南宁上册期末精选单元试卷(word版含答案)
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南宁上册期末精选单元试卷(word版含答案)
一、第一章运动的描述易错题培优(难)
1.质点做直线运动的v-t 图象如图所示,则()
A.3 ~ 4 s 内质点做匀减速直线运动
B.3 s 末质点的速度为零,且运动方向改变
C.0 ~ 2 s 内质点做匀加速直线运动,4 ~ 6 s 内质点做匀减速直线运动,加速度大小均为 2 m/s2
D.6 s内质点发生的位移为 8 m
【答案】BC
【解析】
试题分析:矢量的负号,只表示物体运动的方向,不参与大小的比较,所以3 s~4 s内质点的速度负方向增大,所以做加速运动,A错误,3s质点的速度为零,之后开始向负方向运动,运动方向发生变化,B错误,图线的斜率表示物体运动的加速度,所以0~2 s内质点做匀加速直线运动,4 s~6 s内质点做匀减速直线运动,加速度大小均为2 m/s2,C正确,v-t图像围成的面积表示物体的位移,所以6 s内质点发生的位移为0,D错误,
考点:考查了对v-t图像的理解
点评:做本题的关键是理解v-t图像的斜率表示运动的加速度,围成的面积表示运动的位移,负面积表示负方向位移,
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.某班同学去参加野外游戏.该班同学分成甲、乙、丙三个小组,同时从营地A出发,沿各自的路线搜寻目标,要求同时到达营地B,如图所示为其运动轨迹,则关于他们的平均速度和平均速率的说法正确的是( )
A.甲、乙、丙三组的平均速度大小相同
B.甲、乙、丙三组的平均速率大小相同
C.乙组的平均速度最大,甲组的平均速度最小
D.乙组的平均速率最小,甲组的平均速率最大
【答案】AD
【解析】
【详解】
AC、三个质点从A到B的过程中,位移大小相等,时间相同;平均速度是位移与时间段的比值,故平均速度相同,故A正确,C错误;
BD、三个质点从A到B的过程中,路程不全相同,时间相同;平均速率是路程与时间的比
值,由图象知乙组的平均速率最小,甲组的平均速率最大,故C 错误;D 正确; 故选AD . 【点睛】
位移是指从初位置到末位置的有向线段,路程是轨迹的长度,故从M 到N 过程中,三个物体的位移相同,但路程不等;平均速率是路程与时间的比值,而平均速度是位移与时间段的比值.
4.历史上有些科学家曾把在相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”(现称为“另类匀变速直线运动”),“另类加速度”的定义式为0
s v v A s
-=
,其中0v 和s v 分别表示某段位移s 内的初速度和末速度>0A 表示物体做加速运动,0A <表示体做减速运动,而现在物理学中加速度的定义式为0
t v v a t
-=,下列说法正确的是 A .若A 不变,则a 也不变
B .若>0A 且保持不变,则a 逐渐变大
C .若A 不变,则物体在中间位置处的速度为
2
s v v +
D .若A 不变,【答案】BC 【解析】 【详解】
AB .若A 不变,有两种情况一是:A >0,在这种情况下,相等位移内速度增加量相等,通过相等位移所用时间越来越短,由0
v v a t
-=
可知,a 越来越大;第二种情况A <0,相等位移内速度减少量相等,平均速度越来越小,所以相等位移内用的时间越来越多,由
v v a t
-=
知a 越来越小,故A 错误,B 正确; CD .因为相等位移内速度变化相等,所以中间位置处位移为
2
s
,速度变化量为 0
2
s v v - 所以此位置的速度为
00
022
s s v v v v v -++
= 故C 正确,D 错误。
故选BC 。
5.如图甲所示,一斜面上安装有两个光电门,其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处,光电门甲的位置可移动,将一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时,用米尺测量甲、乙之间的距离x.与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间T.改
变光电门甲的位置进行多次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始下滑,作出
x
t
t
-的
图象如图乙所示.由此可以得出
A.滑块经过光电门乙的速度大小为v0
B.滑块经过甲、乙两光电门最长时间为t0
C.滑块运动的加速度的大小0
v
t
D.图线下所围的面积表示物体由静止开始下滑至光电门乙的位移大小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A.由位移公式得:2
1
2
x v t at
=+和速度公式
v v at
=+变形得:
1
2
x
v at
t
=-
由图可知,滑块经过光电门乙的速度(末速度)大小为v0,故A正确;
B.由A项分析与图可知:
2v
t
a
=是滑块从静止释放到光电门乙的时间的两倍,不是滑块经
过甲、乙两光电门最长时间,故B错误;
C.由A项分析与图可知:0
2
2
v
a k
t
==,故C错误;
D.图是
x
t
t
-,不是速度图象,所以图线下所围的面积不表示物体由静止开始下滑至光电
门乙的位移大小,故D错误.
