物理高一上册 第三章 相互作用——力专题练习(解析版)
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一、选择题1.如图所示,物体通过细线悬挂在天花板上的M点,在细线上的O点施加作用力F,使细线OM段偏离竖直方向一定角度 ,若保持O点静止不动,使作用力F从图示方向缓慢转至水平方向,则作用力F的大小变化情况为()A.先减小后增大B.先增大后减小C.一直增大D.一直减小2.下列哪种情况可能存在()A.物体的速度变化率很大,但加速度很小B.一对作用力与反作用力的合力为零C.物体运动的加速度逐渐减小,其速度逐渐增大D.物体做自由落体运动时惯性消失3.如图所示,水平桌面上静止放置着一把茶壶,下列说法正确的是()A.茶壶共受到重力、桌面的支持力和摩擦力三个力作用B.桌面对茶壶的支持力是由于桌面发生形变产生的C.茶壶对桌面的压力与茶壶的重力是一对平衡力D.桌面对茶壶的支持力与茶壶的重力是一对相互作用力4.如图所示,用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O,并用第三根细线连接A、B两小球,然后用某个力F作用在小球A上,使三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态,则该力可能为图中的()①F1 ②F2 ③F3④F4A.①②B.②③C.③④D.①④5.如图所示,竖直OB顶端有光滑轻质滑轮,轻质杆OA自重不计,可绕O点自由转动,OA=OB。
当绳缓慢放下,使∠AOB由0︒逐渐增大到180︒的过程中(不包括0︒和180︒)。
下列说法正确的是()A.绳上的拉力先逐渐增大后逐渐减小B.杆上的压力先逐渐减小后逐渐增大C.绳上的拉力一直减小D.杆上的压力大小始终等于G6.a、b、c为三个质量相同的木块、叠放于水平桌面上。
水平恒力F作用于木块b,三木块以共同速度v沿水平桌面匀速移动,如图所示,则在运动过程中()A.b作用于a的静摩擦力为零B.b作用于a的静摩擦力为3FC.b作用于c的静摩擦力为2 3 FD.c作用于地面的滑动摩擦力为3F7.如图a所示,质量为m的半球体静止在倾角为θ的平板上,当θ从0缓慢增大到90︒的过程中,半球体所受摩擦力f F与θ的关系如图b所示,已知半球体始终没有脱离平板,半球体与平板间的动摩擦因数为33,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度为g,则()A .~O q 段图像可能是直线B .π~2q 段图像可能是直线 C .π4q =D .2mgp =8.如图所示,斜面上有一与斜面垂直的固定挡板,挡板与14圆柱体A 之间夹有圆柱体B ,A 、B 在沿斜面向上的力F 作用下处于静止,现力F 缓慢沿斜面向上推A ,使A 沿斜面向上移动一小段距离,则在此过程中圆柱体B 对A 的压力1N 和对挡板的压力2N 大小怎样变化(所有接触面均光滑)( )A .1N 变小、2N 变小B .1N 变大、2N 变大C .1N 变大、2N 变小D .1N 变小、2N 变大9.甲、乙两人用绳子拉船,使船沿OO ′方向航行,甲用1000N 的力拉绳子,方向如图所示,则乙的拉力最小值为( )A .3B .500NC .1000ND .400N10.如图所示,质量分布均匀的细棒中心为O 点,O 1为光滑铰链,O 2为光滑定滑轮,O 2在O 1正上方,一根轻绳一端系于O 点,另一端跨过定滑轮O 2,由水平外力F 牵引,用F N 表示铰链对细棒的作用,现在外力F 作用下,细棒从图示位置缓慢转到竖直位置的过程中,下列说法正确的是( )A .F 逐渐变小,F N 大小不变B .F 逐渐变小,F N 大小变大C .F 先变小后变大,F N 逐渐变小D .F 先变小后变大,F N 逐渐变大11.如图所示,A 、B 两个物块的重力分别是A 3N G =,B 4N G =,弹簧的重力不计,整个装置沿竖直方向处于静止状态,这时弹簧的弹力2N F =,则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是( )A .3N 和4NB .5N 和6NC .1N 和2ND .5N 和2N12.甲、乙两队进行拔河比赛,结果甲队战胜了乙队.下列说法正确的是( ) ①甲队对乙队的拉力大于乙队对甲队的拉力 ②甲队对乙队的拉力等于乙队对甲队的拉力③甲队队员脚下所受的最大静摩擦力等于乙队队员脚下的最大静摩擦力 ④甲队队员脚下所受的最大静摩擦力比乙队队员脚下的最大静摩擦力要大 A .①③B .②④C .②③D .①④二、填空题13.将一个大小为10N 的水平力分解成两个力,其中一个分力F 1与水平方向的夹角是30°,欲使另一个分力F 2最小,则两个分力F 1和F 2大小分别是______N 和______N 。
