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本章综合能力提升练一、单项选择题1(2018程桥高中月考)如图1所示,P是位于水平粗糙桌面上的物块,用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳将P与钩码Q相连,Q的质量为m,在P向右匀速运动的过程中,桌面上的绳子始终是水平的,重力加速度为g.下列说法正确的是()图1AP所受拉力的施力物体是钩码Q,大小等于mgBP所受拉力的施力物体是绳子,大小等于mgCP所受摩擦力的方向水平向左,大小一定小于mgDP所受摩擦力的方向水平向左,大小一定大于mg答案B解析P只受绳子的作用,不受钩码的作用,故A错误;P所受拉力的施力物体为绳子,大小等于钩码的重力mg,故B正确;P所受到的摩擦力方向与拉力方向相反,故向左;但根据平衡关系可知,其大小一定等于mg,故C、D错误2如图2所示,物块M在静止的传送带上匀速下滑时,传送带突然顺时针(图中箭头所示)转动起来,则传送带转动后,下列说法正确的是()图2AM受到的摩擦力不变BM受到的摩擦力变大CM可能减速下滑DM可能减速上滑答案A解析当传送带顺时针转动时,物块相对传送带的运动方向没有变,因此M受到的摩擦力不变,故选A.3.(2018扬州中学模拟)2015年世界举重锦标赛于11月20日至29日在美国休斯敦举行如图3所示为我国选手邓薇比赛时的画面,若邓薇所举杠铃的质量为m,杠铃平衡时每只手臂与竖直线所成的夹角均为45,重力加速度为g.则她每只手臂承受的作用力为()图3A.mgB.mgC.mgDmg答案C解析以杠铃为研究对象,分析受力情况,作出受力图,如图所示根据平衡条件得:2Fcos 45mg,解得Fmg,由牛顿第三定律得她每只手臂承受的作用力FFmg.4.(2018盐城中学4月检测)如图4所示,当风水平吹来时,风筝面与水平面成一夹角,人站在地面上拉住连接风筝的细线,则()图4A空气对风筝的作用力方向水平向右B地面对人的摩擦力方向水平向左C地面对人的支持力大小等于人和风筝的总重力D风筝处于稳定状态时,拉直的细线可能垂直于风筝面答案B5.(2018兴化市第一中学期初)用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,静止时弹簧伸长量为L.现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L.斜面倾角为30,如图5所示则物体所受摩擦力()图5A等于零B大小为mg,方向沿斜面向下C大小为mg,方向沿斜面向上D大小为mg,方向沿斜面向上答案A解析弹簧竖直悬挂质量为m的物体时,对物体受力分析,物体受重力和弹簧的拉力,根据共点力平衡条件:Fmg,根据胡克定律FkL,质量为2m的物体放在斜面上时,对物体受力分析,如图,根据共点力平衡条件,有FFf2mgsin 300,其中FkLmg,解得:Ff0,故A正确,B、C、D错误6.(2018田家炳中学开学考)如图6,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FN.在运动过程中()图6AF增大,FN减小BF减小,FN减小CF增大,FN增大DF减小,FN增大答案A解析对球受力分析,受重力、支持力和拉力,如图所示,根据共点力平衡条件,有FNmgcosFmgsin其中为支持力FN与竖直方向的夹角;当球向上移动时,变大,故FN变小,F变大,故A正确,B、C、D错误二、多项选择题7(2018常熟市期中)如图7所示,固定在水平地面上的物体P,左侧是光滑圆弧面,一根轻绳跨过物体P顶点上的小滑轮,一端系有质量为m3kg的小球,小球与圆心连线跟水平方向的夹角60,绳的另一端水平连接物块3,三个物块的重力均为50N,作用在物块2的水平力F10N,整个系统处于平衡状态,取g10m/s2,则以下说法正确的是()图7A1和2之间的摩擦力是10NB2和3之间的摩擦力是25NC3与桌面间的摩擦力为5ND物块3受6个力作用答案CD解析物块1受重力和支持力而平衡,不受静摩擦力,否则不能平衡,故A错误对1与2整体分析,受重力、支持力、拉力和静摩擦力,根据平衡条件,3对12整体的静摩擦力向左,与拉力平衡,为10 N,故2和3之间的摩擦力是10 N,故B错误对m受力分析,受重力、支持力与绳子的拉力,由平衡条件,结合力的平行四边形定则可知,绳子的拉力Fmgsin 3015 N,则3受桌面的摩擦力是15 N10 N5 