人教版高一上册物理 期末精选易错题(Word版 含答案)
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人教版高一上册物理 期末精选易错题(Word 版 含答案)
一、第一章 运动的描述易错题培优(难)
1.如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,AB 、ABC 、ABCD 、ABCDE 四段曲线轨迹运动所用的时间分别是:1s 、2s 、3s 、4s ,下列说法正确的是( )
A .物体在A
B 段的平均速度为1m/s B .物体在AB
C 5
m/s C .AB 段的平均速度比ABC 段的平均速度更能反映物体处于A 点时的瞬时速度 D .物体在B 点的速度等于AC 段的平均速度 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】
A .由图可知物体在A
B 段的位移为1m ,则物体在AB 段的平均速度
1
m/s 1m/s 1
x v t =
== 选项A 正确;
B .物体在AB
C 段的位移大小为
2212m 5m x =+=
所以物体在ABC 段的平均速度
5m/s 2
x v t =
= 选项B 正确; C .根据公式x
v t
=
可知,当物体位移无限小、时间无限短时,物体的平均速度可以代替某点的瞬时速度,位移越小平均速度越能代表某点的瞬时速度,则AB 段的平均速度比ABC 段的平均速度更能反映物体处于A 点时的瞬时速度,选项C 正确;
D .根据题给条件,无法得知物体的B 点的运动速度,可能很大,也可能很小,所以不能得出物体在B 点的速度等于AC 段的平均速度,选项D 错误。
故选ABC 。
2.一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:
2214
m/s 2m/s 2
a == 22504
m/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 。
3.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。
4.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
012
x v t at =+
和速度公式0v v at =+变形得: 12
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v 0,故A 正确; B.由A 项分析与图可知:02v
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
22v 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.
5.在物理学中,突出问题的主要方面,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,是经常采用的一种科学研究方法.质点就是这种物理模型之一.关于地球能否看作质点,下列说法正确的是( )
A .地球的质量太大,不能把地球看作质点
B .地球的体积太大,不能把地球看作质点
C .研究地球的自转时可以把地球看作质点
D .研究地球绕太阳公转时可以把地球看作质点 【答案】D 【解析】
试题分析:一个物体能不能看成质点,要看物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响,地球的质量、体积当对所分析研究的问题没有影响时,就可以看成质点,所以A 、B 选项都不对.
C 、研究地球的自转时,地球的大小是不能忽略的,没了大小,就没有自转的说法了,所以此时地球不能看成质点,故C 错误.
D 、研究地球绕太阳公转时,地球的大小相对于地球和太阳之间的距离来说太小了,完全可以忽略,此时可以看成质点,所以D 选项正确. 故选D .
6.如图所示是一做匀变速直线运动的质点的位移—时间图像,P (t 1,x 1)为图像上一点.PQ 为过P 点的切线,与x 轴交于点Q .则下列说法正确的是( )
A .t 1时刻,质点的速率为2
11
x t
B .t 1时刻,质点的速率为12
1
x x t - C .质点的加速度大小为
12
2
1x x t - D .0~t 1时间内,质点的平均速度大小为()
121
2x x t - 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
AB.x -t 图象的斜率表示速度,则1t 时刻,质点的速率为
12
11
x x v t -=
故A 错误,B 正确;
C.根据图象可知,t =0时刻,初速度不为零,根据
v v a t
-=
可得加速度
12
112
211
x x v t x x a t t ---=≠ 故C 错误;
D.10t -时间内,质点的平均速度大小为
1
1
x v t =
故D 错误.
7.在印度洋海啸救灾中,从水平匀速航行的飞机上向地面空投救灾物资,地面上的人员以地面作为参考系,观察被投下的物体的运动,以下说法中正确的是( ). A .物体是竖直下落的,其位移大小等于飞机的高度
B.物体是沿曲线下落的,其位移大小小于路程
C.物体是沿曲线下落的,其位移大小等于路程
D.物体是沿曲线下落的,其位移大小等于飞机的高度
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
以地面作为参考系,物体做的是平抛运动,运动的轨迹是曲线,位移是指从初位置到末位置的有向线段,路程是指物体所经过的路径的长度,所以从飞机上投下来的物体路程大小等于曲线的长度,所以位移大小小于路程,B正确.
8.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.
