高二物理假期作业.doc

高二物理假期作业
单选题
1. L型木板P（上表面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。则木板P 的受力个数为
A． 3 B．4 C．5 D．6
选C.先把P、Q看成一个整体进行分析，受重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力三个力作用下处于平衡状态。隔离Q进行分析，受重力、斜面的支持力、弹簧的弹力（沿斜面向上）三个力作用下处于平衡状态。由牛顿第三定律可知Q对P有一个压力，弹簧对P有一个弹力（沿斜面向下），所以P共受到5个力的作用，C正确。
2. 如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成角，则每根支架中承受的压力大小为
（A） （B） （C） （D）
选D 对照相机进行受力分析可知，在竖直方向有：，解得：。选项D正确，其它选项是错误的。
3.如下图所示，在一个正立方体形的盒子中放有一只均匀小球，小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等．盒子沿倾角为α的固定斜面滑动，不计一切摩擦．下列说法中正确的是 
A．无论盒子沿斜面上滑还是下滑，球都仅对盒子的下底面有压力
B．盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和右侧面有压力
C．盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力
D．盒子沿斜面上滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力
先以盒子和小球组成的质点组为研究对象，无论上滑还是下滑，用牛顿第二定律同样可求得质点组的加速度大小为a＝gsinθ，方向沿斜面向下。由于盒子和小球始终保持相对静止，所以小球的加速度大小也是a＝gsinθ，方向沿斜面向下。小球重力的下滑分力大小恰好等于所需的合外力，因此不需要左、右侧壁提供弹力。本题答案应选A
4.如图3所示，倾角为θ的斜面固定在水平地面上，质量为m的物块A和质量为M的物块B叠放在斜面上，轻弹簧一端固定在竖直墙壁上，另一端与物块A连接，轻弹簧与竖直墙壁的夹角为θ，整个系统处于静止状态。则(　　)
A．物块A一定受到4个力的作用
B．物块B可能受到4个力的作用
C．弹簧一定处于压缩状态
D．物块B受到斜面的摩擦力为(M＋m)gsin θ
解析：选D　物块A要平衡，一定受重力、B对A的支持力和摩擦力，还有可能受弹簧向上或向下弹力，且无法判断弹簧所处的状态，故A、C均错误；由A、B为整体，受力分析并应用平衡条件得：斜面对B的摩擦力为(M＋m)gsin θ，D正确；物体B所受的力：重力、A对B的压力、A对B的摩擦力、斜面对B的支持力、斜面对B的摩擦力，共5个力，B错误。
5.如图所示，一物块置于水平地面上。当用与水平方向成60°角的力F1 拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30°角的力F2 推物块时，物块仍做匀速直线运动。若F1 和F2 的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为
A. B. C. D.
选B，物体受重力mg、支持力FN、摩擦力Ff、已知力F处于平衡，根据平衡条件，有，，联立解得：
多选题
6.关于摩擦力，以下说法中正确的是(　　)
A．运动物体可能受到静摩擦力作用，但静止物体不可能受到滑动摩擦力作用
B．静止物体可能受到滑动摩擦力作用，但运动物体不可能受到静摩擦力作用
C．正压力越大，摩擦力可能越大，也可能不变
D．摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上，也可能与速度方向不在同一直线上
CD　[解析] 静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间，与物体是否运动无关，滑动摩擦力产生于两个相对运动的物体之间，与物体是否运动无关，选项A、B均错误；静摩擦力的大小与正压力的大小无关，一般由平衡条件或牛顿运动定律来求，滑动摩擦力f＝μFN，随着正压力的增大而增大，选项C正确；摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反，与速度方向无关，选项D正确．
7. 某同学用传感器来探究摩擦力，他将力传感器接入数据采集器，再连接到计算机上； 将一质量m=3.75kg的木块置于水平桌面上，用细绳将木块和传感器连接起来进行数据采集，然后沿水平方向缓慢地拉动传感器，至木块运动一段时间后停止拉动．获得的数据在计算机上显示出如图所示的图象．下列有关这个实验的几个说法，其中正确的是（　　）
A．0～6s内木块一直受到静摩擦力的作用
B．最大静摩擦力比滑动摩擦力大
C．木块与桌面间的动摩擦因数约为0.08
D．木块与桌面间的动摩擦因数约为0.11
A、在0-2s内，物体不受外力，此时没有摩擦力，故A错误；
B、由图象可知，用力沿水平方向拉长木板，拉力从0开始逐渐增大．刚开始长木板处于静止状态，长木板受拉力和木块对长木板间的静摩擦力，当拉力达到4N时，开始发生相对滑动，木块与长木板间产生了滑动摩擦力．由图可知木块与长木板间的最大静摩擦力Ffm为4N．当拉力达到4N时，开始发生相对滑动，木块与长木板间产生了滑动摩擦力．由图可知木块与长木板间的滑动摩擦力Ff为3N．故B正确；
C、根据滑动摩擦力公式得：
μ= f FN = 3 37.5 =0.08，故C正确，D错误；
故选BC
8.如图所示，质量分别为、的两个物体通过轻弹簧连接，在力的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动（在地面，在空中），力与水平方向成角。则所受支持力N和摩擦力正确的是A． B．
C． D．
【规范解答】选AC. 把、的两个物体看成一个整体进行研究，进行受力分析，水平方向上：，C正确；竖直方向上：，所以，所以A正确。
9.国国家大剧院外部呈椭球型，假设国家大剧院的屋顶为半球型，一警卫员为执行特殊任务，必须冒险在半球型屋顶上向上缓慢爬行（如图1所示），他在向上爬的过程中（ ）
A.屋顶对他的支持力变大 B.屋顶对他的支持力变小C.屋顶对他的摩擦力变大 D.屋顶对他的摩擦力变小
选A、D.分析警卫员的受力情况，由平衡条件得：支持力FN=mgcosθ,摩擦力Ff=mgsinθ,随着θ的减小，FN增大，Ff变小，故B、C错误，A、D正确.
10.如图所示，靠在竖直粗糙墙壁上的物块在t＝0时被无初速释放，同时开始受到一随时间变化规律为F＝kt的水平力作用。用a、v、Ff和Ek分别表示物块的加速度、速度、物块所受的摩擦力、物块的动能，下列图像能正确描述上述物理量随时间变化规律的是(　　)

