猜想05 彈簧、動(dòng)桿與定桿、死結(jié)與活結(jié)模型（解析版）-高一上期末物理考點(diǎn)大串（人教版）

猜想05彈簧、動(dòng)桿與定桿、死結(jié)與活結(jié)模型題題型一彈簧模型1．如圖所示，兩勁度系數(shù)均為20N/cm的輕質(zhì)彈簧a、b串接在一起，a彈簧的一端固定在墻上，開始時(shí)兩彈簧均處于原長狀態(tài)，現(xiàn)用水平向右F=20N的力作用在b彈簧的P端，達(dá)到平衡時(shí)P端向右移動(dòng)的距離為（）A．1cm B．2cm C．3cm D．4cm【答案】B【詳解】兩個(gè)輕質(zhì)彈簧a、b串接在一起，兩彈簧中彈力相等，有解得，P端向右移動(dòng)的距離為故選B。2．彈力在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。如生活中的緩沖裝置就是利用彈簧的彈力作用來實(shí)現(xiàn)的。某緩沖裝置可抽象成如圖所示的簡單模型，圖中，為原長相等、對(duì)應(yīng)勁度系數(shù)的不同輕質(zhì)彈簧。當(dāng)墊片緩慢向右移動(dòng)時(shí)（??）A．彈簧產(chǎn)生的彈力較大 B．彈簧產(chǎn)生的彈力較大C．彈簧產(chǎn)生的壓縮量較大 D．彈簧產(chǎn)生的壓縮量較大【答案】D【詳解】AB．當(dāng)墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧均被壓縮，兩彈簧串聯(lián)，彈力大小相等，故AB錯(cuò)誤；CD．當(dāng)墊片向右移動(dòng)時(shí)，墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧均被壓縮，兩彈簧串聯(lián)，彈力相等，由于勁度系數(shù)不同，兩彈簧形變量不同，故兩彈簧長度不相等，勁度系數(shù)小的彈簧，形變量大，所以k2彈簧產(chǎn)生的壓縮量較大，故C錯(cuò)誤，D正確；故選D。3．圖中a、b、c為三物塊，M、N為兩個(gè)輕質(zhì)彈簧，R為跨過光滑定滑輪的細(xì)繩，它們連接如圖并處于平衡狀態(tài)，則有可能（）A．N處于拉伸狀態(tài)而M處于壓縮狀態(tài)．B．N處于壓縮狀態(tài)而M處于拉伸狀態(tài)．C．N處于不伸不縮狀態(tài)而M處于拉伸狀態(tài)．D．N、M均處于不伸不縮狀態(tài)．【答案】A【詳解】B．先分析N彈簧，由于上面與細(xì)線相連，故N彈簧可能處于原長也可能被拉伸，但不可能處于壓縮狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；CD．當(dāng)N彈簧處于原長時(shí)，也就是均處于不伸不縮狀態(tài)，細(xì)線的拉力為零，M彈簧在a物體的作用下處于壓縮狀態(tài)，不可能處于拉伸狀態(tài)，也不可能處于拉伸狀態(tài)，故CD錯(cuò)誤；A．當(dāng)N彈簧處于拉伸狀態(tài)時(shí)，細(xì)線對(duì)a又拉力，當(dāng)拉力小于a物體的重力時(shí)，M彈簧處于壓縮狀態(tài)，故A正確.4．如圖所示，A、B兩物體的重力分別是GA=3N，GB=4N。A用細(xì)線懸掛在頂板上，B放在水平面上，A、B間輕彈簧的彈力F=2N，則細(xì)線中的張力及B對(duì)地面的壓力的可能值分別是（）A．5N和2N B．5N和1N C．1N和5N D．1N和6N【答案】AD【詳解】當(dāng)彈簧處于伸長狀態(tài)時(shí)，對(duì)A由平衡條件得，細(xì)繩對(duì)A的拉力對(duì)B由平衡條件得，地面對(duì)B的支持力此時(shí)B對(duì)地面的壓力為2N；當(dāng)彈簧處于壓縮狀態(tài)時(shí)，對(duì)A由平衡條件得，細(xì)繩對(duì)A的拉力對(duì)B由平衡條件得，地面對(duì)B的支持力此時(shí)B對(duì)地面的壓力為6N。故選AD。故選A。題題型二動(dòng)桿與定桿模型5．如圖所示，桿BC的B端用鉸鏈接在豎直墻上，另一端C為一滑輪．