【精选】高一上学期人教版物理必修一课后巩固作业:第三章相互作用3-4
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2020—2021人教物理必修一第三章相互作用练习(附)答案人教必修一第三章相互作用一、选择题1、如图所示,物体A、B叠放在水平地面上,水平力F作用在A上,使二者一起向左做匀速直线运动,下列说法正确的是()A.A、B之间无摩擦力B.A受到B的摩擦力水平向左C.B受到A的摩擦力水平向左D.地面对B的摩擦力为静摩擦力,水平向右2、如图所示是小车所受外力F的图示,所选标度都相同,则对于小车的运动,作用效果相同的是()A.F1和F2B.F1和F4C.F1和F3、F4D.都不相同3、在2016年里约奥运会上,中国代表团的施廷懋夺得跳水女子三米板金牌.如图是运动员踩下跳板的图片,下列说法正确的是()A.跳板面受到弹力的作用,是因为运动员的脚发生了形变B.跳板面受到弹力的作用,是因为跳板发生了形变C.运动员踩跳板,跳板先发生形变,运动员的脚后发生形变D.运动员受向上的弹力,是因为运动员的脚发生了形变4、(双选)如图所示,有一刚性方形容器被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态;现缓慢地向容器内注水,直到注满为止,在此过程中容器始终保持静止,下列说法中正确的是()A.容器受到的摩擦力逐渐增大B.容器受到的摩擦力不变C.水平力F可能不变D.水平力F必须逐渐增大5、(双选)如图甲中,在半球形的碗中放一木杆,碗的A、B两点对杆的支持力分别为F1和F2;图乙中杆的一端用铰链O固定在墙上,另一端A处用竖直向上的力F将杆拉住,以下说法中正确的是()甲乙A.图甲中F1与F2没有作用在同一点,不是共点力B.图甲中F1与F2的作用线的延长线交于一点,这两个力是共点力C.图乙中力F与杆的重力G没有作用于一点且作用线的延长线不可能相交,不是共点力D.图乙中若F垂直于杆向上,则F与G也不是共点力6、(双选)如图所示,在斜面上静止着一个物块,斜面对物块的支持力和摩擦力分别为F N和F f.如果增大斜面的倾角θ,而物块仍能在斜面上保持静止,则这一过程中()A.F N增大B.F N减小C.F f增大D.F f减小7、关于重心及重力,下列说法正确的是()A.一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数,因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力B.据G=mg可知,两个物体相比较,质量较大的物体的重力不一定较大C.物体放于水平面上时,重力方向垂直于水平面向下,当物体静止于斜面上时,其重力方向垂直斜面向下D.物体的形状改变后,其重心位置不会改变8、如图所示,轻弹簧的劲度系数为k,小球的质量为m,平衡时小球在A位置.今用力F将小球向下压缩x至新的平衡位置B,则此时弹簧的弹力大小为()A.kx B.mg+kxC.F D.mg-kx9、如图所示,两个物体A、B的质量均为1 kg,各接触面间的动摩擦因数均为0.3,同时用F=1 N的两个水平力分别作用在A、B上,则地面对物体B、B对物体A的摩擦力分别为(g取10 m/s2)()A.6 N 3 N B.1 N 1 NC.0 1 N D.0 2 N10、如图所示,大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成一个闭合的三角形,且三个力的大小关系是F1<F2<F3,则下列四个选项中,这三个力的合力最大的是()A B C D11、(双选)如图所示,甲、乙、丙三个物体质量相同,与地面的动摩擦因数相同,受到三个大小相同的作用力F,当它们滑动时,下列说法正确的是()甲乙丙A.甲、乙、丙所受摩擦力相同B.甲受到的摩擦力最小C.乙受到的摩擦力最大D.丙受到的摩擦力最大二、非选择题12、思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)力可以离开施力物体或受力物体单独存在.( )(2)只有相互接触的物体间才有力的作用.()(3)重力就是地球对物体的吸引力.()(4)重力的方向也可以表述为指向地心.()(5)重心是物体重力的作用点,重心一定在物体上. ()13、如图所示,在粗糙水平面上有两个质量分别为m1、m2的木块1和2,中间用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与地面间的动摩擦因数为μ,现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是多少?14、如图所示,一个重为100 N的小球被夹在竖直的墙壁和A点之间,已知球心O与A点的连线与竖直方向成θ角,且θ=60°,所有接触点和面均不计摩擦.试求小球对墙面的压力F1和对A点压力F2.2020—2021人教物理必修一第三章相互作用练习(附)答案人教必修一第三章相互作用一、选择题1、如图所示,物体A、B叠放在水平地面上,水平力F作用在A上,使二者一起向左做匀速直线运动,下列说法正确的是()A.A、B之间无摩擦力B.A受到B的摩擦力水平向左C.B受到A的摩擦力水平向左D.地面对B的摩擦力为静摩擦力,水平向右【答案】C[对A物体,由于A匀速运动,由水平方向二力平衡可知,B对A 的摩擦力必与F等值反向,故选项A、B错误;对B物体,由力的作用的相互性可知,A对B的摩擦力一定与B对A的摩擦力反向,故B受到A的摩擦力水平向左,选项C正确;对A、B整体分析,由于A、B一起向左匀速运动,则地面对B的摩擦力为滑动摩擦力,且水平向右,故选项D错误.]2、如图所示是小车所受外力F的图示,所选标度都相同,则对于小车的运动,作用效果相同的是()A.F1和F2B.F1和F4C.F1和F3、F4D.都不相同【答案】B[判断作用效果是否相同,应从力的三要素,即大小、方向和作用点去考虑,可知F1和F2,F1和F3,F3和F4明显效果不同,F1和F4的作用效果相同,选项B正确.]3、在2016年里约奥运会上,中国代表团的施廷懋夺得跳水女子三米板金牌.如图是运动员踩下跳板的图片,下列说法正确的是()A.跳板面受到弹力的作用,是因为运动员的脚发生了形变B.跳板面受到弹力的作用,是因为跳板发生了形变C.运动员踩跳板,跳板先发生形变,运动员的脚后发生形变D.运动员受向上的弹力,是因为运动员的脚发生了形变【答案】A[跳板面受到弹力的作用,是因为运动员的脚发生了形变,从而产生对跳板面的弹力作用,选项A正确,B错误;板对人的作用力与人对板的作用力是相互作用力,同时产生,一起发生形变,选项C错误;跳水运动员受到弹力是由于跳板发生了弹性形变,从而对与跳板接触的人产生了力的作用,选项D错误.]4、(双选)如图所示,有一刚性方形容器被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态;现缓慢地向容器内注水,直到注满为止,在此过程中容器始终保持静止,下列说法中正确的是()A.