内蒙古太仆寺旗宝昌一中期末精选章末练习卷(Word版 含解析)
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内蒙古太仆寺旗宝昌一中期末精选章末练习卷(Word 版 含解析)
一、第一章 运动的描述易错题培优(难)
1.一个质点做变速直线运动的v-t 图像如图所示,下列说法中正确的是
A .第1 s 内与第5 s 内的速度方向相反
B .第1 s 内的加速度大于第5 s 内的加速度
C .OA 、AB 、BC 段的加速度大小关系是BC OA AB a a a >>
D .OA 段的加速度与速度方向相同,BC 段的加速度与速度方向相反
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
A .第1s 内与第5s 内的速度均为正值,方向相同,故A 错误;
B .第1 s 内、第5 s 内的加速度分别为:
2214m/s 2m/s 2
a == 22504m/s 4m/s 1
a -==- 1a 、5a 的符号相反,表示它们的方向相反,第1s 内的加速度小于于第5 s 内的加速度,故B 错误;
C .由于AB 段的加速度为零,故三段的加速度的大小关系为:
BC OA AB a a a >>
故C 正确;
D .OA 段的加速度与速度方向均为正值,方向相同;BC 段的加速度为负值,速度为正值,两者方向相反,故D 正确;
故选CD 。
2.节能减排可体现在我们日常生活中.假设公交车通过城市十字路口时允许的最大速度为10m/s ,一辆公交车在距离十字路口50m 的车站停留,乘客上下完后,司机看到红灯显示还有10s ,为了节能减排.减少停车,降低能耗,公交车司机启动公交车,要使公交车尽快通过十字路口且不违章,则公交车启动后的运动图象可能是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】
因速度图像与坐标轴围成的面积等于物体的位移,由速度图像可知,A、B、D三个图像与坐标轴围成的面积均大于50m,且速度不超过10m/s;C图像中公交车的位移可能恰好等于50m,且速度小于10m/s,故公交车启动后的运动图像可能是ABD。
故选:ABD。
【名师点睛】
此题是对速度时间图像的考查;关键是知道速度-时间图像与坐标轴围成的“面积”等于物体的位移,结合公交车的运动情况即可分析解答.
3.一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度的大小为4 m/s, 1 s后速度的大小变为5 m/s,则在这1 s内该物体( )
A.速度变化的大小可能为3m/s B.速度变化的大小可能为9m/s
C.加速度的大小可能为3m/s2D.加速度的大小可能为1m/s2
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
取v1的方向为正方向,则v1=4m/s,若v2 =5m/s,速度的变化为v2-v1=1m/s,即速度变化大
小为1m/s,加速度为1m/s2,加速度大小为1 m/s2,若v2 =-5m/s,速度的变化为v2-v1 =-
9m/s,即速度变化大小就为9m/s了,加速度为-9m/s2,加速度大小为9m/s2.所以选BD.
4.若某物体做直线运动的v—t图象如图所示,则下列说法中正确的是()
A.t=3s时物体运动的速度方向发生改变
B.t=3s时物体运动的加速度方向发生改变
C.t=3s时物体离出发点最远
D.t=3s时物体的加速度为零
【答案】AC
【解析】
【分析】
解决本题要明确v—t图象的含义:在v—t图象中,速度的正负表示其运动方向,图象的斜率表示物体运动的加速度,图象与时间轴围成的面积为物体的位移,时间轴上方面积表示位移为正,下方表示为负.
