高中物理滬科版第四章怎樣求合力與分力學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)14

學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(十四)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．(2023·佛山高一檢測(cè))下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)的論述，正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370210】A．質(zhì)點(diǎn)一定不受力的作用B．質(zhì)點(diǎn)一定沒(méi)有加速度C．質(zhì)點(diǎn)一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．質(zhì)點(diǎn)一定保持靜止【解析】處于平衡狀態(tài)的物體，合力為零，物體可以受力的作用，只是合力是零，所以A錯(cuò)誤．處于平衡狀態(tài)的物體，合力為零，由牛頓第二定律可知，物體的加速度為零，所以B正確．平衡狀態(tài)指的是物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物體可以保持靜止，所以C錯(cuò)誤．平衡狀態(tài)指的是物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物體可以做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以D錯(cuò)誤．【答案】B2．(多選)下面關(guān)于共點(diǎn)力的平衡與平衡條件的說(shuō)法正確的是()A．如果物體的運(yùn)動(dòng)速度為零，則必處于平衡狀態(tài)B．如果物體的運(yùn)動(dòng)速度大小不變，則必處于平衡狀態(tài)C．如果物體處于平衡狀態(tài)，則物體沿任意方向的合力都必為零D．如果物體受到三個(gè)共點(diǎn)力的作用而處于平衡狀態(tài)，則任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等、方向相反【解析】物體運(yùn)動(dòng)速度為零時(shí)不一定處于靜止?fàn)顟B(tài)，A錯(cuò)誤．物體運(yùn)動(dòng)速度大小不變、方向變化時(shí)，不是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，一定不是處于平衡狀態(tài)，B錯(cuò)誤．物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，合力為零，物體沿任意方向的合力都必為零，C正確．任意兩個(gè)共點(diǎn)力的合力與第三個(gè)力等大反向、合力為零，物體處于平衡狀態(tài)，D正確．【答案】CD3．2012年6月29日10時(shí)03分，圓滿(mǎn)完成載人航天飛行任務(wù)的“神舟九號(hào)”飛船返回艙成功降落在內(nèi)蒙古中部的主著陸場(chǎng)預(yù)定區(qū)域，如圖4-3-8所示．返回艙在將要著陸之前的一段時(shí)間里，由于空氣阻力的作用勻速下落．假設(shè)返回艙受到的空氣阻力與其速率的平方成正比，比例系數(shù)為k，返回艙的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則返回艙勻速下落時(shí)的速度大小是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370211】圖4-3-8A．mg/kB．k/mgC．gt\r(mg/k)【解析】返回艙勻速下落，重力和空氣阻力平衡，即mg＝kv2，v＝eq\r(mg/k)，D正確．【答案】D4．一個(gè)質(zhì)量為3kg的物體，被放置在傾角為α＝30°的固定光滑斜面上，在如圖4-3-9所示的甲、乙、丙三種情況下處于平衡狀態(tài)的是(取g＝10m/s2)()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370212】甲乙丙圖4-3-9A．僅甲圖 B．僅丙圖C．僅乙圖 D．甲、乙、丙圖【解析】物體重力沿斜面方向的分力G1＝mgsinθ＝3×10×eq\f(1,2)N＝15N，恰好和乙圖中的拉力F平衡；垂直于斜面方向，支持力和重力沿垂直于斜面方向的分力平衡，C正確．【答案】C5．(多選)如圖4-3-10，用輕繩吊一個(gè)重為G的小球，欲施一力F使小球在圖示位置平衡(θ<30°),下列說(shuō)法正確的是()圖4-3-10A．力F最小值為GsinθB．若力F與繩拉力大小相等，力F方向與豎直方向必成θ角C．若力F與G大小相等，力F方向與豎直方向必成θ角D．若力F與G大小相等，力F方向與豎直方向可成2θ角【解析】此題實(shí)際上可視為一動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題，如圖，可知ABD正確．【答案】ABD6．運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行吊環(huán)比賽時(shí)，先雙手撐住吊環(huán)，然后身體下移，雙臂緩慢張開(kāi)，此時(shí)連接吊環(huán)的繩索與豎直方向的夾角為θ.已知他的體重為G，吊環(huán)和繩索的重力不計(jì)．