容器受到的摩擦力逐渐增大B.容器受到的摩擦力不变C.水平力F可能不变D.水平力F必须逐渐增大【答案】AC[由题知容器始终保持静止状态,受力平衡,所受的摩擦力等于容器和水的总重力,所以容器受到的摩擦力逐渐增大,故A正确,B错误;水平方向上受力平衡,若最大静摩擦力大于重力时,力F可能不变,若最大静摩擦力小于等于重力时F要增大,故C正确,D错误.]5、(双选)如图甲中,在半球形的碗中放一木杆,碗的A、B两点对杆的支持力分别为F1和F2;图乙中杆的一端用铰链O固定在墙上,另一端A处用竖直向上的力F将杆拉住,以下说法中正确的是()甲乙A.图甲中F1与F2没有作用在同一点,不是共点力B.图甲中F1与F2的作用线的延长线交于一点,这两个力是共点力C.图乙中力F与杆的重力G没有作用于一点且作用线的延长线不可能相交,不是共点力D.图乙中若F垂直于杆向上,则F与G也不是共点力【答案】BC[根据共点力的定义可知,图甲中F1与F2不平行,作用线的延长线一定交于一点,故F1、F2是共点力,选项A错,B对;图乙中F竖直向上,与G平行,则不是共点力,若F垂直杆向上,则作用线的延长线必与重力G的作用线的延长线相交,此时F与G就是共点力,选项C对,D错.]6、(双选)如图所示,在斜面上静止着一个物块,斜面对物块的支持力和摩擦力分别为F N和F f.如果增大斜面的倾角θ,而物块仍能在斜面上保持静止,则这一过程中()A.F N增大B.F N减小C.F f增大D.F f减小【答案】BC[根据平衡条件和重力的作用效果,斜面对物块的支持力F N=mgcos θ,摩擦力F f=mgsin θ,由于倾角θ增大,故F N减小,F f增大.]7、关于重心及重力,下列说法正确的是()A .一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数,因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力B .据G =mg 可知,两个物体相比较,质量较大的物体的重力不一定较大C .物体放于水平面上时,重力方向垂直于水平面向下,当物体静止于斜面上时,其重力方向垂直斜面向下D .物体的形状改变后,其重心位置不会改变【答案】B [由于物体浸没于水中时,受到向上的浮力,弹簧测力计的拉力减小了,但物体的重力并不改变,选项A 错误;当两物体所处的地理位置相同时,g 值相同,质量大的物体的重力必定大,但当两物体所处的地理位置不同时,如质量较小的物体放在地球上,质量较大的物体放在月球上,由于月球上g 值较小,而使质量较大的物体的重力不一定较大,选项B 正确;重力的方向是竖直向下的,而不是垂直向下的,选项C 错误;物体的重心位置由物体的形状和质量分布情况共同决定,当物体的形状改变时,其重心可能发生改变,故选项D 错误.]8、如图所示,轻弹簧的劲度系数为k ,小球的质量为m ,平衡时小球在A 位置.今用力F 将小球向下压缩x 至新的平衡位置B ,则此时弹簧的弹力大小为( )A .kxB .mg +kxC .FD .mg -kx【答案】B [当弹簧处于平衡位置A 时:设弹簧的形变量为x 1,由胡克定律得:mg =kx 1,解得x 1=mg k .将小球向下压缩x 至B 位置时,弹簧的形变量x 2=mg k +x.由胡克定律得:F 弹=kx 2,即:F 弹=k ×⎝ ⎛⎭⎪⎫mg k +x =mg +kx ,故选B.] 9、如图所示,两个物体A 、B 的质量均为1 kg ,各接触面间的动摩擦因数均为0.3,同时用F =1 N 的两个水平力分别作用在A 、B 上,则地面对物体B 、B 对物体A 的摩擦力分别为(g 取10 m/s 2)( )A.6 N 3 N B.1 N 1 NC.0 1 N D.0 2 N【答案】C[以A、B整体为研究对象进行受力分析,可知地面对B的摩擦力为零;再以A为研究对象进行受力分析,F f=μmg=3 N>1 N,可知B对A的摩擦力与力F大小相等、方向相反,即为1 N,所以选项C正确.]10、如图所示,大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成一个闭合的三角形,且三个力的大小关系是F1<F2<F3,则下列四个选项中,这三个力的合力最大的是()A B C D【答案】C[根据平行四边形定则可知,A项中三个力的合力为2F1,B项中三个力的合力为0,C项中三个力的合力为2F3,D项中三个力的合力为2F2,由于三个力的大小关系是F1<F2<F3,所以C项合力最大.故C正确.]11、(双选)如图所示,甲、乙、丙三个物体质量相同,与地面的动摩擦因数相同,受到三个大小相同的作用力F,当它们滑动时,下列说法正确的是()甲乙丙A.甲、乙、丙所受摩擦力相同B.甲受到的摩擦力最小C.乙受到的摩擦力最大D.丙受到的摩擦力最大【答案】BC[图中三个物体对地面的压力分别为F N甲=mg-Fsin θ,F N乙=mg+Fsin θ,F N丙=mg,因它们均相对地面滑动,由摩擦力F f=μF N知,F f乙>F f丙>F f,B、C正确.]甲二、非选择题12、思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)力可以离开施力物体或受力物体单独存在.( )(2)只有相互接触的物体间才有力的作用.()(3)重力就是地球对物体的吸引力.()(4)重力的方向也可以表述为指向地心.()(5)重心是物体重力的作用点,重心一定在物体上. ()【答案】(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×13、如图所示,在粗糙水平面上有两个质量分别为m1、m2的木块1和2,中间用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与地面间的动摩擦因数为μ,现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是多少?[解析]以木块1为研究对象,它所受到的摩擦力为F=μF N=μm1g,根据二力平衡条件,弹簧弹力T=F=μm1g,而根据胡克定律T=k(d-L)所以两木块之间的距离d=μm1gk+L.[答案]μm1gk+L14、如图所示,一个重为100 N的小球被夹在竖直的墙壁和A点之间,已知球心O与A点的连线与竖直方向成θ角,且θ=60°,所有接触点和面均不计摩擦.试求小球对墙面的压力F1和对A点压力F2.[解析]小球的重力产生两个作用效果:压紧墙壁和A点,作出重力及它的两个分力F1′和F2′,构成的平行四边形,如图所示.小球对墙面的压力F1=F1′=mgtan 60°=100 3 N,方向垂直墙壁向右;小球对A点的压力F2=F2′=mgcos 60°=200 N,方向沿OA方向.[答案]见解析。