9.甲、乙两位同学进行百米赛跑,假如把他们的运动近似当作匀速直线运动来处理,他们
同时从起跑线起跑,经过一段时间后他们的位置如图所示,在图中分别作出在这段时间内两人运动的位移s、速度v与时间t的关系图象,正确的是()
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】
由图像可以看出两个人做乙的速度大于甲的速度的匀速直线运动,所以CD都错.在位移时间图像中,斜率表示速度.所以A错,B正确.
10.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。
二、第二章匀变速直线运动的研究易错题培优(难)
11.某人驾驶一辆汽车甲正在平直的公路上以某一速度匀速运动,突然发现前方50m处停着一辆乙车,立即刹车,刹车后做匀减速直线运动。
已知刹车后第1个2s内的位移是
24m,第4个2s内的位移是1m。
则下列说法中正确的是()
A.汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为2m/s2
B.汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为23
12
m/s2
C.汽车甲刹车后停止前,可能撞上乙车
D .汽车甲刹车前的速度为13.9m/s 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
ABD .假设汽车甲8s 内一直做匀减速直线运动,根据2
41-=3x x aT 得
22
41212423m/s m/s 33412
x x a T --=
==-⨯ 根据2
101112
x v t at =+
得初速度为 2
0123242212m/s 13.9m/s
2
v +⨯⨯=≈ 速度减为零的时间为
00013.9
s 7.3s
2312
v t a --=
==- 可知汽车甲在8s 前速度减为零。
设汽车甲的加速度为a ,根据2
101112
x v t at =+
得 02422v a =+
汽车甲速度减为零的时间为
0000--v v
t a a
=
= 采用逆向思维,最后2s 内的位移为
201
61m 2v x a a
'=--=-()()
联立解得
a =-2m/s 2 v 0=14m/s
选项A 正确,BD 错误。
C .汽车甲刹车到停止的距离
22
000014 m 49m 50m 22(2)
v x a --===⨯-<
可知甲不能撞上乙车,选项C 错误。
故选A 。
12.“低头族”在社会安全中面临越来越多的潜在风险,若司机也属于低头一族,出事概率则会剧增。
若高速公路(可视为平直公路)同一车道上两小车的车速均为108km/h ,车
距为105m ,前车由于车辆问题而紧急刹车,而后方车辆的司机由于低头看手机,4s 后抬头才看到前车刹车,经过0.4s 的应时间后也紧急刹车,假设两车刹车时的加速度大小均为6m/s 2,则下列说法正确的是( )
A .两车不会相撞,两车间的最小距离为12m
B .两车会相撞,相撞时前车车速为6m/s
C .两车会相撞,相撞时后车车速为18m/s
D .条件不足,不能判断两车是否相撞 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
两车的初速度0108km/h 30m/s v ==,结合运动学公式知两车从刹车到速度为0的位移
220130m 75m 226
v x a ==⨯= 则后车从开始到刹车到速度为0的位移
2130(40.4)m 75m=207m>105m+=180m x x ⨯++=
所以两车会相撞,相撞时前车已经停止,距后车减速到速度为0的位置相距
207m 180m 27m x ∆=-=
根据减速到速度为零的运动可以视为初速度为零的加速运动处理,则相撞时后车的速度
2
2v a x ∆
解得
18m/s v =
故C 正确,ABD 错误。
故选C 。
13.质点做直线运动的v —t 图象如图所示,规定向右为正方向,则该质点在前8s 内平均速度的大小和方向分别为( )
A .0.25m/s ,向右
B .0.25m/s ,向左
C .1m/s ,向右
D .1m/s ,向左 【答案】B 【解析】 【详解】
由图线可知0-3s 内的位移为
11
32m 3m 2
s =⨯⨯=
方向为正方向;3-8s 内的位移为
21
(83)2m 5m 2
s =⨯-⨯=
方向为负方向;0-8s 内的位移为
122m s s s =-=-
0-8s 内的平均速度为
2m 0.25m/s 8s
s v t -=
==-, 负号表示方向是向左的.