【详解】
A.根据速度的正负表示速度的方向,可知t=3s时物体运动的速度方向发生改变,故A正确;
B.在2~5s内直线的斜率一定,说明物体的加速度恒定,则t=3s时物体运动的加速度方向没有发生改变,故B错误;
C.物体在前3s内沿正方向运动,3s后沿负方向运动,则t=3s时物体离出发点最远,故C 正确;
D.根据斜率等于加速度,可知t=3s时物体的加速度不为零,故D错误。
故选AC。
【点睛】
图象由于具有形象直观的特点,因此在物理中广泛应用,对于图象问题要明确两坐标轴的含义,图象斜率、截距、围成面积等含义。
5.甲、乙、丙三辆汽车同时在一条南北方向的大街上行驶,甲车上的人看到丙车相对于甲车向北运动,乙车上的人看到甲、丙两辆汽车都相对乙车向南运动,丙车上的人看到路边树木向北运动.关于这三辆车行驶的方向,正确的说法是()
A.甲车必定向南行驶
B.乙车必定向北行驶
C.丙车可能向北行驶
D .三辆车行驶方向可能相同
【答案】AD
【解析】
【详解】
C .丙车上的人则看到路边上的树木向北运动,说明丙车向南运动,故C 错误;
A .甲车上的人看到丙车相对于甲车向北运动,说明甲车也向南运动,并且甲车的速度比丙车大,故A 正确;
BD .乙车上的人看到甲、丙两辆车都相对乙车向南运动,此时有两种可能:一是乙车向南运动,但比甲车和丙车的速度都小;二是乙车向北运动.故B 错误,D 正确.
故选AD .
【点睛】
解决此类问题时首先抓住以地面、树木或建筑物为参照物判断出其中一个物体的运动情况,再根据它们之间的关系逐个分析,考查了学生的分析判断能力.
6.一个物体做直线运动的位移—时间图象(即x t -图象)如图所示,下列说法正确的是
A .物体在1s 末运动方向改变
B .物体做匀速运动
C .物体运动的速度大小为5m/s
D .2s 末物体回到出发点
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB .位移时间图象的斜率表示速度,根据图象可知物体一直向负方向匀速运动,故A 错误、B 正确;
C .物体运动的速度大小为5m/s ,故C 正确;
D .物体的出发点在5m x =的位置,2s 末在5m x =-的位置,故2s 末物体未回到出发点,故D 错误;
故选BC 。
7.新冠疫情爆发之际,全国人民众志成城,2月7日晚8时36分,5.18t 医疗防护物资从山东出发,历时15h 、行程1125km 、跨越3个省份、途径16个地市和31个卡口站点后,顺利抵达浙江。
下列说法正确的是( )
A .8时36分指的是时间间隔
B .15h 指的是时刻
C.1125km指的是路程D.汽车的平均速度是75km/h
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.8时36分指的是时刻,A错误;
B.15h指的是时间间隔,B错误;
C.1125km指的是轨迹的长度,即路程,C正确;
D.汽车的平均速率是75km/h,由于没有给出位移大小,因此无法求出平均速度,D错误。
故选C。
8.从水平匀速飞行的直升机上向外自由释放一个物体,不计空气阻力,在物体下落过程中,下列说法正确的是()
A.从飞机上看,物体静止
B.从飞机上看,物体始终在飞机的后方
C.从地面上看,物体做平抛运动
D.从地面上看,物体做自由落体运动
【答案】C
【解析】
物体下落过程中在水平方向上没有受力,速度与直升机的速度相同;在竖直方向上,物体受到重力,做自由落体运动。
因此,从飞机上看,物体始终在飞机的正下方,且相对飞机做自由落体运动;从地面上看,物体做平抛运动。
所以选择C选项。
9.下列说法中正确的是()
A.里约奥运会开幕式于北京时间2016年8月6日7点整举行,7点整是时刻
B.时光不能倒流,因此时间是矢量
C.一段时间内物体的位移为零,物体一定静止
D.研究汽车在行驶过程中齿轮的转动问题时可以将汽车看成质点
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A.北京时间2016年8月6日7点对应时间轴上的点,是时刻,故A正确;
B.时间只有大小,没有方向,是标量,故B错误;
C.一段时间内物体的位移为零,若物体运动的起点与终点重合,物体不一定静止,故C 错误;
D.研究汽车在行驶过程中汽车中齿轮的转动问题时,齿轮的大小和形状不可以忽略,不能看成质点,故D错误。
故选A 。
10.关于加速度,下列说法正确的是( )
A .加速度的方向一定与物体运动的方向相同
B .加速度表示物体运动的快慢
C .加速度表示物体运动速度变化的快慢
D .加速度表示物体运动速度变化的大小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
B 、
C 、
D 项,由加速度的定义可知,加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,不是物体运动的快慢,也不是物体运动速度变化的大小.故BD 项错误,C 项正确.
