2020高中物理 第三章 相互作用单元小测 新人教版必修1

2020高中物理 第三章 相互作用单元小测 新人教版必修1

第三章　相互作用 一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）‎ 1. 下列关于常见力的说法中正确的是（　　）‎ A. 弹力、重力、支持力、摩擦力都是按照性质命名的 B. 有规则形状的物体，其重心就在物体的几何中心 C. 两接触面间有摩擦力存在，则一定有弹力存在 D. 物体之间接触就一定产生弹力 2. 下列关于重力和重心的说法，正确的是（　　）‎ A. 重力就是地球对物体的吸引力 B. 只有静止的物体才受到重力 C. 物体的重心只能在物体内 D. 重力是由于物体受到地球的吸引而产生的 3. 如图将轻质弹簧上端固定在天花板上，下端悬挂木块A，A处于静止状态，此弹簧的劲度系数为k（弹簧的形变在弹性限度内）．已知木块A的质量为m，重力加速度为g，则此时弹簧的伸长量为（　　） ‎ A. B. C. mgk D. ‎ 4. 一重为10N的物体静止在水平桌面上，现用2N的水平推力向右推它但未能推动，如图所示．则此种情况下物体所受摩擦力情况是（　　）‎ A. 摩擦力的方向向右，大小等于2N B. 摩擦力的方向向右，大小等于10N C. 摩擦力的方向向左，大小等于2N D. 摩擦力的方向向左，大小等于12N 5. 下列关于摩擦力和滑动摩擦系数的说法，其中正确的是（　　）‎ A. 只要物体间接触面是粗糙的，则它们间一定有摩擦力的作用 B. 两个相对滑动的物体，其接触面之间一定存在滑动摩擦力 C. 由公式μ=可知，两个物体之间的滑动摩擦系数μ与正压力FN成反比 D. 一般情况下，滑动摩擦系数μ只跟相互接触的两个物体的材料和表面情况有关，与其它条件无关 6. 如图，A、B两物块用跨过滑轮的细绳连接并处于静止状态，A的质量为‎1kg，B的质量为‎0.1kg，A与水平面间的动摩擦因数为0.2，取g=‎10m/s2，下列说法正确的是（　　） ‎ A. 细绳的张力大小为2N B. A物块所受摩擦力方向向右 C. A物块所受摩擦力大小为2N D. A物块所受摩擦力大小为1N 7. 如图所示的物体由静止释放，沿粗糙斜面下滑，物体的受力分析示意图中，正确的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ 8. 一个竖直向下大小为18N的力分解为两个分力，一个分力沿水平方向，大小等于24N，那么另一个分力的大小是（　　）‎ A. 42N B. 30N C. 24N D. 6N 9. 已知两个力的合力大小是10N，其中一个分力与合力间的夹角为30°，则另一个分力的最小值是（　　）‎ A. 10N B. 7N C. 5N D. 3N 7‎ 1. 将一个大小为8N的力分解成两个分力，下列各组值不可能的是（　　）‎ A. 25N和20N B. 12N和10N C. 10N和17N D. 1N和11N 二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）‎ 2. 如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平地面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同，下列说法正确的有（　　） ‎ A. 三条绳中的张力都相等 B. 杆对地面的压力大于自身重力 C. 绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零 D. 绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力 3. 将一个力F分解为两个分力F1 和F2，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. F1和F2是物体实际受到的力 B. F1和F2两个分力在效果上可以取代力F C. 物体受到F1、F2和F三个力的作用 D. F是F1和F2的合力 4. 