6.心电图是现代医疗诊断的重要手段,医生在心电图上测量出相邻两波峰的时间间隔,即为心跳周期,由此可计算出1分钟内心脏跳动的次数(即心率)。
甲、乙两人在同一台心电图机上做出的心电图分别如图甲、乙所示,医生通过测量后记下甲的心率是60次/分。
该心电图机图纸的移动速度和乙的心率分别为
A .20 mm/s ,
60次/分 B .25 cm/s ,70次/分 C .25 mm/s ,75次/分 D .20 cm/s ,120次/分
【答案】C 【解析】 【详解】
甲图纸中,相邻波峰的位移为25mm x =,甲的心率是60次/分,则甲心率的周期:
60s
1s 60T =
=次
则心电图机图纸的移动速度:
25
mm/s=25mm/s 1
x v T =
= 乙图纸中,相邻波峰的位移为20mm x '=,乙的心率:
111 1.25Hz 75/min
20mm 25mm/s
f x T v =
===='
'次 故C 正确,ABD 错误。
故选C .
7.甲、乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动,前1小时内的位移—时间图象如图所示,下列表述正确的是( )
A .0.2~0.5小时内,甲的加速度比乙的大
B .0.2~0.5小时内,甲的速度比乙的大
C .0.6~0.8小时内,甲的位移比乙的小
D .0.8小时内,甲、乙骑行的路程相等 【答案】B 【解析】
A 、由图知,0.2-0.5小时内甲乙都做匀速直线运动,加速度均为零,故A 错误;
B 、s t -图象的斜率表示速度,甲的斜率大,则甲的速度比乙的大,故B 正确;
C 、物体的位移等于s 的变化量.则知0.6-0.8小时内,甲的位移比乙的大,故C 错误;
D 、0-0.6小时内,甲的位移比乙的大,0.6-0.8小时内,甲的位移比乙的大,所以0.8小时内,甲的路程比乙的大,故D 错误.
点睛:该题考查了对位移--时间图象的理解和应用,要掌握:在位移-时间图象中,图象的斜率表示质点运动的速度的大小,纵坐标的变化量表示位移.
8.如图所示,自行车的车轮半径为R ,车轮沿直线无滑动地滚动,当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子正下方时,气门芯位移的大小为
A .R π
B .2R
C .2R π
D .24R π+
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子正下方时轮子向前运动半个周长,气门芯在水平方向上移动的距离为R π,在竖直方向上移动的距离为2R ,由勾股定理可知,气门芯位
移的大小为22224R R R ππ+=+()(),故D 正确,ABC 错误。
故选D .
9.如图A 所示,浮于水面的A 物体装有音频信号发生器,发出频率为2000Hz 的脉冲信号.位于水下的B 物体装有信号接收器,接收器与发射器之间的距离为2.1m .某段时间内发射信号与接收信号如图B 所示.已知水中的声速介于1300m/s~1600m/s 之间,则发射信号P 对应的接收信号是图B 中标识的
A .①
B .②
C .③
D .④
【答案】C 【解析】 【详解】
发射信号的频率为2000Hz ,则周期41
5102000
T s s -=
=⨯,传到B 接收器的时间:32.1
1.4101500
t s s -=
=⨯;因33 1.4102T s T ->⨯>,则发射信号P 对应的接收信号是图B.
中标识的③,故选C.
