时间:45分钟满分:100分。
一、选择题(8×8′=64′)
1.如下图所示,f1、f2、f3恰好构成封闭的直角三角形,这三个力的合力最大的是( )
解析:由矢量合成法则可知a图的合力为2f3,b图的合力为0,c图的合力为2f2,d图的合力为2f3,因f2为直角三角形的斜边,故这三个力的合力最大的为c图.
答案:c2.f1、f2是力f的两个分力.若f=10 n,则下列不可能是f的两个分力的是( )
a.f1=10 n,f2=10 n b.f1=20 n,f2=20 n
c.f1=2 n,f2=6 n d.f1=20 n,f2=30 n
解析:本题考查合力和分力之间的关系.合力f和两个分力f1、f2之间的关系为|f1-f2|≤f≤|f1+f2|,则应选c.
答案:c3.如下图为节日里悬挂灯笼的一种方式,a、b点等高,o为结点,轻绳ao、bo长度相等,拉力分别为fa、fb,灯笼受到的重力为g.下列表述正确的是( )
a.fa一定小于g
b.fa与fb大小相等。
c.fa与fb是一对平衡力。
d.fa与fb大小之和等于g
解析:由等高等长知fa、fb两力对称,选项b正确;fa有可能大于g,选项a错误;d项中不是大小之和而是矢量之和,选项d错误;这两个力的矢量和与重力是平衡力,选项c错误.
答案:b4.如图所示,将足球用网兜挂在光滑的墙壁上,设绳对球的拉力为f1,墙壁对球的支持力为f2,当细绳长度变短时( )
a.f1、f2均不变。
b.f1、f2均增大。
c.f1减小,f1增大。
d.f1、f2均减小。
解析:足球受力如上图所示,拉力f1=,支持力f2=gtanα,当绳的长度变短时,α变大,即f1、f2均增大.
答案:b5.如下图所示,一条细绳跨过定滑轮连接物体a、b,a悬挂起来,b穿在一根竖直杆上,两物体均保持静止,不计绳与滑轮、b与竖直杆间的摩擦,已知绳与竖直杆间的夹角θ,则物体。
a、b的质量之比ma mb等于( )
a.cos:1 b.1:cosθ
c.tanθ:1 d.1:sinθ
解析:由物体a平衡可知,绳中张力f=mag,物体b平衡,竖直方向合力为零,则有fcosθ=mbg,故得ma:mb=1:cosθ,b正确.
答案:b6.如下图所示,加装“保护器”的飞机在空中发生事故失去动力时,上方的降落伞就会自动弹出.已知一根伞绳能承重2 940 n,伞展开后伞绳与竖直方向的夹角为30°,飞机的质量约为30吨.忽略其他因素,仅考虑当飞机处于平衡时,降落伞的伞绳至少所需的根数最接近于(图中只画出了2根伞绳)(
a.120 b.90
c.60 d.30
解析:设每根绳承受的最大力为f.要使飞机平衡共需伞绳为n根,由平衡条件可得:nfcos30°=mg,代入数据解得:n≈116,故a正确.
答案:a7.(2011·广东高考)如下图所示的水平面上,橡皮绳一端固定,另。
一端连接两根弹簧,连接点p在f1、f2和f3三力作用下保持静止.下列判断正确的是( )
a.f1>f2>f3
b.f3>f1>f2
c.f2>f3>f1
d.f3>f2>f1
解析:由于三力处于共点平衡,三力首尾相连构建封闭三角形,如图所示,由三角形的边角关系可知,b项正确.
答案:b8.如下图所示,a、b都是重物,a被绕过小滑轮p的细线所悬挂,b放在粗糙的水平桌面上;小滑轮p被一根斜**系于天花板上的o点;o′是三根线的结点,bo′水平拉着b物体,co′沿竖直方向拉着弹簧;弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于平衡静止状态.若悬挂小滑轮的斜线op的张力是20 n,则下列说法中错误的是( )
a.弹簧的弹力为10 n
b.重物a的质量为2 kg
c.桌面对b物体的摩擦力为10 n
d.op与竖直方向的夹角为60°
解析:o′a与aa两绳拉力的合力与op的张力大小相等.由几何知识可知fo′a=faa=20 n,且op与竖直方向夹角为30°,d不正确;重物a的重力ga=faa,所以ma=2 kg,b正确;桌面对b的摩擦力ff=fo′b=fo′acos30°=10 n,c正确;弹簧的弹力f弹=fo′asin30°=10 n,故a正确.
答案:d二、计算题(3×12′=36′)
9.如上图所示,能承受最大拉力为10 n的细线oa与竖直方向成45°角,能承受最大拉力为5 n的细线ob水平,细线oc能承受足够大的拉力,为使oa、ob均不被拉断,oc下端所悬挂物体的最大重力是多少?
解析:当oc下端所悬物重不断增大时,细线oa、ob所受的拉力同时增大.为了判断哪根细线先被。
拉断,可选o点为研究对象,其受力情况如上图所示,利用假设,分别假设oa、ob达最大值时,看另一细线是否达到最大值,从而得到结果.取o点为研究对象,受力分析如右图所示,假设ob不会被拉断,且oa上的拉力先达到最大值,即f1=10 n,根据平衡条件有f2=f1maxcos45°=10×n=7.07 n,由于f2大于ob能承受的最大拉力,所以在物重逐渐增大时,细线ob先被拉断.
再假设ob线上的拉力刚好达到最大值(即f2max=5 n)处于将被拉断的临界状态,根据平衡条件有f1·cos45°=f2max,f1sin45°=f3.再选重物为研究对象,根据平衡条件有f3=gmax.
以上三式联立解得悬挂最大重物为。
gmax=f2max=5 n.
答案:5 n
10.如下图为曲柄压榨机结构示意图,a处作用一水平力f,ob是竖直线.若杆和活塞重力不计,两杆ao与ab的长度相同;当ob的尺寸为200,a到ob的距离为10时,求货物m在此时所受压力为多少?
解析:力f的作用效果是对ab、ao两杆产生沿杆方向的压力f1、f2,如下图(a).而f1的作用效果是对m产生水平的推力f′和竖直向下的压力fn(见。
下图(b),可得对货物m的压力).由图可得tanα==10
f1=f2= 而fn=f1sinα
则fn=sinα=tanα=5f
答案:5f11.在医院里常用如下图所示装置对小腿受伤的病人进行牵引**.不计滑轮组的摩擦和绳子的质量,绳子下端所挂重物的质量是5 kg,问:
1)病人的脚所受水平方向的牵引力是多大?
2)病人的脚和腿所受的竖直向上的牵引力共是多大?
g取10 n/kg)
解析:因绳子中各处与其他物体没有结点,所以绳子中各处的张力(拉力)都等于所悬挂的重物的重力,即。
ft=mg=50 n.
将ab段的绳子拉力沿水平方向和竖直方向分解,如上图所示.
f水平=ftcos30°=43.3 n,f竖直=ftsin30°=25 n.
1)由图知,病人的脚所受水平方向的牵引力:
f牵=ft+f水平=50 n+43.3 n=93.3 n.
2)由图知,病人的脚和腿所受的竖直向上的牵引力:
f牵′=ft+f竖直=50 n+25 n=75 n.
答案:(1)93.3 n (2)75 n
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