A 项,加速度的方向与物体速度变化的方向一样,也与合外力的方向相同,但与物体运动方向不一定相同.故A 项错误.
故选C
二、第二章 匀变速直线运动的研究易错题培优(难)
11.如图所示,一质点做匀加速直线运动先后经过A 、B 、C 三点,已知从A 到B 和从B 到C 速度的增加量△v 均为2m/s ,AB 间的距离x 1=3m ,BC 间的距离x 2=5m ,则物体的加速度为( )
A .1m/s 2
B .2m/s 2
C .3m/s 2
D .4m/s 2
【答案】B
【解析】
【分析】
通过速度变化量相等得知两段过程所用的时间相等,结合平均速度推论和速度位移公式求出相等的时间间隔,根据速度时间公式求出加速度.
【详解】
因为A 到B 和从B 到C 速度的增加量△v 均为2m/s ,可知A 到B 的时间和B 到C 的时间相等,根据平均速度推论知,B 点的速度
1242B x x v T T
+=
=; 根据速度位移公式得,
2212B A v v ax -=
即
22442()(2)23T T T
--=⨯⨯ 解得:
T =1s
则加速度 222m/s 2m/s 1
v a T ∆=
== 故选B .
【点睛】 解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论,并能灵活运用,有时运用推论求解会使问题更加简捷.
12.甲、乙两车在平直公路上行驶,其v-t 图象如图所示.t =0时,两车间距为0s ;0
t 时刻,甲、乙两车相遇.00t 时间内甲车发生的位移为s ,下列说法正确的是( )
A .00
t 时间内甲车在前,002t t 时间内乙车在前 B .002t 时间内甲车平均速度的大小是乙车平均速度大小的2倍
C .02t 时刻甲、乙两车相距012
s D .067
s s =
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】 A .由图知在0~t 0时间内甲车速度大于乙车的速度,故是甲车在追赶乙车,所以A 错误; B .0~2t 0时间内甲车平均速度的大小032
v ,乙车平均速度012v ,所以B 错误; D .由题意知,图中阴影部分面积即为位移s 0,根据几何关系知,三角形ABC 的面积对应位移s 0∕3,所以可求三角形OCD 的面积对应位移s 0∕6,所以0—t o 时间内甲车发生的位移为
s=s 0+ s 0∕6
得
s 0=
67
s 故D 正确; C .2t 0时刻甲、乙两车间的距离即为三角形ABC 的面积即s 0∕3,所以C 错误.
