在地上。长为L的细绳的两端分别拴在小球A、B上，然后将细绳拴在小滑轮O上，O位于大圆环环心O的正上方。各处的摩擦都不计，当它们都静止时（1）大圆环对A、B的作用力之比为多少？（2）AO这段绳长是多少？19.均质长方体木块被锯成A、B、C三块，然后再拼成原状放在粗糙水平面上，如图所示。已知=60，现以F=10N的水平推力沿对称轴从侧面推A，使A、B、C三块保持长方体的形状沿F的方向做匀速直线运动，求A对B的压力。20.如图所示，将两本书A、B逐页交叉地叠放在一起，置于水平桌面上。设每页书质量均为5g，每本书各有200页，纸与纸之间的动摩擦因数为0.2，且A固定不动。今用向右的水平力F把书B抽出，试计算F之值为多少？21.放在水平面上的物体，与水平面间的动磨擦因数为，物质在水平恒力F1的作用下，在水平面上作匀速直线运动，今若再对物体施加一大小与F1相等的恒力F2后，要使物体仍然能在水平面上作匀速直线运动，那么力F2的方向应满足什么条件？22.如图所示，一个质量为M=5.0kg，倾角=45的楔形物质A放在粗糙水平面上，斜面上有一质量m=1.0kg的物体B，A、B之间的动摩擦因数=0.2，A与地之间的动摩擦因数2=0.3，当B沿斜面滑下时，A对地保持静止不动。求B滑下过程中地面对A的支持力和磨擦的大小、方向。得分阅卷人七、论述分析题(共0题，题分合计0分)试卷答案一、填空题(共14题，题分合计14分)1.答案(135146)：40N2.答案(139350)：(1) ABCD；(2) 1.4N，2.73N3.答案(137207)：604.答案(131956)：0，1N，05.答案(136704)：, 2m1m26.答案(133484)：tg，增大，减小7.答案(138232)：0.208.答案(133322)：tan10.5 9.答案(137799)： 10.答案(131772)：= 11.答案(131228)：12.答案(135976)： 13.答案(135704)：150,不变14.答案(130453)：二、多项选择题(共11题，题分合计11分)1.答案(132077)：ABD2.答案(136696)：BD3.答案(136151)：AD4.答案(130900)：BD5.答案(135649)：BC6.答案(130397)：BD7.答案(134784)：BD8.答案(139532)：CD9.答案(134281)：AC10.答案(139029)：AD11.答案(130412)：CD三、单项选择题(共38题，题分合计38分)1.答案(136826)：C2.答案(132757)：D3.答案(133399)：C4.答案(136556)：D5.答案(138204)：C6.答案(137974)：A7.答案(132722)：C8.答案(137199)：A9.答案(131947)：B10.答案(133778)：D11.答案(138213)：C12.答案(132961)：D13.答案(137710)：B14.答案(135385)：B15.答案(135154)：D16.答案(134882)：A17.答案(139630)：D18.答案(139086)：C19.答案(138855)：B20.答案(133604)：A21.答案(139510)：C22.答案(139007)：C23.答案(133756)：A24.答案(139169)：B25.答案(135664)：D26.答案(134889)：D27.答案(133569)：A28.答案(138318)：D29.答案(138046)：D30.答案(132794)：D31.答案(137543)：B32.答案(136768)：C33.答案(136653)：A34.答案(131130)：B35.答案(130627)：C36.答案(139349)：C37.答案(133825)：A38.答案(138574)：D四、作图题(共0题，题分合计0分)五、实验题(共4题，题分合计4分)1.答案(134601)：(1) 还要记录两条细绳套的方向；(2) 按选定的标度做平行四边形；(3) 要把结点拉到O点2.答案(131516)：（1）实验方案如图：（2）需要测量的物理量是：尼龙丝的长L和刚好拉断时两悬点间的距离l。（3）尼龙丝能承受最大的拉力的表达式是：F=。3.答案(136265)：（1）BCD（2）ACD4.答案(131013)：（1）正；反 （2）1104。提示：（1）题中列表可看出，材料的伸长量与材料的长度成正比，与材料的截面积成反比。（2）关键找出拉力与伸长量的比例系数与长度、横截面积的关系，从而求出比例系数，最终解决问题。六、计算题(共22题，题分合计22分)1.答案(133826)：提示：杆受非平行的三力平衡（地面支持力与摩擦力合成为一个力），三力共点解得F = ，与水平地面成arctan2.答案(138575)：F = 50N3.答案(133323)：设OA与斜面夹角为，OA拉力为T，支持力为FN建立与斜面垂直和平行的直角坐标系，则Tcos = Gsin，由几何关系有：cos = ，得T = 4.答案(138072)：直角槽对物体的支持力FN1 = FN2，正交分解：FN1cos450+ FN2cos450=mgcos300；FN1 + FN2 = mgsin300；解得 = tan300cos450 = 5.答案(132820)：(1) 装置如图所示(2) 绳拉力T = G，在绳中点B系重物，刚好使绳能够断裂，根据平衡条件得F = 2Gcos= ，读出AC及测出绳长即可测出尼龙丝所能承受的最大拉力6.答案(132548)：平衡时，O点受力如图所示建