1、同步 2015年人教版高中物理选修 2-2第二章 2.3练习卷与答案（带解析） 选择题 （ 2013 梅州二模）如图所示，起重机将货物沿竖直方向以速度 V1匀速吊起，同时又沿横梁以速度 V2水平匀速向右运动，关于货物的运动下列表述正确的是（ ） A货物的实际运动速度为 V1+V2 B货物的实际运动速度为 C货物相对地面做曲线运动 D货物相对地面做直线运动 答案： BD 试题分析：货物参与了水平方向和竖直方向上的运动，根据运动的合成判断合运动的轨迹及合速度大小 解：货物在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做匀速直线运动，根据平行四边形定则，知合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上，轨迹为
2、直线，货物的速度是两方向的速度合成故 B、 D正确， A、 C错误 故选 BD 点评：若本题竖直方向是匀加速运动，则关键掌握判断合运动是直线运动还是曲线运动的方法，知道加速度的方向大致指向轨迹的凹向 如图，起重机吊起钢梁时，钢梁上所系的钢丝绳分别有 a、 b、 c三种方式，下列说法中正确的是（ ） A a绳容易断 B b绳容易断 C c绳容易断 D三种情况下绳子受力都一样 答案： C 试题分析：以钢梁研究对象，分析受力情况，作出力图，根据平衡条件得出纲丝的拉力大小与纲丝夹角的关系，再分析哪绳容易断 解：设钢丝绳之间的夹角为 2，钢丝绳的拉力大小为 F，钢梁的重力为 G，钢梁的受力情况如图，根据
3、平衡条件得 2Fcos=G 得到， F= 钢丝绳越长， 越小， cos越大，则钢丝绳的拉力 F越小； 钢丝绳越短， 越大， cos越小，则钢丝绳的拉力 F越大所以 c绳容易断 故选 C 点评：本题用质点代替钢梁，对实际进行简化，本题也可以根据分力与合力之间的关系判断钢丝绳拉力的大小 如图 所示，在一根水平的粗糙的直横梁上，套有两个质量均为 m的铁环，两铁环系有等长的细绳，共同拴着质量为 M 的小球，两铁环与小球均保持静止，现使两铁环间距离增大少许，系统仍保持静止，则水平横梁对铁环的支持力 FN和摩擦力 f 将（ ） A FN增大， f不变 B FN增大， f增大 C FN不变， f不变 D F
4、N不变， f增大 答案： D 试题分析：以两个铁环和小球组成的系统为研究对象，分析受力情况，判断横梁对铁环的支持力 FN的变化情况隔离任一小环研究，分析受力情况，判断摩擦力 f的变化情况 解：以两个铁环和小球组成的系统为研究对象，竖直方向受到重力和水平横梁对铁环的支持力 FN和摩擦力 f，力图如图 1所示根据平衡条件得： 2FN=（ M+2m） g，得到 FN= ，可见，水平横梁对铁环的支持力 FN不变 以左侧环为研究对象，力图如图 2所示 竖直方向： FN=Fsin+mg 水平方向： Fcos=f 由 分析可知 FN， mg不变， 减小，则 F增大 由 分析 cos增大， F增大，则 f增大
5、 故选 D 点评：本题是力平衡中动态变化分析的问题，要灵活选择对象，分析受力，作出力图是关键 水平横梁一端插在墙壁里，另一端装小滑轮 B，一轻绳的一端 C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量 m=20kg的物体， CBA=30，如图所示则滑轮受到绳子的作用力为（绳与滑轮间的摩擦不计， g=10N/kg）（ ） A 100N B 50 N C 200N D 100 N 答案： C 试题分析：对物体受力分析由共点力的平衡可求绳子的张力；绳子对滑轮的作用力应是两股绳的合力 解：对 m受力分析可知，物体受重力及绳子的拉力而静止，故绳子的拉力F=mg； 绳子对滑轮的拉力应为两股绳拉力的合力，如图所示
6、，由几何关系可知，绳子对滑轮的作用力为 200N； 故选 C 点评：本题中要注意张紧的绳子各部分张力相等，同时滑轮受绳的作用力及杆对滑轮的作用力，而杆对滑轮的作用力可以沿任意方向 如图所示， AO BO CO 是完全相同的三条绳子，将一根均匀的钢梁吊起，当钢梁足够重时，结果 AO绳先断，则（ ） A 120 B =120 C 120 D无法判断 答案： C 试题分析：以结点 O为研究对象，分析受力，作出力图，由平衡条件得出 AO绳与 BO绳（ C0绳 ）的拉力关系，由数学知识分析 的范围 解：以结点 O为研究对象，分析受力，作出力图如图根据对称性可知， BO绳与 CO绳拉力大小相等由平衡条件得
7、： FAO=2FBOcos 当钢梁足够重时， AO 绳先断，说明 FAO FBO，则得到， 2FBOcos FBO，解得， 120 故选 C 点评：本题是简单的力平衡问题对于悬绳问题，一般以结点为研究对象，分析受力是解题的关键 建造在公路上的桥梁大多是拱形桥，较少是水平桥，更没有凹形桥，其主要原因是（ ） A为了节省建筑材料，以减少建桥成本 B汽车以同样的速度通过凹形桥时对桥面的压力要比水平或拱形桥压力大，故凹形桥易损坏 C可能是建造凹形桥技术上特别困难 D无法确定 答案： B 试题分析：汽车通过通过凹形桥时，桥面的支持力和重力提供汽车的向心力，根据牛顿第二定律，汽车产生超重现象而汽车通过拱形
