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内化提升
(对应学生用书P275)
1.实验室常用的弹簧秤如下图甲所示,连接有挂钩的拉杆与弹簧相连,并固定在外壳一端O上,外壳上固定一个圆环,可以认为弹簧秤的总质量主要集中在外壳(重力为G)上,弹簧和拉杆的质量忽略不计,现将该弹簧秤以两种方式固定于地面上,如下图乙、丙所示,分别用恒力F0竖直向上拉弹簧秤,静止时弹簧秤的读数为( )
A.乙图读数F0-G,丙图读数F0+G B.乙图读数F0+G,丙图读数F0-G C.乙图读数F0,丙图读数F0-G D.乙图读数F0-G,丙图读数F0
解析:弹簧秤的读数与弹簧的形变成正比,按图乙方式外壳受力F0=F+G,则弹簧秤的读数F=F0-G;按图丙方式弹簧的读数直接由F0引起,弹簧秤的读数为F0.
答案:D
2.如右图所示,光滑小球,有一竖直轻弹簧A与一平行于斜面的轻弹簧B连接着,小球的下面与斜面接触,小球处于静止状态.则关于小球所受力的可能个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 解析:利用假设法判断.假设撤去斜面,看球是否保持题设的“静止”状态.若能,说明球受弹簧A拉力和重力两个力作用;若不能,说明球受斜面的弹力、重力、弹簧A拉力、弹簧B的拉力四个力作用.假设弹簧B撤去,看球是否保持题设的“静止”状态,若能,说明球受弹簧A拉力和重力两个力作用;若不能,则受四个力作用.假设弹簧A撤去,看球是否保持题设的“静止”状态,若能,说明球受重力、弹簧B的拉力、斜面的弹力三个力的作用;若不能,说明受四
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个力作用,故B、C、D项正确.
答案:BCD
3.如右图所示,在倾角为30°的斜面上有一重为10 N的物块,被平行于斜面、大小为8 N的恒力F推着沿斜面匀速上行,在推力F突然取消的瞬间,物块受到的合力大小为( )
A.8 N B.5 N C.3 N D.2 N
解析:撤去力F前后,物块受的重力、斜面的支持力、滑动摩擦力均未变,没撤F时,物块的重力沿斜面向下的分力是5 N,滑动摩擦力为3 N,撤去F后,物块所受的合力沿斜面向下为8 N.
答案:A
4.如右图所示,木板B放在粗糙的水平面上,木块A放在B的上面,A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在竖直墙上,用水平恒力F向左拉动B,使其以速度v做匀速运动,此时绳水平且拉力大小为T,下列说法正确的是( )
A.绳上拉力T与水平恒力F大小相等 B.木块A受到的是静摩擦力,大小等于T
C.木板B受到一个静摩擦力,一个滑动摩擦力,合力大小等于F
D.若木板B以2v匀速运动,则拉力仍为F
解析:将A、B看做一个系统,则该系统在水平方向受到三个力作用:向左的拉力F、向右的拉力T、向右的滑动摩擦力Ff,且F=T+Ff,所以F≠T,故A错.虽然木块A处于静止状态,但A、B之间发生相对运动,故A受到的是滑动摩擦力;同样,B受到的两个摩擦力都是滑动摩擦力,故B、C错.若木板B以2v匀速运动,由于A、B仍处于平衡状态,两个摩擦力大小、方向都未变,所以拉力仍为F,故D正确.
答案:D
5.如下图所示,A、B、C为三个质量相等、材料相同的小物块,在沿斜面向上的拉力作用下,沿相同的粗糙斜面上滑,其中A是匀速上滑,B是加速上滑,C是减速上滑,而斜面体对地均处于静止状态,
斜面体甲、乙、丙所受地面的摩擦力分别为Ff1、Ff2、Ff3,这三
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个力的大小关系是( )
A.Ff1=Ff2=Ff3 B.Ff2>Ff1>Ff3 C.Ff3>Ff2>Ff1 D.Ff1>Ff2>Ff3
解析:本题重在考查滑动摩擦力的大小Ff=μFN与物体运动状态无关.斜面对A、B、C三物块的支持力和摩擦力大小均相同,由牛顿第三定律知A、B、C三物块对斜面的作用力也相同,又因斜面静止,所以地面对A、B、C三物块的摩擦力大小相同.故正确选项为A.
答案:A
6.如右图所示,装满土豆的木箱,以一定的初速度在动摩擦因数为μ的水平地面上做匀减速运动,则木箱中某一质量为m的土豆受到其他土豆对它的作用力为( )
A.μmg B.mg
C.mg1+μ2 D.mg(1+μ) 解析:
木箱做匀减速运动时,加速度为a=μg.以木箱中某一土豆为研究对象,把它的受力简化为只受重力和一个等效弹力(周围其他土豆对它的压力之和)作用下的问题.受力如右图所示,F合=μmg,可得:FN=mg1+μ2.
答案:C
7.如下图所示,汽车正在水平向右行驶,一轻杆的上端固定在车的顶部,另一端固定一个质量为m的小球,杆与竖直方向的夹角为θ.杆对球的弹力方向( )
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A.可能竖直向上 B.不可能斜向左上方
C.可能斜向右上方,但不一定沿杆的方向 D.一定沿杆且与竖直方向的夹角为θ
解析:若汽车水平向右匀速行驶,球受重力和弹力,由平衡条件可知,杆对球的弹力方向竖直向上;若汽车水平向右加速行驶,由牛顿第二定律可知,重力与弹力的合力方向应水平向右,所以弹力方向为斜向右上方,但不一定沿杆的方向;若汽车水平向右减速行驶,由牛顿第二定律可知,重力与弹力的合力方向应水平向左,所以弹力方向为斜向左上方.
