题目列表(包括答案和解析)
4.(2009·泰安模拟)如图所示,轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体A与B,物体B放在水平地面上,A、B均静止.已知A和B的质量分别为mA、mB,绳与水平方向的夹角为θ,则 ( )
A.物体B受到的摩擦力可能为0
B.物体B受到的摩擦力为mAgcosθ
C.物体B对地面的压力可能为0
D.物体B对地面的压力为mBg-mAgsinθ
[答案] BD
[解析] 对B受力分析如图所示,则水平方向上:Ff=FTcosθ,由于FT=mAg,所以Ff=mAgcosθ,故A错误,B正确;因为摩擦力不为零,所以压力不可能为零,故C错误;竖直方向上:FNB+FTsinθ=mBg,所以FNB=mBg-FTsinθ=mBg-mAgsinθ,故D正确.
3.如图所示,竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上,另一端与斜面体P连接,P的斜面与固定挡板MN接触且处于静止状态,则斜面体P此刻所受的外力个数有可能为
( )
A.2个 B.3个
C.4个 D.5个
[答案] AC
[解析] 若斜面体P受到的弹簧弹力F等于其重力mg,则MN对P没有力的作用,如图(a)所示,P受到2个力,A对;若弹簧弹力大于P的重力,则MN对P有压力FN,只有压力FN则P不能平衡,一定存在向右或有向右分量的力,只能是MN对P的摩擦力Ff,因此P此时受到4个力,如图(b)所示,C对.
2.(2009·山东)如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心,一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止于P点.设滑块所受支持力为FN.OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是 ( )
A.F=
B.F=mgtanθ
C.FN=
D.FN=mgtanθ
[答案] A
[解析] 本题主要考查受力分析与物体平衡条件,受力分析如图,由平衡条件知
FNsinθ=mg,FN=,C错,D错.
F=A正确,B错.正确答案A.
1.(2009·江苏)用一根长1m的轻质细绳将一幅质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上.已知绳能承受的最大张力为10N.为使绳不断裂,画框上两个挂钉的间距最大为(g取10m/s2) ( )
A.m B.m
C.m D.m
[答案] A
[解析] 本题考查共点力的平衡.由题意知,当两绳间夹角为120°时,两绳张力达10N.此时画框上挂钉间距为x=Lsin60°=m选项A正确.
13.(2009·广东质检)17世纪英国物理学家胡克发现:在弹性限度内,弹簧的形变量与弹力成正比,这就是著名的胡克定律.受此启发,一组同学研究“金属线材伸长量与拉力的关系”的探究过程如下:
A.有同学认为:横截面为圆形的金属丝或金属杆在弹性限度内,其伸长量与拉力成正比,与截面半径成反比.
B.他们准备选用一些“由同种材料制成的不同长度、不同半径的线材”作为研究对象,用螺旋测微器、激光测距仪、传感器等仪器测量线材的伸长量随拉力变化的规律,以验证假设.
C.通过实验取得如下数据:
长度
|
|
|
|
|
D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,对它们的假设进行了补充完善.
(1)上述科学探究活动的环节中,属于“制定计划”和“收集证据”的环节分别是(填字母代号)____________、____________.
(2)请根据上述过程分析他们的假设是否全部正确.若有错误或不足,请给予修正.
________________________________________________________________________.
(3)求出这种线材的伸长量x与拉力F以及线材的长度L、截面积S之间的定量关系式.
[答案] (1)B、C
(2)他们的假设不是“全部正确”.在弹性限度内,金属丝的伸长量与拉力成正比,与截面半径的平方成反比,还与
金属丝的长度成正比.
(3)x=kFL/S,式中:k=xS/(FL)
=0.4×5/(250×1000)mm2/N=8×10-6mm2/N
(或k=xS/(FL)=0.4×5×10-9/(250×1)m2/N=8×10-12m2/N).
[解析] 根据科学探究的要素和题目给定的条件,显然A属于“猜想与假设”,B属于“制定计划”,C属于“收集证据”,D属于“分析、论证、评估”.通过详细而全面的分析、计算实验数据,才能判断他们的假设是否全部正确,并对错误或不足之处给予修正,然后还要根据实验数据和(2)中的结论,通过计算,求出这种线材的伸长量x与拉力F以及材料的长度L、截面积S之间的定量关系式.
12.橡皮条的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计.沿着两个不同的方向拉弹簧测力计.当橡皮条的活动端拉到O点时,两根细绳相互垂直,如图所示,这时弹簧测力计的读数可从图中读出.
