2015高考物理二轮相互作用复习试题(人教版)
物理
1.(2014福建,14,4分)如图7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( )
图7
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
[答案] 1.A
[解析] 1.支持力的方向垂直于支持面,因此M处受到的支持力垂直于地面竖直向上,N处支持力过N垂直于切面,A项正确、B项错;静摩擦力方向平行于接触面与相对运动趋势的方向相反,因此M处的静摩擦力沿水平方向,N处的静摩擦力沿MN方向,C、D项都错误。
2.(2014浙江,19,6分)如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为θ。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行。小球A的质量为m、电量为q。小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B,两球心的高度相同、间距为d。静电力常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上,则( )
第19题图
A.小球A与B之间库仑力的大小为
B.当=时,细线上的拉力为0
C.当=时,细线上的拉力为0
D.当=时,斜面对小球A的支持力为0
[答案] 2.AC
[解析] 2.根据库仑定律得A、B间的库仑力F库=k,则A项正确。当细线上的拉力为0时满足k=mg tan θ,得到=,则B错C正确。斜面对小球A的支持力始终不为零,则D错误。
3.(2014山东,14,6分)如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千。某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后( )
A.F1不变,F2变大
B.F1不变,F2变小
C.F1变大,F2变大
D.F1变小,F2变小
[答案] 3.A
[解析] 3.木板静止时受力情况如图所示,设轻绳与竖直木板的夹角为θ,由平衡条件知,合力F1=0,故F1不变,F2=,剪短轻绳后,θ增大,cos θ减小,F2增大,故A正确。
4.(2014课标全国卷Ⅰ,17,6分)如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内),与稳定在竖直位置时相比,小球的高度( )
A.一定升高B.一定降低
C.保持不变D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定
[答案] 4.A
[解析] 4.设橡皮筋原长为l0
加速前平衡时橡皮筋伸长了x0
则有kx0=mg
当加速并稳定时设小球偏离竖直方向θ角,橡皮筋伸长了x
由小球在竖直方向受力平衡有
kx cos θ=mg
联立得kx cos θ=kx0
x cos θ=x0
此时小球距悬挂点的竖直高度
h=(l0+x)cos θ
=l0 cos θ+x cos θ
=l0 cos θ+x0
θ2。以F1、F2为邻边作平行四边形,其对角线表示合力F,F = 12 N。所以选项BC正确。
31.(湖北省黄冈中学2014届高三上学期期末考试) 如图所示,物块A放在直角三角形斜面体B上面,B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁,初始时A、B静止;现用力F沿斜面向上推A,但A、B仍未动。则施力F后,下列说法正确的是( )
A.A、B之间的摩擦力一定变大
B.B与墙面的弹力可能不变
C.B与墙之间可能没有摩擦力
D.弹簧弹力一定不变
[答案] 31.16.D
[解析] 31.施加力F前后,A、B始终未动,故弹簧形变量不变,故弹簧的弹力不变,D项正确;未施加力F时,将A、B视为一个整体,受力分析如图甲所示,施加力F后A、B仍未动,将A、B视为一个整体,受力分析如图乙所示,由于弹簧弹力不变,所以B受到墙面竖直向下的摩擦力,水平向右的弹力,C、D两项错;由于力F与物块沿斜面方向的下滑力大小关系未知,故A、B之间的摩擦力变化情况无法确定,A项错。