如图所示，沿光滑的竖直墙壁用网兜把一个足球挂在A点．当悬线AB变短时，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 球对墙的压力变大 B. 球对墙的压力不变 C. 悬线的拉力变小 D. 悬线的拉力变大 ‎ 5. 下列几组共点力，可能使物体处于平衡状态的有（　　）‎ A. 5 N、6 N、2 N B. 2 N、3 N、4 N C. 2 N、3 N、10 N D. 2 N、8 N、3 N 6. 如图所示，两个长方形木块A、B叠放在水平地面上，现同时用F1=3N 和F2=4N的水平拉力拉A、B，（A、B均静止，若B对A的摩擦力为f1，地面对B的摩擦力为f2，则（　　）‎ A. f1=1N B. f1=3N C. f2=4N D. f2=7N 三、实验题探究题（本大题共1小题，共10.0分）‎ 7. 某小组做“验证力的平行四边形定则”的实验时得出如图所示的图（Fˊ与A、O共线），其中A为固定橡皮条的固定点，O为橡皮条与细绳的结合点． （1）实验中需要的器材有：方木板、白纸、橡皮条、细绳套（两个）、三角板、图钉若干、刻度尺等，还必须要有的器材是______ （2）在实验过程中，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计把橡皮条的结点拉到某一位置O点，在同一实验过程中，前后两次应把橡皮条的结点拉到______ 位置（填“相同”或“不同”） （3）图中______ 是F1与F2合力的真实值（填“F”或“Fˊ”） （4）在实验中，采取下列哪些措施可减小实验误差______ A．两个分力F1、F2间夹角必须为900 B．两个分力F1、F2的大小要尽量大些 C．拉橡皮条的细绳要尽量短一些 D．实验前先检查弹簧测力计的指针是否指零．‎ 四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）‎ 8. 7‎ 如下图所示，灯重G=20N，绳AO与天花板的夹角α=30°，绳BO与墙面垂直，试求AO、BO两绳所受的拉力各为多大？ ‎ ‎ ‎ 1. 如图所示，三根细轻绳系于O点，其中OA绳另一端固定于A点。OB绳的另一端与放在水平地面上质量为‎10kg的物体相连，OC绳的另一端悬挂质量为‎2kg的钩吗。平衡时轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°，0B绳水平。已知重力加速度g=‎10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。 （1）求轻绳OA、OB受到的拉力大小； （2）已知物体与水平桌面间的最大静摩擦力为30N，若在钩码下方继续加挂钩码，为使物体在原位置保持静止，求最多能再加挂的钩码质量。 ‎ 2. 一根弹簧原长‎10cm,劲度系数为200N/m,用此弹簧水平拉一重为20N的物体,如图所示,求 ‎ ‎(1)当弹簧长为‎11cm时,物体未动,求此时物体所受的静摩擦力的大小;‎ ‎(2)当弹簧长为‎12.5cm时,物体刚好开始运动,则物体与地面间的最大静摩擦力为多大;‎ ‎(3)物体与平面间的动摩擦因数μ=0.22,则当物体匀速运动时,它所受到的滑动摩擦力为多大？求此时弹簧的长度. ‎ 7‎ 答案和解析 ‎【答案】‎ ‎1. C 2. D 3. D 4. C 5. D 6. D 7. D 8. B 9. C 10. D 11. BC 12. BD 13. AD 14. AB 15. BD ‎ ‎16. 弹簧测力计；相同；Fˊ；BD  ‎ ‎17. 解：根据重力的作用效果将重力进行分解如图所示， 由图可得，绳AO所受的拉力为：FAO==40N， 绳BO的拉力为：FBO=． 答：AO、BO两绳所受的拉力分别为40N、．  ‎ ‎18. 解：（1）对结点O受力分析，将甲对结点的拉力分解如图，由几何关系有： TOA=FOA===25N， TOB=FOB=m甲gtanθ=20×0.75=15N； （2）考虑物体乙恰好不滑动的临界情况，则根据平衡条件，OB绳的拉力为：FOB=f=30N， 由于TOB=FOB=（m甲+△m）gtanθ， 故△m===‎2kg； 答：（1）轻绳OA、OB受到的拉力大小分别为25N、15N； （2）为使物体在原位置保持静止，最多能再加挂的钩码质量为‎2kg。  ‎ ‎19. 解：（1）物体水平方向受力平衡：f1=F1=k（l1-l0）=200（0.11-0.10）N=2 N; （2）刚好开始运动，则最大静摩擦力：f3=F3=200（0.125-0.10）N=5 N; （3）物体匀速运动时，根据滑动摩擦力公式：f4=μFN=0.22×20 N=4.4 N， ‎ 由物体匀速运动，则：F4=k（l4-l0）=f4，得l2=0.122 m ‎ 7‎ ‎  ‎ ‎【解析】‎ ‎1. 解：A、支持力属于弹力，所以支持力的性质是弹力，故A错误； B、只有质量分布均匀，形状规则的物体，重心才在其几何重心，故B错误； C、弹力产生的条件：相互接触挤压；摩擦力产生的条件：接触面粗糙；相互接触挤压；有相对运动或相对运动趋势．可见，有摩擦力，必有弹力，；有弹力，不一定有摩擦力．故C正确． D、接触不一定有弹力，还要相互挤压，故D错误． 故选C 支持力属于弹力，重心不一定在物体的几何中心上，只有质量分布均匀，形状规则的物体，重心才在其几何重心，弹力产生的条件：相互接触挤压；摩擦力产生的条件：接触面粗糙；相互接触挤压；有相对运动或相对运动趋势．弹力的方向垂直于接触面，摩擦力的方向与接触面相切，与相对运动或相对运动趋势的方向相反． 解决本题的关键掌握弹力和摩擦力的产生条件，以及它们的方向．知道有摩擦力，必有弹力；有弹力，不一定有摩擦力．‎ ‎2. 解：A、重力是由于物体受到地球的吸引而产生的，地球对物体的吸引力是地球对物体的万有引力，而不是重力，地球上的物体都要受到重力作用，与物体的运动状态无关，静止的物体与运动的物体都受到重力作用，故AB错误，D正确； C、重力的作用点是重心，重心不一定在物体上，故C错误； 故选D． 物体由于受到地球的吸引而受到的力是重力，重力作用在物体的重心上，重心不一定在物体上． 本题考查了重力的概念、重心等问题，熟练掌握基础知识即可正确解题．‎ ‎3. 解：A处于静止状态，弹簧的弹力等于小球的重力，故有：F=mg 根据胡克定律，有：F=kx 联立解得：弹簧的伸长量x=； 故选：D 首先确定出弹簧的弹力，再根据胡克定律求弹簧的伸长量． 本题胡克定律的基本应用问题，关键要记住胡克定律，要明确弹簧弹力与伸长量成正比，而不是与长度成正比．‎ ‎4. 解：由于物体受到水平推力向右推力，但是物体没有被推动，所以物体此时受到的是静摩擦力，静摩擦力的大小和推力的大小相等，方向相反，所以摩擦力的方向向左，大小等于2N，所以C正确，ABD错误． 故选C． 分析物体受到的摩擦力的大小，首先要判断物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力，静摩擦力和滑动摩擦力的计算方法是不同的． 静摩擦力和滑动摩擦力的计算方法是不同的，这是解决本题的关键，也是同学常出错的地方，所以一定要判断物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力．‎ ‎5. 解：A、根据摩擦力产生的条件可知，若两物体之间没有相互挤压及相对运动或相对运动趋势，则不会有摩擦力；故A错误； B、两个相对滑动的物体，若接触面是光滑的，则不会有滑动摩擦力；故B错误； C、滑动摩擦系数是由物体的材料或接触面的粗糙程度有关，与正压力无关；故C错误；D正确； 故选：D． 摩擦力产生的条件为：两物体相互接触且接触面粗糙；两物体间有相互的挤压；并有相对运动或相对运动的趋势； 滑动摩擦力的大小F=μFN；其方向与物体间的相对运动方向相反，即可以充当动力也可以充当阻力． 本题考查摩擦力的产生条件及动摩擦因数的决定因数；要注意明确摩擦力的产生的条件包括三个方面，缺一不可．‎ ‎6. 解：A、B处于静止状态，受力平衡，根据平衡条件可知，绳子的拉力T=mBg=0.1×10=1N，故A错误； B、A 7‎ 处于静止状态，受力平衡，根据平衡条件可知， 水平方向有：f=T=1N，方向水平向左，故D正确，BC错误． 