第五章《力与平衡》同步测试

第5章　力与平衡测评
(时间：45分钟，满分：100分)
【说明】本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷的选择题的答案填入答题栏内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答．共100分，考试时间45分钟．第Ⅰ卷(选择题　共40分)
一、本题共8小题，每小题5分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．
1．根据平行四边形定则我们可以将两个力F1和F2合成为一个力F，则可以肯定的是
A．F1、F2和F是同时作用在同一物体上的实际力
B．F1、F2和F是同一性质的力
C．F的作用效果与F1、F2同时作用的总效果相同
D．F1和F2可能是作用在两个不同的物体上的力
2．有三个共点力，大小分别为14 N、10 N、5 N，其合力大小可能是
A．0　　　　　　B．3 N
C．10 N D．30 N
3．(2008海南高考物理，2)
如图，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力为
A．(M+m)g
B．(M+m)g-F
C．(M+m)g+Fsinθ
D．(M+m)g-Fsinθ
4. 如右图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止，物体B的受力个数为
A．2 B．3
C．4 D．5
5．质量为m的长方形木块静止在倾角为θ的斜面上，斜面对木块的作用力的合力方向应该是
A．沿斜面向下
B．垂直于斜面向上
C．沿斜面向上
D．竖直向上
6．(2008山东高考理综，16) 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°，如图所示．则物体所受摩擦力
A．等于零
B．大小为，方向沿斜面向下
C．大小为，方向沿斜面向上
D．大小为mg，方向沿斜面向上
7．用如图所示的方法可以粗略测定木块和木板间的动摩擦因数．将木块放在木板上，木板放在水平地面上，将木板的左端固定，而将其右端缓慢地抬高，会发现木块先相对静止在木板上，后来开始相对于木板向下滑动，测得当木块刚好开始沿木板滑动时木板和水平地面间的夹角为θ，下列说法中正确的是
A．木块开始滑动前，其所受的摩擦力先增大后减小
B．全过程中木块所受的摩擦力一直在增大
C．测得的动摩擦因数μ＝sinθ
D．测得的动摩擦因数μ＝tanθ
8. 如图所示，把重为20 N的物体放在倾角θ=30°的粗糙斜面上并静止，物体的上端与固定在斜面上的轻质弹簧相连，弹簧与斜面平行，若物体与斜面间的最大静摩擦力为12 N，则弹簧的弹力
A．可能为22 N，方向沿斜面向上
B．可能为2 N，方向沿斜面向上
C．可能为2 N，方向沿斜面向下
D．弹力不可能为零
第Ⅱ卷(非选择题　共60分)
二、本题共2小题，第9题9分，第10题6分，共15分．把答案填在题中横线上．
9．某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，利用坐标纸记下了橡皮绳的结点位置O以及两只弹簧秤拉力F1、F2的大小和方向，如图所示．
(1)试在图中作出无实验误差情况下橡皮绳此时的拉力图示，并用F表示该力．
(2)在实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套，如图所示，实验中需用两个弹簧秤分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条．某同学认为在此过程中必须注意以下几项：
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
其中正确的是______．(填入相应的字母)
(3)如左下图所示，为A、B两个同学在做力的合成实验时得到的结果，可以断定其中____同学的实验结果比较符合实验事实，理由是________________________．
　　　　　　　　　　　　
10.如右上图所示，m在三根细绳悬吊下处于平衡状态，现用手持绳OB的B端，使OB缓慢向上转动，且始终保持结点O的位置不动，则AO、BO绳中的拉力的变化情况为______________________．
三、本题共3小题，11题12分，12题15分，13题18分，共45分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
11．为使重300 N的木柱直立于地面上，在柱的上端拴有两根拉绳，如图所示．已知水平绳的拉力F＝100 N，试求：
(1)斜绳CA的拉力；
(2)木柱AB对地面的压力．
12. 如图所示，一根轻绳跨过定滑轮将物体A、B连接在一起，A、B均处于静止状态．已知两物体质量分别为mA和mB，不计滑轮和绳的质量及其摩擦，求物体B受水平地面的支持力及它所受到的摩擦力各为多大？已知绳与水平方向成θ角．
13．重为G的风筝用绳固定在地面上的P点，风的压力垂直于风筝表面AB，并支持着风筝使它平衡．若测得绳子拉力为F，绳与地面的夹角为α，如图所示，求风筝与水平方向的夹角θ.
答案与解析
第5章　力与平衡测评
1．C
2．ABC　这三个力同向时合力最大，最大值为29 N，这三个力合力的最小值是零，故这三个力的合力范围是：0≤F合≤29 N，故A、B、C正确．
3．D　把m、M看成一个整体，在竖直方向受力平衡，即N＋Fsinθ＝(m＋M)g，N＝(m＋M)g－Fsinθ.
