高中物理 单元质量评估3同步教学课件 粤教版必修1.ppt

三 第三章研究物体间的相互作用 90分钟100分 一 单项选择题 本大题共5小题 每小题4分 共20分 每小题只有一个选项正确 1 2011 湛江高一检测 关于以下三个共点力 不能平衡的是 a 6n 7n 8nb 9n 9n 1nc 2n 5n 10nd 25n 20n 40n 解析 选c 共点力的平衡条件是合力为零 将各组中的力任取其中的两个 根据 f1 f2 f f1 f2 求得合力的取值范围 看第三个力是否在该范围内 若在 则三力合力可能为零 能平衡 若不在 则不能平衡 经检验知 c不能平衡 2 作用在同一个物体上的两个共点力 它们的方向之间的夹角是90 这两个力的合力大小为10n 其中一个力大小是6n 则另一个力大小是 a 4nb 8nc 10nd 16n 解析 选b 由于两力垂直 所以合力f2 f12 f22 即102 62 f22 解得f2 8n 故b正确 3 2010 广东高考 如图为节日里悬挂灯笼的一种方式 a b点等高 o为结点 轻绳ao bo长度相等 拉力分别为fa fb 灯笼受到的重力为g 下列表述正确的是 a fa一定小于gb fa与fb大小相等c fa与fb是一对平衡力d fa与fb大小之和等于g 解析 选b 由a b两点等高 ao bo等长可知 ao绳与bo绳两力对称 b正确 若两绳间的夹角 120 时 fa fb g 当 120 时 fa fb g 故a错误 这两个力不在一条直线上不是平衡力 c错误 这两个力不是大小之和而是矢量之和的大小等于g d错误 规律方法 平衡类问题的求解方法1 力的合成法物体在三个共点力的作用下处于平衡状态 则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等 方向相反 力的合成法 是解决三力平衡问题的基本方法 2 正交分解法物体受到三个或三个以上力的作用时 常用正交分解法列平衡方程求解 fx合 0 fy合 0 为方便计算 建立坐标系时以尽可能多的力落在坐标轴上为原则 3 整体法与隔离法整体法是把两个或两个以上物体组成的系统作为一个整体来研究的分析方法 当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的受力和运动时 一般可采用整体法 隔离法是将所确定的研究对象从周围物体 连接体 系统中隔离出来进行分析的方法 其目的是便于进一步对该物体进行受力分析 得出与之关联的力 为了研究系统 连接体 内某个物体的受力和运动情况 通常可采用隔离法 一般情况下 整体法和隔离法是结合在一起使用的 4 三角形法对受三力作用而平衡的物体 将力矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的封闭力三角形 进而处理物体平衡问题的方法叫三角形法 力三角形法在处理动态平衡问题时方便 直观 容易判断 5 相似三角形法物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态 画出其中任意两个力的合力与第三个力等值反向的平行四边形中 可能有力三角形与题设图中的几何三角形相似 进而力三角形与几何三角形对应成比例 根据比值便可计算出未知力的大小与方向 6 正弦定理法正弦定理 在同一个三角形中 三角形的边长与所对角的正弦比值相等 同样在力的三角形中也满足上述关系 即力的大小与所对角的正弦比值相等 4 2011 徐州高一检测 一个质量可以不计的弹簧 其弹力fn的大小与长度l的关系如图中的直线a b所示 这根弹簧的劲度系数为 a 1250n mb 625n mc 2500n md 833n m 解析 选c 由图象可以看出在直线a对应的阶段 弹簧处于压缩状态 弹力fn随着缩短量的减小而线性递减 当弹簧长度为12cm时恢复原长 直线b对应的是弹簧的伸长阶段 弹力fn随伸长量的增大线性递增 由此可看出当弹力fn 100n时 弹簧对应的形变量x 4cm 根据胡克定律可求出弹簧的劲度系数k 2500n m c对 5 2011 郑州高一检测 如图所示 重80n的物体a放在倾角为30 的粗糙斜面上 有一根原长为10cm 劲度系数为1000n m的弹簧 其一端固定在斜面底端 另一端放置物体a后 弹簧长度缩短为8cm 现用一测力计沿斜面向上拉物体 若物体与斜面间最大静摩擦力为25n 当弹簧的长度仍保持8cm时 测力计读数不可能为 a 10nb 20nc 40nd 60n 解析 选d 设物体与斜面的静摩擦力f沿斜面向上 由平衡条件得 f f kx mgsin30 可得 f f 20n f由0逐渐增大 f逐渐减小 当f 0时 f为20n 故a b均可能 当f沿斜面向下时 