物理必修一力学

1 单元质量评估单元质量评估 三三 第第 4 4 5 5 章章 60 60 分钟分钟 100100 分分 一 选择题一 选择题 本大题共本大题共 8 8 小题小题 每小题每小题 6 6 分分 共共 4848 分分 每小题只有一个选项正确每小题只有一个选项正确 1 2014 衡水高一检测 匀速前进的车厢顶部用细线 竖直悬挂一小球 如图所示 小球下方与一光滑斜面接 触 关于小球的受力 说法正确的是 A 重力和细线对它的拉力 B 重力 细线对它的拉力和斜面对它的支持力 C 重力和斜面对它的支持力 D 细线对它的拉力和斜面对它的支持力 解析 选 A 假设斜面对小球有支持力作用 拉小球的细线应与竖直方向有一 定夹角 不会呈竖直状态 故小球不受支持力 即小球只受重力和细线的拉力作 用 A 项正确 2 2014 福州高一检测 如图所示 甲 乙 丙三个物体质量相同 与地面的动 摩擦因数相同 受到三个大小相同的作用力 F 当它们滑动时 受到的摩擦力大小 的关系是 A 甲 乙 丙所受摩擦力相同 B 甲受到的摩擦力最大 2 C 乙受到的摩擦力最大 D 丙受到的摩擦力最大 解析 选 C 三个物体沿地面滑动 受到的摩擦力均为滑动摩擦力 且 f N 三个物体中 乙受到的力 F 因有沿竖直方向向下的分力 Fsin 作用 可 知 N乙 mg Fsin 同理 N甲 mg Fsin 而 N丙 mg 因此 乙受到的摩擦力最大 甲受到的摩擦力最小 选项 C 正确 变式训练 如图所示 在水平力 F 作用下 重为 G 的物体沿 竖直墙匀速下滑 若物体与墙之间的动摩擦因数为 则物体 所受摩擦力的大小为 A F B F G C G FD F2 2 解析 选 A 对物体受力分析如图所示 根据平衡条件可知 墙壁对物体的摩擦力 f 等于重力 G 水平方向满足 N F 物体 匀速下滑 所受到的摩擦力为滑动摩擦力 根据公式 f N 可得 f F 选项 A 正确 B C D 错误 3 2013 泉州高一检测 三个共点力的大小分别为 F1 5N F2 10N F3 20N 关于 它们的合力 下列说法错误的是 A 不会大于 35 NB 最小值为 5 N C 可能为 0D 可能为 20 N 3 解析 选 C 当这三个共点力同向时 合力最大 其值为 Fmax F1 F2 F3 35N A 对 当 F1 F2同向 F3与它们反向时 合力最小 其值为 Fmin F3 F1 F2 5N B 对 因 为这三个力中任意两个力的合力都不可能与第三个力等值反向 因此合力不可 能为 0 它只能在 5 35 N 的范围内变化 C 错 D 对 4 2013 重庆高考 如图所示 某人静躺在椅子上 椅子的靠背与水平面之间有 固定倾斜角 若此人所受重力为 G 则椅子各部分对他的作用力的合力大小 为 A GB Gsin C Gcos D Gtan 解题指南 解答本题应注意以下两点 1 物体处于平衡状态 所受 F合 0 2 利用平衡条件来求解 解析 选 A 人静躺在椅子上 所受合力 F合 0 所以椅子各部分对人的作用力 的合力与人的重力等大反向 故 A 选项正确 5 2013 上海高考 如图 质量 mA mB的两物体 A B 叠放在一起 靠着 竖直墙面 让它们由静止释放 在沿粗糙墙面下落过程中 物体 B 的受 力示意图是 4 解析 选 A 两物体 A B 叠放在一起 在沿粗糙墙面下落过程中 由于物体与 竖直墙面之间没有压力 没有摩擦力 二者一起做自由落体运动 A B 之间没有 弹力作用 因而不存在摩擦力 物体 B 的受力示意图是 A 项 6 2013 和平区高一检测 