重物G上系一繩經(jīng)過滑輪固定于墻上A點(diǎn)處，桿恰好平衡．若將繩的A端沿墻緩慢向下移（BC桿、滑輪、繩的質(zhì)量及摩擦均不計(jì)），則（）A．繩的拉力增大，BC桿受繩的壓力增大B．繩的拉力不變，BC桿受繩的壓力增大C．繩的拉力不變，BC桿受繩的壓力減小D．繩的拉力不變，BC桿受繩的壓力不變【答案】B【詳解】由于桿一直平衡，則兩根細(xì)線的拉力的合力一定在桿的方向上，否則桿會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)；由于是同一根繩子，故兩根細(xì)線的拉力一定相等且等于物體的重力G，根據(jù)平行四邊形定則，合力一定在角平分線上，將繩的A端沿墻緩慢向下移則兩拉力的夾角不斷減小，故兩個(gè)拉力的合力不斷變大，故桿受到的壓力不斷變大，故B正確，ACD錯(cuò)誤．6．如圖所示，質(zhì)量均為M的A、B兩滑塊放在粗糙水平面上，兩輕桿等長，桿與滑塊、桿與桿間均用光滑鉸鏈連接，在兩桿鉸合處懸掛一質(zhì)量為m的重物C，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)桿與水平面間的夾角為θ.下列說法正確的是()A．當(dāng)m一定時(shí)，θ越小，滑塊對(duì)地面的壓力越大B．當(dāng)m一定時(shí)，θ越大，輕桿受力越大C．當(dāng)θ一定時(shí)，M越大，滑塊與地面間的摩擦力越大D．當(dāng)θ一定時(shí)，M越大，可懸掛重物C的質(zhì)量m越大【答案】D【詳解】A.對(duì)A、B、C整體分析可知，對(duì)地面壓力為FN＝(2M＋m)g，與θ無關(guān)，故A錯(cuò)誤；B.將C的重力按照作用效果分解，如圖所示：根據(jù)平行四邊形定則，有故m一定時(shí)，θ越大，輕桿受力越小，故B錯(cuò)誤；C.對(duì)A分析，受重力、桿的推力、支持力和向右的靜摩擦力，根據(jù)平衡條件，有與M無關(guān)，故C錯(cuò)誤；D.當(dāng)θ一定時(shí)，M越大，M與地面間的最大靜摩擦力越大，則可懸掛重物C的質(zhì)量m越大，故D正確．7．在建筑工地上經(jīng)常使用吊車起吊貨物。為了研究問題方便，把吊車簡化成如圖所示的模型，支撐硬桿OP的一端裝有定滑輪，另一端固定在車體上，質(zhì)量不計(jì)的鋼絲繩索繞過定滑輪吊起質(zhì)量為m的物件緩慢上升，不計(jì)定滑輪質(zhì)量和滑輪與繩索及軸承之間的摩擦，重力加速度為g。則下列說法中正確的是（）A．鋼絲繩索對(duì)定滑輪的作用力方向豎直向下B．鋼絲繩索對(duì)定滑輪的作用力方向一定沿著OP方向C．鋼絲繩索對(duì)定滑輪的作用力大小等于2mgD．鋼絲繩索對(duì)定滑輪的作用力大小小于2mg【答案】D【詳解】AB．鋼絲繩索對(duì)定滑輪的作用力方向如圖中所示，即為F合的方向，故AB錯(cuò)誤；CD．質(zhì)量為m的物件緩慢上升，可看成勻速運(yùn)動(dòng)，則F=mg，由菱形特點(diǎn)可得故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。8．甲圖中，輕桿AB一端與墻上的光滑的鉸鏈連接，另一端用輕繩系住，繩、桿之間夾角為30°，在B點(diǎn)下方懸掛質(zhì)量為m的重物。乙圖中，輕桿CD一端插入墻內(nèi)，另一端裝有小滑輪，現(xiàn)用輕繩繞過滑輪掛住質(zhì)量為m的重物，繩、桿之間夾角也為30°。甲、乙中桿都垂直于墻，兩圖中重物都靜止，則下列說法中正確的是（）A．與輕桿AB連接的鉸鏈?zhǔn)艿綏U的彈力大小為B．輕桿CD上的小滑輪受到桿的彈力大小為C．兩根桿中彈力方向均沿桿方向D．若甲、乙中輕繩能承受最大拉力相同，則物體加重時(shí)，甲中輕繩更容易斷裂【答案】AD【詳解】A．甲中受力如下圖，桿受力沿桿，兩端繩中拉力不同，由平行四邊形定則，可知；則輕桿AB連接的鉸鏈?zhǔn)艿綏U的彈力大小為，故A正確；BC．乙圖中受力如下圖，桿受力不沿桿，繩中兩個(gè)拉力大小相同，可知小滑輪受到桿的彈力故BC錯(cuò)誤；D．