則每條繩索的張力為()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370213】\f(G,2cosθ)\f(G,2sinθ)\f(G,2)cosθ\f(G,2)sinθ【解析】運(yùn)動(dòng)員受力情況如圖所示，根據(jù)二力平衡可得，兩繩索的合力與重力平衡，即G＝2Fcosθ則每條繩索的張力為F＝eq\f(G,2cosθ)，選項(xiàng)A正確．【答案】A7．如圖4-3-11所示，一重為8N的球固定在AB桿的上端，今用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉球，使桿發(fā)生彎曲，此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為6N，則AB桿對(duì)球作用力的大小為()圖4-3-11A．6NB．8NC．10ND．12N【解析】小球受重力mg、彈簧測(cè)力計(jì)的水平拉力F和桿的彈力N處于平衡狀態(tài)，其合力為零，故N＝eq\r(mg2＋F2)＝eq\r(62＋82)N＝10N，C正確．【答案】C8．有一小甲蟲(chóng)，在半徑為r的半球碗中向上爬，設(shè)蟲(chóng)足與碗壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝.試問(wèn)它能爬到的最高點(diǎn)離碗底多高？【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370214】【解析】受力分析如圖所示．f＝μN(yùn)＝μmgcosθ①由受力平衡知f＝mgsinθ②由①②式解得θ＝37°所以離地面高度h＝r－rcos37°＝.【答案】[能力提升]9．如圖4-3-12所示，質(zhì)量為M的楔形物塊靜置在水平地面上，其斜面的傾角為θ.斜面上有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與斜面之間存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物塊，使之勻速上滑．在小物塊運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，楔形物塊始終保持靜止．地面對(duì)楔形物塊的支持力為()圖4-3-12A．(M＋m)g B．(M＋m)g－FC．(M＋m)g＋Fsinθ D．(M＋m)g－Fsinθ【解析】勻速上滑的小物塊和靜止的楔形物塊都處于平衡狀態(tài)，可將二者看做一個(gè)處于平衡狀態(tài)的整體．由豎直方向上受力平衡可得(M＋m)g＝N＋F·sinθ，因此，地面對(duì)楔形物塊的支持力N＝(M＋m)g－Fsinθ，D選項(xiàng)正確．【答案】D10．長(zhǎng)直木板的上表面的一端放有一鐵塊，木板繞固定端O由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動(dòng)(即木板與水平面間的夾角α變大)，如圖4-3-13所示．則鐵塊受到的摩擦力f隨夾角α的變化圖像可能正確的是圖中的(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370215】圖4-3-13【解析】設(shè)木板與水平面間的夾角增大到θ時(shí)，鐵塊開(kāi)始滑動(dòng)，當(dāng)α＜θ時(shí)，鐵塊與木板相對(duì)靜止．由力的平衡條件可知，鐵塊受到的靜摩擦力的大小為f＝mgsinα；當(dāng)α≥θ時(shí)，鐵塊與木板間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力．設(shè)動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，由滑動(dòng)摩擦力公式知鐵塊所受摩擦力為f＝μmgcosα.通過(guò)上述分析可知：α＜θ時(shí)，靜摩擦力隨α角增大按正弦函數(shù)增加；α≥θ時(shí)，滑動(dòng)摩擦力隨α角增大按余弦函數(shù)減?。x項(xiàng)C正確．【答案】C11．如圖4-3-14所示，物體質(zhì)量為m，靠在粗糙的豎直墻上，物體與墻之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，若要使物體沿墻向上勻速運(yùn)動(dòng)，試求外力F的大?。畧D4-3-14【解析】物體向上運(yùn)動(dòng)，受力分析如圖所示，建立如圖所示的坐標(biāo)系．由共點(diǎn)力平衡條件得：Fcosα－N＝0 ①Fsinα－f－mg＝0 ②又f＝μN(yùn)③又①②③得F＝eq\f(mg,sinα－μcosα).【答案】eq\f(mg,sinα－μcosα)12．如圖4-3-15所示，在A點(diǎn)有一物體(未畫(huà)出)，其質(zhì)量為2kg，兩根輕繩AB和AC的一端系在豎直墻上，另一端系在物體上，在物體上另施加一個(gè)方向與水平線成θ＝60°角的拉力F，若要使繩都能伸直，求拉力F的大小范圍．(g取10m/s2)圖4-3-15【解析】作出物體A的受力示意圖如圖所示，由平衡條件Fy＝Fsinθ＋T1sinθ－mg＝0 ①Fx＝Fcosθ－T2－T1cosθ＝0 ②由①②式得F＝eq\f(mg,sinθ)－T1 ③F＝eq\f(T2,2cosθ)＋eq\f(mg,2sinθ) ④要使兩繩都能繃直，則有T1≥0， ⑤T2≥0 ⑥由③⑤式得F有最大值Fmax＝eq\f(mg,sinθ)＝eq\f(40\r(3),3)N，此時(shí)T1＝0，A