2024-2025學(xué)年新教材高中物理課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)十二物體的受力分析含解析粵教版必修1

PAGE8-物體的受力分析(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題,每題6分,共36分)1.在立起一根木棍的過(guò)程中要經(jīng)過(guò)如圖所示的位置,此時(shí)地面對(duì)木棍的彈力方向是圖中的 ()A.F1的方向 B.F2的方向C.F3的方向 D.F4的方向【解析】選B。點(diǎn)面接觸的彈力方向垂直于接觸面指向被支持的物體,所以地面施予木棍的彈力方向正確的是F2。2.如圖,長(zhǎng)方體木塊擱在光滑方形槽中,則長(zhǎng)方體木塊除重力外還受到彈力的個(gè)數(shù)是 ()A.1個(gè) B.2個(gè)C.3個(gè) D.4個(gè)【解析】選C。長(zhǎng)方體木塊擱在光滑方形槽中,與槽接觸的地方有三處,并且都有相互作用,故長(zhǎng)方體木塊除重力外還受到彈力的個(gè)數(shù)是3個(gè),故選項(xiàng)C正確?！炯庸逃?xùn)練】如圖,木箱A中放一個(gè)光滑的鐵球B,它們一起靜止于斜面上,假如對(duì)鐵球B(不包括木箱A)進(jìn)行受力分析,則鐵球B受力個(gè)數(shù)為 ()A.3個(gè) B.4個(gè) C.2個(gè) D.1個(gè)【解析】選A。對(duì)B球受力分析,受重力、斜面支持力和箱子對(duì)球平行斜面對(duì)上的支持力,三力平衡,故選項(xiàng)A正確。3.如圖,質(zhì)量為m的木塊在水平面上的木板上向左滑行,滑行時(shí)木板靜止,木板質(zhì)量M=3m,已知木塊與木板間、木板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,則在木塊滑行過(guò)程中,水平面對(duì)木板的摩擦力大小為 ()A.4μmg B.3μmg C.2μmg D.μmg【解題指南】解答本題可以依據(jù)以下解題思路:(1)對(duì)木塊進(jìn)行受力分析。(2)對(duì)木板進(jìn)行受力分析。(3)依據(jù)平衡條件進(jìn)行推斷?！窘馕觥窟xD。木塊對(duì)木板的摩擦力大小f=μmg,方向水平向左,木板在水平方向受木塊的摩擦力和水平面的摩擦力平衡,則水平面對(duì)木板的摩擦力f′=f=μmg,故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。4.如圖,A、B兩物體重力都等于10N,各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都等于0.3,F1=1N和F2=2N的兩個(gè)水平力分別作用在A和B上,A、B均靜止,則A受的摩擦力和地面對(duì)B的摩擦力大小分別為 ()A.3N,6N B.1N,2NC.1N,1N D.0N,1N【解析】選C。因兩個(gè)物體都處于靜止?fàn)顟B(tài),故所受的摩擦力均為靜摩擦力;對(duì)物體A受力分析可知:F1=FfA=1N;對(duì)A、B整體受力分析,由平衡條件可知:F2=F1+FfB,解得FfB=1N,故選項(xiàng)C正確。5.如圖所示,木板B放在粗糙的水平面上,木塊A放在B的上面,A的右端通過(guò)一不行伸長(zhǎng)的輕繩固定在直立墻壁上,用水平力F向左拉動(dòng)B,使B以速度v做勻速運(yùn)動(dòng),這時(shí)繩水平,張力為T,下列說(shuō)法正確的是 ()A.T=FB.木塊A受到的是靜摩擦力,大小等于TC.木板B受到一個(gè)靜摩擦力,一個(gè)滑動(dòng)摩擦力,合力大小等于FD.若木板B以速度2v做勻速運(yùn)動(dòng),則拉力仍為F【解析】選D。依據(jù)整體法,由于水平面對(duì)B有水平向右的摩擦力,因此T<F,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;A、B之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng),因此是滑動(dòng)摩擦力,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;木板B受兩個(gè)滑動(dòng)摩擦力的作用,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),受力是平衡的,由于滑動(dòng)摩擦力始終不變,外力F也應(yīng)不變,與速度無(wú)關(guān),選項(xiàng)D正確。6.