故选：D AB都处于静止状态，受力都平衡，分别对A、B受力分析，根据平衡条件求解． 本题主要考查了共点力平衡条件的直接应用，注意求解A的摩擦力时，不能用滑动摩擦力公式求解，难度不大，属于基础题．‎ ‎7. 解：AB、物体没有受到沿斜面向下的力，故AB错误； C、物体还受到沿斜面向上的摩擦力，故C错误； D、物体受重力、支持力、摩擦力作用，重力竖直向下，摩擦力沿斜面向上，支持力垂直于斜面向上，故D正确． 故选：D． 沿斜面下滑的物体受重力、支持力、摩擦力，重力竖直向下，摩擦力沿斜面向上，支持力垂直于斜面向上，根据物体受到的力和力的方向确定正确选项． 本题关键正确地对物体进行受力分析，然后确定力的方向．‎ ‎8. 解：根据平行四边形定则，已知一个分力沿水平方向，做出平行四边形如图所示， 由图形可知另一个分力F2的大小为F2===30N． 故选B． 力的合成与分解都遵守平行四边形定则，根据平行四边形定则，做出图形即可求得分力的大小． 力的合成与分解都遵守平行四边形定则，合力可能大于分力的大小也可能小于分力的大小，这是矢量运算的特点．‎ ‎9. 解：合力大小为10N，一个分力与水平方向的夹角是30°，根据平行四边形定则作图，如图所示 可知，另一个分力的最小值为F=10sin30°=5N． 故选C 已知合力和两个分力的方向，分解具有唯一性，根据平行四边形定则作图分解即可． 本题关键是确定合力与分力的方向，然后根据平行四边形定则作图分析，最后根据几何关系求解，简单题．‎ ‎10. 解：A、25N与20N的合力范围是5N≤F≤45N．可能为8N．故A正确． B、12N与10N的合力范围是2N≤F≤22N．可能为8N．故B正确． C、10N与17N的合力范围是2N≤F≤27N．可能为8N．故C正确． D、1N与11N的合力范围是10N≤F≤12N．不可能为8N．故D错误． 本题选不可能的，故选：D． 两个力的合力范围是大于等于两个力之差的绝对值，小于等于两个力之和，根据该规律判断选项的正确与否． 解决本题的关键的掌握两个力的合力范围，知道合力与分力的关系．基础题目．‎ ‎11. 解：A、由于三力长度不同，故说明三力与竖直方向的夹角不相同，由于杆保持静止，故在水平方向三力水平分力的合力应为零；故说明三力的大小可能不相等；故A错误；C正确； B、由于三力在竖直方向有拉力，杆在竖直方向合力为零，故杆对地面的压力大于重力；故B正确；D错误； 故选：BC． 对杆进行分析，明确杆受力情况，再根据水平和竖直方向的平衡关系可分析力之间的关系． 本题考查共点力的平衡条件及应用，要注意本题中应分别对水平和竖直两个方向进行分析才能得出正确结果．‎ ‎12. 解：A、分力不是物体所受到的力．故A错误．      B、分力的共同作用效果与合力的作用效果相同．故B正确． ‎ 7‎ ‎   C、分力不是物体所受到的力，F1、F2是两个分力．故C错误．    D、一个力F分解为两个分力F1 和F2，则F是F1和F2的合力．故D正确． 故选BD 合力的作用效果与分力的共同作用效果相同．根据平行四边形定则可以知道合力与分力的大小关系． 解决本题的关键知道分力和合力遵循平行四边形定则，以及知道合力的作用效果与合力的作用效果是等效的．‎ ‎13. 解：分析足球的受力情况：重力G、悬线的拉力T和墙的支持力N，作出力图，由平衡条件得：N、G的合力F与T大小相等、方向相反，即有： 由平衡条件得： N=Gtanθ T= 当悬线变短时，θ增大，cosθ减小，tanθ增大，则得N增大，T增大． 根据牛顿第三定律得知：球对墙的压力N′=N，则N′增大．故AD正确，BC错误． 故选：AD 分析足球的受力情况，作出力图，根据平衡条件得到悬线的拉力和墙的支持力与θ的关系式，再用数学知识分析拉力、支持力变化情况，由牛顿第三定律即可知球对墙的压力变化情况． 本题运用函数法研究动态平衡问题，也可以运用图解法研究，关键是能正确分析物体的受力情况，作出受力分析图再由几何关系进行分析求解．‎ ‎14. 解：A、5N与6N合成最大11N，最小1N，可能为2N，故三力的合力可能为零，可能使物体处于平衡状态．