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1、第二章 第二單元 力的合成與分解
[課時作業(yè)]
命 題 設(shè) 計
難度
題號
目標
較易
中等
稍難
單一目標
力的合成
1、3、6
9
力的分解
4、5、7
8、11
綜合
目標
綜合應(yīng)用
2
10
12
一、選擇題(本大題共10個小題,共70分,每小題至少有一個選項正確,全部選對的得7分,選對但不全的得4分,有選錯的得0分)
1.手握輕桿,桿的另一端安裝有一個小滑輪C,
支持著懸掛重物的繩子,如圖1所示,現(xiàn)保持
滑輪C的位置不變,使桿向下轉(zhuǎn)動一個角度,
則桿對滑輪C的作用力將 ( )
2、 圖1
A.變大 B.不變
C.變小 D.無法確定
解析:桿對滑輪C的作用力大小等于兩繩的合力,由于兩繩的合力不變,故桿對滑輪C的作用力不變.
答案:B
2.如圖2所示,一個物體由繞過定滑輪的繩拉著,
分別用圖中所示的三種情況拉住,在這三種情況
下,若繩的張力分別為F1、F2、F3,軸心對定滑
輪的支持力分別為FN1、FN2、FN3.滑輪的摩擦、
質(zhì)量均不計,則 ( ) 圖 2
A.F1=F2=F3,F(xiàn)N1>FN2>FN3
B.F1>F2>F3,F(xiàn)N1=FN2
3、=FN3
C.F1=F2=F3,F(xiàn)N1=FN2=FN3
D.F1<F2<F3,F(xiàn)N1<FN2<FN3
解析:由于定滑輪只改變力的方向,不改變力的大小,所以F1=F2=F3=G,又軸心對定滑輪的支持力等于繩對定滑輪的合力.而已知兩個分力的大小,其合力與兩分力的夾角θ滿足關(guān)系式:F==G,θ越大,F(xiàn)越小,故FN1>FN2>FN3,只有選項A正確.
答案:A
3.如圖3所示,用一根長為l的細繩一
端固定在O點,另一端懸掛質(zhì)量為m
的小球A,為使細繩與豎直方向夾30°
角且繃緊,小球A處于靜止,對小球
施加的最小的力是 ( ) 圖
4、3
A.mg B.mg
C.mg D.mg
解析:將mg在沿繩方向與垂直于繩方向分解,如圖所示.
所以施加的力與F1等大反向即可使小球靜止,故Fmin=mgsin30°=mg,故選C.
答案:C
4.(2020·長沙模擬) 如圖4所示是用來粉刷
墻壁的涂料滾的示意圖.使用時,用撐
竿推著涂料滾沿墻壁上下滾動,把涂料
均勻地粉刷到墻壁上.撐竿的重量和墻
壁的摩擦均不計,而且撐竿足夠長.粉
刷工人站在離墻壁某一距離處緩緩上推 圖4
涂料滾,使撐竿與墻壁間的夾角越來越?。撨^程中撐竿對涂料滾的推力為F1,墻壁對涂料
5、滾的支持力為F2,下列說法正確的是 ( )
A.F1、F2均減小 B.F1、F2均增大
C.F1減小,F(xiàn)2增大 D.F1增大,F(xiàn)2減小
解析:在緩緩上推過程中涂料滾受力如圖所示.
由平衡條件可知:
F1sinθ-F2=0
F1cosθ-G=0
解得F1=
F2=Gtanθ
由于θ減小,所以F1減小,F(xiàn)2減小,故正確答案為A.
答案:A
5.如圖5所示,輕質(zhì)光滑滑輪兩側(cè)用細繩
連著兩個物體A與B,物體B放在水平
地面上,A、B均靜止.已知A和B的質(zhì)
量分別
6、為mA、mB,繩與水平方向的夾角為θ,則 ( ) 圖5
A.物體B受到的摩擦力可能為0
B.物體B受到的摩擦力為mAgcosθ
C.物體B對地面的壓力可能為0
D.物體B對地面的壓力為mBg-mAgsinθ
解析: 對B受力分析如右圖所示,則
水平方向上:Ff=FT·cosθ
由于FT=mAg
所以Ff=mAgcosθ,故A錯B對;
豎直方向上:FNB+FTsinθ=mBg
所以FNB=mBg-FTsinθ=mBg-mAgsinθ,故C錯D對.
答案:BD
6.如圖6甲所示為雜技表演的安全網(wǎng)示意圖,網(wǎng)繩的結(jié)構(gòu)為正方格形,O、a、b、c、d…等為網(wǎng)繩的結(jié)
7、點.安全網(wǎng)水平張緊后,若質(zhì)量為m的運動員從高處落下,并恰好落在O點上.該處下凹至最低點時,網(wǎng)繩dOe、bOg均成120°向上的張角,如圖乙所示,此時O點受到的向下的沖擊力大小為F,則這時O點周圍每根網(wǎng)繩承受的力的大小為 ( )
圖6
A.F B.
C.F+mg D.
解析:O點周圍共有4根繩子,設(shè)每根繩子的力為F′,則4根繩子的合力大小為2F′,所以F=
8、2F′,所以F′=,應(yīng)選B.
答案:B
7. (2020·浙江高考)如圖7所示,質(zhì)量為m
的等邊三棱柱靜止在水平放置的斜面上.
