第二章 力 单元测试 word版含解析

第二章检测(B)
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一个选项符合题目要求,第7~10题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1
如图所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是(　　)
A.M处受到的支持力竖直向上
B.N处受到的支持力竖直向上
C.M处受到的静摩擦力沿MN方向
D.N处受到的静摩擦力沿水平方向
解析弹力方向与接触面垂直指向被支持的物体,选项A正确,选项B错误;摩擦力方向沿接触面的切线方向,选项C、D错误.
答案A
2如图所示,拖拉机拉着耙耕地,拉力F与水平方向成α角,若将该力沿水平和竖直方向分解,则它的水平分力为 (　　)
A.Fsin α B.Fcos α C.Ftan α D.Fcot α
答案B
3两个共点力F1和F2的合力大小为6 N,则F1和F2的大小可能是(　　)
A.F1=2 N,F2=9 N B.F1=4 N,F2=8 N
C.F1=1 N,F2=8 N D.F1=2 N,F2=1 N
解析根据合力的范围|F1-F2|≤F合≤F1+F2可判断只有选项B正确.
答案B
4
倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上,质量为m的木块静止在斜面体上.下列结论正确的是(　　)
A.木块受到的摩擦力大小是mgcos α
B.木块对斜面体的压力大小是mgsin α
C.桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsin αcos α
D.桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g
解析取木块m为研究对象,受力如图甲所示,根据平衡条件,有摩擦力大小f1=mgsin α,支持力大小N1=mgcos α,对斜面体的压力大小N1'=mgcos α,选项A、B错误;取斜面体M及木块m组成的整体为研究对象,整体静止在水平桌面上,受力如图乙所示,桌面对斜面体的摩擦力大小f2=0,支持力大小N2=(M+m)g,选项C错误,D正确.
答案D
5如图所示,用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧A与竖直方向的夹角为30°,弹簧C水平,则弹簧A、C的伸长量之比为(　　)
A.3∶4 B.4∶3
C.1∶2 D.2∶1
解析选两个小球及弹簧B作为一个整体进行受力分析,在水平方向上有
kxAsin 30°=kxC,则xAxC=2,选项D正确.
答案D
6
如图所示的水平面上,橡皮绳一端固定,另一端连接两根弹簧,连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止.下列判断正确的是 (　　)
A.F1>F2>F3　　　　　　B.F3>F1>F2
C.F2>F3>F1 D.F3>F2>F1
解析建如图所示坐标系,根据平衡条件,在垂直于F3方向上有F1sin 30°=F2sin 60°,则F1=3F2.F1cos 30°+F2cos 60°=F3,得F3=2F2,比较可得F3>F1>F2,选项B正确.
答案B
7下列关于摩擦力的说法,正确的是(　　)
A.作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速,不可能使物体加速
B.作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速,不可能使物体减速
C.作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速,也可能使物体加速
D.作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速,也可能使物体减速
解析摩擦力总是阻碍物体的相对运动(或相对运动趋势),而物体间的相对运动与物体的实际运动无关.当摩擦力的方向与物体的运动方向一致时,摩擦力是动力,方向相反时为阻力,故选项C、D正确.
答案CD
8
如图所示,A、B两物体均处于静止状态,则关于B物体的受力情况,下列叙述正确的是(　　)
A.B物体可能受三个力,也可能受四个力
B.B物体一定受四个力
C.B物体必受到地面的静摩擦力作用
D.B物体必受到地面的支持力作用
解析由于B受绳的拉力,大小等于A的重力,其水平分量必然使物体B产生沿地面向左运动的趋势,因此B必受地面向右的静摩擦力,据摩擦力的产生条件,B与地面间必有相互作用的弹力,即支持力,所以B共受四个力作用,选项A错误,B、C、D正确.