A. 前8s 内平均速度的大小和方向分别为0.25m/s ,向右,与分析不一致,故A 错误;
B. 前8s 内平均速度的大小和方向分别为0.25m/s ,向左,与分析相一致,故B 正确;
C. 前8s 内平均速度的大小和方向分别为1m/s ,向右,与分析不一致,故C 错误;
D. 前8s 内平均速度的大小和方向分别为1m/s ,向左,与分析不一致,故D 错误.
14.一个物体以初速度v 0沿光滑斜面向上运动,其速度v 随时间t 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 ,设经过b 时刻的加速度和速度分别为a 和v b ,则下列说法正确的是( )
A .2()()m n S
a m n mn
+=-
B .2()()m n S a m n mn
-=+
C .b ()m n S
v mn
+=
D .()
2
2b
m n S v
mn
+=
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
根据匀变速度直线运动位移与时间的关系
21
2
b v n an S +=
21
2
b v m am S -=
两式联立,得
2()()m n S a m n mn -=+,()
22b (+)
m n S v mn m n +=
B 正确,ACD 错误。
故选B 。
15.一汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。
行驶过程中,司机忽然发现前方有一警示牌,立即刹车。
刹车后汽车立即开始做匀减速直线运动,直至停止。
已知从刹车开始计时,汽车在 0~2s 内的位移大小为48m ,4s~6 s 内的位移大小为3m 。
用v 、a 分别表示汽车匀速行驶时的速度大小及刹车后的加速度大小,则 A .245237
m/s ,m/s 88
a v =
= B .232104
m/s ,m/s 33
a v =
= C .28m/s ,32m/s a v == D .26m/s ,30m/s a v ==
【答案】D 【解析】 【详解】
设汽车的加速度大小为a ,初速度为v 0,则在0~2s 内,2s t =的位移为:
2101
2
x v t at =- ①
汽车在4s 时的速度为
04v v a =- ②
则4~6s 内的位移为:
221
2
x vt at =-
代入数据解得
v 0=29.625m/s , a =5.625m/s 2;
但当t =6s 时,可得速度为v 6=-4.125m/s ,这说明在t =6s 时汽车已停止运动,因此上面的计算不成立。
则4~6s 内的位移为
2202v ax -=- ③
联立①②③式计算可得
a =6m/s 2, v 0=30m/s ,
故D 正确,ABC 错误。
故选D 。
16.一物体在水平地面上做匀减速直线运动直至停下,若已知物体在第1秒内位移为8.0m ,在第3秒内位移为0.5m .则下列说法正确的是( ) A .物体的加速度大小一定为4m/s 2 B .物体的加速度大小可能为3.75m/s 2 C .物体在第0.5秒末速度一定为8.0m/s D .物体在第2.5秒末速度一定为0.5m/s 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】
假设物体在第3s 末时未停下,根据匀变速直线运动规律可知,某段时间内的平均速度等于该段时间的中间时刻的瞬时速度,故0.5末的瞬时速度
18
m/s 8m /s 1
v ==
2.5s 末的瞬时速度
20.5
m/s 0.5m /s 1
v =
= 根据加速度定义式可得加速度大小为
23.75m /s a =
则物体从0.5s 末开始到停下来所用时间为
32s 15
t =
即物体整个减速运动过程持续时间为
32
0.5s s 3s 15
+
< 故假设不成立,2v 并非2.5s 末的瞬时速度,物体在3s 末之前就已停下来了。
设物体运动2s 后再运动0t 时间停下,则
()101.5v a t =+
从2s 末到物体停下来的这段时间内,即t 时间内物体运动的位移
201
0.5m 2
x at ==
解得
00.5s t =,24m /s a =
故物体在2.5s 末停止运动,选项AC 正确,BD 错误。
故选AC 。
17.一小球自5m 高处自由下落,当它与水平地面每碰撞一次后,速度大小减小为碰撞前的
4
5
,不计空气阻力,g 取210m/s ,则下列说法正确的是( ) A .第一次下落的时间与第二次下落的时间之比为54
B .第二次弹起的高度为第一次弹起时高度的54
C .小球运动的总时间约为9s