如图所示 A B 为同一水平线上的两个绕绳装置 转 动 A B 改变绳的长度 使光滑挂钩下的重物 C 缓慢下降 关于此过程绳上拉力的大小变化 下列说法中正确的是 A 不变B 逐渐减小 C 逐渐增大D 可能不变 也可能增大 解析 选 B 由已知可知两绳上的拉力大小相等 其合力不变 夹角减小 故绳 上的拉力逐渐减小 选 B 7 2013 山东高考 如图所示 用完全相同的轻弹簧 A B C 将两个相同的小 球连接并悬挂 小球处于静止状态 弹簧 A 与竖直方向的夹角为 30 弹簧 C 水 平 则弹簧 A C 的伸长量之比为 A 4B 4 33 C 1 2D 2 1 5 解析 选 D 对两小球组成的整体 受到整体重力 G 轻弹簧 A 的弹力 FA和轻 弹簧 C 的弹力 FC三个力的作用 根据平衡条件可得 水平方向有 FAsin30 FC 又据胡克定律可得 FA kxA FC kxC 联立得 选项 D 正确 x 2 1 变式训练 2012 江苏高考 如图所示 一夹子夹住木块 在力 F 作用下向上 提升 夹子和木块的质量分别为 m M 夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为 f 若木块不滑动 力 F 的最大值是 A 2 B 2 C m M g 2 D m M g 2 解析 选 A 对木块受力分析有 2f Mg Ma 对夹子受力分析 在竖直方向上有 F 2f mg ma 联立以上两式可得 F 答案选 A 2 8 如图所示 电灯悬于两壁之间 保持 O 点及 OB 绳的位 置不变 而将绳端 A 点向上移动 则 6 A 绳 OA 所受的拉力逐渐增大 B 绳 OA 所受的拉力逐渐减小 C 绳 OA 所受的拉力先增大后减小 D 绳 OA 所受的拉力先减小后增大 解析 选 D O 点受 OA OB OC 三绳的拉力而处于静止 故 三力合力为零 它们可以组成如图所示的矢量三角形 其中 F1 F2 F3分别为 OA OB 和 OC 对 O 点的拉力 其中 F3不 变 F2方向不变 随悬点 A 逐渐上升 力 F1与水平方向的夹 角 逐渐变大 由图看出 F1先减小后增大 F2逐渐减小 D 正确 总结提升 动态平衡分析 1 题型特点 三个平衡的共点力中 一个力恒定 一个力方向不变 最后一个力 大小 方向均变化 2 用图解法便于求解 运用数学知识 判断力的三角形与几何三角形相似 用相 似三角形法求解 二 实验题二 实验题 本大题共本大题共 2 2 小题小题 共共 1515 分分 9 5 分 做 验证力的平行四边形定则 的实验时 步骤如下 1 在水平放置的木板上固定一张白纸 2 把橡皮条的一端固定在木板的 A 点 另一端连接两根绳套 3 通过绳套用两个互成角度的弹簧测力计来拉橡皮条使橡皮条伸长到某一点 O 并 记录 O 点的位置 4 此时需记录下 和两个弹簧测力计的读 数 F1 F2 7 5 改用一个弹簧测力计把橡皮条拉长到 后 再记录下 和 弹簧测力计的读数 F 6 用铅笔和刻度尺从力的作用点 O 沿两绳套的方向画直线 选好标度 按 F1 F2的大小作两个力的图示 用三角板做平行四边形 求得合力 F 7 比较一下 力 F 与用平行四边形定则求得的合力 F 的大小和方向是否相同 8 下图是甲 乙两位同学实验得出的结果 同学的实验结果比较符合 实验事实 解析 本实验要记录力的大小和方向 大小是通过弹簧测力计来读出 方向是 通过绳套来确定 为保证分力的作用效果和合力的作用效果相同 本实验要求每 次都把橡皮筋拉到同一点 O F 是一个弹簧测力计把橡皮筋拉到 O 