故选D 。
13.某型号汽车出厂标准,为百公里(100 km/h )刹车距离小于44 m ,当刹车距离超过标准距离20%时,就需要考虑刹车系统、轮胎磨损等安全隐患问题。
某用户以路边相距30 m 的A 、B 两路灯柱为参照物,以100 km/h 的速度紧急刹车,通过A 灯柱时车速仪如图a 所示,通过B 灯柱时如图b 所示,刹车过程可看作匀变速运动。
则下列相关叙述中正确的是( )
A .该汽车刹车过程加速度大小约为27.7m/s
B .该汽车百公里刹车距离大于60 m
C .该汽车百公里刹车距离已超过20%,存在安全隐患
D .此测试过程不规范不专业,没有任何实际指导意义
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
取0100km/h v =,180km/h v =,220km/h v =,百公里刹车距离0x ,A 、B 灯柱距离130m x =,汽车刹车过程加速度大小为a ,运动学公式有
20002v ax -=-
222112v v ax -=-
代入数据得
050m x ≈
27.7m/s a ≈
04413.6%20%44
x -≈< 上述数据可知,选项A 正确,BCD 错误。
故选A 。
14.如图所示,小球沿足够长的斜面向上做匀变速运动,依次经过a 、b 、c 、d 到达最高点e .已知ab = bd = 6 m ,bc = 1m ,小球从a 到c 的时间和从c 到d 的时间都是2 s ,设小球经过b 、c 的速度分别为v b 、v c ,则
A .v b 8m/s
B .v c =1.5m/s
C .3m de x =
D .从d 到e 所用的时间为4 s
【答案】D
【解析】
【详解】
物体在a 点时的速度大小为v 0,加速度为a ,则从a 到c 有: 201112
ac x v t at =+ 即:
0722v a =+
物体从a 到d 有:
202212
ad x v t at =+ 即:
01248v a =+
故:
21m/s 2
a =-,04m/s v = A .从a 到
b 有:
220-2b ab v v ax =
解得:
210m/s b v =,
故A 错误。
B .根据速度公式0+t v v at =可得:
114m/s 2m/s 3m/s 2
c a v v at =+=-⨯=,
故B错误。
C.根据速度公式0
t
v v at
=+可得:
02
1
+4m/s4m/s2m/s
2
d
v v at-⨯
===,
则从d到e有:
22
d de
v ax
-=
则:
2
d
4
=m4m
21
de
v
x
a
-
==,
故C错误。
D.根据速度公式0+
t
v v at
=t可得从d到e的时间为:
2
s4s
1
2
d
de
v
t
a
=-=-=
-。
故D正确。
15.如图所示为某质点做直线运动时的v-t图象图象关于图中虚线对称,则在0~t1时间内,关于质点的运动,下列说法正确的是
A.若质点能两次到达某一位置,则两次的速度都不可能为零
B.若质点能三次通过某一位置,则可能三次都是加速通过该位置
C.若质点能三次通过某一位置,则可能两次加速通过,一次减速通过
D.若质点能两次到达某一位置,则两次到达这一位置的速度大小一定相等
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
AD、分析质点运动过程可知,质点在1
0t时间内能两次到达的位置有两个,分别对应质点运动速度为零的两个位置,因此A、D错误;
BC、如图,画出质点运动的过程图:
在质点沿负方向加速运动的过程中,质点可三次通过某一位置,这时质点两次加速,一次减速;在质点沿负方向减速运动的过程中,质点可三次通过某一位置,这时质点两次减速,一次加速,故C 正确,D 错误.
16.放在水平面上的物体,在水平力F 作用下开始运动,以物体静止时的位置为坐标原点,力F 的方向为正方向建立x 轴,物体的加速度随位移的变化图像如图所示.下列说法中正确的是( )
A .位移为x 1012a x
B .位移为x 3时,物体的速度达到最大
C ()0232a x x +
D .0~x 2过程中物体做匀加速直线运动,x 2~x 3过程中物体做匀减速直线运动 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】
BD .在0~x 2过程中,物体加速度a 0不变,物体做匀加速直线运动,x 2~x 3过程中,物体加速度逐渐减小,但是加速度仍为正值,物体做加速度逐渐减小的加速运动,位移为x 3时,物体的速度达到最大,选项B 正确,D 错误;