8、桥时，产生失重现象根据汽车对路面压力的大小，分析汽车对路面的损坏程度 解：汽车通过通过凹形桥时，路面的支持力和重力提供汽车的向心力，根据牛顿第二定律，汽车产生超重现象，汽车对桥面的压力大于重力而汽车通过拱形桥时，产生失重现象，汽车对桥面的压 力小于重力汽车通过水平路面时，对路面的压力等于汽车的重力，这样汽车以同样的速度通过凹形桥时对桥面的压力要比水平或拱形桥压力大，故凹形桥易损坏故 B正确 故选 B 点评：本题考查应用牛顿第二定律分析汽车过桥时超重或失重现象的能力 如图，质量为 m的物体悬挂在轻质的支架上，斜梁 OB与竖直方向的夹角为 ，设水平横梁 OA和斜梁 OB作用于 O点的弹力分别为 F
9、1和 F2以下结果正确的是（ ） A F1=mgsin B F1= C F2=mgcos D F2= 答案： D 试题分析：对节点进行受力分析，可用合成法求解，也可以用正交分解法 解：对节点 O受力分析如图所示，根据平衡条件可得 =mgtan， = 故选 D 点评：本题是对节点受力分析求得答案：，也可以将重力按实际效果分解来求 如图所示，加装 “保护器 ”的飞机在空中发生事故失去动力时，上方的降落伞就会自动弹出已知一根伞绳能承重 2000N，伞展开后伞绳与竖直方向的夹角为 37，飞机的质量约为 8吨忽略其他因素，仅考虑当飞机处于平衡时，降落伞的伞绳至少所需的根数最接近于（图中只画出了 2根伞绳
10、， sin37=0.6，cos37=0.8）（ ） A 25 B 50 C 75 D 100 答案： B 试题分析：对飞机受力分析，受重力和绳子的拉力，将每根绳子的拉力沿着水平和竖直方向正交分解，拉力竖直方向的分力之和等于重力 解：设至少需要 n根伞绳，每根伞绳的拉力 F等于 2000N，飞机受力平衡，将将每根绳子的拉力沿着水平和竖直方向正交分解，如图 则根据平衡条件，有 nFcos37=G 解得 =50（根） 故选 B 点评：本题关键是将每根绳子的拉力沿着水平和竖直方向正交分解，根据平衡条件列式求解 （ 2002 天津）图中 AC为竖直墙面， AB为均匀横梁，其重为 G，处于水平位置 BC为
11、支撑横梁的轻杆，它与竖直方向成 角 A、 B、 C三处均用铰链光滑连接轻杆所承受的力为（ ） A.Gcos B. cos C. D. 答案： D 试题分析： BC为轻杆，受到两个力作用，平衡时必定共线，可判断出 BC杆对横梁 AB的作用力方向，以 A为支点，根据力矩平衡条件求解轻杆 BC对 AB的作用力 解：由题， BC为轻杆，受到两个力作用，平衡时必定共线，则知 BC杆对横梁AB的作用力方向沿 CB方向向上，如图设 AB长为 L，以 A为支点，对 AB，根据力矩平衡条件得： G =FLcos 解得： F= 则根据牛顿第三定律得知，轻杆所承受的力为： F=F= 故选 D 点评：本题是力平衡问题
12、和力矩平衡问题的综合，关键是根据 BC是二力杆，确定出 BC对 AB的作用力方向 如图（ 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；图（ 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GF拉住一个质量为 m2的物体，则下列说法中正确的是（ ） A图（ a）中 BC杆对滑轮的作用力为 B图（ b）中 HG杆受到的作用力为 m2g C细绳 AC段的张力 TAC与细绳 EG的张力 TEG之比为 1： 1 D细绳 AC段的张力 TAC与细绳 EG的张力 TEG之比为 答案：
13、D 试题分析：图（ a）中，根据定滑轮的特点可知，两段绳的拉力都是 G，由平衡条件可求得 BC杆对滑轮的作用力图（ b）中，以 G点为研究对象，分析受力情况，如图，由平衡条件可求得细绳 EG的张力 TEG，即可求解 解： A、图（ a）中，两段绳的拉力都是 G，互成 120，因此合力大小是 m1g，根据共点力平衡， BC杆对滑轮的作用力大小也是 m1g，（方向与竖直向上方向成 60，斜向右上方），故 A错误； B、图（ b）中，以 G点为研究对象，分析受力情况，如图，由平衡条件得，THGtan30=m2g，得 THG= m2g，即 HG杆的作用力为 m2g，故 B错误； C、 D图（ a）中绳 AC段的拉力 TAC=m1g；图（ b）中由于 TEGsin 30=m2g，得TEG=2m2g，解得： = ，故 C错误， D正确 故选 D 点评：本题首先要抓住定滑轮不省力的特点，其次要根据平衡条件，以 G点为研究对象，按力平衡问题的一般步骤求解细绳 EG的张力