32.(广东省广州市2014届高三1月调研测试物理试题)物块A和B用平行于斜面的轻杆连接,如图(a) 静止于固定斜面上,此时轻杆作用力大小为且不等于零;若A、B对调并如图(b) 放置在该斜面上,则轻杆作用力大小
A.等于零
B.等于
C.大于
D.小于
[答案] 32.15.B
[解析] 32.A、B对调前将A、B及轻杆视为一个整体,受力平衡;A、B对调后,仍将A、B及轻杆视为一个整体,受力情况不变,故仍处于平衡态,隔离A物体,由于A物体在A、B对调前后均处于静止态,故其受力情况也不变,则可以断定轻杆对A作用力大小不变,方向不变,故轻杆作用力大小 大小等于F,B项正确。
33.(北京市西城区2014届高三上学期期末考试) 如图所示,一个人用与水平方向成θ角斜向上的力F拉放在粗糙水平面上质量为m的箱子,箱子沿水平面做匀速运动。若箱子与水平面间的动摩擦因数为μ,则箱子所受的摩擦力大小为
A.Fsinθ B.Fcosθ C.μmg D.μFsinθ
[答案] 33.4.B
[解析] 33.对物体受力分析如图所示。由平衡知识可得箱子所受的摩擦力大小为= Fcosθ,故B项正确。
34.(北京市西城区2014届高三上学期期末考试) 一根很轻的弹簧,在弹性限度内,当它的伸长量为4.0cm时,弹簧的弹力大小为8.0N;当它的压缩量为1.0cm时,该弹簧的弹力大小为
A.2.0N B.4.0N C.6.0N D.8.0N
[答案] 34.1.A
[解析] 34.由可得k=200N/m,当它的压缩量为1.0cm时,该弹簧的弹力大小为=2.0N,故选A。
35.(安徽省合肥市2014届高三上学期第一次质量检测) 如图所示,倾角为的斜面体固定在水平地面上,一根不可伸长的轻绳两端分别系
着小球A和物B,跨过固定于斜面体顶端的定滑轮O(不计滑轮的摩擦),A的质量为m,B的质量为4m。开始时,用手托住A,使OA段绳恰好处于水平伸直状态(绳中无拉力),OB绳平行于斜面,此时B静止不动,将A由静止释放,在其下摆过程中B始终保持静止。则在绳子到达竖直位置之前,下列说法正确的是
A、物块B受到的摩擦力方向一直沿着斜面向上
B、物块B受到的摩擦力大小可能不变
C、地面对斜面体的摩擦力方向一定水平向右
D、地面对斜面体的摩擦力方向一定水平向左
[答案] 35.10. C
[解析] 35.:在其下摆过程中,绳中弹力由0不断增大到3mg,故物块B受到的摩擦力方向先沿着斜面向上后沿斜面向下,选项A、B两项错误;将B物体及斜面视为一个整体,受力分析如图所示,由平衡条件可得地面对斜面体的摩擦力方向一定水平向右,C项正确,D项错。
36.(安徽省合肥市2014届高三上学期第一次质量检测) 位于坐标原点O的质点在、和三力的作用下保持静止,已知其中的大小恒定不变,方向沿轴负方向的;的方向与轴正方向的夹角为(),但大小未知,如图所示,则下列关于力的判断正确的是
A、的最小值为
B、的大小可能为
C、的方向可能与的方向相反
D、与的合力大小与的大小有关
[答案] 36.2.A
[解析] 36.:位于坐标原点O的质点在、和三力的作用下保持静止,故与的合力为
跟等大方向,根据三角形定则将质点受力分析如右图所示, 的最小值为=,A项正确,B项错;由于的大小恒定不变,方向沿轴负方向,故的大小、方向是确定的,故与的合力大小与的大小无关,D项错;由右图可知的方向不可能与的方向相反,C项错。
37.(2014江苏,11,10分)小明通过实验验证力的平行四边形定则。
(1)实验记录纸如题11-1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。
(题11-1图)
(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11-2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。
(题11-2图) (题11-3图)
两次实验记录的轨迹如题11-3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。
[答案] 37. (1)(如图,F合=4.6~4.9都算对)
