18学年高中物理阶段验收评估四物体的平衡教科版11801233109

PAGEPAGE4。。。内部文件，版权追溯内部文件，版权追溯内部文件，版权追溯阶段验收评估（四）物体的平衡(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。第1～5小题只有一个选项正确，第6～8小题有多个选项正确，全选对得6分，选不全得3分，错选不得分)1．物体在共点力作用下，下列说法中正确的是()A．物体的速度在某一时刻等于零时，物体一定处于平衡状态B．物体相对于另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态C．物体所受合力为零时，物体一定处于平衡状态D．物体做匀加速运动时，物体一定处于平衡状态解析：选C物体在某时刻的速度为零，所受合力不一定为零，故不一定处于平衡状态，A错误。物体相对于另一物体静止，则说明物体与另一物体具有相同的速度和加速度，也不一定处于平衡状态，B错误。物体所受合力为零时，则物体一定处于平衡状态，C正确。物体做匀加速运动时，加速度不为零，一定不是平衡状态，D错误。2.如图1所示，重力为20N的物体，放在倾角为30°的光滑斜面上，弹簧秤对物体的拉力与斜面平行。物体在斜面上保持静止时，弹簧秤示数为()图1A．10N B．17NC．20N D．30N解析：选A物体受重力、支持力和弹簧的拉力，三力平衡，拉力等于物体重力的下滑分量，故：F＝mgsin30°＝20×eq\f(1,2)N＝10N，故选A。3.如图2所示，在细而轻的绳两端分别系有质量为mA、mB的小球，质量为mA的小球静止在光滑半球形表面上的P点，已知P点与圆心的连线OP与水平面夹角为60°，则mA和mB的关系是()图2A．mA＝mB B．mA＝eq\r(3)mBC．mA＝2mB D．mB＝eq\r(3)mA解析：选C将质量为mA的小球所受的重力沿圆的切向和法向分解，其中切向的分力大小与质量为mB的小球的重力大小相等，即mAgcos60°＝mBg，C正确。4.用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，如图3所示。现对小球a持续施加一个向左偏下30°的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上30°的同样大的恒力，最后达到平衡，表示平衡状态的图可能是()图3解析：选A以a、b两小球及它们间的连线为研究对象，因施加的恒力合力为0，重力竖直向下，故平衡时连接a与悬点的细线必须竖直，且其拉力等于两球重力之和，所以A正确。5.如图4所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下从半球形容器最低点缓慢移近最高点。设小滑块所受支持力为N，则下列判断正确的是()图4A．F缓慢增大 B．F缓慢减小C．N不变 D．N缓慢减小解析：选A对滑块受力分析如图所示，根据平衡条件，应用力的合成得出：F＝eq\f(G,tanθ)N＝eq\f(G,sinθ)由于小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点，所以θ减小，tanθ减小，sinθ减小，根据以上表达式可以发现F增大，N增大，A选项正确。6.质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上，如图5所示，a受到斜向上与水平面成图7A．细线对小球的拉力变大B．斜面对小球的支持力变大C．斜面对地面的压力变大D．地面对斜面体的摩擦力变小解析：选AD设物体和斜面体的质量分别为m和M，细线与斜面的夹角为θ。取球研究：小球受到重力mg、斜面的支持力N和细线的拉力T，则由平衡条件得斜面方向：mgsinα＝Tcosθ①垂直斜面方向：N＋Tsinθ＝mgcosα②使小球沿斜面缓慢移动时，θ增大，其他量不变，由①式知，T增大。由②知，N变小，故A正确，B错误。对斜面体受力分析：受重力Mg、地面的支持力N1和摩擦力f、小球的压力N′，如图所示，由平衡条件得f＝N′sinα，N′变小，则f变小；N1＝Mg＋N′cosα，N′变小，则N1变小，由牛顿第三定律得知，斜面体对地面的压力也变小。故C错误，D正确。二、计算题(本题包括3小题，共52分)9.(14分)滑板运动是一项非常刺激的水上运动。研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力N垂直于板面，大小为kv2，其中v为滑板速率(水可视为静止)。某次运动中，在水平牵引力作用下，当滑板和水面的夹角θ＝37°时(如图8)，滑板做匀速直线运动，相应的k＝54kg/m，人和滑板的总质量为108kg，试求(重力加速度g取10m/s2，sin37°取eq\f(3,5)，忽略空气阻力)：图8(1)水平牵引力的大小；(2)滑板的速率。解析：(1)以滑板和运动员为研究对象，其受力如图所示由共点力平衡条件可得Ncosθ＝mgNsinθ＝F由①、②联立，得F＝810N(2)N＝eq\f(mg,cosθ)N＝kv2得v＝eq\r(\f(mg,kcosθ))＝5m/s。答案：(1)810N(2)5m/s10.(18分)一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B(中央有孔)，A、B间由轻细绳连接着，它们处于图9所示位置时恰好都能保持静止状态。此情况下，B球与环中心O处于同一水平面上，A、B间的细绳呈伸直状态，与水平线成30°夹角。已知B球的质量为m，求：图9(1)细绳对B球的拉力；(2)A球的质量。解析：(1)对B球，受力分析如图所示。设细绳的弹力为T，则Tsin30°＝mg，得T＝2mg。(2)对A球，受力分析如图所示。在水平方向Tcos30°＝NAsin30°在竖直方向NAcos30°＝mAg＋Tsin30°由以上方程解得：mA＝2m。答案：(1)2mg(2)2m11.(20分)如图10所示，两个质量均为m的小环套在一水平放置的粗糙长杆上，两根长度均为l的轻绳一端系在小环上，另一端系在质量为M的木块上，两个小环之间的距离也为l，小环保持静止。试求：图10(1)小环对杆的压力大小；(2)小环与杆之间的动摩擦因数μ至少为多大？解析：(1)对两小环和木块整体由平衡条件得：2N－(M＋2m)g＝0，解得：N＝eq\f(1,2)Mg＋mg，由牛顿第三定律得，小环对杆的压力为：N′＝N＝eq\f(1,2)Mg＋mg。(2)对M由平衡条件