已知三棱柱與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ,
斜面的傾角為30°,則斜面對三棱柱的支持
力與摩擦力的大小分別為 ( ) 圖7
A.mg和mg B.mg和mg
C.mg和μmg D.mg和μmg
解析:三棱柱受到重力、支持力和摩擦力三個力的作用而平衡,故FN=mgcos30°=mg,F(xiàn)f=mgsinθ=mg,A正確.
答案:A
8.如圖8
9、所示,用兩根細線把A、B兩小球懸掛在天花板上的同一點O,并用第三根細線連接A、B兩小球,然后用某個力F作用在小球A上,使三根細線均處于直線狀態(tài),且OB細線恰好沿豎直方向,兩小球均處于靜止狀態(tài).則該力可能為圖中的 ( )
圖8
A.F1 B.F2
C.F3 D.F4
解析:由于小球B處于靜止狀態(tài),且細線OB沿豎直方向,因此細線AB無彈力,對小球A受力分析,由于它受力平衡,并根據(jù)小球A受到的細線的拉力和重力的方向可知,施加給小球A的力F應(yīng)沿F2或F3的方向,故選B、C.
答案:BC
9.(2020·
10、天津模擬)如圖9所示,A、B兩物體的質(zhì)量分別為mA、mB,且mA>mB,整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).滑輪的質(zhì)量和一切摩擦均不計,如果繩一端由Q點緩慢地向左移到P點,整個系統(tǒng)重新平衡后,物體A的高度和兩滑輪間繩與水平方向的夾角θ變化情況是 ( )
圖9
A.物體A的高度升高,θ角變大
B.物體A的高度降低,θ角變小
C.物體A的高度升高,θ角不變
D.物體A的高度不變,θ角變小
解析:最終平衡時,繩的拉力F大小仍為mAg,由二力平衡可得2Fsinθ=mBg,故θ角不
11、變,但因懸點由Q到P,左側(cè)部分繩子變長,故A應(yīng)升高,所以C正確.
答案:C
10. 在建筑工地上有時需要將一些建筑材料
由高處送到低處,為此工人們設(shè)計了一
種如圖10所示的簡易滑軌:兩根圓柱形
木桿AB和CD相互平行,斜靠在豎直墻
壁上,把一摞弧形瓦放在兩木桿構(gòu)成的滑
軌上,瓦將沿滑軌滑到低處.在實際操作 圖10
中發(fā)現(xiàn)瓦滑到底端時速度較大,有時會摔碎,為了防止瓦被損壞,下列措施中可行的是 ( )
A.增加每次運送瓦的塊數(shù)
12、
B.減少每次運送瓦的塊數(shù)
C.增大兩桿之間的距離
D.減小兩桿之間的距離
解析:沿兩個桿的方向仰視或俯視,弧形瓦
受到兩個桿各自提供的兩個支持力,且支持
力垂直于瓦面和桿傾斜向上,如圖所示.因
為瓦在垂直兩桿的平面內(nèi)受力平衡,即其垂
直分量不變,所以兩桿之間距離越大支持力
的方向就越傾斜,支持力也就越大,滑動摩擦力Ff隨著支持力的增大而增大;根據(jù)牛頓第二定律得弧形瓦下滑的加速度a=gsinα-,其值會隨Ff增大而減小;因為弧形瓦滑到底端的路程即木桿的長度一定,所以加速度越小,到達底端的速度就越小,C正確.
答案:C
二、非選擇題(本大題共2個小題,共30分,解答時應(yīng)寫出必
13、要的文字說明、方程式和演算步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)
11.(15分)(2020·重慶高考)滑板運動是一項非常刺激的水上運動,研究表明,在進行滑板運動時,水對滑板的作用力FN垂直于板面,大小為kv2,其中v為滑板速率(水可視為靜止).某次運動中,在水平牽引力作用下,當滑板和水面的夾角θ=37°時(如圖11所示),滑板做勻速直線運動,相應(yīng)的k=54 kg/m,人和滑板的總質(zhì)量為108 kg,試求(重力加速度g取10 m/s2,sin37°=,忽略空氣阻力):
圖11
(1)水平牽引力的大?。?
(2)滑板的速率.
解析: (1)以滑板和運動員為研究對象,其受力如圖所示
由共點力
14、平衡條件可得
FNcosθ=mg ①
FNsinθ=F ②
由①、②聯(lián)立,得F=810 N
(2)FN=mg/cosθ
FN=kv2
得v= =5 m/s.
答案:(1)810 N (2)5 m/s
12.(15分)榨油在我國已有上千年的歷史,
較早時期使用的是直接加壓式榨油方法.
而現(xiàn)在已有較先進的榨油方法,某壓榨 圖 12
機的結(jié)構(gòu)示意圖如圖12所示,其中B點
為固定鉸鏈,若在A鉸鏈處作用一垂直于
壁的力F,則由于力F的作用,使滑塊C
壓緊物體D,設(shè)C與D光滑接觸,桿的重力及滑塊C的重力不計.壓榨機的尺寸如圖所示,l=0.5 m,b=0.05 m.求物體D所受壓力的大小是F的多少倍?
解析:按力F的作用效果沿AB、AC方向分解為F1、F2,如圖甲所示,則
F1=F2=
由幾何知識得tanθ==10.
按力F2的作用效果沿水平向左和豎直向下分解為FN′、FN,如圖乙所示,則
FN=F2sinθ
以上各式聯(lián)立解得FN=5F
所以物體D所受壓力的大小是F的5倍.
答案:5倍