(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;换用弹性好的轻弹簧。)
[解析] 37.(1)略。(2)分析端点N受力,设橡皮筋与竖直方向间的夹角为θ,由平衡条件易得橡皮筋的拉力F=mg/cos θ,可见θ相同时橡皮筋拉力相同。(3)题11-3图中表示两次拉力相同时橡皮筋的长度之差,易知A错误、B正确。由图中的两轨迹间的距离变化可知,θ越大时长度差越大,结合F=mg/cos θ知对应的拉力越大,故D正确。因同样拉力下橡皮筋第2次长度较长,故同样长度下橡皮筋第2次所受拉力较小,C错误。(4)从能在记录纸上完成实验的角度考虑有:橡皮筋不宜过长,O点位置应靠近木板边缘,所选标度不能过小或过大等;从能测出拉力及减小相对误差角度考虑有:拉力不宜过大或过小,两力之间夹角不宜过大或过小等;从能保证两次测量中力的作用效果相同的角度来考虑有:选用新的、弹性好的橡皮筋或换用弹性好的轻弹簧等。
38.(2014浙江,21,10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1连接起来进行探究。
第21题图1
(1)某次测量如图2所示,指针示数为______cm。
第21题图2
(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如表1。用表1数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为______N/m(重力加速度g=10 m/s2)。由表1数据______(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
第21题表1
[答案] 38. (1)15.95~16.05,有效数字位数正确
(2)12.2~12.8 能
[解析] 38.(1)刻度尺最小分度为0.1 cm,读数时需估读到 0.01 cm。
(2)表1中对LA的测量有四组数据,应采用逐差法计算增加一个钩码时弹簧Ⅰ增加的长度。
L0==0.04 m
故k==12.5 N/m
通过计算LB-LA可得出A、B两指针间的长度,进而计算出增加一个钩码时弹簧Ⅱ增加的长度,从而计算出其劲度系数。
39.(2014课标全国卷Ⅱ,23,9分)某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系。实验装置如图(a)所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度。设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100 kg的砝码时,各指针的位置记为x。测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数,取重力加速度为9.80 m/s2)。已知实验所用弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88 cm。
图(a)
P1
P2
P3
P4
P5
P6
x0(cm)
2.04
4.06
6.06
8.05
10.03
12.01
x(cm)
2.64
5.26
7.81
10.30
12.93
15.41
n
10
20
30
40
50
60
k(N/m)
163
①
56.0
43.6
33.8
28.8
1/k(m/N)
0.006 1
②
0.017 9
0.022 9
0.029 6
0.034 7
(1)将表中数据补充完整:①______,②______。
(2)以n为横坐标,1/k为纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出1/k-n图像。
图(b)
(3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点。若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k=______N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k=______N/m。
