专题1——力与物体的平衡专题达标测试(1)

一、选择题(每小题5分,共60分)1.(2009重庆市二检)如图1-1所示,物体受到斜向上的恒定拉力F作用,在粗糙水平面上做匀速直线运动,则下列说法正确的是()A.拉力F在竖直方向的分力的大小等于重力的大小B.拉力F在竖直方向的分力的大小大于重力的大小C.拉力F在水平方向的分力的大小等于摩擦力的大小D.拉力F在水平方向的分力的大小大于摩擦力的大小,图1-1,C,专题达标测试,2.(2009宁夏21)水平地面上有一木箱,木箱与地面之间的动摩擦因数为(0tan30时,无论F多大,AB间都不会相对滑动.,答案BC,10.(2009龙岩市质检)我国国家大剧院外部呈椭球型.假设国家大剧院的屋顶为半球形,一警卫人员为执行特殊任务,必须冒险在半球形屋顶上向上缓慢爬行(如图1-10所示),他在向上爬的过程中(),图1-10,A.屋顶对他的支持力变大B.屋顶对他的支持力变小C.屋顶对他的摩擦力变大D.屋顶对他的摩擦力变小,解析由于警卫人员在半球形屋顶上向上缓慢爬行,他爬行到的任一位置时都看作处于平衡状态.在图所示位置,对该警卫人员进行受力分析,其受力图如右图所示.将重力沿半径方向和球的切线方向分解后列出沿半径方向和球的切线方向的平衡方程FN=mgcos,Ff=mgsin他在向上爬的过程中,变小,cos变大,屋顶对他的支持力变大;sin变小,屋顶对他的摩擦力变小.所以正确选项为A、D.,答案AD,11.如图1-11所示,斜面静止于桌面上,物体m1置于斜面上,通过轻线跨过定滑轮与m2、m3连接(滑轮的质量和摩擦不计),整个系统处于静止状态,m1m2+m3.现将m3解下,再叠放在m1的上方,系统仍处于静止,比较m1与斜面间的摩擦力F1和斜面与桌面间的摩擦力F2的大小变化情况,下列叙述正确的是（）A.F1一定变小,F2可能变小B.F1一定变大,F2一定不变C.F1可能变小,F2一定不变D.F1可能变大,F2一定不变,图1-11,解析取m1、m2、m3和斜面整体为研究对象,水平方向不受外力,无相对桌面运动趋势,F2=0不变,A错;原来m1平衡时m1gsin+F1=(m2+m3)g,若移m3后,m1受摩擦力F1仍沿斜面向下,则得:(m1+m3)gsin+F1=m2g,F1=(m2+m3)g-m1gsin,F1=m2g-(m1+m3)gsinF1,C正确;若移m3后,m1受摩擦力沿斜面向上,D正确.,答案CD,12.(2009聊城市二模)将一圆形金属框水平置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B1随时间t的变化关系如图甲所示.圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接,导轨处于磁感应强度恒为B2，垂直纸面向下的另一匀强磁场中,导轨上放置一根导体棒,如图乙所示.若导体棒始终保持静止,设向右为静摩擦力的正方向,则其所受的静摩擦力Ff静随时间t变化的图象是下图中的（）,解析01s内,由E=知感应电流恒定,且棒中电流为向上,Ff静=F安=B2IL,方向向右;12s内无感应电流,Ff静=0;23s内,棒中电流向下,Ff静=B2IL,方向向左,A正确.,答案A,二、解答题(第13、14题各8分,第15、16题各12分)13.如图1-13所示,A、B两物体通过轻细绳跨过定滑轮相连接,已知物体A的质量大于物体B的质量,开始它们处于静止状态.在水平拉力F的作用下,使物体A向右做变速运动,同时物体B匀速上升.设水平地面对物体A的支持力为FN,对A的摩擦力为Ff,绳子对A的拉力为FT,那么在物体B匀速上升的过程中,三个力的大小将如何变化?,图1-13,解析物体B受到两个力作用而处于平衡状态,即绳的拉力和重力,且二力大小相等.由定滑轮的特点可知,绳两端的拉力大小相等,故绳子对A的拉力FT保,持不变;对物体A进行受力分析,如右图所示,由共点力平衡特点可得:FN=G-FT1,因FT1=FTsin,逐渐减小,故FT1逐渐减小,则FN逐渐增大;由Ff=FN可知,地面对物体A的摩擦力逐渐增大即水平地面对物体A的支持力FN和摩擦力Ff均增大,而绳子的拉力FT不变.,答案FN逐渐增大Ff增大FT不变,14.如图1-14所示,在轻质细线的下端悬挂一个质量为m的物体,若用力F拉物体,使细线偏离竖直方向的夹角为,且始终,图1-14,解析以物体为研究对象,始终保持角不变,说明处于静止状态.物体受到的细线的张力FT与拉力F的合力F与物体的重力等大反向.由于细线的张力FT的方向不变,根据各力的特点可组成矢量三角形如右图所示,由图解可以看出,当F垂直于力FT时,F有最小值,Fmin=Fsin,因F=mg,故Fmin=mgsin.,保持角不变,求拉力F的最小值.,答案mgsin,15.如图1-15所示,CD、EF是长度均为40cm,质量分别为60g、20g的两个金属棒,两端由两根等长的细金属杆相连(不计杆重力),形成闭合回路CDEF,将整个回路用两根绝缘细线悬于天花板上,使两棒保持水平并处于竖直向上的匀强磁场中.磁感应强度为B=1T,在闭合电路CDEF中通以如图所示的电流,电流I=0.5A,待系统稳定后,取g=10m/s2,求:(1)每根绝缘细线所受的拉力.(2)细金属棒EF所受的拉力.,图1-15,解析(1)取CD、EF两金属棒构成的整体为研究对象,则每根绝缘细线所受的拉力FT=0.4N(2)对于CD、EF两金属棒构成的整体,当其稳定后,两绝缘细线呈竖直状态,作EF棒的受力分析如右图所示.安培力F=BIL=10.50.4N=0.2N重力m2g=0.0210N=0.2N故=45,细金属棒EF所受拉力为F=m2g=0.28N,答案（1）0.4N(2)0.28N,图1-16,16.(2009汕头市二模)水平面内固定一U形光滑金属导轨,轨道宽d=2m,导轨的左端接有R=0.3的电阻,导轨上放一阻值为R0=0.1,m=0.1kg的导体棒ab,其余电阻不计,导体棒ab用水平轻线通过定滑轮连接处于水平地面上质量M=0.3kg的重物,空间有竖直向上的匀强磁场,如图1-16所示,已知t=0时,B=1T,l=1m,此时重物上方的连线刚刚被拉直,从t=0开始,磁场以=0.1T/s均匀增加,取g=10m/s2.求:(1)经过多长时间t物体才被拉离地面.(2)在此时间t内电阻R上产生的电热Q.,解析(1)由法拉第电磁感应定律可求出回路感应电动势E=S由闭合电路欧姆定律可求出