人教版高一物理必修一第三章相互作用精选习题1.(多选题)关于重力和自由落体加速度,下列说法正确的是A.物体所受重力的方向总是竖直向下B.物体所受重力的施力物体是地球C.地球表面的自由落体加速度随纬度的增大而减小D.质量大的物体受到的重力大,所以自由落体加速度也大2.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图所示.下列表述正确的是()A.a的原长比b的长B.a的劲度系数比b的大C.a的劲度系数比b的小D.测得的弹力与弹簧的长度成正比3.(多选题)关于弹力和摩擦力的关系,下列说法正确的是()A.两物体间若有弹力,就一定有摩擦力B.两物体间若有摩擦力,就一定有弹力C.弹力和摩擦力的方向必互相垂直D.当两物体间的弹力消失时,摩擦力仍可存在一段时间4.关于摩擦力,下列说法中正确的是()A.相互压紧的粗糙物体之间总是有摩擦力的B.一个物体只有在另一个物体表面滑动或有相对滑动趋势时,才有可能受到摩擦力C.只要是相对运动的两个物体,一定存在摩擦力D.只有静止的物体才会受到静摩擦力5.大小分别为30N和25N的两个力同时作用在同一物体上,则这两个力的合力大小不可能等于()A.5N B.10N C.45N D.60N6.如图所示,把球夹在竖直墙和木板之间,不计摩擦,墙对球的弹力为F1,木板对球的弹力为F2,在将木板由图示位置缓慢转至水平的过程中,两弹力的大小变化情况为()A.F1减小、F2增大B.F1、F2都增大C.F1增大、F2减小D.F1、F2都减小7.(多选题)如图所示为建筑工地一个小型起重机起吊重物的示意图.一根轻绳跨过光滑的动滑轮,轻绳的一端系在位置A处,动滑轮的下端挂上重物,轻绳的另一端挂在起重机的吊钩C处.起吊重物前,重物处于静止状态.起吊重物过程是这样的:先让吊钩从位置C竖直向上缓慢的移动到位置B,然后再让吊钩从位置B水平向右缓慢地移动到D,最后把重物卸载某一个位置.则关于轻绳上的拉力大小变化情况,下列说法正确的是()A .吊钩从C 向B 移动的过程中,轻绳上的拉力不变B .吊钩从C 向B 移动过程中,轻绳上的拉力变大C .吊钩从B 向D 移动过程中,轻绳上的拉力不变D .吊钩从B 向D 移动过程中,轻绳上的拉力变大8.如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O 为球心,一质量为m 的小滑块,在水平力F 的作用下静止P 点.设滑块所受支持力为F N .OP 与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是( )A .F N =mgtanθB .F=mgtanθC .F N =θtan mgD .F=θtan mg 9.如图所示,A 、B 两物体的质量分别为m A 和m B ,且m A >m B ,整个系统处于静止状态,滑轮的质量和一切摩擦均不计,如果绳一端由P 点缓慢地向右移动到Q 点,整个系统重新平衡后,物体A 的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ如何变化( )A .物体A 的高度升高,θ角变小B .物体A 的高度降低,θ角不变C .物体A 的高度升高,θ角不变D .物体A 的高度降低,θ角变大10.如图所示,铁板AB 与水平地面间的夹角为θ,一块磁铁吸附在铁板下方.先缓慢抬起铁块B 端使θ角增加(始终小于90°)的过程中,磁铁始终相对铁板静止.下列说法正确的是( )A .磁铁所受合外力逐渐减小B .磁铁始终受到三个力的作用C .磁铁受到的摩擦力逐渐减小D .铁板对磁铁的弹力逐渐增加11.(多选题)如图所示,把重为20N 的物体放在倾角θ为30∘的粗糙斜面上,并静止,物体右端与固定在斜面上的轻弹簧相连接,弹簧与斜面平行,若物体与斜面间的最大静摩擦力为12N ,则弹簧对物体的弹力大小可能是( )A .30NB .25NC .20ND .0 12.重为10N 的物体,在粗糙水平面上向右运动,物体和水平面间的动摩擦因数μ=0.2,同时物体还受到一个大小为2N 、方向水平向左的水平拉力F 作用,如图所示,则水平面对物体的摩擦力的大小和方向是()A.4 N,水平向右B.4 N,水平向左C.2 N,水平向右D.2 N,水平向左13.如图有一质量不计的杆AO,长为R,可绕A自由转动.用绳在O点悬挂一个重为G的物体,另一根绳一端系在O点,另一端系在圆弧形墙壁上的C点.当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中(保持OA与地面夹角不变),OC绳所受拉力大小变化情况()A.先减小后增大 B.先增大后减小C.逐渐减小 D.逐渐增大14.如图所示为“探就求合力的方法”实验装置,现保持O点的位置和a弹簧测力计的拉伸方向不变,使b 弹簧测力计从图示位置开始沿顺时针方向缓慢转至虚线Oc所示的位置(Oc与Oa垂直),则整个过程中,关于a,b两弹簧测力计示数的变化情况是()A.a示数增大,b示数减小B.a示数减小,b示数减小C.a示数减小,b示数增大D.a示数减小,b示数先减小后增大15.如图所示,质量为m的质点静止地放在半径为R的半球体上,质点与半球体间的动摩擦因数为μ,质点与球心的连线与水平地面的夹角为θ,则下列说法正确的是()A.地面对半球体的摩擦力方向水平向左B.质点对半球体的压力大小为mgcosθC.质点所受摩擦力大小为mgsinθD.质点所受摩擦力大小为mgcosθ16.如图所示,轻质弹簧的劲度系数为20N/cm,用其拉着一个重200N的物体在水平面上运动.当弹簧的伸长量为4cm时,物体恰在水平面上做匀速直线运动.(1)求物体与水平面间的动摩擦因数;(2)当弹簧的伸长量为6cm时,物体受到的水平拉力有多大?这时物体受到的摩擦力有多大?(3)如果在物体运动的过程中突然撤去弹簧,而物体在水平面上能继续滑行,这时物体受到的摩擦力有多大?17.如图所示,两个质量均为m的小环套在一水平放置的粗糙长杆上,两根长度均为l的轻绳一端系在小环上,另一端系在质量为M的木块上,两个小环之间的距离也为l,小环保持静止.(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力).试求:(1)每根绳的拉力多大;(2)水平杆对每个小环的支持力;(3)小环与杆之间的动摩擦因数μ至少为多大?18.