故A正确； B、2N和3N合成最大5N，最小1N，可能为4N，故三力的合力可能为零，故B正确； C、2N和3N合成最大5N，最小1N，不可能为10N，故三力的合力不可能为零，故C错误； D、2N和3N合成最小1N，最大5N，不可能为8N，故三力的合力不可能为零，故D错误； 故选：AB 三力合成，先将其中的两个力合成，再与第三个力合成，合成时，三力同向合力最大，两个力合成的合力有个范围，用与第三个力最接近的数值与第三个力合成求最小合力． 使物体处于平衡状态的条件是合外力等于0． 该题考查力的合成与分解，要明确在三力平衡，三个力中任意两个力的合力必然与第三个力等值、反向、共线．‎ ‎15. 解：以AB整体为研究对象，水平方向受到F1=3N和F2=4N的水平拉力，根据平衡条件得到，地面对B的静摩擦力方向水平向左，大小为：Ff2=F2+F1=7N。 以A为研究对象，A水平方向受到F1=3N作用，相于对B有水平向左的运动趋势，受到B水平向右的静摩擦力，根据平衡条件得知，B对A的摩擦力为：Ffl=F1=3N，方向水平向左。故BD正确，AC错误。 故选：BD 以A为研究对象，由平衡条件求解B对A的摩擦力。以AB整体为研究对象，求解地面对B的摩擦力。 本题是两个物体的平衡问题，要善于选择研究对象，可以采用整体法和隔离法相结合的方法研究。注意本题中物体受到是静摩擦力，要注意掌握好受力分析的基本方法。‎ ‎16. 解：（1）做探究共点力合成的规律实验：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，用力的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，和那一个力进行比较．所以我们需要的实验器材有：方木板（固定白纸），白纸（记录方向画图）、刻度尺（选标度）、绳套（弹簧秤拉橡皮条）、弹簧测力计（测力的大小）、图钉（固定白纸）、三角板（画平行四边形），橡皮条（让力产生相同的作用效果的）． （2）要使每次合力与分力产生相同的效果，每次将橡皮条拉到同样的位置，即用一个力与用两个力的作用效果相同． （3）用平行四边形画出来的是理论值，和橡皮筋同线的那个是实际值，所以：F是理论值；F′是真实值． （4）A、F1、F2方向间夹角大小适当即可，不一定要为90°，故A错误； ‎ 7‎ B、实验要方便、准确，两分力适当大点，读数时相对误差小，但不宜太大，故B正确； C、为了便于确定拉力的方向，拉橡皮条的细绳要稍长一些，故C错误； D、弹簧秤使用前应先校零，即实验前先检查弹簧测力计的指针是否指零，故D正确； 故选：BD 故答案为：（1）弹簧测力计；（2）相同； （3）Fˊ；（4）BD 做探究共点力合成的规律实验：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，用力的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，和那一个力（实际值）进行比较．用平行四边形画出来的是理论值，和橡皮筋同线的那个是实际值． 在“验证力的平行四边形定则”实验中，我们要知道分力和合力的效果是等同的，这要求同学们对于基础知识要熟练掌握并能正确应用，加强对基础实验理解．‎ ‎17. 将重力进行分解，根据几何关系求出A0、BO绳的拉力． 力的合成和分解满足平行四边形定则，当两个力方向相同时可以直接相加求合力；当两个力方向相反时可以直接相减求合力；当两个力垂直的时候，分力与合力之间满足勾股定理，可以直接用勾股定理计算；如果两个力夹角不是特殊角，可以根据正交分解法、矢量三角形法或三角函数法求解．‎ ‎18. （1）以结点为研究对象受力分析，采用分解法求OA、OB绳子的拉力； （2）考虑物体乙恰好不滑动的临界情况，根据平衡条件列式分析即可。 本题主要考查了共点力平衡问题，要求同学们能正确对物体进行受力分析，能根据平衡条件列式求解，难度不大。‎ ‎19. 受力分析，当物体未动时为静摩擦力，由二力平衡求解摩擦力大小； 当物体滑动时受滑动摩擦力由公式f=μFN计算． 本题考查摩擦力的计算：静摩擦力，由二力平衡求解摩擦力大小；滑动摩擦力由公式f=μFN计算。‎ 7‎