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第一章 第一课时 一、选择题(共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得6分，漏选的得3分，错选的得0分)1(2009高考广东卷)某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型图中K1、K2为原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧下列表述正确的是 ()A缓冲效果与弹簧的劲度系数无关B垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等C垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等D垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变 【解析】本题考查胡克定律、相互作用等内容，意在考查考生对物体的相互作用、弹簧的形变以及弹力大小等知识的掌握垫片向右移动时，两弹簧同时受到压力作用，通过力的传递，两弹簧产生的弹力相同，根据胡克定律Fkx可知，在劲度系数k不相同的情况下，两弹簧产生的形变量x是不相同的，劲度系数大的弹簧其形变量较小，所以缓冲效果与弹簧的劲度系数有关，故A、C错误，B正确；因两弹簧都发生了形变，故其弹性势能都要变化，D正确【答案】BD2关于弹力，下述说法正确的是()A通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力B轻绳、轻杆上产生的弹力方向总是在绳、杆所在的直线上C两物体相互接触一定有弹力存在D压力和支持力的方向总是垂直于接触面【解析】对选项B，轻杆上产生的弹力方向可以不沿杆对选项C，相互接触的物体可以不发生形变，而无弹力【答案】AD3如右图所示，一小金属罐头盒内盛有水，盒的右侧底有一小孔，水从小孔全部流出的过程，盒连同盒中的水的共同重心将()A一直下降B一直上升C先升后降 D先降后升【解析】刚开始，盒连同盒中的水的总重心在中央附近，后来随着水的流出，重心下降水流完后，整体的重心即为盒的重心，而盒的重心在其中央附近，所以选项D正确【答案】D4如图所示，用细线将A物体悬挂在天花板上，B物体放在水平地面上A、B间有一劲度系数为k100N/m的轻弹簧，此时弹簧的形变量为2cm.已知A、B两物体的重力分别是3N和5N.则细线的拉力及B对地面的压力可能是()A1N和0N B5N和7NC5N和3N D1N和7N【解析】弹力大小Fkx2N，若弹簧伸长了2cm，分别研究A、B的受力情况，由力的平衡，可推出选项C正确；若弹簧被压缩了2cm，同理可推出选项D正确【答案】CD5(2009山东青岛)如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别静止于水平地面的台秤P、Q上，他们用手分别竖直牵拉一只弹簧秤的两端，稳定后弹簧秤的示数为F，若弹簧秤的质量不计，下列说法正确的是()A甲同学处于超重状态，乙同学处于失重状态B台秤P的读数等于mgFC台秤Q的读数为mg2FD两台秤的读数之和为2mg【解析】甲、乙均静止(无加速度)，故A错；对甲、乙分别受力分析可知，台秤P的读数等于mgF，台秤Q的读数为mgF，故BC错，D对【答案】D6如图所示，水平地面上固定着一竖直立柱，某人通过柱顶的定滑轮将200N的重物拉住不动，已知人拉着绳的一端，绳与水平地面夹角为30，则定滑轮所受的压力大小为()A400N B200NC300N D200N【解析】两绳对滑轮作用力如图：Fmg200N由几何关系F合2Fcos30200N滑轮受的压力FNF合200N.【答案】B7(2010冀州市期中考试)如图所示，带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上，在盒子内放有光滑球B，B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触若使斜劈A在斜面体C上静止不动，则P、Q对球B无压力以下说法正确的是 ()A若C的斜面光滑，斜劈A由静止释放，则P点对球B有压力B若C的斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行，则P、Q对B均无压力C若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面匀速下滑，则P、Q对B均无压力D若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面加速下滑，则Q点对球B有压力【解析】若C的斜面光滑，无论A由静止释放还是沿斜面向上滑行，通过对A、B整体受力分析可知，整体具有沿斜面向下的加速度，B球所受合力应沿斜面向下，故Q点对球B有压力A、B项错；若C的斜面粗糙，斜劈A匀速下滑时，整体所受合力为零，故P、Q不可能对球B有压力，C项正确；若C的斜面粗糙，斜劈A加速下滑时，A、B整体具有沿斜面向下的加速度，故球B所受合力也应沿斜面向下，故Q点一定对球B有压力，D项正确【答案】CD8(2009徐州模拟)如图所示，滑轮的质量忽略不计，滑轮轴O安在一根轻木杆B上，一根轻绳AC绕过滑轮，A端固定在墙上，且绳保持水平，C端下面挂一个重物，BO与竖直方向夹角45，系统保持平衡若保持滑轮的位置不变，改变的大小，则滑轮受到木杆的弹力大小变化情况是 ()A只有角变小，弹力才变小B只有角变大，弹力才变小C不论角变大或变小，弹力都变大D不论角变大或变小，弹力都不变【解析】杆的作用力大小FG，与的大小无关，方向与竖直方向成45角，斜向左上方【答案】D9(2010成都市高三摸底测试)缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型，图中A、B为原长相等，劲度系数分别为k1、k2(k1k2)的两个不同的轻质弹簧下列表述正确的是()A装置的缓冲效果与两弹簧的劲度系数无关B垫片向右移动稳定后，两弹簧产生的弹力之比F1 ：F2k1：k2C垫片向右移动稳定后，两弹簧的长度之比l1：l2k2：k1D垫片向右移动稳定后，两弹簧的压缩量之比x1：x2k2：k1【解析】根据力的作用是相互的可知：轻质弹簧A、B中的弹力是相等的，即k1x1k2x2，所以两弹簧的压缩量之比x1x2k2k1.故D正确【答案】D10如右图所示，小球B放在真空容器A内，球B的直径恰好等于正方体A的边长，将它们以初速度v0竖直向上抛出，下列说法中正确的是 ()A若不计空气阻力，上升过程中，A对B有向上的支持力B若考虑空气阻力，上升过程A，A对B的压力向下C若考虑空气阻力，下落过程中，B对A的压力向上D若不计空气阻力，下落过程中，B对A没有压力【解析】若不计空气阻力，则A、B整体的加速度等于重力加速度，物体B的加速度也等于重力加速度，因此A对B没有作用力，同理，B对A也没有作用力，故选项A错D对；若考虑空气阻力，则上升过程中，A、B整体的加速度大于重力加速度，则B的加速度大于重力加速度，故A对B有向下的压力，选项B对；在下降过程中，A、B整体的加速度小于重力加速度，则B的加速度小于重力加速度，故A对B有向上的压力，根据力的相互性，B对A有向下的压力，故选项C错，应选B、D.【答案】BD二、论述、计算题(本题共3小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)11一根大弹簧内套一根小弹簧，小弹簧比大弹簧长0.2m.它们的一端平齐固定在地面上，另一端自由，如下图甲所示当压缩此组合弹簧时，测得力与压缩距离之间的关系图象如下图乙所示，求两根弹簧的劲度系数k1和k2.【分析】弹簧的弹力在弹性限度内遵循胡克定律，即弹力与形变量成正比，根据Fx图象可以直接读出不同形变量时的弹力大小，再利用胡克定律即可得出结论【解析】由图象可知，当x10.2m时，F12N，在此之间，F与x成正比，说明只有小弹簧被压缩，即小弹簧的压缩量为0.2m时，弹力大小为2N.由胡克定律可得：k1N/m10N/m当x20.3m时，F25N，从x0.2m至x0.3m的过程中，两弹簧都被压缩，大弹簧的压缩量为x2x1，则有：F2k1x2k2(x2x1)解得：k220N/m.【答案】k110N/mk220N/m【总结提升】本题要求学生审题时弄清图象的意义，即压缩量前0.2m与后0.1m的区别同时，在解决两个或两个以上弹簧组合使用的问题时，要先弄清弹簧问题间的连接方式(串联还是并联)，不少同学在计算时常错误地认为两弹簧为串联，因而造成误解弹簧弹力的大小可以用胡克定律计算解答有关弹簧类问题时，关键要弄清楚弹簧所处的状态当弹簧的长度发生变化时，要注意弄清长度的变化与形变量之间的关系求解时要灵活运用胡克定律公式：Fkx及Fkx.当有两根弹簧组合使用时，要弄清弹簧间的连接方式是串联还是并联对于复杂的过程应该画出过程变化及状态图，然后找出各状态或过程符合的规律求解12(2010江苏质检)如下图甲所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10kg的物体，ACB30；下图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向也成30，轻杆的G点用细绳的GF拉住一个质量也为10kg的物体g取10m/s2，求(1)细绳AC段的张力FAC与细绳EG的张力FEG之比；(2)轻杆BC对C端的支持力；(3)轻杆HG对G端的支持力【解析】上图中图甲和图乙中的两个物体M1、M2都处于平衡状态，根据平衡条件可判断，与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力分别取C点和G点为研究对象，进行受力分析如下图中甲和乙所示(1)图甲中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M1的物体，物体处于平衡状态，绳AC段的拉力FACFCDM1g；图乙中由FEGsin30M2g得FEG2M2g.所以得.(2)图甲中，根据几何关系得：FCFACM1g100N，方向和水平方向成30，指向斜右上方(3)图乙中，根据平衡方程有FEGsin30M2g；FEGcos30FG所以FGM2gcot30M2g173N，方向水平向右【答案】(1)(2)100N，方向与水平方向成30角斜向右上方(3)173N方向水平向右【总结提升】(1)一端固定的轻杆，另一端产生的弹力不一定沿着杆，一般需要根据物体的状态判断(2)一端用铰链固定的轻杆，另一端产生的弹力一定沿着杆的方向有可能是推力，也有可能是拉力，需要根据物体的状态去判断13(2009临沂模拟)如图所示，我们常见有这样的杂技表演：A、B、C、D四个人，B站在A的肩上，双手拉着C和D，A撑开双手支持着C和D，如果四个人的质量均为m60kg，g10N/kg，请估算：(1)A的手臂受到的压力和B的手臂受到的拉力各有多大？(2)A的双肩受到的压力有多大