新课标人教版2013届高三物理总复习一轮课时作业4

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新课标人教版2013届高三物理总复习一轮课时作业 课时作业4　力、重力和弹力 时间：45分钟　　满分：100分 一、选择题(8×8′＝64′)‎ ‎1．关于力的概念，下列说法正确的是 (　　)‎ A．一个力必定联系着两个物体，其中每个物体既是受力物体，又是施力物体 B．放在桌面上的木块受到桌面对它向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的 C．压缩弹簧时，手先给弹簧一个压力F，等弹簧再压缩x距离后才反过来给手一个弹力 D．根据力的作用效果命名的不同名称的力，性质可能也不相同 解析：力是物体间的相互作用，受力物体同时也是施力物体，施力物体同时也是受力物体，所以A正确；产生弹力时，施力物体和受力物体同时发生形变，但弹力是由施力物体形变引起的，反作用力是由受力物体形变引起的，放在桌面上的木块受到桌面给它向上的弹力，这是由于桌面发生微小形变而产生的，故B不正确；力的作用是相互的，作用力和反作用力同时产生、同时消失，故C选项错误；根据力的作用效果命名的力，性质可能相同，也可能不相同，如向心力，可以是绳子的拉力，也可以是电场力，还可以是其他性质的力，D选项正确．‎ 答案：AD ‎2．三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆球a、b、c，支点P、Q在同一水平面上．a的重心位于球心，b、c的重心分别位于球心的正上方和正下方，如图1甲，三球皆静止，支点P对a球的弹力为FNa，对b球和c球的弹力分别为FNb和FNc，则(　　)‎ 图1‎ A．FNa＝FNb＝FNc　　　　 B．FNb>FNa>FNc C．FNbFNb＝FNc 解析：本题的研究对象是：三个光滑圆球a、b、c.这三个光滑圆球均受到重力G和两个弹力的作用．球与支架的接触特征为圆(曲面)与点的接触方式．此特征的接触方式的弹力方向：沿圆半径指向受力物体(球)，如题图乙所示．球所处的状态为静止状态，即平衡状态，此状态应满足的条件是合外力为零，依据此条件可求支持力FN.‎ 三种情况下，支点P、Q对球的弹力都沿着它们与球心的连线指向球心，而不是想当然地错误认为弹力都沿着它们与重心的连线而指向重心，由对称性可知：P、Q两点对球的作用力大小相等，平衡时，每一种情景下，P、Q两点对球的弹力的夹角一定，故由三力平衡知识可得：三种情景下P点对球的弹力相等，正确答案选A.‎ 答案：A ‎3．混凝土价廉且坚固耐压，但不耐拉，‎ 通常在混凝土建筑物须承受张力的部分用钢筋来加固，如下图所示．楼板和阳台的加固钢筋位置都正确的是 (　　)‎ 解析：当有物体压在钢筋混凝土上的时候，在平台上表面受的是压力，下表面受的是拉力，在阳台的上表面受的是拉力，下表面受的是压力，为了使钢筋受到的是拉力，所以应当采用D所示的放置方式．‎ 答案：D 图2‎ ‎4．如图2所示，A、B两个物块的重力分别是GA＝3 N，GB＝4 N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F＝2 N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力，有可能是 (　　)‎ A．1 N和6 N B．5 N和6 N C．1 N和2 N D．5 N和2 N 解析：弹簧的弹力为2 N，有两种可能情形：弹簧处于拉伸状态；弹簧处于压缩状态，因此对应的解应有两组．①当弹簧处于拉伸状态时，由A、B受力均平衡可知，D正确．②若弹簧处于压缩状态，同理可知，A正确．‎ 答案：AD 图3‎ ‎5．如图3所示，将一根不能伸长、柔软的轻绳两端分别系于A、B两点上，一物体用动滑轮悬挂在绳子上，达到平衡时，两段绳子间的夹角为θ1，绳子张力为F1；将绳子B端移至C点，待整个系统达到平衡时，两段绳子间的夹角为θ2，绳子张力为F2；将绳子B端移至D点，待整个系统达到平衡时，两段绳子间的夹角为θ3，绳子张力为F3，不计摩擦，则 (　　)‎ A．θ1＝θ2＝θ3 B．θ1＝θ2<θ3‎ C．F1>F2>F3 D．F1＝F2T2.‎ 答案：BD 图4‎ ‎6．S1、S2表示劲度系数分别为k1、k2的两根弹簧，k1>k2；a和b表示质量分别为ma和mb的两个小物块，ma>mb，将弹簧与物块按图4所示的方式悬挂起来，现要求两根弹簧的总长度最短，则应使 (　　)‎ A．S1在上，a在上 B．S1在上，b在上 C．S2在上，a在上 D．S2在上，b在上 解析：根据胡克定律确定弹簧伸长量的大小．要使两根弹簧的总长度最短，则应使两弹簧的总伸长量最小．两物体的总重力要由上弹簧承担，故上弹簧一定用劲度系数大的弹簧，即弹簧S1在上，下弹簧要承担下面物体的重力，则为了使弹簧的形变量小，则应使物体重力小的在下面，即b物体在下面，而a物体在上．综上所述，A选项正确．‎ 答案：A ‎7．图5中弹簧秤、绳和滑轮的重量均不计，绳与滑轮间的摩擦力不计，物体的重力都是G，在图甲、乙、丙三种情况下，弹簧秤的读数分别是F1、F2、F3，则以下判断正确的是 (　　)‎ 图5‎ A．F3>F1＝F2 B．F3＝F1>F2‎ C．F1＝F2＝F3 D．F1>F2＝F3‎ 解析：弹簧秤的示数即为与其相连的细线的拉力大小，对三种情况下的物体各自进行受力分析，利用平衡方程确定大小即可．