点时的弹力 所以 F 与橡皮筋一定在一条直线上 故乙正确 答案 4 F1的方向 F2的方向 5 O 点的位置 F 的方向 8 乙 10 10 分 2012 浙江高考 在 探究求合力的方法 实验中 现有木板 白纸 图钉 橡皮筋 细绳套和一把弹簧秤 1 为完成实验 某同学另找来一根弹簧 先测量其劲度系数 得到的实验数据如 下表 弹力 F N 0 50 1 00 1 50 2 00 2 50 3 00 3 50 8 伸长量 x 10 2m 0 74 1 80 2 80 3 72 4 60 5 58 6 42 用作图法求得该弹簧的劲度系数 k N m 2 某次实验中 弹簧秤的指针位置如图所示 其读数为 N 同时利用 1 中结果获得弹簧上的弹力值为 2 50N 请画出这两个共点力的合力 F合 3 由图得到 F合 N 解析 1 根据表格数据描点 然后连成一条过原点的直线 如图所示 直线的 斜率等于弹簧的劲度系数 k N m 55N m 3 5 6 42 10 2 2 读出弹簧秤的读数为 2 10N 保留三位有效数字 以 O 为顶点 画出两弹簧的 绳套方向就是两拉力方向 再确定并画好力的标度 画出两拉力的图示 以两拉 力为邻边作出平行四边形 画出平行四边形的对角线 即合力 F合 3 用刻度尺量出合力的长度 根据确定的标度算出合力的大小 答案 1 55 2 内均可 9 2 2 10 说明 有效数字位数正确 0 02 内均可 画法见解析 3 3 3 说明 0 2 内均可 三 计算题三 计算题 本大题共本大题共 2 2 小题小题 共共 3737 分 要有必要的文字说明和解题步骤分 要有必要的文字说明和解题步骤 有数有数 值计算的要注明单位值计算的要注明单位 11 17 分 2014 邢台高一检测 如图所示 在水平粗糙横杆上 有一质量为 m 的小圆环 A 用一细线悬吊一个质量为 m 的球 B 现用一水平拉力缓慢地拉起球 B 使细线与竖直方向成 37 角 此时环 A 仍保持静止 求 1 此时水平拉力 F 的大小 2 环对横杆的压力 3 环对杆的摩擦力 解析 1 取小球为研究对象进行受力分析 由平衡条件得 FTsin37 F 1 分 FTcos37 mg 1 分 联立解得 F mg 2 分 3 4 2 取 A B 组成的系统为研究对象 FN 2mg 2 分 Ff F 2 分 10 由牛顿第三定律知 FN F N 2 分 则环对横杆的压力大小为 2mg 方向竖直向下 2 分 3 环受到的摩擦力大小为 mg 方向水平向左 3 分 3 4 由牛顿第三定律 环对杆的摩擦力大小为 Ff Ff mg 方向水平向右 2 分 3 4 答案 1 mg 2 2mg 方向竖直向下 3 4 3 mg 方向水平向右 3 4 12 20 分 2013 大连高一检测 如图所示 质量为 m 的物体置于倾角为 的 固定斜面上 物体与斜面之间的动摩擦因数为 先用平行于斜面的推力 F1作 用于物体上使其能沿斜面匀速上滑 若改用水平推力 F2作用于物体上 也能使物 体沿斜面匀速上滑 求两次的推力之比 F1 2 解析 根据平衡条件建立方程 对甲图 F1 mgsin f1 0 3 分 N mgcos 0 3 分 f1 N 2 分 联立三个方程解得 F1 mgsin mgcos 1 分 对乙图 将 F2分解 或者正交分解 11 平行斜面方向 F2cos mgsin f2 0 3 分 N F2sin mgcos 0 3 分 f2 N 2 分 联立三个方程解得 F2 2 分 m 则两次的推力之比 cos sin 1 分 F1 2 答案 cos sin 变式训练 2