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.甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向作直线运动,t=0时刻同时经过公路旁的同一个路标.在描述两车运动的v-t图中(如图),直线a、b分别描述了甲乙两车在0~20秒的运动情况.关于两车之间的位置关系,下列说法正确的是
A.在0~10秒内两车逐渐靠近
B.在10~20秒内两车逐渐远离
C.在5~15秒内两车的位移相等
D.在t=10秒时两车在公路上相遇
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.在0-10 s内,乙车的速度一直比甲车大,两车应逐渐远离,则A错误;
B.在10-20 s内,甲车的速度一直比乙车大,两车逐渐靠近,则B错误;
C.在5-15 s内,两图象与坐标轴的面积相等,则两车的位移相等,则C正确;
D.在t=10 s时两车速度相等,相距最远,则D错误.
12.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:
20111
2
ac x v t at =+
即:
0722v a =+
物体从a 到d 有:
2
02212
ad x v t at =+
即:
01248v a =+
故:
21
m/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:
11
4m/s 2m/s 3m/s 2
c a v v at =+=-⨯=,
故B 错误。
C .根据速度公式0t v v at =+可得:
021
+4m/s 4m/s 2m/s 2
d v v at -⨯===,
则从d 到e 有:
22d de
v ax -=
则:
2d 4=m 4m 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:
2s 4s
12
d d
e v t a =-
=-=-。
故D 正确。
13.甲、乙两车某时刻由同一地点,沿同一方向开始做直线运动,以该时刻作为计时起点,得到两车的位移—时间图象,即x —t 图象,如图所示,甲图象过O 点的切线与AB 平行,过C 点的切线与OA 平行,则下列说法正确的是( )
A .在两车相遇前,t 2时刻两车相距最远
B .在两车相遇前,t 1时刻两车相距最远
C .0-t 2时间内甲车的瞬时速度始终大于乙车的瞬时速度
D .甲车的初速度大于乙车在t 3时刻的速度 【答案】B 【解析】 【详解】
A B. 从图象可知在两车相遇前,t 1时刻两车距离大于t 2时刻两车距离,t 1时刻两车相距最远,选项A 错误,
B 正确;
C. x —t 图象斜率表示物体的速度,由图可知t 1时刻后甲车的瞬时速度小于乙车的瞬时速度,选项C 错误;
D. 甲车的初始时图象的斜率等于乙车在t 3时刻图象的斜率,所以甲车的初速度等于乙车在t 3时刻的速度,选项D 错误。
故选B 。
14.一个物体以初速度v 0沿光滑斜面向上运动,其速度随时间变化的规律如图所示,在连续两段时间m 和n 内,对应面积均为S ,则经过b 时刻物体的速度大小v 为
A .
()
()2
2m n S
m n mn ++
B .
()m n S mn
+ C .
m n S
mn
-() D .
()
()2
2m n S
m n mn
+-
【答案】A 【解析】 【详解】 s
在连续两段时间m 和n 内,对应面积均为S ,根据匀变速直线运动的规律有
2
2
1
-2
1
2
b b S v m a m S v n a n =⋅⋅⋅=⋅+⋅⋅
解得经过b 时刻物体的速度大小为
()()2
2b
m n S
v m n mn
+=
+
故选A 。
15.在平直公路上行驶的a 车和b 车,其位移-时间图像分别为图中直线a 和曲线b ,已知b 车的加速度恒定且等于-2m/s 2,t =3s 时,直线a 和曲线b 刚好相切,则( )
A .a 车做匀速运动且其速度为83a v =
m/s B .t =3s 时a 车和b 车相遇且此时速度相同 C .t =1s 时b 车的速度为10m/s
D .t =0时a 车和b 车的距离x 0=9m
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】 A .s t —图象的斜率等于速度,由图可知,a 车的速度不变,做匀速直线运动,速度为
82m/s 2m/s 3
a s v t ∆-=
==∆ 故A 错误; B .3s t =时,直线a 和曲线b 刚好相切,位置坐标相同,辆车相遇。
斜率相等,此时辆车的速度相等,故B 正确;
C .3s t =时,b 车的速度为
2m/s b a v v ==
设b 车的初速度为0v ,对b 车,有
0b v at v +=
解得
08m/s v =
则1s t =时b 车的速度为
01(821)m/s 6m/s b