[答案] 39.(1)81.7 0.012 2(2分。每空1分)
(2)-n图像如图所示。(3分)
(3)(2分。在~之间均同样给分)
(2分。在~之间均同样给分)
[解析] 39.(1)由胡克定律有k== N/m=81.7 N/m,故有=0.012 2 m/N。(2)作图过程略,图见答案。(3)因-n图线是一条过原点的直线,由图可得图线的斜率约为5.71×10-4 m/N,故有
=5.71×10-4×n,即k=(N/m),由表中n与x0数据可知弹簧的圈数n与原长l0的关系为n=500l0,故k==(N/m)。
40.(湖北省八校2014届高三第二次联考) 如图为“测量弹簧劲度系数” 的实验装置图,弹簧的上端固定在铁架台上,下端装有指针及挂钩,指针恰好指向一把竖直立起的毫米刻度尺。现在测得在挂钩上挂上一定数量钩码时指针在刻度尺上的读数如下表:
已知所有钩码的质量可认为相同且为m0=50g,当地重力加速度g=9.8m/s2。请回答下列问题:
(1)请根据表格数据计算出弹簧的劲度系数,k =_____________N/m。(结果保留两位有效数字)
(2)考虑到在没有挂钩码时弹簧自身有重量,测量的劲度系数与真实值相比较__________(填偏大、偏小、没有影响)。
[答案] 40.22. (1) 31或32;(2) 没有影响
[解析] 40.(1) 弹簧的劲度系数k =N/m=32 N/m;(2) 设弹簧的原长为L0,实际长度为L,由胡克定律可得,则劲度系数测量值为,与真实值相等。
41.(2014年安徽省江南十校高三联考) (19分)(I) ①在《验证二力合成的平行四边形定则》实验中,我们需要对使用的两只弹簧秤进行校对,看两只弹簧秤是否完全相同,校对的方法是
A.看两只弹簧秤的外形是否一样,是否由同一厂家生产
B.把两只弹簧秤的钩子互钩着水平地拉动,看两者示数是否完全相同
C.把两只弹簧秤的钩子互钩着一上一下竖直地拉动,看两者示数是否相同
D.把两只弹簧秤的钩子互钩着,任意地拉动,看两者示数是否完全相同
②在《验证二力合成的平行四边形定则》实验中,下列做法有利于减小误差的有
A.F1、F2两个力的夹角尽可能大一些
B.F1、F2两个力越大越好
C.在拉橡皮条时,弹簧秤的外壳不要与纸面接触,产生摩擦
D.拉力F1、F2的方向应与纸面平行,弹簧及钩子不与弹簧秤的外壳及纸面接触,产生摩擦
(Ⅱ) 为了较准确地测量某电子元件的电阻,某实验小组做如下测量。
①用多用表测量该元件的电阻,选用“xl0” 倍率的电阻挡测量,发现多用表指针偏转很小,因此需选择 倍率的电阻挡(填“xl” 或“xl00” ),并__ __,再进行测量,若多用表中的电池旧了,用它测得的电阻值将__ __(填“偏大” “偏小” 或“不变” )。
②若用多用表测得该元件的电阻大约为1500Ω,现在要进一步精确测量其电阻,有以下器材:
A.待测元件Rx;(阻值约为1500Ω)
B.电流表(量程5mA,内阻约5Ω)
C.电阻箱(9999.9Ω,0.02 A)
D.直流电源(电动势约为20 V,内阻约0.5Ω)
E.单刀双掷开关一个,导线若干。
实验小组有同学设计了如下电路进行测量。在闭合s前,先把R打 (填“最大值” 或“最小值” ),然后把k打1,____,再把k打2, 则Rx=____(用实验中获得的物理量来表示。)
(III) 两只完全相同的表头G,分别改装成一只电流表和一只电压表,一位同学不小心做实验时误将两只表串起来连接在一闭合电路中,接通电路后两只表的指针可能出现下列哪种
现象
A.电流表的指针偏转,电压表的指针不偏转
B.两表指针偏转角度相同
C.两表指针都偏转,电压表的指针偏转角度比电流表大得多
D.两表指针都偏转,电流表的指针偏转角度比电压表大得多
[答案] 41.Ⅰ. ①B ②CD
Ⅱ.①“xl00” 让红黑表笔短接,重新欧姆调零 偏大
②最大值; 调节R,当其阻值为R1时,电流表的示数为I0;调节R,当其阻值为R2时,电流表的示数再次为I0 ;R2-R1
III.C
[解析] 41.①弹簧校对的方法是:将两个弹簧水平对拉,若示数相同,则说明两个弹簧是完全相同的,故B正确,ACD错误;