如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲、乙均处于静止状态.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan37°=0.75,g取10m/s2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求:(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大?(2)物体乙受到的摩擦力是多大?方向如何?(3)若物体乙的质量m2=8kg,物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.6,三段轻绳能承受的最大拉力均为70N,则欲使物体乙在水平面上不滑动同时绳子不断,物体甲的质量m1最大不能超过多少?参考答案1.AB2.C3.BC4.B5.D6.D7.AD8.B9.B 10.D 11.CD12.D 13.A 14.B 15.D16.解:(1)根据胡克定律得,弹簧的拉力F=kx,由平衡条件得:滑动摩擦力:f=F支持力:F N=G又f=μF N,联立代入得到μ===0.4;(2)当弹簧的伸长量增加为6cm时,弹力增加为F=kx=20N/cm×6cm=120N;由于动摩擦因数μ不变,物体对地面的压力大小F N不变,则滑动摩擦力f不变,f=μG=80N (3)突然撤去弹簧物体在水平面继续滑行,物体受滑动摩擦力,由于压力不变,故滑动摩擦力不变,为80N;17.解:(1)设每根绳的拉力为对F T,对M由平衡条件得:2F T cos 30°﹣Mg=0解得:F T=(2)对两小环和木块整体,设对每个环的支持力为F N;由平衡条件得:2F N﹣(M+2m)g=0解得:F N=Mg+mg(3)小环刚好不滑动,此时小环受到的静摩擦力达到最大值等于滑动摩擦力.对一个小环则有:F T sin 30°﹣μF N=0解得动摩擦因数μ至少为:μ=18.解:(1)对结点O,作出力图如图,由平衡条件有:T A==;T B=m1gtanθ=;(2)对于乙物体,根据共点力的平衡条件可知摩擦力为:f=T B=;方向水平向左;(3)当乙物体刚要滑动时,静摩擦力达到最大值为:f m=μm2g=0.6×80N=48N=T B′,此时A绳的拉力大小为:T A′=>70N,所以此时OA绳子已经拉断;因此欲使物体乙在水平面上不滑动同时绳子不断,则OA不断即可,由此得到物体甲的最大重力为:m1′g=T Am cosθ=70×0.8N=56N,所以物体甲的质量m1最大不能超过.。
第3章力与相互作用3.1牛顿第三定律1.(多选)下列说法中正确的是()A.甲物体受到乙物体的作用,则乙物体一定同时受到甲物体的作用B.甲物体受到乙物体的作用一定是作用力,而乙物体对甲物体的作用一定是反作用力C.若把甲、乙两物体看成质点,则甲、乙两物体间的作用力和反作用力一定在甲、乙两质点的连线上D.甲物体对乙物体的作用力竖直向上,则乙物体对甲物体的作用力也一定竖直向上解析:作用力和反作用力是由于两个物体相互作用而产生的。
如果把其中一个叫做作用力,另一个就是反作用力,作用力与反作用力的命名是任意的,作用力与反作用力作用在同一条直线上,方向相反,根据以上叙述可判定选项A、C正确,选项B、D错误。
答案:AC2.关于作用力与反作用力,下列说法正确的是()A.马拉车加速行驶,马拉车的力大于车拉马的力B.从井里将水桶提上来,绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力C.不论电梯是加速、匀速还是减速上升,人对电梯底板的压力和底板对人的支持力总是大小相等的D.只有两物体接触时,才会产生作用力与反作用力解析:对于任何物体,在任何条件下,作用力与反作用力的大小一定相等,故马拉车的力等于车拉马的力,绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力,人对电梯底板的压力等于底板对人的支持力,选项A、B错,C对;只要两个物体间能发生力的作用,就存在相互作用力,而两个不接触的物体间也能产生力的作用,如两块磁铁间相互作用时就不需要接触,D项错误。
答案:C3.如图所示,用球拍打击飞过来的网球时,若球击球拍的力为F1,球拍击球的力为F2,则()A.先产生F1,再产生F2B.F1与F2是一对平衡力C.F1与F2两力的性质不同D.F1和F2大小相等,方向相反解析:F1和F2是一对作用力和反作用力,B错;根据作用力与反作用力的特点,F1与F2大小相等,方向相反,同时产生,同时变化,且性质相同,故A、C错,D对。
答案:D4.关于作用力与反作用力跟一对平衡力之间的关系,下列说法正确的是()A.作用力与反作用力跟一对平衡力都是等值反向的一对力,作用效果可以互相抵消B.作用力与反作用力跟一对平衡力都是同时产生,同时消失C.一对平衡力的性质可以是互不相同的,而作用力与反作用力的性质一定是相同的D.人拍手时,两手间的相互作用力不属于作用力与反作用力,只能是一对平衡力解析:作用力与反作用力作用在两个物体上,效果不能互相抵消,A错;平衡力不一定同时产生,同时消失,B错;一对平衡力性质可以互不相同,作用力与反作用力性质一定相同,C正确;人拍手时,两手间的相互作用力是作用力与反作用力,D错。
第三章测评卷(满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.关于下列四幅图片的说法,正确的是( )A.甲图中足球对球网的作用力是球网发生形变产生的B.乙图中重力的分力G1就是物块对斜面的压力C.丙图中桌子对书的支持力与书对桌子的压力是一对平衡力D.丁图中轮胎上的花纹是为了增大接触面的粗糙程度2.(山东烟台高一校考改编)两个共点力F1和F2间的夹角为θ(0°<θ<180°),两力的合力为F。
下列说法正确的是( )A.合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大B.合力F不可能和分力F1和F2一样大C.如果夹角θ不变,F1的大小不变,只增大F2,则合力F必然增大D.如果夹角θ不变,F1的大小不变,只增大F2,则合力F可能减小3.如图所示,智能机械臂铁夹夹起一个金属小球,保持静止状态,铁夹与小球的接触面竖直。
下列说法正确的是( )A.小球所受的重力与其所受的摩擦力是一对相互作用力B.小球所受的重力与其所受的摩擦力是一对平衡力C.若把铁夹的压力增大一点,小球所受的摩擦力变大D.若把铁夹的压力减小一点,小球一定从铁夹中滑落4.(河北保定高一期末)为了增加节日的喜庆气氛,小王在家门口挂上了大红灯笼,如图所示,OA、OC为轻绳,OB为水平轻弹簧。