解析：选BC　由mg－Ff＝ma，Ff＝μF＝μkt，故得：Ff随t均匀增大，当物块速度为零时，Ff＝mg不再随时间而变，C正确；a＝g－t，B正确，A错误；物块的动能不会随时间均匀变化，D错误。
11.小明通过实验验证力的平行四边形定则。
（1）实验记录纸如题图所示，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。
实验装置如题图所示，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题图所示，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             。

（3）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
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
答案 （1）如图所示  4.7N（4.6～4.9N均可）；（2）Fa＝Fb；（3）BD；（4）选用新橡皮筋；橡皮筋拉伸不宜过长

解析试题分析：（1）根据力的图示法作出力F1和F2的图示，如答案图所示，并根据力的平行四边形定则作出两者的合力，用刻度尺量得其长度为单位长度的4.7倍，即合力大小为4.7N（4.6～4.9N均可）。
（2）设Oab与竖直方向的夹角为θ，根据共点力平衡条件解得：F＝mgtanθ，因此有：Fa＝Fb
（3）由中分析可知，橡皮筋上的拉力大小为：T＝，因此有Ta＝Tb，显然图中Ob＞Oa，故选项A错误；选项B正确；橡皮筋因老化，每次被拉后，形变已经不能完全恢复，因此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故选项D正确；两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较小，故选项C错误。
（4）有上述分析可知，要确保橡皮筋发生弹性形变，因此应注意选用新的弹性较好的橡皮筋，每次橡皮筋的形变要在弹性限度内，即拉伸不宜过长。

12.如图所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ。质量为m的光滑球B放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少？

选取B为研究对象，它受到重力mg、三棱柱对它的支持力FNB墙壁对它的弹力F的作用（如图甲所示）而处于平衡状态。根据平衡条件有
竖直方向上：FNBcosθmg
水平方向上：FNBsinθ=F
解得F=mgtanθ

再以A和B整体为研究对象，它受到重力（M+m）g、地面支持力FN、墙壁的弹力F和地面的摩擦力Ff的作用（如图乙所示）而处于平衡状态。根据平衡条件有
FN－（M+m）g=0
F=Ff
可得FN=（M+m）g
Ff=F=mgtanθ

13.如图所示，在倾角为θ的粗糙斜面上，有一个质量为m的物体被水平力F推着静止于斜面上，已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ，且μ＜tanθ，若物体恰好不下滑，则推力F为多少？若物体恰好不上滑，则推力F为多少？(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

：因为μ＜tanθ，F＝0时，物体不能静止在斜面上．当物体恰好不下滑时，受力如图甲所示，有

mgsinθ＝Fcosθ＋Ff
Ff＝μFN
FN＝mgcosθ＋Fsinθ
解得F＝mg
当物体恰好不上滑时，受力如图乙所示，有
mgsinθ＋Ff＝Fcosθ
Ff＝μFN
FN＝mgcosθ＋Fsinθ
解得F＝mg

14.拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图）。设拖把头的质量为m，拖杆质量可以忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ。
（1）若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小。
（2）设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ。已知存在一临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tanθ0

（1）设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把。将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，按平衡条件有 
Fcosθ+mg=N ①   
Fsinθ=f  ②
式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力。按摩擦定律有f=μN ③
联立①②③式得 ④
（2）若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动，应有Fsinθ≤λN ⑤
这时①式仍满足。联立①⑤式得 ⑥
现考察使上式成立的θ角的取值范围。注意到上式右边总是大于零，且当F无限大时极限为零，有   ⑦
使上式成立的θ角满足θ≤θ0，这里θ0是题中所定义的临界角，即当θ≤θ0时，不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把。临界角的正切为 ⑧

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