②画平行四边形时,夹角适当大些画出的平行四边形就会准些,而不是要求夹角尽量大,故A错误;数据处理时:我们需要画出力的大小和方向,所以力要适当大些可减小测量误差对实验的影响,但是并非越大越好,如果太大可能导致平行四边形太大,整个纸面画不开,故B错误;为了使所测量的力更准确,弹簧秤的外壳不能与纸面接触,以免产生摩擦,影响拉力大小,故C正确;作图时,我们是在白纸中作图,做出的是水平力的图示,若拉力倾斜,则作出图的方向与实际力的方向有有较大差别,同时为了减小因摩擦造成的误差,故应使各力尽量与木板面平行,故D正确。
解析:用多用表测量该元件的电阻,选用“xl0” 倍率的电阻挡测量,发现多用表指针偏转很小,说明被测电阻阻值过大,故因此需选择“xl00” 电阻挡测量;欧姆表在换挡后,再次测量前,必须重新进行欧姆调零;欧姆表内阻R=,电流表满偏电流Ig不变,电源电动势E变小,则欧姆表总内阻变小;由闭合电路欧姆定律可得:I=,R测=-R,由于内阻R变小,则待测电阻阻值R测偏大。
解析:为保护电路,在闭合s前,先把R打最大值;然后把k打1,调节R,当其阻值为R1时,电流表的示数为I0,再把k打2,调节R,当其阻值为R2时,电流表的示数再次为I0,则Rx=R2-R1。
解析:电流表改装成电压表是串联较大的分压电阻;电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻;两表串联后,通过电流表的总电流与电压表的电流相等,由于电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻,所以大部分电流通过了分流电阻,通过表头的电流很小,所以电流表的指针偏转角度较小;电压表的指针有明显偏转,故C正确,ABD错误。
42.(四川省成都市2014届高中毕业班第一次诊断性检测) (17分) (1) (7分) 以下是小丽同学在“探究共点力作用下物体的平衡条件” 实验中的操作步骤。
请完成步骤中的填空:
A. 将一方形薄木板平放在桌面上,在板面上用图钉固定好白纸,将三个弹簧测力计的挂钩用细线系在小铁环上,如图甲所示
B. 先将其中两个测力计固定在图板上,再沿某一方向拉着第三个测力计。当铁环 时,分别记下测力计的示数F1、F2、F3和 ,并作出各个力的图示
C. 按 作出F1、F2的合力F12,如图乙所示。比较F12和 ,由此,找出三个力F1、F2、F3的关系。
(2) (10分) 小明、小刚、小敏所在的学习兴趣小组在研究玩具电动机的工作状态时,想描绘出电动机工作时两端电压U和通过电动机线圈的电流I的U– I图线。
实验室备有下列器材:
待测电动机M(额定电流0.9 A,额定电压4.0 V )
电流表A1量程5A,内阻约0.1Ω)
电流表A2(量程0.6A,内阻2.0Ω)
电压表V1(量程4.5 V,内阻约8 kΩ).
电压表V2(量程3V,内阻约10kΩ)
电阻箱R0 (0~99.9Ω)
滑动变阻器R1(最大阻值为100 Ω)
滑动变阻器R2(最大阻值为10Ω)
电源E(电动势为6V,内阻很小)
开关S,导线若干
为了达到实验目的且操作方便、并尽可能提高测量精度,他们设计了图甲所示的测量电路图,并让小明先把量程为0.6A的电流表改装成了量程为l. 0A的电流表。
①图甲中电流表应选 ,电压表应选 。滑动变
阻器应选 虚线框中的元件是 。(均填器材代号字母)
②实验中,小组同学团结合作、按正确操作完成了实验。小敏根据探测记录,作出了图乙所示的M在不转动和转动两种情形下两端电压U随电流I变化的图线。由图可知,M内部线圈的电阻约为 Ω。(结果保留两位有效数字)
③小刚根据小敏作出的U–I图线对M两端电压数据进行比较。他发现: M两端电压为2.5 V时通过M的电流,居然小于M两端电压为2.0 V时通过M的电流! 出现这一结果的主要原因是:
。
[答案] 42. (1)平衡 它们的方向 平行四边形定则 F3
(2)①A2 V1 R2 R0 ②2.5
③Ⅰ. 根据图线数据可知,两个状态下M的输入电功率几乎相等,Ⅱ. M转动起来后,输入的电能只有小部分转化为内能,Ⅲ. 由P热=I2R可知,变小,因此I变小。