若灯笼的质量为3 kg,弹簧的形变量为4 cm(在弹性限度内),OA与竖直墙壁的夹角为53°,重力加速度大小g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,则下列说法正确的是( )A.弹簧和轻绳OA对O点的作用力的合力方向竖直向下B.弹簧和轻绳OA对O点的作用力的合力大小为50 NC.轻绳OA上的弹力大小为50 ND.弹簧的劲度系数为800 N/m5.如图所示,光滑斜面的倾角为37°,一小球在细线的拉力作用下静止在斜面上,若小球所受的重力为G,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则细线对小球拉力的最小值为( )A.0.6GB.0.5GC.GD.0.8G6.(浙江温州高一期末)如图所示,擦窗机器人通过机身底部的吸盘抽气而产生“吸附力”,“吸附”在竖直玻璃上保持静止。
课后巩固作业时间:45分钟一、单项选择题1.某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验.他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原长L0,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L,把L—L0作为弹簧的伸长量x.由于弹簧自身重力的影响,最后得到的图线应是()2.如图所示,用细线将A物体悬挂在顶板上,B物体放在水平地面上,A、B间有一劲度系数为100 N/m的轻弹簧,此时弹簧伸长了2 cm.已知A、B两物体的重力分别是3 N和5 N.则细线的拉力及B对地面的压力分别是()A.1 N和0 B.5 N和7 NC.5 N和3 N D.7 N和7 N3.如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,弹性杆的另一端固定一个重为2 N的小球,小球处于静止状态,则弹性杆对小球的弹力()A.大小为2 N,方向平行于斜面向上B.大小为1 N,方向平行于斜面向上C.大小为2 N,方向垂直于斜面向上D.大小为2 N,方向竖直向上4.如图甲所示,一个弹簧一端固定在传感器上,传感器与电脑相连.当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时,在电脑上得到了弹簧长度的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象,如图乙所示.则下列判断不正确的是()A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B.弹力增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比C.该弹簧的劲度系数是200 N/mD.该弹簧受压力作用时,劲度系数不变5.S1和S2表示劲度系数分别为k1和k2的两根弹簧,k1>k2;a 和b表示质量分别为m a和m b的两个小物体,m a>m b.将弹簧与物体按如图所示方式悬挂起来,现要求两根弹簧的总长度最大,则应使()A.S1在上,a在上B.S1在上,b在上C.S2在上,a在上D.S2在上,b在上二、多项选择题6.力是物体间的相互作用.下列有关力的图示及表述正确的是()7.如图所示,地面受到的弹力的大小等于()A.A和B产生的压力之和B.B对地面的压力C.A的重力加上B对地面的压力D.A和B的重力之和答案1.C 由于弹簧本身有重力,当不挂重物时也有伸长量.最后画出的图线应该是图中的C .2.C 已知弹簧伸长2 cm ,弹簧的弹力为F =2 N .可判断弹簧对A 产生向下的拉力,故细线的拉力应为T =F +G A =5 N ,B 对地面的压力F N =G B -F =3 N .综上所述,本题正确选项应是C .3.D 小球受重力和弹性杆的支持力(弹力)作用处于静止状态,由二力平衡知识可知,弹性杆对小球的弹力与重力等大、反向.4.A 由图象可知弹力F 随弹簧的形变量x 变化的图线是一条过坐标原点的倾斜直线,所以弹力的增加量与对应的弹簧长度的伸长量成正比,同时由图象可得弹簧的劲度系数k =ΔF Δx =100.05N /m =200 N /m ,选项B 、C 、D 正确,选项A 错误.5.D 当系统平衡时,上部弹簧所受的弹力F 上=(m a +m b )g 与a 、b 的位置无关,根据胡克定律F =kx ,欲使下部弹簧伸长量最大,其所受弹力应最大,故a 应在下,b 在上.对下部弹簧,由胡克定律有m a g =k 下x 下,所以x 下=m a g k 下.对上部弹簧,由胡克定律有(m a +m b )g =k 上x 上,所以x 上=(m a +m b )g k 上.由于k 1>k 2,欲使x 下+x 上为最大,显然应取k 上=k 2,k 下=k 1,即S 2在上,S 1在下,选项D 正确.6.BD A 中各处压力方向不同,所以压力变了,C 中桌面受压力的示意图作用点应画在桌面上,A 、C 错.B 中,内部压力大于外部压力,B 对.D 中车后轮受静摩擦力向前,是车的动力,D 对.7.BD 地面受到的弹力是由与它接触的B 物体施加的,大小等于A 和B 的重力之和.———————————————————————————8.下图中A、B之间一定有弹力作用的是()三、非选择题9.在图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图,其中甲、乙、丙、丁中物体P处于静止状态.10.某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验,设计了如下图(1)所示的实验装置.他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,然后在弹簧下端依次挂1、2、3、4、5个钩码,待静止时,测出弹簧相应的总长度.每只钩码的质量都是10 g.实验数据见下表.(弹力始终未超过弹性限度,g取10 N/kg)(1)试根据这些实验数据,在给定的如上图(2)所示的坐标纸上,作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度l之间的函数关系图象.(2)图象跟坐标轴交点的物理意义是__________.该弹簧的劲度系数k是________ N/m.11.某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在________(填“水平”或“竖直”)方向.