f kx f mgsin30 有 f f 20n 随着f增大 f也逐渐增大 直到f 25n 此时f 45n 当f 45n 物体就沿斜面滑动 测力计的读数不可能为60n 故c有可能 d不可能 二 双项选择题 本大题共5小题 每小题4分 共20分 只选一个且正确得3分 错选不得分 6 如图甲所示 一物块放在粗糙的斜面上 在平行斜面向上的外力f作用下 斜面和物块始终处于静止状态 当f按图乙所示规律变化时 关于物块与斜面间摩擦力的大小变化的说法中正确的是 a 一定增大b 可能一直减小c 可能先减小后增大d 可能一直增大 解析 选c d 当开始f mgsin 时 随力f的减小 f可能先向下减小再向上增大 当开始f mgsin 时 f一直向上增大 故c d正确 7 如图所示 一滑块静止在圆弧形的曲面上 下列说法正确的是 a 曲面对滑块的作用力方向沿接触面向上b 曲面对滑块的作用力方向垂直于接触面向上c 曲面对滑块的作用力方向竖直向上d 曲面对滑块的作用力大小等于滑块的重力大小 解析 选c d 曲面对滑块的作用力有两个 垂直于接触面的支持力和沿着接触面的摩擦力 这两个力的合力与重力大小相等方向相反 c和d正确 8 嫦娥一号 卫星的姐妹星 嫦娥二号 于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心由长征三号丙火箭发射升空 并获得了圆满成功 下面关于飞船与火箭起飞的情形叙述正确的是 a 火箭尾部向下喷气 喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力 从而让火箭获得了向上的推力b 火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力 空气的反作用力使火箭获得飞行的动力c 火箭飞出大气层后 由于没有空气 火箭虽然向下喷气 但也无法获得前进的动力d 飞船进入运行轨道之后 与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力 解析 选a d 火箭升空时 其尾部向下喷气 火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体 火箭向下喷气时 喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力 即为火箭上升的推力 此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的 因而与是否飞出大气层 是否在空气中飞行无关 因而b c项错误 a项正确 当飞船进入轨道后 飞船与地球之间依然存在着相互吸引力 即地球吸引飞船 飞船也吸引地球 这是一对作用力和反作用力 故d项正确 9 2010 山东高考 如图所示 质量分别为m1 m2的两个物体通过轻弹簧连接 在力f的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动 m1在地面 m2在空中 力f与水平方向成 角 则m1所受支持力fn和摩擦力f正确的是 a fn m1g m2g fsin b fn m1g m2g fcos c f fcos d f fsin 解析 选a c 把质量分别为m1 m2的两个物体看成一个整体进行研究 进行受力分析 水平方向上 f fcos c正确 竖直方向上 fn fsin m1g m2g 所以fn m1g m2g fsin a正确 故正确选项为a c 10 如图所示 水平地面上的物体受重力g和水平作用力f 物体保持静止 现在作用力f保持大小不变 方向沿逆时针方向缓缓转过180 而物体始终保持静止 则在这个过程中 物体对地面的正压力fn的大小和地面给物体的摩擦力f的大小的变化情况是 a f不变b f先变小后变大c fn先变小后变大d fn先变大后变小 解析 选b c 将力f进行正交分解 f的水平分量fx fcos 先变小后变大 故静摩擦力f先变小后变大 b正确 a错误 f的竖直分量fy fsin 先变大后变小 而fy fn g 故对地面的压力fn先变小后变大 c正确 d错误 三 实验题 本大题共2小题 共15分 11 5分 在 验证力的平行四边形定则 的实验中 某小组得出如图所示的图 f与ao共线 图中 是f1与f2合成的理论值 是f1与f2合成的实际值 在实验中如果将两个细绳套换成两根橡皮条 那么实验结果是否变化 答 选填 变 或 不变 解析 由题图可知 f 为理论值 f为实际值 将两个细绳套换成两根橡皮条不会影响实验结果 因为换成橡皮条后 还必须用弹簧测力计拉着橡皮条 将结点拉到原来的o点位置 两个分力的大小以及方向都不会发生变化 