N,向右,故C正确对物块3受力分析,受重力、支持力、2对3的压力、2对3水平向右的静摩擦力、绳子对3向左的拉力、桌面对3向右的静摩擦力,共6个力作用,故D正确三、实验题8用木板、白纸、图钉、一根原长为5cm且劲度系数为100N/m的弹簧、两个弹簧秤(单位:N)、细绳套、三角板、刻度尺和铅笔等器材做“验证力的平行四边形定则”实验,实验过程如下:图8(1)在水平木板上铺白纸,把弹簧的一端固定在O点,过O画一条标记线OD,弹簧的另一端拴两条细绳套;用两个弹簧秤互成角度拉细绳套,使弹簧的另一端沿OD拉至C点,如图8甲所示用铅笔描下C点的位置和两条细绳套的方向,记录两弹簧秤的读数分别为FA与FB,其中B弹簧秤的读数FB_N;用刻度尺测出此时弹簧的长度为10cm,通过计算得出弹簧的拉力F_N;可以判断FA与FB互成的角度为_(2)根据力的图示,作出FA和FB,如图乙所示请你根据力的图示,在图乙中作出FA与FB的合力F.(3)比较力F与F的大小和方向,得出的结论是:在实验误差允许范围内,_.答案(1)4.005.0090(2)见解析图(3)力的平行四边形定则成立解析(1)A弹簧秤的读数FA3.00 N,B弹簧秤的读数FB4.00 N;根据胡克定律计算得出弹簧的拉力Fkx100(0.10.05) N5.00 N,根据三角函数关系得FA与FB互成的角度为90.(2)根据平行四边形定则画图:(3)比较力F与F的大小和方向,得出的结论是:在实验误差允许范围内,力的平行四边形定则成立9(2019田家炳中学期初)为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数,甲、乙两同学分别设计了如图9甲、乙所示实验方案图9(1)为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小你认为方案_更易于操作简述理由:_.(2)若A和B的重力分别为100N和150N,当甲中A被拉动时,弹簧测力计a示数为60N,b示数为110N,则A、B间的动摩擦因数为_答案(1)见解析(2)0.4解析(1)由题图实验可知,甲方案中拉动木块A,不需要控制木块A做匀速直线运动,且弹簧测力计静止,便于弹簧测力计读数;乙方案中用弹簧测力计拉动A,需要控制A做匀速直线运动,难于控制A做匀速直线运动,另一方面弹簧测力计是运动的,难于准确读数,因此甲方案更易于操作(2)由题意可知,在甲方案中,两木块接触面受到的压力等于B的重力,即FN150 N,弹簧测力计a的示数等于两木块接触面间摩擦力的大小,即Ff60 N;由公式FfFN得,动摩擦因数0.4.四、计算题10(2018如东县调研)如图10所示,内壁光滑、半径为R的半球形容器静置于水平面上,现将轻弹簧一端固定在容器底部O处(O为球心),弹簧另一端与质量为m的小球相连,小球静止于P点,OP与水平方向的夹角30.重力加速度为g.图10(1)求弹簧对小球的作用力大小F1;(2)若弹簧的原长为L,求弹簧的劲度系数k;(3)若系统一起以加速度a水平向左匀加速运动时,弹簧中的弹力恰为零,小球位于容器内壁,求此时容器对小球的作用力大小F2和作用力方向与水平面夹角的正切tan.答案见解析解析(1)对小球受力分析,如图甲所示,由于30,由几何关系可知,F1FNmg,(2)由于30,由几何关系可知弹簧的长度为R,则弹簧压缩量xLR又:F1kx所以:k(3)系统一起以加速度a水平向左匀加速运动时,对小球进行受力分析如图乙;由牛顿第二定律可得:Fma,其中:tan 解得:F2m,tan .11(2018徐州三中月考)如图11所示,质量为M的木板C放在水平地面上,固定在C上的竖直轻杆的顶端分别用细绳a和b连接小球A和小球B,小球A、B的质量分别为mA和mB,当与水平方向成30角的力F作用在小球B上时,A、B、C刚好相对静止一起向右匀速运动,且此时绳a、b与竖直方向的夹角分别为30和60,重力加速度为g,求:图11(1)力F的大小;(2)通过分析确定mA与mB的大小关系;(3)地面对C的支持力和摩擦力大小答案见解析解析(1)对B球受力分析,水平方向受力平衡,则:Fcos 30FTbcos 30,得:FTbF竖直方向受力平衡,则:Fsin 30FTbsin 30mBg得:FmBg;(2)对A球受力分析,竖直方向:mAgFTbsin 30FTasin 60水平方向:FTasin 30FTbsin 60联立得:mAmB.(3)对A、B、C整体受力分析,竖直方向:FNFsin 30(MmAmB)g,则FN(MmAmB)gFsin 30MgmAgmBg水平方向:FfFcos 30mBgcos 30mBg.9
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