A .由匀变速直线运动规律,位移为x 1时,物体的速度大小为
1012v a x =选项A 正确;
C .由公式2202t ax =-v v 可知图像面积表示
22
02
t v v S ax -==
又位移为x 2时,物体的速度大小为
0222v a x =故物体的最大速度为
232max 20232+)x x v S v a x x =+=(
选项C 错误。
故选AB 。
17.甲、乙两汽车在同一平直公路上做直线运动,其速度时间(v -t )图像分别如图中a 、b 两条图线所示,其中a 图线是直线,b 图线是抛物线的一部分,两车在t 1时刻并排行驶。
下列关于两车的运动情况,判断正确的是( )
A .t 1到t 2时间内甲车的位移小于乙车的位移
B .t 1到t 2时间内乙车的速度先减小后增大
C .t 1到t 2时间内乙车的加速度先减小后增大
D .在t 2时刻两车也可能并排行驶 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】
A .v -t 图像中图线与坐标轴所围面积即物体的位移,由图可知t 1到t 2时间内甲车的位移小于乙车的位移,选项A 正确;
B .由图象可知,乙车的速度先增大后减小,选项B 错误;
C .根据图象的斜率等于加速度,可知乙车的加速度先减小后增大,选项C 正确;
D .两车在t 1时刻并排行驶,因t 1到t 2时间内乙的位移大于甲的位移,可知在t 2时刻两车不可能并排行驶,选项D 错误。
故选AC 。
18.甲、乙两物体相距100米,沿同一直线向同一方向运动,乙在前,甲在后,请你判断哪种情况甲可以追上乙( )
A .甲的初速度为20m/s ,加速度为1m/s 2,乙的初速度为10m/s ,加速度为2m/s 2
B .甲的初速度为10m/s ,加速度为2m/s 2,乙的初速度为30m/s ,加速度为1m/s 2
C .甲的初速度为30m/s ,加速度为1m/s 2,乙的初速度为10m/s ,加速度为2m/s 2
D .甲的初速度为10m/s ,加速度为2m/s 2,乙的初速度为20m/s ,加速度为1m/s 2 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】
A .设经过时间t 甲追上乙,则根据位移时间公式2
012
x v t at =+得 甲的位移为
21
2012
t t +⨯
乙的位移为
210t t +
相遇时有
221
20100102
t t t t +-=+
整理得
2202000t t -+=
此方程无解,故不可能追上,选项A 错误; B .甲的位移为
210t t +
乙的位移为
21302
t t +
相遇时有
221
101002
t t t +-=
整理得
2402000t t --=
解得
20t =+
选项B 正确; C .甲的位移为
21302
t t +
乙的位移为
210t t +
相遇时有
221
30100102
t t t t +-=+
整理得
2402000t t --=
解得
20t =s
选项C 正确; D .甲的位移为
210t t +
乙的位移为
21202
t t +
相遇时有
221
10100202
t t t t +-=+
整理得
2202000t t --=
解得
10103s t =+
选项D 正确。
故选BCD 。
19.如图所示,一小球沿足够长的固定斜面以初速度v 向上做匀减速直线运动,依次通过A 、B 、C 、D 到达最高点E ,已知AB =BD =6m ,BC =1m ,小球从A 到C 和从C 到D 所用时间均为2s ,设小球经过A 点时的速度为v A ,则( )
A .小球向上运动过程中加速度大小为1m/s 2
B .小球经过A 点时的速度为4m/s
C .小球在AE 段的平均速度为3m/s
D .小球从D 到
E 的时间为4s 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
A .从A 经C 到D 过程,根据
2AC CD x x aT -=
代入数据,可得
20.5m/s a =
A 错误;
B .小球经过
C 点的速度为A
D 段的平均速度
AD
C 3m/s 2x v T
=
= 又由于
22A C AC 2v v ax -=
代入数据解得
A 4m/s v =
B 正确;