甲图中，F1＝G；乙图中F2＝Gcos30°；丙图中F3＝G.‎ 图6‎ 答案：B ‎8．如图6所示，用拇指、食指捏住圆规的一个针脚，另一个有铅笔芯的脚支撑在手掌心位置，使OA水平，然后在外端挂上一些不太重的物品，这时针脚A、B对手指和手掌均有作用力，对这两个作用力方向的判断，下列各图中大致正确的是 (　　)‎ 答案：C 二、计算题(3×12′＝36′)‎ 图7‎ ‎9．如图7所示，AO是具有一定质量的均匀细杆，可绕O点在竖直平面内自由转动．细杆上的P点与放在水平桌面上的圆柱体接触，圆柱体靠在竖直的挡板上而保持平衡．已知杆的倾角θ＝60°，圆柱体的重力大小为G，竖直挡板对圆柱体的压力大小为‎2‎G，各处的摩擦都不计，试回答下列问题：‎ ‎(1)作出圆柱体的受力分析图；‎ ‎(2)通过计算求出圆柱体对均匀细杆AO的作用力的大小和水平地面对圆柱体作用力的大小．‎ 图8‎ 解析：(1)对圆柱体进行受力分析，受力分析图如图8所示，其中N1、N2、N3分别为桌面、挡板、细杆对圆柱体的弹力．‎ ‎(2)已知竖直挡板对圆柱体的弹力大小‎2‎G，根据平衡关系：N3sin60°＝N2，∴N3＝‎‎4G 设圆柱体对均匀细杆AO的作用力大小为N3′，根据牛顿第三定律知，N3′＝4G.竖直方向的平衡关系为N1＝N3cosθ＋G，将数据代入得，N1＝3G.‎ ‎10．如图9(a)所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体，∠ACB＝30°；如图9(b)中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向也成30°，轻杆的G点用细绳CF拉住一个质量为M2的物体，求：‎ 图9‎ ‎(1)细绳AC段的张力TAC与细绳EG的张力TEG之比；‎ ‎(2)轻杆BC对C端的支持力；‎ ‎(3)轻杆HG对G端的支持力．‎ 解析：图9(a)和图9(b)中的两个物体M1、M2都处于平衡状态，根据平衡的条件，首先判断与物体相连的细绳，其拉力大小等于物体的重力；分别取C点和G点为研究对象，进行受力分析如图10(a)和如图10(b)所示，根据平衡规律可求解．‎ ‎(1)图10(a)中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M1的物体，物体处于平衡状态，绳AC段的拉力TAC＝TCD＝M‎1g；图10(b)中由于TEGsin30°＝M‎2g得TEG＝‎2M‎2‎g，所以得TAC/TEG＝M1/‎2M2‎；‎ ‎(2)图10(a)中，根据平衡规律，由拉密定理可得＝＝，NC＝TAC＝M‎1g，方向和水平方向成30°，指向斜右上方；‎ ‎(3)图10(b)中，根据平衡方程有 TEGsin30°＝M‎2g、TEGcos30°＝NG 所以NG＝M2gcot30°＝M2g，方向水平向右．‎ ‎11．人们在日常生产中已经体会到，用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长．其实，早在17世纪英国物理学家胡克就发现，金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律．这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础．现有一根用新材料制成的金属杆，长为‎4 m，横截面积为‎0.8 cm2，设计要求它受到拉力后的伸长量不超过原长的，选用同种材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如下：‎ 长度L 拉力F伸长x横截面S ‎250 N ‎500 N ‎750 N ‎1000 N ‎1 m ‎0.05 cm‎2‎ ‎0.04 cm ‎0.08 cm ‎0.12 cm ‎0.16 cm ‎2 m ‎0.05 cm‎2‎ ‎0.08 cm ‎0.16 cm ‎0.24 cm ‎0.32 cm ‎3 m ‎0.05 cm‎2‎ ‎0.12 cm ‎0.24 cm ‎0.36 cm ‎0.46 cm ‎4 m ‎0.10 cm‎2‎ ‎0.08 cm ‎0.16 cm ‎0.22 cm ‎0.32 cm ‎4 m ‎0.20 cm‎2‎ ‎0.04 cm ‎0.08 cm ‎0.12 cm ‎0.16 cm ‎(1)请根据测试结果，推导出伸长量x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F之间的函数关系．(形式为x＝________)‎ ‎(2)通过对样品的测试，求出现有金属杆在不超过设计要求伸长量前提下能承受的最大拉力．(写出过程)‎ ‎(3)在表中把有明显误差的数据圈出来．‎ 解析：(1)根据测试结果，可推导关系x＝k·，其中k＝8×10－12m2/N；‎ ‎(2)设计要求材料受到拉力后的伸长量不超过原长的，所以现有金属杆最大伸长量xm＝＝‎0.4 cm；‎ 由(1)中公式得，现有金属杆在不超过设计要求伸长量前提下能承受的最大拉力Fm＝，代入数据解得Fm＝104 N；‎ ‎(3)有明显误差的数据是(‎3 m,1000 N)时的‎0.46 cm，应为‎0.48 cm；(‎4 m,750 N)时的‎0.22 cm，应为‎0.24 cm.‎ SS