格物学 力学物体的平衡

正交分解法解共点力平衡-物体的平衡知识点月考进阶单选题自测题解析-天津市等高中物理,平均正确率42.00000000000001%

2025-06-30
正交分解法解共点力平衡-物体的平衡知识点月考进阶单选题自测题解析-天津市等高中物理,平均正确率42.00000000000001%
1、['正交分解法解共点力平衡', '静摩擦力有无及方向的判断', '平衡状态的定义及条件']

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A

A.保持静止期间,地面对人的左脚没有摩擦力

B.在杠铃不变情况下,手臂张开角度越大,手掌所受压力越大

C.在杠铃不变情况下,手臂张开角度越大,手掌所受压力越小

D.在杠铃不变情况下,手臂承受的力与双臂夹角无关

2、['正交分解法解共点力平衡', '受力分析']

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C

A.细线对物体$${{A}}$$的拉力将增大

B.物体$${{A}}$$对木板的压力将增大

C.物体$${{A}}$$受到的静摩擦力将增大

D.物体$${{A}}$$受到的合力将增大

3、['正交分解法解共点力平衡']

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D

A.$$m_{=} \frac{\sqrt{3}} {3} ~ M$$

B.$${{m}{=}{M}}$$

C.$${{m}{=}{\sqrt {2}}{M}}$$

D.$${{m}{=}{\sqrt {3}}{M}}$$

4、['正交分解法解共点力平衡']

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B

A.$${{m}{g}}$$

B.$${\sqrt {3}{F}}$$

C.$${{F}}$$

D.$$\frac{\sqrt3} {2} F$$

5、['正交分解法解共点力平衡', '牛顿第二定律的简单应用']

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D

A.当整个装置静止时,力传感器的示数为$${{1}{5}{\sqrt {2}}{N}}$$

B.当整个装置以$${{2}{m}{/}{{s}^{2}}}$$加速度向右匀加速直线运动时,力传感器示数为$${{3}{0}{N}}$$

C.某次整个装置在水平方向做匀加速直线运动时,力传感器示数恰好为$${{0}}$$,此时整个装置的加速度大小为$${{5}{m}{/}{{s}^{2}}}$$

D.某次整个装置竖直向上以$${{2}{m}{/}{{s}^{2}}}$$做匀加速直线运动时,力传感器示数为$${{3}{6}{N}}$$

6、['力的平行四边形定则及应用', '正交分解法解共点力平衡', '利用平衡推论求力', '库仑定律公式及其适用条件', '库仑力作用下的动力学问题', '力的合成和分解的运用']

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A

A.电荷量$$Q=\sqrt{\frac{m g L^{3}} {k R}}$$

B.电荷量$$Q=\sqrt{\frac{m g ( L^{2}-R^{2} )^{\frac{3} {2}}} {k R}}$$

C.绳对小球的拉力$$F=\frac{m g R} {L}$$

D.绳对小球的拉力$$F=\frac{m g L} {\sqrt{L^{2}-R^{2}}}$$

7、['正交分解法解共点力平衡', '受力分析', '平衡状态的定义及条件', '利用平衡推论求力']

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D

A.$${{4}{.}{2}}$$倍

B.$${{2}{.}{0}}$$倍

C.$${{3}{.}{3}}$$倍

D.$${{3}{.}{7}}$$倍

8、['正交分解法解共点力平衡', '受力分析', '平衡问题的动态分析', '利用平衡推论求力']

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A

A.细绳在挂勾处夹角不会小于$${{1}{5}{0}^{∘}}$$

B.勾子受到细绳的作用力一直增大

C.小环受到杆的摩擦力大小一直增大

D.杆对小环的支持力大小一直不变

9、['正交分解法解共点力平衡', '受力分析']

