高一物理试题与答案 2008-10-09 23:12 在线测试 2、将力F分解成F1，F2两个分力，如果已知F1的大小和F2与F之间的夹角θ，且θ为锐角，如图所示，则（ ）
A、当F1>Fsinθ时一定有两解
B、当F>F1>Fsinθ时，有两解
C、当F1=Fsinθ时，才有唯一解
D、当F1<Fsinθ时，无解 3、如图，一个物体由绕过定滑轮的绳拉着，分别用图中所示的三种情况拉住，在这三种情况下，若绳的张力分别为T1，T2，T3，轴心对定滑轮的支持力分别为N1，N2，N3。滑轮的摩擦、质量均不计，则（ ）
A、T1=T2=T3，N1>N2>N3。
B、T1>T2>T3，N1=N2=N3。
C、T1=T2=T3，N1=N2=N3。
D、T1<T2<T3，N1<N2<N3。 4、三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图4-1所示，其中OB是水平的，A端、B端固定，若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳（ ）
A、必定是OA B、必定是OB
C、必定是OC D、可能是OB，也可能是OC 5、如图4-3所示，A、b为两根相连的轻质弹簧，它们的劲度系数分别为ka=1×103N/m，kb=2×103N/m，原长分别为la=6cm，lb=4cm,在下端挂一物体G，物体受到的重力为10N，平衡时（ ）
A、弹簧a下端受到的拉力为4N，b下端受的拉力为6N
B、弹簧a下端受的拉力为10N，b下端受的拉力为10N
C、弹簧a的长度为7cm，b的长度为4.5cm
D、弹簧a的长度为6.4cm，b的长度为4.3cm 6、如图4-4所示，一木块放在水平桌面上，在水平桌面上共受三个水平力即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中F1=10N，F2=2N，若撤去力F1，则木块在水平方向受的合力为（ ）
A、10N，方向水平向左
B、8N，方向水平向右
C、2N，方向水平向左
D、零 7、由轻杆组成的三角支架用绞链固定在竖直墙上，如右图所示，轻杆AC只能承受压力2000N，AB杆只能承受拉力1000N，要使支架不损坏，在A点悬挂的重物重量最多为 N 。(保留到小数点后一位) 8、一根长l为2cm，重为100N的均匀木杆斜靠在光滑的竖直墙壁上，处于平衡静止状态，此时杆与水平地面夹角为53°，如图4-9所示，求均匀木杆所受地面对杆的支持力F1= N,摩擦力F2= N，光滑墙对杆的压力F3= N。
9、有一直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑，AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图4-10所示，现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P的支持力F1和和细绳上的拉力F2的变化情况是（ ）
A、F1不变，F2变大 B、F1不变，F2变小
C、F1变大，F2变大 D、F1变大，F2变小
10、如图4-12所示，木棒AB可绕B点在竖直平面内转动，A端被绕过定滑轮吊有重物的水平绳和绳AC拉住，使棒与地面垂直。棒和绳的质量及绳与滑轮的摩擦均可忽略，如果把C端拉至离B端的水平距离远一些的C'点，AB仍沿竖直方向，装置仍然平衡，那么绳受的张力F1和棒受的压力F2的变化是（ ）
A、F1和F2均增大 B、F1增大，F2减小
C、F1减小，F2增大 D、F1和F2均减小
答案与解析 答案：1、D 2、BCD 3、A 4、A 5、BC 6、D 7、1336.0N 8、100N, 37.5 N,37.5N 9、B 10、D
解析：
1、D。由三角形法则可知：力F1和F2的合力为F3，与另一个力F3大小相等、方向相同，所以力F1、F2、F3的合力为2F3，故选项D正确。此题如果将力F3改为反向，则F1、F2、F3的合力为零，表示三力的有向线段顺次首尾相接。 2、由三角形法则可知，另一个分力F1的最小值为F1=F·sinθ时，F、F1、F2三矢量构不成一矢量三角形，故无解，当F>F1>Fsinθ时，可构成两个矢量三角形，有两解。所以选项B、C、D正确。 3、由于定滑轮只改变力的方向，而不改变力的大小，所以T1=T2=T3，又轴心对定滑轮的支持力大小等于绳对定滑轮的合作用力。而已知两个分力的大小、其合力两分力的夹角θ满足关系式：F=，θ越大，F越小，故N1>N2>N3，只有选项A正确。 4、分析与解答：若三绳都不断，则根据三力平衡的条件，任意两绳拉力的合力必与另一绳拉力大小相等、方向相反，因OB是水平的，则OB与OC垂直，此时取OA、OB两绳拉力F1、F2进行合成，如图4-2所示，由图可知F1是矢量直角三角形的斜边，斜边大于任一条直角边，因此OA绳子承受的力最大，又因三绳能承受的最大拉力相同，因此在逐渐增大OC绳子的拉力时OA绳最先断。 说明：此题是98年高考题，是由97年高考第9题演变而来，也可将OA绳的拉力正交分解，以O为研究对象，受三个拉力F1，F2，F3的作用，根据力的正交分解法可以得出三个力的大小关系，进而可以判断哪条绳子先断。 5、分析与解答：本题综合考查物体的平衡、牛顿第三定律与胡克定律、以物体G为研究对象，弹簧b下端对物体G的拉力与重力平衡，即为10N，由牛顿第三定律可知b下端受的拉力为10N，以弹簧b和物体G作为整体为研究对象，因弹簧重力不计，同理可知a下端受的拉力亦为10N。 据胡克定律：F=kx可得：
