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高考物理知识点总结《共点力的平衡》考点预测(2017年强化版)(八)
2017-07-31 08:25:59
来源:91考试网
作者:www.91exam.org 【 大 中 小】
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1、简答题 密度大于液体密度的固体颗粒,在液体中竖直下沉,但随着下沉速度变大,固体所受的阻力也变大,故下沉到一定深度后,固体颗粒就会匀速下沉.该实验是研究球形固体颗粒在水中竖直匀速下沉的速度与哪些量有关的实验,实验数据的记录如下表:(水的密度为ρ0=1.0×103kg/m3) 次序 固体球的半径r(m) 固体的密度ρ(kg/m3) 匀速下沉的速度v(m/s) 1 0.5×10-3 2.0×103 0.55 2 1.0×10-3 2.0×103 2.20 3 1.5×10-3 2.0×103 4.95 4 0.5×10-3 3.0×103 1.10 5 1.0×10-3 3.0×103 4.40 6 0.5×10-3 4.0×103 1.65 7 1.0×10-3 4.0×103 6.60
| (1)我们假定下沉速度=v与重力加速度g成正比,根据以上实验数据,你可以推得球形固体在水中匀速下沉的速度v还与______有关,其关系式是______.(比例系数可用k表示) (2)对匀速下沉的固体球作受力分析,固体球受到浮力(浮力大小等于排开液体的重力)、重力(球体积公式V=计算)、匀速下沉时球受到的阻力f.可写出f与v及r的关系式为______.(分析和推导过程不必写)
参考答案:(1)从表格中次序为1、2、3或4、5或6、7的各行中可以看出,固体颗粒密度相同,固体球的半径r越大则匀速下沉的速度v越大,即匀速下沉的速度与固体颗粒的半径有关, 从表格中的1、4、6或2、5、7各行可以看出固体球的半径r相同,固体的密度ρ越大则匀速下沉的速度v越大,即即匀速下沉的速度与固体颗粒的密度有关. 设球形固体颗粒的半径为r,密度为ρ,在水中匀速下降的速度为v.由题意知v∝g.由控制变量法容易得出:当ρ一定时,比如:从表格中次序为1、2、3或4、5或6、7的各行可以得出结论:v∝r2. 但是表格中的1、4、6或2、5、7各行,当r一定时v和ρ的关系难以立即判断.因此需要换个角度考虑.我们可以观察,当r一定时,在每个ρ值后都减去1.0×103kg/m3(即水的密度)得到的数值与v成正比.即: v∝(ρ-ρ0),则:v=kgr2(ρ-ρ0). (2)匀速下沉时,由平衡条件可知重力等于固体球所受的浮力加球所受的阻力,所以:mg=ρ04πr33g+f, 把固体球的质量 m=ρ4πr33代入上式,结合v=kgr2(ρ-ρ0), 解得:f=4πrv3k 故答案为:(1)ρ、r,v=kgr2(ρ-ρ0). (2)f=4πrv3k
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,用轻绳将质量为m的吊灯悬挂在房间屋角处,绳ab和bc与墙面的夹角均为 ,重力加速度为g,则绳ab和绳bc的拉力分别为
 A. , B. , C. , D. ,
参考答案:A
本题解析:设ab的拉力为T1,bc的拉力为T2,根据正交分解法: ; ,联立解得T1= ,T2= .选项A正确。
本题难度:一般
3、简答题 如图所示,劲度系数为k="100" N/m的轻弹簧上端固定在斜面的顶端,下端挂一个放在斜面上的物体(弹簧与斜面平行).已知物体只能在P、Q两点间的任何位置处于静止状态,物体与斜面间的最大静摩擦力为6 N,且物体在Q点时弹簧处于伸长状态.则P、Q两点间的距离为多少?
参考答案:12 cm
本题解析:由平衡条件得: 当物体处在Q点时:kx1+fm=mgsinθ 当物体处在P点时:kx2=mgsinθ+fm 联立解得: ="x2-x1=0.12" m="12" cm.
本题难度:简单
4、计算题 如图所示,用两根轻绳和一根轻弹簧将质量均为m的A、B两小球以及水平天花板上的固定点O之间两两连接,然后用一水平方向的恒力作用于A球上,此时两根轻绳均处于直线状态,且OB绳恰好处于竖直方向,两球均处于静止状态。已知三段长度之比为OA: AB:OB =3:4:5,重力加速度为g 。试确定:
 (1)弹簧OA的拉力. (2)若突然将恒力撤去,则撤去瞬间,小球A的加速度.
参考答案:(1)5mg/3? (2)4g/3,方向水平向左
本题解析:(1)对球A受力分析,受拉力F、重力mg和弹簧OA的拉力T,如图
 根据几何关系,有T= mg, 恒力F= (2)突然将恒力撤去,则撤去瞬间,小球A的加速度a= .
本题难度:简单
5、计算题 如图甲所示,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10 kg的物体,∠ACB=30°;图乙中轻杆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GF拉住一个质量也为10 kg的物体.g取10 m/s2,求 (1)细绳AC段的张力FAC与细绳EG的张力FEG之比; (2)轻杆BC对C端的支持力; (3)轻杆HG对G端的支持力.

参考答案:解:题图甲和乙中的两个物体M1、M2都处于平衡状态,根据平衡条件可判断,与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力.分别取 C点和G点为研究对象,进行受力分析如图甲和乙所示.
 (1)图甲中轻绳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FAC=FCD=M1g 图乙中由FEGsin30°=M2g得FEG=2M2g 所以得 (2)图甲中,根据几何关系得:FC=FAC=M1g=100 N,方向和水平方向成30°向斜右上方 (3)图乙中,根据平衡方程有 FEGsin30°=M2g;FEGcos30°=FG 所以FG=M2gcot30°= M2g≈173 N,方向水平向右
本题解析:
本题难度:一般
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