若甲、乙中輕繩能承受最大拉力相同，則物體加重時(shí)，甲乙圖中繩子拉力大小關(guān)系如下故甲中輕繩更容易斷裂，故D正確。故選AD。題題型三死結(jié)與活結(jié)模型9．如圖，懸掛甲物體的細(xì)線拴牢在一不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩上O點(diǎn)處；繩的一端固定在墻上，另一端通過光滑定滑輪與物體乙相連。甲、乙兩物體質(zhì)量相等。系統(tǒng)平衡時(shí)，O點(diǎn)兩側(cè)繩與豎直方向的夾角分別為α和β。若β=50°，則α等于（）A．80° B．55° C．60° D．45°【答案】A【詳解】可通過受力分析作圖為由于甲、乙質(zhì)量相等，通過矢量的合成法則，結(jié)合幾何關(guān)系，則有；解得故選A。10．一種簡易的重物提升裝置如圖所示。當(dāng)木箱升至某高度后再緩慢向右拉動(dòng)輕繩（輕繩相交于O點(diǎn)），使與豎直方向的夾角逐漸增大，此過程中輕繩始終保持水平，若木箱受到的重力為G，則下列說法正確的是（）A．木箱緩慢向右拉動(dòng)的過程中，繩中的拉力增大B．木箱緩慢向右拉動(dòng)的過程中，地面對(duì)人的摩擦力變小C．木箱緩慢向右拉動(dòng)的過程中，繩中的張力大小不變D．當(dāng)與豎直方向的夾角為時(shí)，繩中的張力為【答案】AC【詳解】A．緩慢向右拉動(dòng)輕繩OC的過程，此過程中輕繩OC始終保持水平，O點(diǎn)受、、三個(gè)力作用，設(shè)繩子與豎直方向的夾角為，三個(gè)力的關(guān)系如圖所示在木箱緩慢運(yùn)動(dòng)過程中，木箱處于平衡狀態(tài)，則OB對(duì)木箱的作用力保持不變，等于木箱的重力，在水平方向上有，與豎直方向的夾角逐漸增大，則繩中的拉力增大，AC正確；B．根據(jù)平衡條件有，與豎直方向的夾角逐漸增大，則繩中的拉力增大，對(duì)于人在水平方向上受地面的摩擦力和繩子拉力，因?yàn)槟Σ亮Φ扔诶K子拉力，即地面對(duì)人的摩擦力變大，B錯(cuò)誤；D．與豎直方向的夾角為時(shí)，D錯(cuò)誤。故選AC。11．如圖所示，輕質(zhì)不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點(diǎn)，懸掛衣服的衣架鉤是光滑的，掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果只人為改變一個(gè)條件，擋衣架靜止時(shí)，下列說法正確的是（）A．繩的右端上移到b′，繩子拉力大小不變B．將桿N向右移一些，繩子拉力變小C．繩的兩端高度差越小，繩子拉力越小D．若只換掛質(zhì)量更大的衣服，則衣服架懸掛點(diǎn)不會(huì)左右移動(dòng)【答案】AD【詳解】如圖所示因?yàn)橥桓K子上的拉力相等，所以兩個(gè)繩子是對(duì)稱的，與豎直方向夾角是相等的AC．設(shè)繩子的長度為x，則兩桿之間的距離等于，繩子一端在上下移動(dòng)的時(shí)候，繩子的長度不變，兩桿之間的距離不變，則θ角度不變，所以所以繩子上的拉力不變；繩的兩端高度差的大小，對(duì)繩子的拉力沒有影響，C錯(cuò)誤A正確；B．當(dāng)桿N向右移動(dòng)后，兩桿之間的距離變大，繩長不變，所以θ角度減小，sinθ減小，繩子拉力變大，B錯(cuò)誤；D．繩長和兩桿距離不變的情況下，θ不變，所以掛的衣服質(zhì)量變化，懸掛點(diǎn)不會(huì)的移動(dòng)，D正確。故選AD。12．抖空竹是我國傳統(tǒng)文化苑中一株?duì)N爛的花朵，既極具觀賞性，又可健身。如圖1所示，若抖空竹者保持一只手不動(dòng)，另一只手沿圖2中的四個(gè)方向緩慢移動(dòng)，忽略空竹轉(zhuǎn)動(dòng)的影響，不計(jì)空竹和繩子間的摩擦力，且認(rèn)為細(xì)線不可伸長。下列說法正確的是（）

A．沿虛線a向左移動(dòng)時(shí)，細(xì)線的拉力將增大B．沿虛線b向上移動(dòng)時(shí)，細(xì)線的拉力將減小C．沿虛線c斜向上移動(dòng)時(shí)，細(xì)線的拉力將增大D．沿虛