[解析] 42.分别记下测力计的示数F1、F2、F3和它们的方向,并作出各个力的图示,并作出各个力的图示;按平行四边形定则作出F1、F2的合力理论值F12,如图乙所示。比较理论值F12和实际值F3,由此,找出三个力F1、F2、F3的关系。
解析:待测电动机M额定电流0.9 A,故电流表把量程为0.6A的电流表改装成了量程为l. 0A的电流表,故电流表应选A2和电阻箱R0;额定电压4.0 V,故电压表应选V1;为便于调节,滑动变阻器应选总阻值较小的R2(最大阻值为10Ω) 。图乙所示的M在不转动情形下两端电压U随电流I变化的图线可知M内部线圈的电阻约为 =2.5Ω;③Ⅰ. 根据图线数据可知,两个状态下M的输入电功率几乎相等,Ⅱ. M转动起来后,输入的电能只有小部分转化为内能,Ⅲ. 由P热=I2R可知,变小,因此I变小。
43.(山东省济南市2014届高三上学期期末考试) 如图是“验证力的合成的平行四边形定则” 实验示意图。将橡皮条的一端固定于A点,图甲表示在两个拉力F1、F2的共同作用下,将橡皮条的结点拉长到O点;图乙表示准备用一个拉力F拉橡皮条,图丙是在白纸上根据实验结果画出的力的合成图示。
(1)有关此实验,下列叙述正确的是________
A.在进行图甲的实验操作时,F1、F2的方向必须互相垂直
B.在进行图乙的实验操作时,必须将橡皮条的结点拉到O点
C.在进行图甲的实验操作时,保证O点的位置不变,F1变大时,F2一定变小 D.在误差范围内,拉力F一定等于F1、F2的代数和
(2)图丙中Fˊ是以F1、F2为邻边构成的平行四边形的对角线,一定沿AO方向的是________(填“F” 或者“Fˊ” )
[答案] 43.13.(1)B (2)F
[解析] 43.解析:(1)在进行图甲的实验操作时,F1、F2的夹角不宜太大,也不宜太小,但不一定是900,在进行图乙的实验操作时,必须将橡皮条的结点拉到O点,如果位置变化,则会引起受力变化,B项正确;在进行图甲的实验操作时,保证O点的位置不变,F1变大时,F2可能变大,可能变小,也可能不变,C项错;在误差范围内,拉力F近似等于F1、F2的矢量和,D项错。(2)力F一定沿AO方向。
44.(2014年安徽省江南十校高三联考) (19分)如图装置中绳子质量,滑轮质量及摩擦均不计,两物体质量分别为m1=m,m2=4m,m1, 下端通过劲度系数为k的轻质弹簧与地面相连。
①系统静止时弹簧处于什么状态?形变量Δx为多少?
②用手托住m2,让m1静止在弹簧上,绳子绷直,但无拉力,然后放手,m1、m2会上下做简谐振动,求:m1、m2运动的最大速度分别为多大?
③在②问的情况下,当m2下降到最低点,m1上升到最高点时,求:此时m1、m2的加速度的大小各为多少?
[答案] 44.查看解析
[解析] 44. 由图分析可知,拉m1的绳子拉力大小为2mg,大于mg,所以弹簧处于拉伸状态.根据平衡条件得:
对m1:T=m1g+k△x=mg+k△x
对m2:2T=m2g T=2mg
所以得:△x=
②当m1、m2速度最大时,两者加速度都等于0,
所以此时弹簧被拉长△x.
由两个物体组成的系统机械能守恒得:
m2g△x-m1g2△x=
又 v1=2v2,
解得v1=,
v2=。
③根据简谐运动的对称性,此时m1、m2的加速度大小与刚释放时的加速度大小相等,设为a1、a2,绳子的拉力为T′,则根据牛顿第二定律得:
对m1:T′=m1a1
对m2:m2g-2T′=m2a2
又 a1=2a2,
可解得:a1=g,a2=g 。
45.(福建省福州市2014届高三上学期期末质量检测物理试题) (10分)如图所示,水平细杆上套一环A,环A与球B问用一不可伸长轻质绳相连,质量分别为mA=0.40kg和肌mB=0.30kg,由于B球受到水平风力作用,使环A与球B一起向右匀速运动。运动过程中,绳始终保持与竖直方向夹角=30°,重力加速度g取10m∕s2,求:
(1)B球受到的水平风力大小;
(2)环A与水平杆间的动摩擦因数。
[答案] 45.查看解析
[解析] 45.11. (1)对B球受力分析,如图,根据平衡条件可得
F=mBgtanθ……①
数据代入得 F=1.73N……②
(2)选取环、球和轻绳整体为研究对象,受力如图所示。
根据平衡条件得N =(mA+mB) g…… ③
F = f ……④
且 f =μN ……⑤
解得 ……⑥
数据代入得