C .由于到达E 点速度减为零,因此小球在AE 段的平均速度
A E
2m/s 2
v v v +=
= C 错误;
D .小球从C 到
E 的时间
C
6s v t a
=
= 而C 到D 的时间为2s ,因此小球从D 到E 的时间为4s ,D 正确。
故选BD 。
20.如图所示, 小球沿斜面向上做匀减速直线运动, 依次经a 、b 、c 、d 到达最高点e 。
已知ab =bd =10m ,bc =2m ,小球从a 到c 和从c 到d 所用的时间都是2s ,设小球经b 、c 时的速度分别为v b 、v c ,则( )
A .v b 29m/s
B .v c =3m/s
C .cd :de =16∶9
D .从d 到e 所用时间为5s
【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】
物体在a 点时的速度大小为v 0,加速度为a ,则从a 到c 有
x ac =v 0t 1+
12
at 12 即
12=v 0×2+
1
2
×a ×4 得
12=2v 0+2a
物体从a 到d 有
x ad =v 0t 2+
12at 22
即
20=v 0×4+
1
2
a ×16 得
5=v 0+2a
故
a =-1m/s 2 v 0=7m/s
根据速度公式v t =v 0+at 可得:
v c =7-1×2=5m/s
从a 到b 有
v b 2-v a 2=2ax ab
解得
v b m/s
根据速度公式v t =v 0+at 可得
v d =v 0+at 2=7-1×4=3m/s
则从d 到e 有
-v d 2=2ax de
则
22
-3m=4.5m 21()2d de v x a
==-⨯-
则
cd :de =8:4.5=16∶9
由v t =v 0+at 可得从d 到e 的时间为
3
s=3s 1
d d
e v t a =-
=-- 故BD 错误,AC 正确。
故选AC 。
三、第三章 相互作用——力易错题培优(难)
21.如图所示,轻杆的一端固定一光滑球体,杆以另一端O 为自由转动轴,而球又搁置在光滑斜面上,若杆与竖直墙面的夹角为β,斜面倾角为θ,开始时β<θ,且β+θ<90°,则为使斜面能在光滑水平面上缓慢向右运动,在球体离开斜面之前,作用于斜面上的水平外力F 的大小、轻杆受力T 和地面对斜面的支持力N 的大小变化情况是( )
A .F 逐渐增大,T 逐渐减小,N 逐渐减小
B .F 逐渐减小,T 逐渐减小,N 逐渐增大
C .F 逐渐增大,T 先减小后增大,N 逐渐增大
D .F 逐渐减小,T 先减小后增大,N 逐渐减小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
对小球受力分析,受到重力mg 、支持力N 和杆的支持力T ,如图
根据共点力平衡条件,有
sin sin sin()
N T mg
βααβ==+ 解得
sin sin()sin cot cos mg N mg βαβββα=
=+⋅+,
sin sin()
T mg α
αβ=+ 对斜面体受力分析,受到推力F 、重力Mg 、支持力F N 和压力N ,如图
根据共点力平衡条件,有
N sin α=F
Mg +N cos α=F N
解得
sin sin sin cot cos cot cot mg mg
F N mg αααβαβα
⋅==
=⋅++
N cos tan cot 1
mg
F Mg N Mg ααβ=+=+
⋅+
故随着β的增大,T 减小,F 增大,F N 增大;故ABD 错误,C 正确。
故选C 。
22.如图所示,质量为m 的正方体和质量为M 的正方体放在两竖直墙和水平面间,处于静止状态。
m 与M 的接触面与竖直方向的夹角为α,若不计一切摩擦,下列说法正确的是( )
A .水平面对正方体M 的弹力大小大于(M +m )g
B .水平面对正方体M 的弹力大小为(M +m )g ·cosα
C .墙面对正方体M 的弹力大小为mg t anα
D .墙面对正方体M 的弹力大小为tan mg
α
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
AB .对M 和m 构成的整体进行受力分析,受重力G 、底面支持力N ,两侧面的支持力M N 和m N ,如图:
两物体受力平衡,根据共点力平衡条件有 水平方向,墙面对正方体M 的弹力大小
M m N N =
竖直方向,水平面对正方体M 的弹力大小
N G M m g ==+()