(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为________N和________N.(要求读到0.1N)
(2)在本题的虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力.
[答案] (1)4.0 2.5 (2)见解析图
[解析] 读弹簧秤示数时,应注意首先找零刻度线,尤其是竖直放置的那个弹簧秤,它的读数是2.5N(而不是3.5N),水平放置的弹簧秤读数是4.0N.
11.某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码,探究弹力和弹簧伸长量的关系.表中是该同学记录的实验数据,实验中弹簧始终未超过弹性限度.(g=10m/s2)
钩码质量m/g |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
弹簧总长度l/cm |
6.0 |
7.2 |
8.4 |
9.6 |
10.8 |
12.4 |
(1)根据实验数据在图所示坐标系中作出弹力F跟弹簧伸长量x的关系图象;
(2)根据图象得到弹簧的劲度系数是________N/m.
[答案] (1)见解析 (2)25
[解析] (1)利用题目给出的表格中钩码质量为零时弹簧的长度,可得弹簧原长为6.0cm;根据给出的六组数据分别计算出对应状态下弹簧的伸长量,可在弹力F与弹簧伸长量x的关系图象中确定出六个点,用平滑的曲线连结尽量多的点,如图所示.所得图象是过原点的一条直线,本实验中最后一点要舍弃.
(2)由所得图象,计算图象的斜率即为弹簧的劲度系数k=N/m=25N/m.
10.(2009·华师附中测试)(1)在做“验证力的平行四边形定则”实验中,若由于F1的误差使F1与F2的合力F方向略向左偏,如图所示,但F大于等于F′,引起这一结果的原因可能是F1的大小比真实值偏________,F1的方向使它与F2的夹角比真实值偏________.
(2)在做“验证力的平行四边形定则”实验中,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点,以下操作中错误的是 ( )
A.同一次实验过程中,O点的位置允许变动
B.实验中,弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度
C.实验中,先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一只弹簧测力计拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点
D.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点,两弹簧测力计之间的夹角应取90°,以便于计算合力的大小
[答案] (1)大 大 (2)ACD
[解析] (1)题中指出F1有误差,则指F2是准确的,在此基础上作图使F接近F′,根据平行四边形的数学关系分析,易知F1的大小及其与F2的夹角均偏大.
(2)实验过程中,O点的位置不允许变动,A错误;为减小误差,实验中弹簧测力计要与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度,B正确;实验时一般不要将弹簧测力计拉到最大量程,为减小误差,不要将两个弹簧测力计的拉力悬殊过大,C错误;本实验原理是利用作图法验证力的平行四边形定则,合力的大小并非计算出来的,所以根本谈不上弹簧测力计之间的夹角取90°的问题,D错误.
9.做“验证力的平行四边形定则”实验中,实验步骤如下:
(1)在水平放置的木板上,固定一张白纸.
(2)把橡皮条的一端固定在O点,另一端拴两根带套的细线,细线与橡皮条的交点叫做结点.
(3)在纸面离O点比橡皮条略长的距离上标出A点.
(4)用两个弹簧测力计分别沿水平方向拉两个绳套,把结点拉至A点,如图所示,记下此时两力F1和F2的方向和大小.
(5)改用一个弹簧测力计沿水平方向拉绳套,仍把结点拉至A点,记下此时F的方向和大小.
(6)拆下弹簧测力计和橡皮条.请你写出下面应继续进行的实验步骤:________.
[答案] 见解析
[解析] 以后的实验步骤为:
(1)在A点按同一标度,作出F1、F2、F的图示;
(2)利用平行四边形定则作F1、F2的合力F′;
(3)比较F和F′的大小和方向,并得出结论.
8.在“互成角度的两个共点力的合成”的实验中,其中的三个实验步骤如下:
(1)在水平放置的木板上垫一张白纸,把橡皮条的一端固定在木板上,另一端拴两根细线;通过细线同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条,使它与细线的结点到达某一位置O点,在白纸上记下O点和两测力计的读数F1和F2.
(2)在纸上根据F1和F2的大小,应用平行四边形定则作图求出合力F.
(3)只用一测力计通过细绳拉橡皮条,使它的伸长量与用两测力计拉时相同,记下此时测力计的读数F′和细绳的方向.
以上三个步骤中均有错误或疏漏,请指出:
(1)____________________________.
(2)____________________________.
(3)____________________________.
[答案] 见解析
[解析] 步骤(1)中未记下细线的方向;步骤(2)中除F1、F2的大小之外,还应根据F1、F2的方向才能准确作图;步骤(3)中应将橡皮条与线的结点拉到原位置O点.
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