物體A的質(zhì)量為1kg,置于水平地面上,物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,從t=0起先,物體以肯定的初速度v0向右滑行的同時(shí),受到一個(gè)水平向左大小恒為F0=1N的作用力,則反映物體受到的摩擦力Ff隨時(shí)間變更的圖像是圖中的(取向右為正方向,g取10N/kg) ()【解析】選C。物體向右滑動(dòng)時(shí),受到地面對(duì)左的滑動(dòng)摩擦力,由Ff1=μmg,得Ff1=2N;物體靜止后,因受到向左的拉力F0=1N<Ff1,故物體A不再運(yùn)動(dòng)。由二力平衡可知,物體受到向右的靜摩擦力,Ff2=F0=1N,故C正確。二、計(jì)算題(本題共2小題,共24分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要標(biāo)明單位)7.(10分)如圖,一個(gè)質(zhì)量為M=2kg的物體放在粗糙水平面上,物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,用一條質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩繞過(guò)定滑輪和一個(gè)質(zhì)量為m0=0.1kg的小桶相連,已知:M受到的最大靜摩擦力Fmax=4.5N,細(xì)繩水平,滑輪上的摩擦不計(jì),g取10N/kg,求在以下狀況中,M受到的摩擦力的大小。(1)只掛m0處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)。(2)只掛m0但在M上再放一個(gè)M′=3kg的物體時(shí)。(3)只在桶內(nèi)加入m1=0.33kg的砂子時(shí)?！窘馕觥?1)因?yàn)閙0g=1N<Fmax,M處于靜止?fàn)顟B(tài),受靜摩擦力作用,由二力平衡得F1=m0g=1N。(2)在M上再放一個(gè)M′=3kg的物體,M仍靜止,仍受靜摩擦力F2=F1=m0g=1N。(3)因?yàn)?m0+m1)g=4.3N<Fmax,故M處于靜止?fàn)顟B(tài),所受靜摩擦力F3=(m0+m1)g=4.3N。答案:(1)1N(2)1N(3)4.3N8.(14分)(2024·?？诟咭粰z測(cè))小明同學(xué)在一只把手光滑且質(zhì)量為0.5kg的杯子里加0.5kg的水,放在水平桌面上,將一根勁度系數(shù)為50N/m的勻稱橡皮筋繞過(guò)把手。兩手同時(shí)沿同一水平面拉橡皮筋的兩端,直到把杯子拉動(dòng)并做勻速直線運(yùn)動(dòng)。測(cè)得此時(shí)兩橡皮筋成60°角且伸長(zhǎng)量為4cm,且未超過(guò)彈性限度。重力加速度g取10m/s2,求:(1)橡皮筋的拉力大小。(2)橡皮筋對(duì)杯子的拉力。(3)杯子與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為多少?！窘馕觥?1)由胡克定律得橡皮筋的拉力FT=kx=2N(2)橡皮筋對(duì)杯子的拉力F=2FT×cos30°=2N(3)對(duì)杯子有F=f=μ(m0+m)g解得μ=0.2=0.35答案:(1)2N(2)2N(3)0.35(15分鐘·40分)9.(6分)(2024·威海高一檢測(cè))如圖所示是磁懸浮地球儀,地球儀依靠它與底座之間的磁力懸浮在底座的正上方保持靜止。已知地球儀的質(zhì)量為m,底座的質(zhì)量為M,則底座對(duì)水平地面的作用力大小為 ()A.0 B.mg C.Mg D.g【解析】選D。地球儀和底座受到重力與地面對(duì)底座向上的作用力,依據(jù)平衡條件,得地面對(duì)底座向上作用力為:F=g,由牛頓第三定律,知底座對(duì)水平地面的作用力大小為:F′=F=g,故選項(xiàng)D正確。10.(6分)木塊A、B分別重50N和60N,它們與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25,夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2cm,彈簧的勁度系數(shù)為400N/m,系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動(dòng),現(xiàn)用F=1N的水平拉力作用在木塊B上,如圖,力F作用后 ()A.木塊A所受摩擦力大小是12.5NB.木塊A所受摩擦力大小是11.5NC.木塊B所受摩擦力大小是9ND.木塊B所受摩擦力大小是7N【解析】選C。因輕彈簧被壓縮了2cm,故彈簧彈力為F=kΔx=8N,A、B兩木塊所受的最大靜摩擦力分別為FAm=12.5N,FBm=15N,B木塊在水平方向F與彈簧彈力的合力為9N,小于其最大靜摩擦力,故地面給B木塊的摩擦力為9N,A木塊在水平方向的彈簧拉力為8N,也小于其最大靜摩擦力,故地面給A木塊的摩擦力為8N,故選項(xiàng)C正確?！