D .小球运动的总位移为5m 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】
A .设小球第一次落地时速度为0υ,则有
010m/s υ==
则第二,第三,第1n +次落地速度分别为1045υυ=,2
2045υυ⎛⎫= ⎪⎝⎭,…,2
045n υυ⎛⎫= ⎪⎝⎭
根据
gt υ=
则小球第一次下落的时间与第二次下落的时间之比为
012154
t t υυ== A 正确;
B .小球开始下落到第一次与地相碰经过的路程为
2
005m 2h g
υ=
=
小球第一次与地相碰后弹起的高度是
2
2
1145m 25h g υ⎛⎫
==⨯ ⎪⎝⎭
小球第二次与地相碰后弹起的高度是2h ,则
4
22
245m 25h g υ⎛⎫==⨯ ⎪⎝⎭
所以第二次弹起的高度为第一次弹起时高度的2
45⎛⎫ ⎪⎝⎭
,B 错误;
C .小球第1次下落时间为
021s h t g
=
=
小球从第1次与地面相撞到第2次与地面相撞经过的时间为
11422452s 5
t g g υυ⨯===⨯ 小球从第2 次与地面相撞到第3次与地面相撞经过的时间为
2
22242s 5t g υ⎛⎫==⨯ ⎪⎝⎭
小球从第3次与地面相撞到第4次与地面相撞经过的时间为
3
33242s 5t g υ⎛⎫
==⨯ ⎪⎝⎭
…
由数学归纳推理得:小球从第n 次与地面相撞到第()1n +次与地面相撞经过的时间为
425n
n t ⎛⎫
=⨯ ⎪⎝⎭,所以小球运动的总时间为
123n t t t t t =+++
+=23
44441s 2s 5555n
⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫
⎛⎫
+⨯+++
+⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭
⎝⎭
⎢⎥⎣⎦
4
51s 2s 9s 415
=+⨯=-
C 正确;
D .小球最终停在地面上,总位移为5m ,D 正确。
故选ACD 。
18.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 。
19.由于公路维修只允许单车道通行。
t =0时,甲车在前,乙车在后,相距x 0=100m ,速度均为v 0=30m/s ,从此时开始两车按图所示规律运动,则下述说法正确的是( )
A .两车最近距离为10m
B .两车最近距离为100m
C .两车一定不会相遇
D .两车一定会相遇 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】
在0~3s 时间内,甲车一直减速,乙车匀速运动,两车距离一直减小,在3s ~9s 时间内,甲车从静止开始加速,乙车开始减速,当两车速度相等时,距离最近,从3s 开始,甲车的加速度为5m/s 2,再经t 时间,两车速度相等
0a t v a t =-甲乙
整理得
=3s t
因此在6s 时两车距离最近,由甲车图象可知
67.5m x =甲
设前3s 为t 0,乙车的位移
20001
157.5m 2
x v t v t a t =+-=乙乙
此时两车间距离
010m x x x x ∆=+-=甲乙
因此两车最近距离为10m,不会相遇,AC正确,BD错误。
故选AC。
20.甲乙两车在一平直道路上同向运动,其v-t图象如图所示,图中△OPQ和△OQT的面积分别为s1和s2(s2>s1).初始时,甲车在乙车前方s0处.则下列说法正确的是()
A.若s0=s1,两车恰好相遇1次
B.若s0<s1,两车相遇2次
C.若s0=s1+s2,两车最小距离为s2
D.若s0<s1+s2,两车不会相遇
【答案】ABC
【解析】
【分析】
【详解】
由图线可知:在T时间内,甲车前进了s2,乙车前进了s1+s2;
A.若s0=s1,则s0+s2=s1+s2,两车只能相遇一次,故A正确.
B.若s0<s1,则s0+s2<s1+s2,即s0<s1,在T时刻之前,乙车会超过甲车,但甲车速度增加的快,所以甲车还会超过乙车,则两车会相遇2次,故B正确;
C.若s0=s1+s2,则s0>s1,两车不会相遇,速度相等时,有最小距离,且为s0-s1=s2,故C正确;
D.若s0<s1+s2,仍有可能存在s0+s2=s1+s2,所以两者可能相遇,故D错误;
故选ABC.
【点睛】
对于图象问题,要抓住:
1、抓住速度图象是速度随时间的变化规律,是物理公式的函数表现形式,分析问题时要做到数学与物理的有机结合,数学为物理所用;
2、在速度图象中,纵轴截距表示初速度,斜率表示加速度,图象与坐标轴围成的“面积”表示位移,抓住以上特征,灵活分析.