(2)弹簧自然悬挂,待弹簧________时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为L x;在砝码盘中每次增加10 g砝码,弹簧长度依次记为L1到L6,数据如表:用刻度尺的最小分度为________.(3)如下图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与________(填“L0”或“L x”)的差值.(4)由图可知弹簧的劲度系数为________ N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为________ g(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8 m/s2).12.如图所示,一劲度系数为k2的弹簧竖直地放在桌面上,上面压一质量为m的物体,另一劲度系数为k1的弹簧竖直地放在物体上面,其下端与物体的上表面连接在一起,两个弹簧的质量都不计.要想使物体在静止时下面弹簧承受的压力减为原来的23,应将上面弹簧的上端A竖直向上提一段距离d,则d为多少?答案8.BD由弹力的产生条件知,A、C图中两球接触但不相互挤压,故无弹力;B、D图中两球既接触又相互挤压,所以B、D对.9.如图所示10.(1)如图所示 (2)表示弹簧原长 20解析:(1)描点作出图象,如图所示.(2)图象跟坐标轴交点的物理意义表示弹簧原长.由图象可知,弹簧的劲度系数应等于直线的斜率,即k =ΔF Δl=20 N /m . 11.(1)竖直 (2)稳定 L 3 1 mm(3)L 0 (4)4.9 10解析:(2)测量仪器是10分度的,需要估读到最小精度的下一位,则此刻度尺的最小精度应为1 mm ,故L 3读数错误.(3)横轴表示的是弹簧的形变量,故为弹簧长度与L 0的差值.(4)由mg =kx 得图象的斜率k ′=m x =k g =10×10-32×10-2=0.5,故k =4.9 N /m ,挂了砝码盘后弹簧伸长了2 cm ,由mg =kx ,知其质量为10 g .12.(k 1+k 2)mg 3k 1k 2解析:本题考查胡克定律与二力平衡问题,关键是A 端上移距离应是上面弹簧的伸长量与下面弹簧压缩量的减少量的和.物体处于平衡状态,在竖直方向上所受的合外力为零.当上面的弹簧没有作用力时,下面弹簧对物体的支持力等于物体的重力,所以下面弹簧的压缩量为Δx 1=mg k 2. 当上面弹簧提起时,下面弹簧的弹力为物体重力的23,故弹簧的压缩量为Δx 2,k 2Δx 2=2mg 3,Δx 2=2mg 3k 2. 下面弹簧两次压缩量之差为Δx =Δx 1-Δx 2=mg 3k 2. 这说明重物要上升Δx.当提起A 端时,上面的弹簧伸长量为Δx 3,产生的弹力大小为mg 3=k 1Δx 3,所以Δx 3=mg 3k 1. A 端竖直上提的高度等于下面弹簧压缩量的减少量与上面弹簧伸长量之和,如右图所示.最新中小学教案、试题、试卷d=Δx+Δx3=(k1+k2)mg3k1k2.。
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相互作用1. (单选)(2016·江苏卷)一轻质弹簧原长为8 cm,在4 N的拉力作用下伸长了2 cm,弹簧未超出弹性限度,则该弹簧的劲度系数为()A. 40 m/N B。
40 N/m C。
200 m/N D. 200 N/m2.(单选)(2017·南京、盐城一模)如图所示,高空走钢丝的表演中,若表演者走到钢丝中点时,使原来水平的钢丝下垂与水平面成θ角,此时钢丝上的弹力应是表演者(含平衡杆)体重的()A。
B。
C. D.3。
(单选)(2017·前黄中学)如图所示,物体A置于水平地面上,力F竖直向下作用于物体B 上,A、B保持静止,则物体A的受力个数为()A. 3 B。
4C。
5 D。
64.(单选)(2016·扬州一模)某电视台每周都有棋类节目,铁质的棋盘竖直放置,每个棋子都是一个小磁铁,能吸在棋盘上,不计棋子间的相互作用力.下列说法中正确的是()A. 小棋子共受三个力作用B。
棋子对棋盘的压力大小等于重力C. 磁性越强的棋子所受的摩擦力越大D. 质量不同的棋子所受的摩擦力不同5。
(单选)体育器材室里,篮球摆放在图示的球架上。
已知球架的宽度为d,每只篮球的质量为m、直径为D,不计球与球架之间摩擦,则每只篮球对一侧球架的压力大小为()A。
mg B.C。
课后巩固作业时间:45分钟一、单项选择题1.下列说法正确的是()A.拳击手一拳击出,没有击中对手,这时只有施力物体,没有受力物体B.运动员将足球踢出,足球在空中飞行是因为足球受到一个向前的推力C.甲用力把乙推倒,说明只是甲对乙有力,而乙对甲没有力D.两个物体发生相互作用不一定相互接触2.关于重力,下列说法中正确的是()A.静止的物体受重力,运动的物体不受重力B.向下运动的物体受重力,向上运动的物体不受重力C.受重力的物体对地球也有吸引力D.以上说法都不正确3.跳高运动员在下列各图所示的四种过杆姿势中,重心最能接近甚至低于横杆的是()于小车的运动,作用效果相同的是()A.F1和F2B.F1和F4C.F1和F3、F4D.都不相同5.一重物P沿斜面下滑,下列各图中能正确表示重物的重力方向的是()二、多项选择题6.下列说法中正确的是()A.自然界所有的相互作用可归纳为四种基本相互作用B.在四种基本相互作用中,万有引力是最强的C.四种基本相互作用的规律是完全独立的,不可能再统一了D.万有引力和电磁力是长程力,强相互作用和弱相互作用是短程力7.下列说法正确的是()A.力的三要素中任意一个发生了变化,该力的作用效果一定改变B.物体只要受到力的作用,运动状态一定发生改变C.弹簧测力计是测量力的仪器D.在国际单位制中力的单位是N8.关于重力,下列说法正确的是()A.重力的方向总是和支持重物的支持面垂直B.重力的大小可以用弹簧测力计或天平直接测出C.质量大的物体所受重力可能比质量小的物体所受重力小D.物体对悬绳的拉力或对支持面的压力的大小可以不等于重力答案1.D拳击手没击中对手,说明拳击手与对手之间没有相互作用,但拳击手的拳头、胳膊与躯干之间存在相互作用,故选项A错误;踢出去的足球在空中飞行,并没有受到向前的推力,因为找不到这个力的施力物体,而没有施力物体的力是不存在的,故选项B错误;由力的相互性可知,甲推乙的同时,乙也“推”甲,故选项C 错误;物体发生相互作用并不一定相互接触,如磁铁之间不需要接触就有磁力,选项D正确.2.C由于力的作用是相互的,可知选项C正确.3.D四种过杆姿势中,A、B、C三种过杆时重心均在横杆之上,而背越式过杆时,头、躯干、腿依次过杆,身体的大部分与杆接近,重心接近甚至低于杆.选项D正确.4.B判断力的作用效果是否相同,应从力的三要素即大小、方向和作用点去考虑,力的三要素相同则作用效果相同.