4．C　B物体受四个力的作用，即重力、推力F、物体A对B的支持力和物体A对B的摩擦力．
5．D　木块受力如图所示：木块受到斜面的支持力F1、摩擦力F2的合力F与木块受到的重力是一对平衡力．
6．A　竖直悬挂时：mg＝kL　沿斜面拉质量为2m的物体时，设物体受摩擦力为f，方向沿斜面向下，则kL＝2mgsin30°＋f　联立解得f＝0.
7．D　木板由水平位置缓缓向上转动的过程中，木板上的木块有两个状态：夹角θ不太大时，木块相对木板静止，这时木块受到的摩擦力是静摩擦力，大小等于木块重力沿斜面向下的分力，即f＝mgsinθ，这种情况下，摩擦力随夹角的增大而增大，A错误．当夹角θ增大到一定程度时，木块相对木板下滑，这时木块受到的摩擦力是滑动摩擦力，即f＝μmgcosθ，这种情况下，摩擦力随夹角的增大而减小．可见开始一段时间，摩擦力随角度的增加，按正弦规律增加；后一段时间，摩擦力随角度的增加，按余弦规律减小，故B错误．当木块刚好开始沿木板滑动时滑动摩擦力和重力沿斜面的分力平衡，即mgsinθ＝μmgcosθ，μ＝tanθ，所以D正确．
8．ABC　物体的重力沿斜面向下的分力G1＝Gsinθ＝10 N，物体与斜面间的最大静摩擦力为12 N，若弹力为22 N，方向沿斜面向上时，物体所受的静摩擦力应该沿斜面向下，大小为12 N，可以；若弹力为2 N，方向沿斜面向上时，物体所受的静摩擦力应该沿斜面向上，大小应为8 N，可以；若弹力为2 N，方向沿斜面向下时，物体所受的静摩擦力应该沿斜面向上，大小为12 N，可以；物体靠自身受到向上的静摩擦力就可以使自己静止在斜面上，此时弹簧的弹力为零，D错误，A、B、C正确．
9．答案：(1)(略)　(2)C　(3)A　因为F表示F1、F2的合力，F′表示效果相同时一个弹簧秤的拉力，所以F′应和橡皮条在一条直线上．
解析：(1)
(2)本实验中要用两个弹簧秤分别钩住绳套，然后记下两条细绳的方向，在实验中，两细绳的作用主要是为记下两拉力的方向，因此两根细绳不必等长，在实验时只要能够使结点到达某位置O即可，两绳的方向是任意的，因此选项A、B错误．在使用弹簧秤时，要使弹簧秤与木板面平行，否则会带来较大误差．
(3)实际进行实验时，误差往往在所难免，但不管怎样，应尊重事实．此题应从实验原理出发进行判断．A同学的实验是尊重事实的，因为F表示F1、F2的合力，F′是效果相同时一个弹簧秤的拉力，所以F′应和橡皮条在一条直线上．
10．答案：AO绳的拉力逐渐变小；BO绳的拉力先变小后变大
解析：由于结点O的位置始终不动，即物体m在3个共点力的作用下保持平衡，绳OC对O点的拉力F大小为mg，方向竖直向下，故OA绳的拉力F1与OB绳的拉力F2的合力F′与F大小相等、方向相反．依据平行四边形定则画出这种情况下的F1、F2和F′的平行四边形，即可看出，在OB绳缓慢向上转动的过程中，F1越来越小，F2是先变小后变大．
11．答案：(1)200 N　(2)173.2 N
解析：如图，FAC＝＝2F＝200 N
F合＝FACsin60°＝200× N＝100 N
＝173.2 N
即木柱对地面压力为173.2 N.
12．答案：mBg－mAgsinθ　mAgcosθ
解析：对B进行受力分析，B受四个力：重力、支持力、摩擦力、绳子拉力，处于平衡状态．对A进行受力分析，A受重力、拉力两个力平衡．
对A：T＝mAg
对B：Tcosθ＝f　Tsinθ＋N＝mBg
联立解得：N＝mBg－mAgsinθ
f＝mAgcosθ.
13．答案：arccot(tanα＋)
解析：取风筝为研究对象，它受到重力G、拉力F和风对它的作用力N三个力的作用．把G和F正交分解后，由力的平衡条件得：
沿风筝表面AB方向Gsinθ=Fcos(α+θ)
而cos(α+θ)=cosαcosθ-sinαsinθ
联立解得：θ=arccot(tanα+)．