答案BCD
9
如图所示,用大小相等,方向相反,并在同一水平面上的力N1、N2挤压相同的木板,木板中间夹着两块相同的砖,砖和木板保持静止,则(　　)
A.砖间摩擦力为零
B.N1越大,板和砖之间的摩擦力越大
C.板、砖之间的摩擦力等于砖重
D.两砖间没有相互挤压的力
解析两块砖均保持静止,可用整体法进行分析,受力如图所示.在竖直方向受力大小相等,方向相反.故有2f=2mg,即f=mg.砖受到静摩擦力作用,N1增大,但f不变,选项B错误,选项C正确;以A为研究对象,水平方向必受砖块B施加的与N2大小相等,方向相反的力,选项D错误;竖直方向由于f=mg,可判断两砖之间无摩擦,选项A正确.
答案AC
10如图所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳子长度不同,下列说法正确的有(　　)
A.三条绳子中的张力都相等
B.杆对地面的压力大于自身重力
C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零
D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力
解析对杆受力分析,杆受重力、三条绳子斜向下的拉力、地面的支持力,杆所受向上的支持力与重力和三拉力的合力是一对平衡力,所以选项D错误;支持力大于重力,由牛顿第三定律知,杆对地面的压力大于自身重力,故选项B正确;由于杆处于平衡状态,则杆在水平面内的合力也应为零,所以绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零,故选项C正确;三条绳子与水平面的夹角不同,而三条绳子拉力在水平面内分量的矢量和为零,所以三条绳子中的张力不相等,故选项A错误.
答案BC
二、填空题(本题共2小题,共16分)
11(6分)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图甲连接起来进行探究.
甲
乙
(1)某次测量如图乙所示,指针示数为　　　　cm.?
(2)在弹性限度内,将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A、B的示数LA和LB,如下表用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为　　　　N/m(重力加速度g取10 m/s2).由表中数据　　　　(选填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数.?
钩码数
1
2
3
4
LA/cm
15.71
19.71
23.66
27.76
LB/cm
29.96
35.76
41.51
47.36
解析(1)毫米刻度尺的最小刻度是mm,读数时要估读到0.1 mm.
(2)由胡克定律得
k1=Fx=ΔFΔx=3×50×10-3×10(27.76-15.71)×10-3 N/m
=12.5 N/m,
同样应用胡克定律可计算出k2.
答案(1)16.00(15.95~16.05均正确,有效数字位数要正确)　(2)12.5(12.2~12.8均正确)　能
12(10分)小明通过实验验证力的平行四边形定则.
(1)实验记录纸如图甲所示,O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F3的方向过P3点.三个力的大小分别为:F1=3.30 N、F2=3.85 N和F3=4.25 N.请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力.
(2)仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化,影响实验结果.他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度,发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响.
实验装置如图乙所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O点,下端N挂一重物,用与白纸平行的水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹.重复上述过程,再次记录下N的轨迹.
两次实验记录的轨迹如图丙所示,过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为　　　　.?
甲
乙
丙
(3)(多选)根据(2)中的实验,可以得出的实验结果有哪些?(填写选项前的字母)(　　)
A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比
B.两次受到的拉力相同时,橡皮筋第2次的长度较长
C.两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较大
D.两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大
(4)根据小明的上述实验探究,请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项.
解析(1)作出力F1、F2和合力的图示如答案图所示;经测量可得合力大小为4.70 N.
(2)橡皮筋被拉伸到a和b时,根据平衡条件,因重物的重力一定,橡皮筋与竖直方向的夹角一定,如图所示,则橡皮筋受的拉力F'=Gcosθ,大小一定,故Fa=Fb.
(3)由(2)可知橡皮筋的长度与受的拉力不是正比关系,橡皮筋第2次的长度较长,但受到的拉力与第1次相同,选项A错误,B正确;若两次被拉伸长相同长度,第2次橡皮筋与竖直方向的夹角小,由F'=Gcosθ可知,第2次受的拉力较小,选项C错误;拉力越大时,橡皮筋与竖直方向的夹角越大,由题图可知,橡皮筋两次的长度之差越大,选项D正确.