v v at '=+=-⨯= 故C 错误;
D .3s t =时,a 车的位移为
6m a a s v t ==
b 车的位移为
0823m 15m 22
b b v v s t ++==⨯= 3s t =时,a 车和b 车到达同一位置,得
09m a b s s s =-= 故D 正确。
故选BD 。
16.两辆儿童赛车a 、b 在两条平行直轨道上从同一起点、同向行驶.它们在0~t 0内运动的v -t 图像如图所示.则
A .图像交点说明两车位移相同
B .两车速度相同时b 车在前
C .0~t 0内两车平均速度相同
D .两车的加速度均越来越小
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
AB .图象交点说明两车速度相同;速度图象的“面积”大小等于物体的位移,两车速度相同时b 车的位移比a 的大,而两车是从同一起点、同向行驶的,所以两车速度相同时b 车在前,故A 错误,B 正确;
C .根据速度图象的“面积”表示位移,知00t 内a 车的位移比b 车的大,根据x v t 可知a 车的平均速度比b 车的的平均速度大,故C 错误;
D .根据图象切线的斜率表示加速度,知两车的加速度均减小,故D 正确。
17.如图所示,t=0时,质量为0.5 kg 的物体从光滑斜面上的A 点由静止开始匀加速下滑,经过B 点后进入水平面(设经过B 点前后速度大小不变),做匀减速直线运动,最后停在C 点。
测得每隔2s 的三个时刻物体的瞬时速度,记录在表中。
g 取10 m/s 2,则下列说法中正确的是
( )
t/s
0 2 4 6 v/(m·s -1) 0 8 12 8
A .物体运动过程中的最大速度为12 m/s
B .t=3 s 的时刻物体恰好经过B 点
C .t=10 s 的时刻恰好停在C 点
D .A 、B 间的距离小于B 、C 间距离
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
A .物体沿斜面向下做匀加速运动,由加速度的定义式可得
2218m/s 4m/s 2
v a t ∆===∆ 假设4s 时物体仍加速运动,则4s 时的速度
()1842m/s=16m/s v v at =+=+⨯
大于12m/s ,说明4s 时物体已开始做减速运动,则最大速度一定大于12m/s ,故A 错误;
B .假设t=3 s 的时刻物体恰好经过B 点,在水平面上做匀减速运动,设加速度大小为a 2,由速度关系可知
(814)m/s (1212)m/s +⨯≠+⨯
假设错误,t=3 s 的时刻物体不可能恰好经过B 点,故B 错误;
C .在水平面上做匀减速运动,6s 时物体的速度为8m/s ,设再经过时间t ∆ 速度减为零,则
28s=4s 2
v t a ∆∆== 即t=6s+4s=10s 时刻恰好停在C 点,故C 正确;
D .设B 点时的速率为v
21
2AB v x a = BC 做匀减速运动,视为反向的匀加速运动,则有 2
22BC
v x a = 因为12a a >,AB BC x x <,所以AB 间的距离小于BC 间距离,故D 正确。
故选择CD 选项。
18.如图所示,t =0时,质量为0.5kg 的物体从光滑斜面上的A 点由静止开始下滑,经过B 点后进入水平面(经过B 点前后速度大小不变),最后停在C 点。
每隔2s 物体的瞬时速度记录在下表中,重力加速度g 取10m/s 2,下列说法正确的是( )
A .物体运动过程中的最大速度为12m/s
B .t =3s 的时刻物体恰好经过B 点
C .t =10s 的时刻物体恰好停在C 点
D .A 、B 间的距离小于B 、C 间的距离
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
AB .根据图表中的数据,可以求出物体下滑的加速度 214m/s a =
在水平面上的加速度
222m/s a =-
根据运动学公式
1122812a t a t +-=
122t t +=
解得
14s 3t =
知经过10s 3
到达B 点,到达B 点时的速度 140m/s 3
v a t == 如果第4s 还在斜面上的话,速度应为16m/s ,从而判断出第4s 已过B 点。
是在2s 到4s 之间经过B 点。
所以最大速度不是12m/s ,选项AB 错误;
C .第6s 末的速度是8m/s ,到停下来还需的时间
08s 4s 2
t -'==- 所以到C 点的时间为10s 。
选项C 正确;
D .根据2202v v ax -=可求出
AB 段的长度为2009m ,BC 段长度为4009m 。
则A 、B 间的距离小于B 、C 间的距离,选项D 正确。
故选CD 。
19.甲、乙两车同时由静止从A 点出发,沿直线AC 运动。
甲先以加速度a 1做初速度为零的匀加速运动,到达B 点后做加速度为a 2的匀加速运动,到达C 点时的速度为v ;乙以加速度a 3做初速度为零的匀加速运动,到达C 点时的速度亦为v 。
若a 1≠a 2≠a 3,则( )