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A

A.大小为$${{m}{g}}$$,方向竖直向上

B.大小为$${{m}{g}{{c}{o}{s}}{θ}}$$,方向垂直斜坡向上

C.大小为$${{m}{g}{{s}{i}{n}}{θ}}$$,方向沿着斜坡向上

D.大小为$$\mu m g \operatorname{c o s} \theta,$$方向沿着斜坡向上

10、['平衡问题中的临界极值问题', '正交分解法解共点力平衡', '最大静摩擦力']

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C

A.$$\frac{m_{1}} {2 m g}$$

B.$${\frac{2 m_{2}} {m g}}$$

C.$$\frac{m_{1}-m_{2}} {2 m \operatorname{c o s} \theta}$$

D.$$\frac{m_{1}+m_{2}} {2 m \operatorname{c o s} \theta}$$

1. 题目涉及静力学平衡分析:

A. 错误。静止时地面对左脚必须有静摩擦力平衡水平方向的外力(如杠铃的不对称作用)。

B. 正确。手臂张开角度增大时,手掌需提供更大的垂直分力以平衡杠铃重力,压力增大($$F = \frac{mg}{2\cos\theta}$$,θ为手臂与竖直方向夹角)。

C. 错误。与B矛盾。

D. 错误。手臂承受的力随夹角增大而增大。

2. 分析斜面上物体的受力变化:

A. 正确。木板倾角增大时,细线需平衡更多重力分量,拉力增大。

B. 错误。压力$$N=mg\cos\theta$$随θ增大而减小。

C. 可能正确。若初始静摩擦力向上,倾角增大会导致摩擦力先减小后反向增大。

D. 错误。静止时合力始终为零。

3. 通过力矩平衡求解质量比:

设悬挂点距离为$$L$$,由$$Mg\cdot L/2 = mg\cdot L\sin60°$$,解得$$m = \frac{M}{\sqrt{3}}$$,即选项A正确。

4. 平衡状态下力的分解:

绳张力$$T$$的竖直分量$$T\sin30°=mg$$,水平分量$$T\cos30°=F$$。联立得$$F=mg\cot30°=\sqrt{3}mg$$,故最大值为$$\sqrt{3}F$$(选项B)。

5. 动态受力分析:

A. 静止时传感器示数为$$mg\sin45°=15\sqrt{2}\,N$$(正确)。

B. 水平加速时需叠加惯性力,$$F=ma+mg\sin45°=30\,N$$(正确)。

C. 传感器示数为零时$$a=g\tan45°=10\,m/s²$$(错误)。

D. 竖直加速时$$F=m(g+a)\sin45°≈28.3\,N$$(错误)。

6. 静电场与力学平衡:

由库仑力与重力矩平衡得$$k\frac{Qq}{R^2}\cdot L\sin\theta = mgL\cos\theta$$,结合几何关系$$\sin\theta=R/L$$,解得$$Q=\sqrt{\frac{mg(L^2-R^2)^{3/2}}{kR}}$$(选项B)。拉力$$F=\frac{mgL}{\sqrt{L^2-R^2}}$$(选项D)。

7. 比例计算:

设原长度为$$L$$,伸长量为$$\Delta L$$。由胡克定律和几何关系得$$\frac{F_2}{F_1}=\frac{L+\Delta L}{L}\approx 3.3$$倍(选项C)。

8. 动态平衡分析:

A. 正确。当两绳夹角为150°时张力达极小值。

B. 错误。勾子受力先减小后增大。

C. 错误。摩擦力先减小后增大。

D. 正确。竖直方向始终有$$N=mg$$。

9. 斜坡受力分析:

静摩擦力需平衡重力分量$$f=mg\sin\theta$$沿斜面向上(选项C)。其他选项或方向错误(A、B),或混淆动摩擦(D)。

10. 滑轮系统加速度关系:

由牛顿第二定律得$$m_1g - T = m_1a$$和$$2T - m_2g = m_2a$$,解得加速度$$a=\frac{m_1-m_2}{2m}g$$,故选项C正确(需注意θ为滑轮夹角)。

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