选项AB 错误;
CD .对m 进行受力分析,受重力mg 、墙面支持力N m ,M 的支持力N ',如图:
在木块受力平衡的过程中,根据共点力平衡条件有 竖直方向
sin mg N α'=
水平方向
cos m N N α'=
解得
sin mg
N α
'=
cot tan m mg
N mg αα
==
所以墙面对正方体M 的弹力大小
tan M m mg
N N α
==
选项C 错误,D 正确。
故选D 。
23.如图所示,质量为m 的物体放在质量为M 、倾角为θ的斜面体上,斜面体置于粗糙的水平地面上,用平行于斜面的力F 拉物体使其沿斜面向下匀速运动,斜面体始终静止,则下列说法正确的是( )
A .斜面体对地面的摩擦力大小为cos F θ
B .斜面体对地面的压力大小为()M m g +
C .物体对斜面体的摩擦力大小为F
D .斜面体对物体的作用力竖直向上 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
A .对物块和斜面受力分析如下图所示,对物块有
cos N F mg θ=
sin f F F mg θ=+
假设地面对斜面的摩擦力向左,对斜面有
1cos sin N N f F Mg F θF θ=++
'sin cos f N f F F θF θ+=
联立上式解得
'cos f F F θ=
由于'
0f F >,说明方向就是向左,A 正确;
B .斜面体对地面的压力大小等于地面对斜面体的支持力,根据上式,解得
()1sin N g F M m F ++=θ
B 错误;
C .物体对斜面体的摩擦力大小等于斜面体对物体的摩擦力大小,根据上式解得
sin f F F mg θ=+
C 错误;
D .斜面体对物体的作用力与物体重力和外力的合力方向相同,为斜向上偏左,D 错误。
故选A 。
24.在一竖直平面内有一高速逆时针旋转的飞轮,内壁粗糙,当把一物体静止放在圆心正下方A 点,随着飞轮旋转,物体也会运动,运动最高点C 后又滑下来,最后静止在B 点。
若∠AOB =α,∠COB =β,物体与接触面间的摩擦因素为μ,则下列说法中正确的是( )
A .物体上升时受到的滑动摩擦力与运动方向相反
B .物体与接触面间的摩擦因素μ=tanα
C .若增大转速,则物体停留的位置在B 点左上方
D .若仅增大物体的质量,物体最后静止的位置在B 点左上方。
【答案】B
【解析】
【分析】
分析摩擦力对于物体是运动的动力还是阻力,可很快分析出摩擦力的方向,由于虽物体静止于B 点但受到的仍为滑动摩擦力,与飞轮转动速度大小无关,当物体处于静止状态时,对物体进行受力分析可求解。
【详解】
A .物体上升的过程中,受到的摩擦力是物体上升的动力,与运动方向相同,A 错误;
B .当静止在B 点时,受力平衡,对物体进行受力分析,可得
sin cos mg mg αμα=
因此,可以推出
tan μα=
B 正确;
C .由于物体力受到的摩擦力为滑动摩擦力,与运动速度无关,因此增大转速后,物体仍停留在B 点,C 错误;
D .当物体停留在B 点时,满足
sin cos mg mg αμα=
两边质量消去,因此停留的位置与物体的质量无关,D 错误。
故选B 。
25.如图所示,半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上,光滑的小球P 在水平外力F 的作用下处于静止状态,P 和半圆圆心O 的连线与水平面的夹角为θ,重力加速度为g 。
现将力F 在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90°,框架与小球始终保持静止状态,则在此过程中,下列说法正确的是( )
A .框架对小球的支持力先减小后增大
B .框架对地面的压力先减小后增大
C .地面对框架的摩擦力先减小后增大
D .拉力F 的值先减小后增大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AD .以小球为研究对象,分析受力情况,作出受力示意力图,如图所示
框架与小球始终保持静止,根据几何关系可知,当F 顺时针转动至竖直向上之前,支持力逐渐减小,F 先减小后增大,故A 错误,D 正确;
BC .以框架与小球组成的整体为研究对象,整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力F 的作用;设F 在顺时针转动的过程中与水平面的夹角为α,小球质量为m ,框架质量为M ,根据平衡有