A .甲、乙有可能同时由A 到达C
B .甲、乙不可能同时由A 到达C
C .甲一定先由A 到达C
D .若a 1>a 3,则甲一定先由A 到达C
【答案】BD
【解析】
【详解】
根据v t -图像,若13a a >,如图:
甲乙末速度相等,位移相等,所以:t t <甲乙,若13a a >,末速度相等,则通过图像:
可知位移不可能相等,综上所述,可知甲乙用时不可能相等,AC 错误,BD 正确。
故选BD 。
20.汽车刹车过程可认为是匀变速直线运动,某汽车0t 时刻开始刹车,刹车后第1s 内的位移为24m ,第4s 内的位移为1m 。
0t 时刻汽车的速度大小为0v ,刹车的加速度大小a ,则下列说法正确的是( )
A .a =8m/s 2
B .a =6m/s 2
C .028m/s v =
D .018m/s v =
【答案】AC
【解析】
【分析】
刹车问题需要注意两个问题,一是确定物体速度何时减为零,二是刹车过程的逆过程是一个初速度为0的匀加速度直线运动。
【详解】
假设汽车4s 末停下,则第4s 内、第3s 内、第2s 内、第1s 内的位移比为1:3:5:7,题中给出的比例关系为1:24,所以汽车在第4s 内某时刻停止运动,汽车的刹车过程的逆过程可以视为初速度为零的匀加速直线运动,假设汽车在第4s 内运动的时间为t ,汽车行驶的距离:
211m 2
x at == 汽车刹车后初速度为0v ,第1s 内的位移:
22111(3s )(2s )24m 22
x a t a t =+-+= 初速度:
0(3s )v a t =+
解得:28m/s a =,028m/s v =,故AC 正确,BD 错误。
【点睛】
准确的分析运动过程,灵活应用运动学公式进行求解。
三、第三章 相互作用——力易错题培优(难)
21.如图所示,竖直面内有一圆环,轻绳OA 的一端O 固定在此圆环的圆心,另一端A 拴一球,轻绳AB 的一端拴球,另一端固定在圆环上的B 点。
最初,两绳均被拉直,夹角为θ(2π
θ>)且OA 水平。
现将圆环绕圆心O 顺时针缓慢转过90°的过程中(夹角θ始终不变),以下说法正确的是( )
A .OA 上的张力逐渐增大
B .OA 上的张力先增大后减小
C .AB 上的张力逐渐增大
D .AB 上的张力先增大后减小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
取球为研究对象,缓慢转动过程可视为平衡状态,物体受到重力mg ,OA 绳子的拉力OA F ,AB 绳子的拉力AB F ,这三个力合力为零,可构成如图所示的矢量三角形,由动态图
分析可知OA F 先增大后减小,AB F 一直减小到零。
故选择B 。
22.如图所示,在粗糙地面上放有一装有定滑轮的粗糙斜面体,将两相同的A 、B 两物体通过细绳连接处于静止状态,用水平力F 作用于物体B 上,缓慢拉开一小角度,斜面体与物体A 仍然静止。
则下列说法正确的是( )(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)
A .水平力F 变小
B .物体A 所受合力变大
C .物体A 所受摩擦力不变
D .斜面体所受地面的摩擦力变大
【答案】D
【解析】
【分析】 先对物体B 进行受力分析,根据共点力平衡条件求出绳的拉力,再对A 进行受力分析,同样根据共点力平衡条件得出各个力的情况,对斜面体所受地面的摩擦力可以用整体法进行分析。
【详解】
A .对
B 物体进行受力分析,如图
根据共点力平衡条件
B tan F m g θ=,B cos m g T θ
= 在缓慢拉开B 的过程中,θ角度变大,故绳上的张力T 变大,水平力F 增大,故A 错误; B .因物体A 始终处于静止,故A 所受合外力为0,B 错误;
C .物体A 受重力、支持力、细线的拉力,可能没有摩擦力,也可能有沿斜面向下的静摩擦力,还有可能受斜面向上的静摩擦力。
故拉力T 增大后,静摩擦力可能变小,也可能变大,故C 错误;
D .对整体分析可以知道,整体在水平方向受拉力和静摩擦力作用,因拉力变大,故静摩
擦力一定变大,故D 正确。
故选D 。
【点睛】
整体法与隔离法相结合。
23.如图所示,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( )
A .F 缓慢增大
B .F 缓慢减小
C .N 不变
D .N 缓慢减小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】 对物体进行受力分析:物体受重力mg 、支持力F N 、水平力F .已知小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点,我们可以看成小滑块每一个状态都是平衡状态.根据平衡条件,应用力的合成得出:
G F tan θ=
N G F sin θ
=,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,F N 增大.故选A.