只是两个弹簧测力计要多移动一段距离 故应填 不变 答案 f f不变 12 10分 某同学用如图甲所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验 他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度 然后在弹簧下端挂上钩码 并逐个增加钩码 测出指针所指的标尺刻度 所得数据列表如下 重力加速度g取9 8m s2 1 根据所测数据 在图乙所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与钩码质量m的关系曲线 2 根据所测得的数据和关系曲线可以判断 在 n范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律 这种规格的弹簧的劲度系数为 n m 解析 1 根据题目中所测量的数据进行描点 然后用平滑的曲线 或直线 连接各点 在连接时应让尽量多的点落在线上 偏差比较大的点舍去 不在线上的点尽量平均分配在线的两侧 如图所示 2 根据所画图象可以看出 当m 5 00 102g 0 5kg时 标尺刻度x与钩码质量m成一次函数关系 所以在f 4 9n范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律 由胡克定律f kx可得k n m 25 0n m答案 1 见解析图 2 4 925 0 四 计算题 本大题共4小题 共45分 要有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算的要注明单位 13 9分 如图所示 物体a重40n 物体b重20n a与b b与地的动摩擦因数相同 物体b用细绳系住 当水平力f 32n时 才能将a匀速拉出 求接触面间的动摩擦因数 解析 以a物体为研究对象 其受力情况如图所示 物体b对其压力 gb 20n 1分 地面对a的支持力 ga gb 60n 1分 因此a受b的滑动摩擦力f2 20 n 1分 a受地面的摩擦力f1 60 n 1分 又由题意得 f f1 f2 60 n 20 n 80 n 2分 f 32n 1分 代入即可得到 0 4 2分 答案 0 4 14 10分 如图所示 质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂 三段轻绳的结点为o 轻绳ob水平且b端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连 轻绳oa与竖直方向的夹角 37 物体甲 乙均处于静止状态 已知 sin37 0 6 cos37 0 8 tan37 0 75 g取10m s2 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 求 1 轻绳oa ob受到的拉力是多大 2 物体乙受到的摩擦力是多大 方向如何 3 若物体乙的质量m2 4kg 物体乙与水平面之间的动摩擦因数为 0 3 则欲使物体乙在水平面上不滑动 物体甲的质量m1最大不能超过多少 解析 1 以结点o为研究对象 对结点o受力分析 如图 根据平衡条件 由合成法可得toa m1g 2分 tob m1g 2分 2 以物体乙为研究对象 物体在水平方向上受到ob绳的拉力和水平面的静摩擦力保持静止 所以静摩擦力f tob m1g 方向水平向左 2分 3 物体乙和地面间的最大静摩擦力fm m2g 0 3 40n 12n 1分 当tob m1g fm 12n时 2分 即m1 1 6kg时 物体乙在水平面上刚好不滑动 所以物体甲的质量m1最大不能超过1 6kg 1分 答案 1 2 m1g水平向左 3 1 6kg 15 12分 如图所示 置于 37 的固定斜面上的物体 质量m 8kg 在平行于斜面向上的力f作用下保持静止 试求下列情形下物体与斜面之间的静摩擦力f的大小和方向 1 f 40n 2 f 48n 3 f 56n 已知sin37 0 6 cos37 0 8 g 10m s2 解析 m受力如图所示 在不明确摩擦力的方向时可以假设一个 本题中假设沿斜面向上 在沿斜面方向上由平衡条件得 f f mgsin 0 2分 得f mgsin f 1分 1 f 40n时 f 8n 方向与假设方向相同 方向沿斜面向上 3分 2 f 48n时 f 0 不受摩擦力作用 3分 3 f 56n时 f 8n 方向与假设方向相反 方向沿斜面向下 3分 答案 1 8n 方向沿斜面向上 2 0 3 8n 方向沿斜面向下 16 14分 如图所示 劲度系数为k2的轻质弹簧 竖直放在桌面上 上面压一质量为m的物块 另一劲度系数为k1