【优化方案】高中物理 第4章第一节知能优化训练 教科版必修1

用心 爱心 专心 1 1 下列各组共点力作用在一个物体上 可以使物体保持平衡的是 A 3 N 4 N 10 N B 2 N 3 N 5 N C 10 N 10 N 10 N D 2 N 3 N 4 N 答案 BCD 2 下列关于质点处于平衡状态的论述 正确的是 A 质点一定不受力的作用 B 质点一定没有加速度 C 质点一定没有速度 D 质点一定保持静止 答案 B 3 如图 4 1 4 所示 一个物体放在斜面上处于静止状态 斜面对这个物体的作用力 的合力为F 下面哪个图中表示的F是正确的 图 4 1 4 解析 选 D 静止在斜面上的物体受到斜面施加的支持力和摩擦力的作用 这两个力的合 力F与重力相平衡 所以F与重力等大反向 故 D 项正确 4 共点的五个力平衡 则下列说法中不正确的是 A 其中四个力的合力与第五个力等大反向 B 其中三个力的合力与其余的两个力的合力等大反向 C 五个力的合力为零 D 撤去其中的三个力 物体一定不平衡 解析 选 D 当物体在共点力作用下平衡时 任何一个力与其余力的合力等大反向 故 A B 对 共点力平衡的条件是合外力为零 故 C 对 撤去其中的三个力后 若剩下的两个力 等大反向 则物体仍处于平衡状态 故 D 错 5 下列处于平衡状态的物体是 A 匀速降落的跳伞运动员 B 荡秋千的同学到达最高点的瞬间 C 神舟七号飞船打开降落伞后减速下落 D 沿斜面加速下滑的物体 解析 选 A 由平衡状态的定义可判断 A 对 B C D 错 一 选择题 1 下列说法正确的是 A 物体静止在水平桌面上 它肯定不受任何力的作用 B 物体由静止开始运动 必定是受到了外力的作用 C 物体向东运动 必定受到向东的力的作用 用心 爱心 专心 2 D 物体运动得越来越慢 必定是受到了外力的作用 解析 选 BD 物体静止于水平桌面上 是因为物体受到的合外力为零 并非物体不受任 何力的作用 选项 A 错误 由牛顿第一定律知 当物体不能继续保持匀速直线运动状态或静 止状态时 物体必定受到了不为零的力的作用 这个不为零的外力迫使物体的运动状态发生 了变化 所以选项 B D 正确 又由于物体向东运动时 可能是做匀速直线运动 这时物体 可能所受合外力为零 所以 C 错误 2 如图 4 1 5 所示 某物体在四个共点力作用下处于平衡状态 若将F4 5 N 的力沿 逆时针方向转动 90 其余三个力的大小和方向都不变 则此时物体所受合力的大小为 图 4 1 5 A 0 B 10 N C 5 N D N 2 5 2 2 解析 选 C 由四力平衡知 F1 F2与F3的合力与F4等大反向 设为F 则F4转过 90 后 与F成 90 角 故合力F合 F4 5 N 22 3 如图 4 1 6 所示 用两根细线把A B两小球悬挂在天花板上的同一点O 并用第 三根细线连接A B两小球 然后用某个力F作用在小球A上 使三根细线均处于直线状态 且OB细线恰好沿竖直方向 两小球均处于静止状态 则该力可能为图中的 图 4 1 6 A F1 B F2 C F3 D F4 解析 选 BC OB细线竖直隐含着重要条件 细线BA中的拉力为零 所以A球受到OA细 线的拉力 自身重力 某外力F三个力而处于平衡状态 故 B C 两项正确 4 2011 年高考海南卷 如图 4 1 7 粗糙的水平地面上有一斜劈 斜劈上一物块正 在沿斜面以速度v0匀速下滑 斜劈保持静止 则地面对斜劈的摩擦力 图 4 1 7 A 等于零 B 不为零 方向向右 C 不为零 方向向左 D 不为零 v0较大时方向向左 v0较小时方向向右 解析 选 A 法一 整体法 选物块和斜劈为研究对象 由于系统的加速度等于零 合力 等于零 故系统在水平方向的合力等于零 因此地面对斜劈的摩擦力等于零 故 A 正确 法二 隔离法 选物块为研究对象 受力情况如图所示 由于物块匀速运动 用心 爱心 专心 3 故fcos Nsin 选斜劈为研究对象 受力情况如图所示 假设地面对斜劈的摩擦力为f 向右 则根据 平衡条件 得f N sin f cos 