答案:AC
8.如右图所示,C是水平地面,A、B是两个长方形的物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物体A和B以相同的速度做匀速直线运动,由此可知,A、B间的动摩擦因数μ1,B、C间的动摩擦因数μ2有可能是( )
A.μ1=0,μ2=0 B.μ1=0,μ2≠0 C.μ1≠0,μ2=0 D.μ1≠0,μ2≠0
解析:由平衡条件可知,物体A不受摩擦力,故μ1可以为零,也可以不为零;对物块A和B整体分析,在水平方向上满足μ2(mA+mB)g=F,故μ2不可以为零,故选项B、D正确.
答案:BD
9.如右图所示,轻绳两端分别与A、C两物体相连接,mA=1 kg,mB=2 kg,mC=3 kg,物体A、B、C及C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1,轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计.若要用力将C物拉动,则作用在C物上水平向左的拉力最小为(取g=10 m/s2)( )
A.6 N B.8 N C.10 N D.12 N
解析:可以认为物体间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A、B之间的滑动摩擦力fAB=μmAg=1 N,B、C之间的滑动摩擦力fBC=μ(mA+mB)g=3 N,fAB<fBC,故用力将C拉动时,A、B之间发生相对运动,
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B、C相对静止.刚好拉动时绳上拉力T=1 N,C与地面之间的滑动摩擦力fC地=μ(mA+mB+mC)g=6 N,对B、C物体,拉力最小值为F=fAB+T+fC地=8 N,选项B正确.
答案:B
10.如下图所示,四个完全相同的弹簧都处于水平状态,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:①中弹簧的左端固定在墙上;②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;③中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④中弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零,以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量,则有( )
A.l2>l1 B.l4>l3 C.l1>l3 D.l2=l4
解析:因弹簧左右端受力相同,故弹簧的形变量相同,l1=l2=l3
=l4,D正确.
答案:D
11.一物块m从某曲面上的Q点自由滑下,通过一粗糙的静止传送带后,落到地面上的P点,如右图所示,若传送带的皮带轮沿顺时针方向转动起来,使传送带也随之运动,再把该物体放到Q点自由滑下,那么( )
A.它可能落在P点 B.它可能落在P点左边 C.它可能落在P点的右边 D.它可能落不到地面上
解析:皮带不动时,物体以v0的速度滑上传送带,受滑动摩擦力的作用而做匀减速运动,到皮带的右端时以初速度v右做平抛运动,落到P点.当皮带轮沿顺时针转动时,若速度小于v右,则物块在皮带上始终相对皮带向右滑动,所以受到水平向左滑动摩擦力.因此,物体到达皮带的右端时速度还是v右,故仍落在P点;若皮带轮速度大于v右而小于v0,则物体滑到某一位置时,物体就获得了与皮带相同的速度而匀速运动,此情况下,物体到皮带的右端时的速度将大于
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v右,落地位置将在P点右边;若皮带轮速度大于v0,物体滑上传送带后相对皮带水平向左运动,则受到水平向右的滑动摩擦力,所以将做匀加速运动,到达皮带右端时的速度将大于v0,落地位置在P点右边.
答案:AC
12.用纳米技术处理过的材料叫纳米材料,其性质与处理前相比会发生很多变化,如机械性能会成倍地增加,对光的反射能力会变得非常低,熔点会大大降低,甚至有特殊的磁性质.
现有一种纳米合金丝,测定出其伸长量x与所受拉力F、长度L、截面直径D的关系.
(1)测量上述物理量需要的主要器材是:________、________、________等.
(2)若实验中测量的数据如下表所示,根据这些数据请写出x与F、L、D间的关系式:x=________(若用到比例系数,可用k表示).
(3)在研究并得到上述关系的过程中,主要运用的科学研究方法是________(只需写出一种).
(4)若一根合金丝的长度为20 cm,截面直径为0.200 mm,使用中要求其伸长量不能超过原长的百分之一,那么这根合金丝能承受的最大拉力为________N.
解析:(1)列表中的几个物理量长度和伸长量需要用刻度尺测量.直径D应用螺旋测微器测量.拉力应用测力计测量.
(2)由列表分析,归纳得出,伸长量与长度、直径和拉力的关系
FL
得出关系式:x=kD.
(3)由公式计算可得:F=62.5 N.
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FL
答案:(1)螺旋测微器 刻度尺 弹簧测力计 (2)x=kD (3)控制变量法(或控制条件法,归纳法) (4)62.5
13.如下图所示,轻杆AB=14.10 cm,AC=10 cm,当B端挂1 N重物时,BC水平,当B端挂2 N重物时,AB水平.求:
(1)这两种情况下弹簧的拉力分别为多少? (2)弹簧的原长是多少?
(3)弹簧的劲度系数k为多少?
解析:(1)设两种情况下BC的长度分别为x1、x2,弹簧的拉力分别为F1、F2.
22
根据勾股定律有x21+0.10=(0.141) x1=0.10(m)
(0.10)2+(0.141)2=x22 x2=0.173(m)
画出力的图示后(略),可看出力的三角形与框架三角形相似,对应边成比例,可得F1=1 N F2=3.46 N
(2)设弹簧的原长为L
根据胡克定律有(0.10-L)∶(0.173-L)=1∶3.46 得L=7.03 cm
(3)根据F=kΔL k=F1/ΔL1=1/0.03=33 N/m 答案:(1)1 N 3.46 N (2)7.03 (3)33 N/m
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