炯庸逃?xùn)練】(多選)如圖是某小組同學(xué)為探討動(dòng)摩擦因數(shù)所設(shè)計(jì)的試驗(yàn)裝置。其中A為一質(zhì)量為M的長(zhǎng)直木板,B為木板上放置的質(zhì)量為m的木塊,Q為木塊右端連接的一彈簧測(cè)力計(jì)。試驗(yàn)時(shí)用力將A從B的下方抽出,通過(guò)Q的讀數(shù)即可測(cè)出動(dòng)摩擦因數(shù)。若試驗(yàn)條件較為志向,則 ()A.只有將木板A勻速抽出才能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù)B.將木板A加速、減速或勻速抽出均能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù)C.通過(guò)該方法可測(cè)得A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)D.通過(guò)該方法可測(cè)得A與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)【解析】選B、C。用力將A從B的下方抽出達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),在水平方向上B所受的滑動(dòng)摩擦力與彈簧測(cè)力計(jì)的拉力平衡,依據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式F=μFN可知,滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān),與B的速度無(wú)關(guān),無(wú)論木板A是做勻速直線運(yùn)動(dòng)還是變速直線運(yùn)動(dòng),都不會(huì)變更木塊受到摩擦力的大小,木塊相對(duì)地面總是靜止的,均能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù),選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;當(dāng)B達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F與B所受的滑動(dòng)摩擦力Ff大小相等,B對(duì)木板A的壓力大小等于B的重力mg,由F=μFN,得μ=,從Q上讀取F,則可求得μ,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。11.(6分)(多選)(2024·佛山高一檢測(cè))在班級(jí)的晚會(huì)中,物理老師表演了一個(gè)節(jié)目,用4個(gè)可樂(lè)瓶在水平地面上疊放成如圖所示的形態(tài),晚會(huì)結(jié)束后同學(xué)們用所學(xué)物理學(xué)問(wèn)進(jìn)行了分析,下列說(shuō)法正確的是 ()A.張同學(xué)認(rèn)為2號(hào)瓶對(duì)1號(hào)瓶的作用力方向斜向右上方B.陳同學(xué)認(rèn)為1號(hào)瓶的重心正好在與2號(hào)瓶接觸點(diǎn)的正上方C.呂同學(xué)認(rèn)為地面對(duì)4號(hào)瓶的支持力大小等于4個(gè)瓶子(包括里面可樂(lè))的總重力D.劉同學(xué)認(rèn)為假如地面是光滑的,物理老師表演一樣會(huì)勝利【解析】選B、C、D。2號(hào)瓶對(duì)1號(hào)瓶的作用力必需與1號(hào)瓶所受的重力平衡,所以該作用力的方向必需是豎直向上的,故A錯(cuò)誤,B正確;將4個(gè)可樂(lè)瓶視為一個(gè)整體,地面對(duì)4號(hào)瓶的支持力等于整體重力,故C正確;地面是水平的,整體受到的支持力與重力保持平衡,不須要摩擦力也能勝利,故D正確。故選B、C、D。12.(22分)如圖,A物體重力為20N,B物體重力為10N,力F豎直向下,A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,其余摩擦不計(jì),求(1)(2)兩種狀況下物體A受什么摩擦力?大小如何?(假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)(1)F=0時(shí)由靜止釋放B物體。(2)F=10N時(shí)由靜止釋放B物體。(3)若要使A勻速運(yùn)動(dòng),所加力F的大小是多少?【解析】(1)F=0時(shí),A所受最大靜摩擦力為F靜max=μmAg=8N,此時(shí)mBg>,故A將運(yùn)動(dòng),A所受摩擦力為滑動(dòng)摩