三、第三章相互作用——力易错题培优(难)
21.如图所示,斜面体置于粗糙水平地面上,斜面体上方水平固定一根光滑直杆,直杆上套有一个滑块.滑块连接一根细线,细线的另一端连接一个置于斜面上的光滑小球.最初斜面与小球都保持静止,现对滑块施加水平向右的外力使其缓慢向右滑动至A点,如果整个过程斜面保持静止,小球未滑离斜面,滑块滑动到A点时细线恰好平行于斜面,则下列说法正确的是()
A .斜面对小球的支持力逐渐减小
B .细线对小球的拉力逐渐增大
C .滑块受到水平向右的外力逐渐增大
D .水平地面对斜面体的支持力保持不变 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
AB .对小球受力分析可知,沿斜面方向
cos sin T mg αθ=
在垂直斜面方向
sin cos N F T mg αθ+=
(其中α是细线与斜面的夹角,θ为斜面的倾角),现对滑块施加水平向右的外力使其缓慢向右滑动至A 点,α变小,则细线对小球的拉力T 变小,斜面对小球的支持力N F 变大,故A B 错误;
C .对滑块受力分析可知,在水平方向则有
sin cos()
cos()sin (cos tan sin )cos mg F T mg θαθαθθθαθα
+=+=
=-
由于α变小,则有滑块受到水平向右的外力逐渐增大,故C 正确; D .对斜面和小球为对象受力分析可知,在竖直方向则有
sin()N mg Mg F T θα'+=++
由于()αθ+变小,所以水平地面对斜面体的支持力逐渐增大,故D 错误。
故选C 。
22.如图所示,小球A 置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上,小球B 用水平轻弹簧拉着系于竖直板上,两小球A 、B 通过光滑滑轮O 用轻质细线相连,两球均处于静止状态,已知B 球质量为m ,O 点在半圆柱体圆心O 1的正上方,OA 与竖直方向成30°角,OA 长度与半圆柱体半径相等,OB 与竖直方向成45°角,则下列叙述正确的是
A .小球A 、
B 受到的拉力T OA 与T OB 相等,且T OA =T OB =3mg B .弹簧弹力大小2mg
C .A 球质量为6m
D .光滑半圆柱体对A 球支持力的大小为mg 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A 、
B 、隔离对B 分析,根据共点力平衡得: 水平方向有:T OB sin45°=F 竖直方向有:T OB cos45°=mg , 则2OB T mg =,弹簧弹力 F =mg ,
根据定滑轮的特性知:T OA 与T OB 相等;故A ,B 错误. C 、D 、对A 分析,如图所示:
由几何关系可知拉力T OA 和支持力N 与水平方向的夹角相等,夹角为60°,则N 和T 相等,有:2T OA sin60°=m A g ,
解得:6A m m =,由对称性可得:2OA N T mg ==,故C 正确,D 错误. 故选C. 【点睛】
解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡进行求解.本题采用隔离法研究比较简便.
23.如图所示,物体B 的上表面水平,当A 、B 相对静止沿斜面匀速下滑时,斜面在水平面上保持静止不动,则下列判断正确的是( )
A .物体A 受3个力作用
B .物体B 受4个力作用
C .物体C 受水平面的摩擦力方向一定水平向右
D .水平面对物体C 的支持力小于A 、B 和C 三物体的重力大小之和 【答案】B
【解析】 【分析】 【详解】
A .A 、
B 相对静止沿斜面匀速下滑,所以物体A 受重力和支持力2个力作用,选项A 错误;
B .对B 分析,B 受重力、斜面的支持力、A 的压力及B 受
C 的摩擦力,所以物体B 受4个力作用,选项B 正确;
C .对整体分析,由于整体保持静止,故整体在水平方向没有摩擦力,即物体C 不受水平面的摩擦力作用,选项C 错误;
D .对整体分析,由于整体保持静止,所以水平面对物体C 的支持力等于A 、B 和C 三物体的重力大小之和,选项D 错误。
故选B 。
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 。
25.2018年10月23日,港珠澳跨海大桥正式通车.为保持以往船行习惯,在航道处建造了单面索(所有钢索均处在同一竖直面内)斜拉桥,其索塔与钢索如图所示.下列说法正确的是( )
A .增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力
B .为了减小钢索承受的拉力,可以适当降低索塔的高度
C .索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时,钢索对索塔的合力竖直向下
D .为了使索塔受到钢索的合力竖直向下,索塔两侧的钢索必须对称分布 【答案】C 【解析】 【详解】
A 、以桥身为研究对象,钢索对桥身的拉力的合力与桥身的重力等大反向,则钢索对索塔的向下的压力数值上等于桥身的重力,增加钢索的数量钢索对索塔的向下的压力数值不变,故A 错误;
B 、由图甲可知2cos T Mg α=,当索塔高度降低后,α变大,cos α 变小,故T 变大,故B 错误
C 、由B 的分析可知,当钢索对称分布时,2cos T Mg α=,钢索对索塔的合力竖直向下,故C 正确
D 、受力分析如图乙,由正弦定理可知,只要
sin sin AC AB
F F αβ
= ,钢索AC 、AB 的拉力F AC 、F AB
进行合成,合力竖直向下,钢索不一定要对称分布,故D 错误;综上分析:答案为C。