选项B正确.5.C重力的方向竖直向下,选项C正确.6.AD在当前的研究水平上,可以认为自然界所有的相互作用可归纳为四种,选项A正确;在四种基本相互作用中,万有引力是最弱的,选项B错误;随着研究的深入,人们已经发现了几种基本相互作用之间的统一关系,如“弱电统一”,四种基本相互作用最终有可能统一为一种最基本的相互作用,选项C错误;万有引力和电磁力是长程力,强相互作用和弱相互作用是短程力.选项D正确.7.CD力的三要素中任意一个发生了变化,该力的作用效果可能改变,但是不一定改变,如沿着力的方向移动力的作用点,力的作用效果就不变化.物体受到一对平衡力时,物体的运动状态不改变.弹簧测力计是测量力的仪器.在国际单位制中力的单位是N,综上所述,选项C、D正确.8.CD重力的方向总是竖直向下的,不一定和支持面垂直,A 项错误;弹簧测力计可以直接测物体的重力,天平直接测的是物体的质量而不是物体的重力,B项错误;由公式G=mg可知,重力大小由质量m和重力加速度g值共同决定,由于在不同的地理位置g值不同,因此质量大的物体与质量小的物体在不同的地理位置处因g 值的差异有可能质量大的物体所受重力反而小,C项正确;用一根悬绳吊起一个物体,当物体静止时对该竖直悬绳的拉力大小才等于物体的重力;当物体摆动起来时物体对该悬绳的拉力大小不等于物体的重力.把物体静置于一水平支持面上,物体对该水平支持面的压力大小等于物体的重力,若物体静止于斜面上,则物体对该支持面的压力大小不等于物体的重力,D项正确.———————————————————————————三、非选择题9.如右图所示,一个半径为R的圆球,其重心不在球心O上,将它置于水平地面上,则平衡时球与地面的接触点为A,若将它置于倾角为30°的粗糙斜面上,则平衡时(静摩擦力足够大)球与斜面的接触点为B,已知AB的圆心角度数为60°,则圆球重心离球心O的距离是________.10.如图所示,桌面上有质量为600 g的书,用图示法表示出桌面对书的支持力并作出这个力的示意图.(g取10 N/kg)11.如图所示,把一个边长为L的匀质立方体绕B′C′棱翻到使对角面AB′C′D处于竖直位置,此时,立方体的重心位置升高了多少?12.一个质量为60 kg 的人,在地球上的重力为588 N ,在月球上的重力为98 N .该人在地球上能跳起的最大高度为0.5 m ,则他在月球上能跳起的最大高度为多少?答案9.R 2解析:如题图所示,当小球在斜面上处于静止时,小球的重力作用线一定通过B 点,又知小球放在水平面上静止时,球与地面的接触点为A ,则其重力的作用线与OA 重合,综上所述,球的重心应位于过B 点的竖直线和OA 线的交点C ,由几何关系知,∠CBO =30°,由此可知,圆球重心距球心O 的距离为:OC =R sin 30°=R/2.10.如解析图所示解析:书的重力为G =mg =6 N ,由二力平衡可知桌面对书的支持力也为6 N ,作用在书上.取0.5 cm 长的线段表示2 N ,则沿力的作用点向上作出1.5 cm 长的有向线段即可作出力的图示,如图甲所示;这个支持力的示意图如图乙所示.11.12(2-1)L 解析:本题考查重心的计算,关键是明确匀质规则的几何体重心在几何中心.匀质立方体的重心位于其中心,即对角面AB ′C ′D 两条对角线AC ′和B ′D 的交点,如图所示.开始时重心离地面的高度h 1=L 2.当翻到对角面AB ′C ′D 处于竖直时,重心O 离地高度h 2=22L.故前、后两位置重心升高Δh =h 2-h1=12(2-1)L.12.3.0 m解析:人在地球和月球上的质量相等,由G=mg得地球表面的自由落体加速度g=Gm=58860m/s2=9.8 m/s2月球表面的自由落体加速度g′=G′m=9860m/s2=1.63 m/s2设该人在地球上能跳起的最大高度为h,在月球上能跳起的最大高度为h′.由v2t-v20=2ax得,hh′=g′g解得h′=gg′h=9.81.63×0.5 m=3.0 m.。
课后巩固作业
时间:45分钟
一、单项选择题
1.如图所示的水平面上,橡皮绳一端固定,另一端连接两根弹簧,连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止.下列判断正确的是()
A.F1>F2>F3B.F3>F1>F2
C.F2>F3>F1D.F3>F2>F1
2.一根轻质细绳能承受的最大拉力为G,现把一重力为G的物体系在绳的中点,两手先并拢分别握住绳的两端提物体,然后缓慢并左右对称地分开,若想绳不断,两绳间的夹角不能超过() A.45°B.60°
C.120°D.135°
3.光滑水平面上的一个物体,同时受到两个力的作用,其中F1=8 N,方向水平向左;F2=16 N,方向水平向右.当F2从16 N逐渐减小至0时,二力的合力大小变化是()
A.逐渐增大B.逐渐减小
C.先减小后增大D.先增大后减小
4.如图所示,水平地面上固定着一根竖直立柱,某人用绳子通过柱顶处的光滑定滑轮将100 N的货物拉住.已知人拉绳子的一端与
水平方向的夹角为30°,则柱顶所受作用力大小为()
A.200 N B.100 3 N
C.100 N D.50 3 N
5.一物体受到三个共面共点力F1、F2、F3的作用,三力的矢量关系如图所示(小方格边长相等),则下列说法中正确的是()
A.三力的合力有最大值F1+F2+F3,方向不确定
B.三力的合力有唯一值3F3,方向与F3同向
C.三力的合力有唯一值2F3,方向与F3同向
D.由题给条件无法求出合力大小
二、多项选择题
6. 如图所示,轻杆左端插在竖直墙内,右端安装有光滑轻滑轮.细绳的上端固定在竖直墙上,下端跨过滑轮与重力为G的物体相连.整个系统处于静止状态.已知杆处于水平位置,细绳的上段与杆的夹角α=30°.关于细绳对滑轮的作用力F,下列说法中正确的是()
A.F的方向沿杆向左
B.F的方向与杆成30°角斜向左下方
C.F与G大小相等
D.F一定比G大
7.下列关于合力的说法中,正确的是()
A.几个力的合力就是这几个力的代数和
B.几个力的合力一定大于这几个力中的任何一个力
C.几个力的合力可能小于这几个力中最小的力
D.几个力的合力可能大于这几个力中最大的力
8.小娟、小明两人共提一桶水匀速前行,如图所示,已知两人手臂上的拉力大小相等且为F,两人手臂间的夹角为θ,水和水桶的总重力为G,则下列说法中正确的是()
A.当θ=120°时,F=G
B.不管θ为何值,F=G 2
C.当θ=0°时,F=G 2
D.θ越大,则F越小
答案
1.B由连接点P在三个力作用下静止可知,三个力的合力为零,即F1、F2二力的合力F3′与F3等大反向,三力构成的平行四边形如图所示,由数学知识可知F3=F3′>F1>F2,B项正确.