且fcos Nsin N N f f 所以 f fcos fcos 0 故 A 正确 5 如图 4 1 8 所示 圆柱体的A点放有一质量为M的小物体P 使圆柱体缓慢匀速转 动 带动P从A点转到A 点 在这个过程中P始终与圆柱体保持相对静止 那么P所受静 摩擦力f的大小随时间t的变化规律是图中的 图 4 1 8 图 4 1 9 解析 选 A P与圆柱体之间的摩擦力是静摩擦力 P随圆柱体从A转至最高点的过程中 f mgsin t 摩擦力的大小变化情况以最高点为对称 所以 A 正确 6 人站在自动扶梯上随扶梯匀速上升 如图 4 1 10 所示 下列说法中正确的是 图 4 1 10 A 人所受合力方向同图中v的方向 B 人在水平方向将受向右的摩擦力作用 C 人在竖直方向所受合力不为零 但在v方向上合力为零 D 人在竖直方向受力的作用并且合力为零 解析 选 D 人随扶梯匀速上升 说明人所受合外力为零 故人仅受重力和支持力 选项 D 对 7 A B C三个相同的圆柱体 如图 4 1 11 所示 放在水平面上 它们均处于静止 状态 则 图 4 1 11 A A B C所受的合力一定相等 B 如果圆柱体光滑 它们不可能平衡 C B C所受合外力大于A所受的合外力 D B C对A的作用力的合力一定竖直向上 解析 选 ABD 物体A B C均处于静止状态 所受的合力均为零 A 正确 C 错误 B C对A的作用力的合力一定与A球的重力等大反向 D 正确 如圆柱体光滑 A对B的压 力在水平方向的分力将使B圆柱体水平向左移动 同理C向右移动 从而使A落下 所以它 们均不可能平衡 8 物体受到与水平方向成 30 角的拉力F的作用 在水平面上向左做匀速直线运动 如图 4 1 12 所示 则物体受到的拉力F与地面对物体的摩擦力的合力的方向是 用心 爱心 专心 4 图 4 1 12 A 向上偏左 B 向上偏右 C 竖直向上 D 竖直向下 解析 选 C 因物体向左匀速直线运动 物体所受的合外力必定为零 因此 力F在水平 方向向左的分力Fcos30 与地面对物体的摩擦力的合力必定为零 故拉力F与摩擦力的合力 为Fsin 方向竖直向上 C 正确 另解 物体受四个共点力而处于平衡状态 则其中两个力的合力一定与另外两个力的合 力等大反向 重力 支持力都在竖直方向 故其合力一定也在竖直方向 9 如图 4 1 13 所示 为一种测定风作用力的仪器的原理图 它能自动随着风的转向 而转向 使风总是从图示方向吹向小球P P是质量为m的金属球 固定在一细长刚性金属 丝下端 能绕悬挂点O在竖直平面内转动 无风时金属丝自然下垂 有风时金属丝将偏离竖 直方向一定角度 角 大小与风力大小有关 下列关于风力F与 的关系式 正确的是 图 4 1 13 A F mgsin B F mgcos C F mgtan D F mg cos 答案 C 二 非选择题 10 如图 4 1 14 所示 质量为m的物体在恒力F作用下沿天花板做匀速直线运动 物体与天花板间的动摩擦因数为 则物体受到的摩擦力大小为多少 图 4 1 14 解析 物体受力分析如图所示 由于物体匀速运动 由平衡条件可知 在竖直方向上 Fsin N mg 0 在水平方向上Fcos f 0 并且f N 可知f Fcos 或f Fsin mg 答案 Fcos 或 Fsin mg 11 如图 4 1 15 所示 质量为m的物体 在水平力F的作用下 沿倾角为 的粗糙 斜面向上做匀速运动 斜面的动摩擦因数为 试求水平力的大小 图 4 1 15 解析 对物体受力分析并建立坐标系 如图所示 用心 爱心 专心 5 由题意可得 Fcos mgsin f 0 N mgcos Fsin 0 f N 以上各式联立解得F mg sin cos cos sin 答案 mg sin cos cos sin 12 如图 4 1 16 所示 一根水平的粗糙直横杆上套有两个质量均为m的铁环 两铁 环上系着两根等长的细线 共同拴住一质量为M 2m的小球 若细线与水平横杆的夹角为 时 两铁环与小球均处于静止状态 则水平横杆对其中一铁环的弹力为多少 摩擦力