cos f N α=
()sin N F M m g α'+=+
当F 转动过程中α增大,故可知地面对框架的摩擦力始终在减小,地面对框架的支持力始终在减小,根据牛顿第三定律可知框架对地面的压力始终减小,故B 错误,C 错误。
故选D 。
26.倾角为45°的斜面固定于竖直墙上,为使质量分布均匀的光滑球静止在如图所示的位置,需用一个水平推力F 作用于球上,F 的作用线通过球心。
设球的质量为m ,竖直墙对球的弹力为N 1,斜面对球的弹力为N 2,则下列说法正确的是(重力加速度为g )( )
A .N 2一定大于mg
B .N 2一定大于N 1
C .N 1可能等于F
D .F 可能等于mg
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
AB .对球受力分析,如图
根据共点力平衡条件,有
12cos 45N N F +︒=
2sin 450N mg ︒-=
解得
22N mg =
1N F mg =-
则N 2一定不为零且大于mg ,N 2可能等于F ,不一定大于N 1,选项A 正确,B 错误; CD .由1N F mg =-可知N 1一定小于F ,N 1等于0时,F 等于mg ,选项C 错误,D 正确。
故选AD 。
27.如图所示,倾角为α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上,物体a 放在斜面上,轻质细线一端固定在物体a 上,另一端绕过光滑的滑轮固定在c 点,滑轮2下悬挂物体b ,系统处于静止状态。
现将固定点c 向左缓慢移动少许,发现a 与斜劈始终静止,则在此过程中
A .斜劈对地面的压力不变
B .细线对物体a 的拉力增大
C .细线对滑轮2的作用力不变
D .地面对斜劈的摩擦力增大
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
BC .对滑轮和物体b 受力分析,受重力和两个拉力,如图所示:
根据平衡条件,有:
2cos b m g T θ=
解得:
2cos b m g T θ
= 将固定点c 向左移动少许,则θ减小,故拉力T 减小;细线对滑轮2的作用力等于b 的重力,保持不变,故B 错误,C 正确;
AD .对斜面体、物体a 、物体b 整体受力分析,受重力、支持力、细线的拉力和地面的静摩擦力,如图所示:
根据平衡条件,有:
N =G 总cos T θ-=G 总2
b m g - N 与角度θ无关,恒定不变;根据牛顿第三定律,压力也不变;
sin tan 2
b m g f T θθ== 将固定点
c 向左移动少许,则θ减小,故摩擦力减小;故A 正确,D 错误。
故选AC .
28.如图所示,水平面上等腰三角形均匀框架顶角30BAC ∠=︒,一均匀圆球放在框架内,球与框架BC 、AC 两边接触但无挤压,现使框架以顶点A 为转轴在竖直平面内顺时针方向从AB 边水平缓慢转至AB 边竖直,则在转动过程中( )
A .球对A
B 边的压力先增大后减小
B .球对B
C 边的压力先增大后减小
C .球对AC 边的压力一直增大
D .球的重心位置一直升高
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
ABC .对球受力分析可知球受重力、AB 边和AC 边的支持力,两支持力的夹角为120°,BC 边与球间没有弹力,根据平衡条件可知三个力可以构成首尾相连的矢量三角形,如图
根据正弦定理有
==sin 30sin sin AC AB F F mg a
β︒ 解得
sin sin 30
AB F mg α︒= sin sin 30
AC F mg β︒= 在框架以定点A 为转轴在竖直平面顺时针从AB 边水平缓慢转至AB 边竖直过程中α减小,β增大,由于α先大于90°后小于90°,所以sinα先增加后减小,因此F AB 先增大后减小,F AC 一直增加,故A 正确,B 错误,C 正确;
D .在框架以顶点A 为转轴在竖直平面内顺时针方向从AB 边水平缓慢转至AB 边竖直过程中,球的重心在BC 边水平时最高,故转动过程中球的重心先升高后降低,故D 错误。
故选AC 。
29.如图所示,两梯形木块A 、B 叠放在水平地面上,A 、B 之间的接触面倾斜,A 的左侧靠在光滑的竖直墙面上。
关于两木块的受力,下列说法正确的是( )
A .A 、
B 之间一定存在摩擦力作用
B .木块A 可能只受三个力作用。