2.C取物体为研究对象,它共受三个力作用,其中两绳的拉力的合力必竖直向上,且大小等于重力G.由合力与分力的关系可知,当细绳拉力为G时,两绳间的夹角最大,此时合力与两分力大小相等,则两绳间夹角为120°.故选项C正确.
3.C F2减至8 N的过程中合力减小至0,当F2继续减小时,合力开始增大,但方向与合力原来的方向相反.故选项C正确.4.B如图所示,定滑轮只改变力的方向,不改变力的大小,所以绳的拉力F1=F2=100 N,柱顶所受作用力大小F=2F1cos30°
=2×100×
3
2N=100 3 N.故选项B正确.
5.B以F1和F2为邻边作平行四边形,对角线必沿F3方向,其大小F12=2F3,再与F3求合力,故F=3F3,与F3同向,选项B 正确.
6.BC以滑轮为研究对象,因为是同一根绳子,故滑轮两边绳子的张力大小相等,都等于G.又两张力之间的夹角为120°,故两张力的合力大小也为G,方向与杆成30°角斜向左下方.故选项B、C 正确.
7.CD合力和分力满足平行四边形定则,根据合力与分力的关系易知选项C、D正确.
8.AC由力的合成可知,在两分力相等,θ=120°时,F合=F
=G;θ=0°时,F=1
2F合=
G
2,故选项A、C正确,B错误.在合力
一定时,分力间的夹角θ越大,则分力越大,故选项D错误.———————————————————————————
三、非选择题
9.“探究力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是________.
(2)在实验中,如果只将细绳换成橡皮筋,其他步骤没有改变,那么实验结果是否会发生变化?
答:________.(填“变”或“不变”)
(3)本实验采用的科学方法是()
A.理想实验法B.等效替代法
C.控制变量法D.建立物理模型法
10.如图所示,两根相同的橡皮绳OA、OB,开始时夹角为0°,在O点处打结吊一重50 N的物体后,结点O刚好位于圆心.现将A、B分别沿圆周向两边缓慢移至A′、B′,使∠AOA′=∠BOB′=60°,欲使结点仍在圆心处,则此时结点处应挂多重的物体?
11.如图所示,一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演,如
果钢索所能承受的最大拉力是2 000 N,演员和独轮车的总质量为80 kg,两侧的钢索最大成150°夹角,钢索能安全使用吗?(钢索自重不计,cos75°=0.259,取g=10 N/kg)
12.
如图所示,在水平地面上放一质量为1.0 kg的木块,木块与地面间的动摩擦因数为0.6,在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力F1,F2,已知F1=3.0 N,F2=4.0 N,g取10 N/kg,则木块受到的摩擦力为多少?若将F2顺时针转90°,此时木块在水平方向上受的合力大小为多少?
答案
9.(1)F ′ (2)不变 (3)B
解析:(1)图乙中F ′是用一个弹簧测力计拉橡皮筋时拉力的图示,其方向一定沿AO 方向.
(2)因为研究对象是一端固定在A 点的橡皮筋,只要将其沿AO 方向把结点拉到O 点,产生的效果就相同.因此,将细绳换成橡皮筋,其他步骤不变,实验结果不会发生变化.
(3)F 与F ′都能将橡皮筋的结点拉到O 点,产生的效果相同.通过比较F 与F ′来验证平行四边形定则的正确与否,就实验的思想方法来看属于等效替代法.
10.25 N
解析:
由于结点O 的位置不变,两根橡皮绳的另一端分别沿圆周移动,所以橡皮绳的长度不变,其拉力大小不变.设AO 、BO 并排吊起重物时,橡皮绳的弹力均为F ,其合力大小为2F ,该合力与重物的重
力大小相等,所以F =G 2=502
N =25 N .当橡皮绳移到A ′、B ′时,由于A ′O 、B ′O 的夹角为120°,作出力的平行四边形如图所示,
由图可知F ′=F =25 N ,所以此时结点处应挂重为25 N 的物体.
11.钢索能安全使用
解析:对钢索上与车轮接触的点受力分析,如图所示.
其中F T1、F T2为两侧钢索对O 点的拉力,且F T1=F T2,F N 为O 点受到的独轮车的压力,F T1和F T2的合力F T 的大小与F N 的大小相等,F N 在数值上等于人和车的重力mg.由几何关系得2F T1cos 75°=
mg ,所以F T1=mg 2cos 75°=80×102×0.259
N =1 544 N ,即F T1<2 000 N ,故钢索能安全使用.
12.5.0 N 1.0 N
解析:由平行四边形定则可知,题图中F 1与F 2的合力F =
F 21+F 22=5.0 N .若木块滑动时,木块受到的滑动摩擦力大小为F f =μF N =μmg =6.0 N .由于F<F f ,故木块处于静止状态,木块与地面间的摩擦力为静摩擦力,大小与F 相等,即为5.0 N .
当F 2顺时针旋转90°时,F 1与F 2方向相同,它们的合力为F 1+F 2=7.0 N >6.0 N .此时木块运动,受滑动摩擦力作用,木块受的合力为1.0 N .。