【点睛】
物体的动态平衡依然为高考命题热点,解决物体的平衡问题,一是要认清物体平衡状态的特征和受力环境是分析平衡问题的关键;二是要学会利用力学平衡的结论(比如:合成法、正交分解法、效果分解法、三角形法、假设法等)来解答;三是要养成迅速处理矢量计算和辨析图形几何关系的能力.
24.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 ααβ=+ 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 1mg 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 。
25.如图所示,斜面体固定在水平面上,一轻质细线绕过滑轮1和滑轮2,两端分别与物体a 和轻环c 连接,轻环c 穿在水平横杆上,滑轮2下吊一物体b 。
物体a 和滑轮1间的细线平行于斜面,系统静止。
现将c 向右移动少许,物体a 始终静止,系统再次静止,不计滑轮质量和滑轮与绳间的摩擦。
则( )
A .细线拉力将变大
B .地面对斜面体的支持力将变大
C .横杆对轻环c 的摩擦力将变大
D .斜面体对物体a 的摩擦力将变小
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
A .以滑轮2为研究的对象,受力如图
若将c 向右移动少许,两个绳子之间的夹角β增大,由于b 对滑轮的拉力不变,两个绳子之间的夹角变大,根据
2cos 2b F G β
=
绳子的拉力F 一定变大,A 正确;
B .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
cos
2
2
b N m g
F G F G β
=-=-
总总 N F 与角度β无关,恒定不变,B 错误;
C .以c 为研究的对象
水平方向
'sin f F F α=
c 向右移动少许,F 变大,α变大,sin α变大,横杆对轻环c 的摩擦力将变大,C 正确;
D .若原来物块a 有下降趋势,绳子拉力增大,a 可能有上升趋势,因摩擦力大小和方向都不能确定,D 错误。
故选AC 。
26.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 .
27.如图所示,斜面体A 静止在水平面上,质量为m 的滑块B 在外力1F 和2F 的共同作用下沿斜面向下运动,当1F 方向水平向右,2F 方向沿斜面向下时,地面对斜面体摩擦力的方向水平向左,则下列说法正确的是( )
A .若只撤去1F ,在滑块
B 仍向下运动的过程中,A 所受地面摩擦力方向可能向右 B .若只撤去2F ,在滑块B 仍向下运动的过程中,A 所受地面摩擦力方向可能向右
C .若只撤去1F ,在滑块B 仍向下运动的过程中,A 所受地面摩擦力减小
D .若同时撤去1F 和2F ,滑块B 所受合力方向一定沿斜面向下 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】
当斜劈A 表面光滑(设斜面的倾角为θ,A 的质量为m A ,B 的质量为m B ),对A 分析有
A .撤去1F 前有
()1cos sin sin B f F m g θθθ+=
如果撤去1F ,使A 相对地面发生相对运动趋势的外力大小是
2sin cos sin N B F m g θθθ=
因为
()1cos sin cos sin sin B B m g m g F θθθθθ<+
所以A 所受地面的摩擦力仍然是静摩擦力,为
cos sin B f m g θθ'=
其方向仍然是向左而不可能向右,故A 错误;
B .如果撤去2F ,在物体B 仍向下运动的过程中,使A 相对地面有向右滑动趋势的外力是
()1cos sin sin B F m g F θθθ=+
与2F 是否存在无关;所以撤去2F ,在物体B 仍向下运动的过程中,A 所受地面的摩擦力应该保持不变,方向仍然向左,故B 错误;
C .由A 选项的分析可知只撤去1F ,在滑块B 仍向下运动的过程中,A 所受地面摩擦力减。