答案(1)如图所示(F合=4.6 N~4.9 N均正确)
(2)Fa=Fb　(3)BD
(4)橡皮筋拉伸不宜过长;选用新橡皮筋.(或:拉力不宜过大;选用弹性好的橡皮筋;换用弹性好的弹簧.)
三、解答题(本题4小题,共44分)
13(10分)水平地面上放一个重力为200 N的铁块,铁块与地面间的最大静摩擦力大小为63 N,铁块与地面间动摩擦因数为0.3,一个人用水平方向的力推静止的铁块,试求下列各种情况下铁块所受的摩擦力的大小:
(1)铁块原来静止,现用F=50 N的力向右推;
(2)铁块原来静止,现用F=80 N的力向右推
(3)铁块以10 m/s的初速度向左运动,用F=60 N的力向右推.
解析(1)F=50 N(2)F=80 N>f静max=63 N,故铁块由静止状态变为运动状态,故铁块所受摩擦力为滑动摩擦力,大小为
f'=μN=0.3×200 N=60 N.
(3)铁块受到外力作用开始做匀减速运动,这时铁块所受的摩擦力为滑动摩擦力,大小为60 N.
答案(1)50 N　(2)60 N　(3)60 N
14
(10分)如图所示,轻质弹簧的劲度系数为20 N/cm,用其拉着一个重200 N的物体在水平面上运动.当弹簧的伸长量为4 cm时,物体恰在水平面上做匀速直线运动.
(1)求物体与水平面间的动摩擦因数;
(2)当弹簧的伸长量为6 cm时,物体受到的水平拉力有多大?这时物体受到的摩擦力有多大?
解析(1)由胡克定律知弹簧的拉力F=kx ①
物体做匀速运动,则拉力等于滑动摩擦力
F=f=80 N②
而f=μG ③
联立①②③代入数据得μ=0.4.
(2)由①式得,当x=6 cm时
拉力F'=20×6 N=120 N
由于此时物体对水平面的压力未变,故它受到的摩擦力仍等于μG,即80 N.
答案(1)0.4　(2)80 N
15(12分)你见过“一指断铁丝”的表演吗?它的装置如图所示:细铁丝用羊眼螺丝系在小木块A、B上.取两根等长木条,中间O点用铰链连起来,像图示那样两端卡在木块A、B上.若细铁丝抗断的拉力为450 N,其他数据如图所示,用手指在铰链O处用F=100 N的力向下按,细铁丝会断吗?用你学过的知识分析一下原因.
解析
甲
将F沿OA、OB方向分解为F1、F2,如图甲所示,则F1=F2=F2cosα,F1或F2的作用效果是向外拉伸细铁丝,对细铁丝向外的力F4为F1的分力,如图乙所示,F4=F1sin α=F2cosαsin α=12Ftan α,
乙
由题图可知tan α=lb=0.50.05=10,故F4=500 N,F4大于铁丝抗断的拉力450 N,故铁丝会断.
答案铁丝会断.原因见解析
16(12分)
质量m=15 kg的光滑球A悬空靠在墙和木块B之间,木块B的质量为M=150 kg,且静止在水平地板上,如图所示,g取10 m/s2,求:
(1)墙和木块B受到的球的压力大小;
(2)水平地板所受的压力大小和木块B所受的摩擦力大小.
解析
(1)对小球A受力分析如图所示:
小球A合力为零,得
FN1sin 60°=FN2 ①
FN1cos 60°=mg ②
解①②式得FN2=1503 N,
FN1=300 N.
墙所受到的压力大小为1503 N,
球A对木块B的压力大小为300 N.
(2)对木块受力分析如图所示:
由木块两个方向上合力为零得
FN1'cos 60°+Mg=FN3 ③
FN1'sin 60°=Ff④
把FN1'=300 N代入③④可得
FN3=1 650 N
Ff=1503 N
故水平地板所受的压力大小为1 650 N.
答案(1)1503 N　300 N　(2)1 650 N　1503 N