2019-2020年高一物理上册课时作业(VI)

2019-2020年高一物理上册课时作业(VI)
C．322
【解析】由几何知识知，力F1与F3垂直，以F1、F3为邻边作平行四边形，如图所示，则F1、F3的合力为PC代表的线段，由于PC→＝2PO→，即PC代表的力等于2F2，故三个力的合力为3F2，C正确．
【答案】 C
5．(2014·山东高考)如图5，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千，某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变．木板静止时，F1表示木板所受合力的大小，F2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后()
图5
A．F1不变，F2变大B．F1不变，F2变小
C．F1变大，F2变大D．F1变小，F2变小
【解析】由于木板始终处于静止状态，因此木板所受合力为零，故选项C、D错误；对木板进行受力分析如图所示，由平衡条件得：2F2cosθ＝G，当轻绳被剪短后，θ增大，cosθ减小，则F2增大，故选项A正确，B错误．
【答案】 A
6．(2013·山东高考)如图6所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30°，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为()
图6
A.3∶4B．4∶ 3
C．1∶2 D．2∶1
【解析】将两小球及弹簧B视为一个整体系统，因小球处于静止状态，故该系统水平方向受力平衡，则有kΔx A sin 30˚＝kΔxc，可得Δx A∶Δxc＝2∶1，选项D正确．
【答案】 D
7．如图7所示，一重为10 N的球固定在支杆AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5 N，则AB杆对球的作用力()
图7
A．大小为7.5 N
B．大小为10 N
C．方向与水平方向成53°角斜向右下方
D．方向与水平方向成53°角斜向左上方
【解析】对小球进行受力分析如图所示，AB杆对球的作用力与绳的拉力的合力与小球重力等大反向，令AB杆对小球的作用力与水平方向夹角为α，可
得：tan α＝G
F拉＝4
3
，α＝53°，故D项正确．
【答案】 D
8．(2014·上海高考)如图8，光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内，A端与水平面相切．穿在轨道上的小球在拉力F作用下，缓慢地由A向B运动，F始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为N.在运动过程中()
图8
A．F增大，N减小B．F减小，N减小
C．F增大，N增大D．F减小，N增大
【解析】设小球受到的弹力N与竖直方向的夹角为α，则在小球运动的过程中α增大．小球受三个力：重力、拉力F和弹力N，则F＝mg sin α、N＝mg cos α，所以拉力F增大，弹力N减小．
【答案】 A
二、填空题(本大题共2个小题，共20分)
9．(10分)(2014·衡水高一检测)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都
有绳套(如图9)．实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.
图9
(1)(多选)某同学在做该实验时认为：
A．拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好
B．拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些
D．拉力F1和F2的夹角越大越好
其中正确的是________(填入相应的字母)．
(2)若两个弹簧测力计的读数均为4 N，且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直，则________(选填“能”或“不能”)用一个量程为5 N的弹簧测力计测量出它们的合力，理由是____________．
【解析】(1)拉力F1和F2的夹角越大，则合力越小，作图时相对误差太大，正确的选项为A、B、C.
(2)若两个弹簧测力计的读数均为4 N，且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直，则其合力为42N＞5 N，故不能用一个量程为5 N的弹簧测力计测量出它们的合力．
【答案】(1)A、B、C(2)不能量程太小
10．(10分)(2014·临沂高一检测)某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码，做实验研究弹力与弹簧伸长量的关系．下表是他的实验数据．实验时弹力始终没有超过弹簧的弹性限度，弹簧很轻，自身质量可以不计.
(1)x 关系的图象． (2)根据图象可知弹簧的劲度系数为________N/m(保留两位有效数字)．
【解析】 (1)用描点法得出图象如图所示：
(2)图象的斜率表示劲度系数的大小，注意单位要换算成国际单位，由此可得：k ＝ΔF Δx ＝1.50
0.058N/m ≈26 N/m.
【答案】 (1)见解析 (2)26
三、计算题(本大题共2个小题，共32分)
11．(16分)(2014·大庆一中高一检测)如图10所示，放在长木板上的木块质量为m ，当木板与水平方向夹角为α时，木块静止在长木板上．
图10
(1)此时木块所受的弹力和摩擦力各多大？
(2)当把长木板的倾角增大到θ(θ＞α)时，木块刚好沿长木板匀速下滑，木块和长木板之间的动摩擦因数为多少？
【解析】(1)木块受力情况如图所示，根据重力的作用效果把重力分解为F1、F2.由静止时二力平衡可得
F N＝F2＝mg cos α，
F f＝F1＝mg sin α.
(2)当倾角增大到θ时，木块刚好匀速下滑，木块受力情况仍如图所示．由二力平衡可知F f′＝F1′＝mg sin θ，
F N′＝F2′＝mg cos θ，由F f′＝μF N′得μ＝mg sin θ
mg cos θ
＝tan θ.
【答案】(1)mg cos αmg sin α(2)tan θ
12．(16分)(2014·新课标全国卷Ⅱ)2012年10月，奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39 km的高空后跳下，经过4分20秒到达距地面约1.5 km高度处，打开降落伞并成功落地，打破了跳伞运动的多项世界纪录．取重力加速度的大小g＝10 m/s2.
(1)若忽略空气阻力，求该运动员从静止开始下落至1.5 km高度处所需的时间及其在此处速度的大小；
(2)实际上，物体在空气中运动时会受到空气的阻力，高速运动时所受阻力的大小可近似表示为f＝k v2，其中v为速率，k为阻力系数，其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关．已知该运动员在某段时间内高速下落的v－t图象如图11所示．若该运动员和所带装备的总质量m＝100 kg，试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数．(结果保留1位有效数字)
图11
【解析】 (1)设运动员从开始自由下落至1.5 km 高度处的时间为t ，此时速度大小为v .根据运动学公式有
v ＝gt ，① s ＝1
2gt 2，② 根据题意有
s ＝3.9×104 m －1.5×103 m ＝3.75×104 m ．③ 联立①②③式得 t ＝87 s ， v ＝8.7×102 m/s.
(2)该运动员达到最大速度v max 时，加速度为零，根据平衡条件有mg ＝k v 2max ，④
由所给的v －t 图象可读出 v max ≈360 m/s.⑤ 由④⑤式得 k ＝0.008 kg/m.
【答案】 (1)87 s 8.7×102 m/s (2)0.008 kg/m。