人教版高一物理上册 第三章 相互作用——力单元测试与练习(word解析版)
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一、第三章相互作用——力易错题培优(难)
1.如图所示,在固定光滑半球体球心正上方某点悬挂一定滑轮,小球用绕过滑轮的绳子被站在地面上的人拉住。人拉动绳子,球在与球面相切的某点缓慢运动到接近顶点的过程中,试分析半球对小球的支持力N和绳子拉力T大小如何变化()
A.N增大,T增大B.N增大,T减小
C.N不变,T减小D.N不变,T增大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
对球受力分析,受重力、支持力和拉力,根据平衡条件作图,如图所示
图中矢量三角形与三角形ABC相似,故
mg N T
==
AC BC AB
解得
BC
=
N mg
AC
AB
=
T mg
AC
由于AB变小,AC不变、BC也不变,故N不变,T变小,故ABD错误,C正确;
故选C。
【点睛】
利用相似三角形求解物体的平衡,根据受力分析找到力的三角形,和空间几何三角形相似,对应边成比例。
2.半径为R的球形物体固定在水平地面上,球心正上方有一光滑的小滑轮,滑轮到球面B
的距离为h ,轻绳的一端系一小球,靠放在半球上的A 点,另一端绕过定滑轮后用力拉住,使小球静止,如图所示,现缓慢地拉绳,在使小球由A 到B 的过程中,半球对小球的支持力N 和绳对小球的拉力T 的大小变化的情况是( )
A .N 不变,T 变小
B .N 不变,T 先变大后变小
C .N 变小,T 先变小后变大
D .N 变大,T 变小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】 对小球受力分析如图所示,根据矢量三角形和力的图示的特点可知
mg N T h R R L
==+ 小球由A 到B 的过程,只有定滑轮左侧的绳子L 变短,h 和R 均不变,所以N 不变,T 变小,故A 正确,BCD 错误.
故选A 。
3.如图所示,光滑的圆柱置于斜面上,挡板AB 可绕固定轴B 转动,使挡板AB 从图示位置(90θ<︒)缓慢转到水平位置,在此过程中,挡板AB 受到的压力大小将( )
A .逐渐变大
B .逐渐变小
C .先变大后变小
D .先变小后变大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
在挡板角度变化的过程中,圆柱在重力及两个接触面的弹力作用下处于动态平衡,受力分析如下
三个力可以构成一个闭合的矢量三角形如下图
由图可知,随着木板的转动,木板对圆柱体的压力1F先变小后变大,根据牛顿第三定律,挡板受到的压力1F 也先变小后变大。
故选D。
4.如图所示,一质量为m的木块靠在竖直粗糙墙壁上,且受到水平力F的作用,下列说法正确的是()
A.若撤去F,木块沿墙壁下滑时,木块受滑动摩擦力大小等于mg
B.若木块静止,当F增大时,木块受到的静摩擦力随之增大
C.若木块与墙壁间的动摩擦因数为μ,则当撤去F时,木块受到的滑动摩擦力大小等于μmg
D.若木块静止,则木块受到的静摩擦力大小等于mg,方向竖直向上
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AC.若撤去推力后,墙壁对物体的支持力减小为零,故最大静摩擦力减为零,物体只受重
力,做自由落体运动;故AC 错误;
BD .木块在推力作用下静止时,处于平衡态,受推力F 、重力G 、向上的静摩擦力f 和向右的支持力N ,如图
根据共点力平衡条件:F =N ,G =f ,当推力增大时,物体仍然保持静止,故静摩擦力的大小不变,始终与重力平衡;B 错误,D 正确;
故选D 。
5.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 tanα
D .墙面对正方体M 的弹力大小为
tan mg
【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 。
6.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