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本章综合能力提升练
一、单项选择题
1.(2018·河北省唐山市质检)光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆,小球通过轻绳与细杆相连,此时轻绳处于水平方向,球心恰位于圆弧形细杆的圆心处,如图1所示.将悬点A缓慢沿杆向上移动,直到轻绳处于竖直方向,在这个过程中,轻绳的拉力( )
图1
A.逐渐增大 B.大小不变
C.先减小后增大 D.先增大后减小
答案 C
解析 当悬点A缓慢向上移动过程中,小球始终处于平衡状态,小球所受重力mg的大小和方向都不变,支持力FN的方向不变,对小球进行受力分析如图所示,由图可知,拉力FT先减小后增大,C项正确.
2.(2018·陕西省渭南市调研)如图2所示,物块M在静止的传送带上匀速下滑时,传送带突然顺时针(图中箭头所示)转动起来,则传送带转动后,下列说法正确的是( )
图2
A.M受到的摩擦力不变 B.M受到的摩擦力变大
C.M可能减速下滑 D.M可能减速上滑
答案 A
解析 当传送带顺时针转动时,物块相对传送带的运动方向没有变,因此M受到的摩擦力不变.
3.a、b两个质量相同的球用线相连接,a球用线挂在天花板上,b球放在光滑斜面上,系统保持静止(线的质量不计),则下列图中正确的是( )
答案 B
解析 对a、b球整体受力分析,受重力、斜面的支持力和线的拉力,如图甲所示,同理,对b球受力分析如图乙,可知B项正确.
4.(2018·山西省太原市调研)如图3所示,轻绳OA一端固定在天花板上,另一端系一光滑的圆环,一根系着物体的轻绳穿过圆环后,另一端固定在墙上B点,且OB处于水平.现将A点缓慢沿天花板水平向右移动,且OB段的轻绳始终保持水平,则OA、OB段轻绳所受拉力的大小FTA、FTB的变化情况是( )
图3
A.FTA增大,FTB不变 B.FTA、FTB均不变
C.FTA不变,FTB增大 D.FTA、FTB均减小
答案 B
解析 因为圆环光滑,则OC、OB段轻绳所受拉力的大小FTC、FTB始终相等,且等于物体的重力.又因为OB段轻绳始终保持水平,OC段轻绳始终保持竖直,所以A点缓慢右移时,圆环也随之右移,角θ不变,由平衡条件可知OA段绳上所受的拉力不变.故B项正确.
5.(2017·全国卷Ⅲ·17)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )
A.86 cm B.92 cm C.98 cm D.104 cm
答案 B
解析 设弹性绳的劲度系数为k.挂钩码后,弹性绳两端点移动前,绳的伸长量ΔL=100 cm-80 cm=20 cm,两段绳的弹力F=kΔL,对钩码受力分析,如图甲所示,sin α=eq \f(4,5),cos α=eq \f(3,5).根据共点力的平衡条件可得,钩码的重力为G=2kΔLcos α.将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点时,受力图如图乙所示.设弹性绳伸长量为ΔL′,弹力为F′=kΔL′,钩码的重力为G=2kΔL′,联立解得ΔL′=eq \f(3,5)ΔL=12 cm.弹性绳的总长度变为L0+ΔL′=92 cm,故B正确,A、C、D错误.
甲 乙
6.如图4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( )
图4
A.A、B之间的摩擦力一定变大
B.B与墙面间的弹力可能不变
C.B与墙面间可能没有摩擦力
D.弹簧弹力一定不变
答案 D
解析 对A分析,开始时受重力、B对A的支持力和静摩擦力平衡,当施加F后,仍然处于静止状态,开始时A所受的静摩擦力大小为mAgsin θ,若F=2mAgsin θ,则A、B之间的摩擦力大小不变,故A错误;以A、B整体为研究对象,开始时B与墙面间的弹力为零,后来施加F后,弹力等于Fcos θ,B错误;对A、B整体分析,由于A、B不动,弹簧的形变量不变,则弹簧的弹力不变,开始弹簧的弹力等于A、B的总重力,施加F后,弹簧的弹力不变,总重力不变,根据平衡知,B与墙面间一定有摩擦力,故C错误,D正确.
7. (2019·河北省张家口市模拟)如图5所示,质量为m的小球P(可以看成质点),用两根轻绳OP和O′P在P点拴结后再分别系于竖直墙上相距0.4 m的O、O′两点上,绳OP长0.5 m,绳O′P长0.3 m,今在小球上施加一与水平方向成θ=37°角的拉力F,将小球缓慢拉起.绳O′P刚拉直时,OP绳拉力为FT1,绳OP刚松弛时,O′P绳拉力为FT2,则FT1∶FT2为(s
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