xa==0.01m=1cm
xb==0.005m=0.5cm
故l'a=la+xa=7cm
l'b=lb+xb=4.5cm 说明：应理解“轻质弹簧”的含义即是不计弹簧所受的重力，理解弹簧弹力产生的原因，从而明确串联弹簧间以及同一弹簧各部分之间弹力的大小是相等的，防止得出两弹簧弹力之和等于10N的错误结论而导致错选A和D，该题是99年广东省的高考题。 6、分析与解答：有些同学套用“三力平衡若去掉其中一个力，则剩余的两个力的合力与去掉的力大小相等、方向相反”的结论，错误地选A。他们没有注意上述结论的适用条件是剩余的两个力不随去掉的力而变化，事实上，本题参与水平方向平衡的静摩擦力是被动力，它的取值可以从零到最大静摩擦力的范围内变化。开始时静摩擦力等于8N，方向向左，去掉F1=10N的力后，静摩擦力只需2N，方向向右，即可使物体仍静止，物体所受合力仍为零，故选D。 讨论：（1）该木块所受的最大静摩擦力至少为多大？（8N）
（2）本题若撤去力F2，情况又怎样？（无法确定） 说明：静摩擦力是被动力，其大小方向都与物体受外力情况有关，故在受力分析中凡涉及静摩擦力时，应特别注意，切忌把静摩擦力当成恒力。该题是92年全国高考题。 7、分析与解答：在支架的A端悬挂重物后，由于AB、AC都是轻杆，B、C又是绞链连接，因此作用在杆上的力应沿杆的方向，支架A端因挂重物产生的拉力F产生两个实际效果：拉AB杆，压AC杆，将F（F=G）沿这两个方向上分解，作出平行四边形如虚线所画，从图中可以看出，力构成的矢量三角形和支架组成的三角形相似，即△ADE∽△ABC，根据三角形的正弦定理可得 。
若F2=2000N时
F2=×2000>1000（N）
杆AB会拉断。
若F1=1000N时，
F2=×1000<2000（N）
二杆都不会损坏，所以以F1=1000N进行运算。
得：F=500（+1）N=1366.0N 因F=G，故在A点悬挂的重物重量最多不能超过1366.0N。 说明：此题用力的分解的方法求解，也可把A点受力正交分解，用共点力平衡的方法求解，在解答过程中，可灵活采用不同的数学方法，如三角形相似比例法、正弦定理、余弦定理等。 8、分析与解答：对杆受力分析如图所示，重力G=100N，地面对杆的支持力F1和摩擦力F2，光滑墙对杆的压力F3。因重力G作用在杆的重心，也就是杆的中心处，其重力作用线和墙对杆的压力作用线交于一点O，把地面对杆的支持力F1和摩擦力F2的合力F也作为一个力考虑，则杆受三个力的作用，因杆平衡，故F的作用线也必定通过O点，根据正交分解法：
F3-Fsinα=0 Fcosα-G=0
又因为
cosα=cos∠BOC=
tanα==0.375
再依据力的分解得
F1=Fcosα=G=100N
F2=Fsinα=F3=37.5N 说明：此题如果用一般物体的平衡条件去求解，显得更为简便，因教材没有这样的内容，高考也不作要求，所以在这里并没有用这种方法，但若同学能自学进修，多掌握一些这样的知识，将会开阔视野，为解题增添一种更好的方法。 9、分析与解答：以两环和细绳的整体为研究对象进行受力分析，根据竖直方向的平衡条件可得F1=2mg，不随环的移动而改变，所以F1不变。 隔离圆环Q，受力分析如图4-11所示，得
F2cosα=mg
当P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡时α角减小，所以F2变小，综上所述，正确答案是B。 讨论：杆OA对环P的静摩擦力与杆OB对环Q的弹力如何变化？两力大小有什么关系呢？ （减小、相等） 说明：合理选取研究对象是形成正确解题思路的第一步，如果研究对象选择不当，往往会使解题过程繁冗，甚至无法作出正确解答，如果研究对象选择恰当，则能事半功倍，在解答物体平衡问题时，若选取某个与所求力有关的物体为研究对象不能顺利解答，应该变换研究对象，选取与该物体相互作用的其它物体为研究对象，或者把该物体与周围的其它物体组成的系统为研究对象。 通常在分析外力对系统的作用时，用整体法；在分析系统内各物体（或部分）间相互作用时，用隔离法；有时解答一个问题需要多次选取研究对象，整体法和隔离法交叉应用灵活组合。（该题为98年上海市高考题） 10、分析与解答：取杆的上端点A为研究对象受力如图4-13所示，AC绳的拉力F1，杆的支持力F2，水平绳的拉力F3=G。将F1与F3合成法合成如图所示，设AC线与AB夹角为α，则 F1= F2=G·cotα
当绳子的C端移至C'点时，角α变大，sinα变大，cotα变小，由上两式可知，F1和F2均变小。 说明：本题除了用代数法求解外，还可以用平行四边形法则解答动态平衡类问题方法或用更高级的矢量三角形分析解答动态平衡类的力的变化，如图4-14所示，F1，F2和F3组成了一个矢量直角三角形，当绳子的C端由C到C'时，就相当于F1变到图中的虚线F'1，则F2变到F'2，由图可知F1和F2都减小。
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