一、第三章相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,木块B静止在水平地面上,木块A叠放在B上。
A的左侧靠在光滑的竖起墙面上。
关于A、B的受力情况,下列说法中正确的是()A.B对A的作用力方向一定竖直向上B.B对A的作用力一定大于A的重力C.地面对B的摩擦力方向可能向右D.地面对B的支持力大小等于A、B的总重力【答案】D【解析】【分析】【详解】AB.对A受力分析可知:若A与B的接触面光滑,则A受重力、支持力及墙壁对A的支持力作用,A处于静止状态,合力为零,由于A、B之间的接触面倾斜,则B对A的支持力垂直接触面斜向上,且大于A的重力。
若接触面粗糙,A受到重力、B对A的支持力,还可能受到B对A的摩擦力,有可能A还受到墙壁的支持力;当墙壁对A没有支持力时,B 对A的支持力与摩擦力的合力与A的重力大小相等,方向相反。
由以上分析可知,故A错误,B错误;C.若A与B的接触面光滑,木块B受重力、地面的支持力、A对B斜向下的压力以及地面的摩擦力处于静止状态,合力为零,则摩擦力方向水平向左。
若接触面粗糙,木块B受重力、地面的支持力、A对B斜向下的压力以及A对B的静摩擦力,其中A对B斜向下的压力以及A对B的静摩擦力的合力与A的重力大小相等,方向竖直向下,所以B不受地面的摩擦力,故C错误;D.对整体进行受力分析可知,整体在竖直方向合外力为零,故地面对B的支持力一定等于两物体的重力,故D正确。
故选D。
2.在一半径为R、质量为m的乒乓球内注入质量为M的水,但未将乒乓球注满,用水平“U”形槽将其支撑住,保持静止状态,其截面如图所示。
已知“U”形槽的间距d=R,重力加速度为g,忽略乒乓球与槽间的摩擦力,则“U”形槽侧壁顶端A点对乒乓球的支持力大小为()A .()M m g +B .()33M m g +C .3()M m g +D .2()M m g +【答案】B【解析】【分析】【详解】 以乒乓球和水为研究对象,受力分析如图根据平衡条件有()2sin 2sin60F F M m g θ=︒=+A 点对乒乓球的支持力大小为()3F M m g =+ 选项B 正确,ACD 错误。
一、选择题1.某同学参加“筷子夹玻璃珠”游戏。
如图所示,夹起玻璃珠后,左侧筷子与竖直方向的夹角θ为锐角,右侧筷子竖直,且两筷子始终在同一竖直平面内。
保持玻璃珠静止,忽略筷子与玻璃珠间的摩擦。
下列说法正确的是( )A .两侧筷子对玻璃珠的合力比重力大B .筷子对玻璃珠的作用力是由于玻璃珠的形变产生的C .右侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大D .左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大2.如图所示,水平地面上质量为m 的木箱,小明用与水平方向成θ角的斜向上的力F 拉木箱,使其向右运动,已知木箱与地面间的动摩擦因数为μ,则下列关于摩擦力f 的表达式一定正确的是( )A .cos f F θ=B .f =μmgC . ()sin f mg F μθ=-D . sin f F μθ=3.如图所示,一质量为m 的物块静止在倾角为θ的斜面上,物块与斜面间的滑动摩擦因数为μ,重力加速度为g ,则( )A .物块受到一个沿斜面向下的力,大小为m gsin θB .物块所受摩擦力的大小为0C .物块所受摩擦力的大小为μmg cos θD .物块所受摩擦力的大小为mg sin θ4.a 、b 、c 为三个质量相同的木块、叠放于水平桌面上。
水平恒力F 作用于木块b ,三木块以共同速度v 沿水平桌面匀速移动,如图所示,则在运动过程中( )A .b 作用于a 的静摩擦力为零B .b 作用于a 的静摩擦力为3FC .b 作用于c 的静摩擦力为23FD .c 作用于地面的滑动摩擦力为3F5.如图a 所示,质量为m 的半球体静止在倾角为θ的平板上,当θ从0缓慢增大到90︒的过程中,半球体所受摩擦力f F 与θ的关系如图b 所示,已知半球体始终没有脱离平板,半球体与平板间的动摩擦因数为33,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度为g ,则( )A .~O q 段图像可能是直线B .π~2q 段图像可能是直线 C .π4q =D .2mgp =6.关于摩擦力,以下说法中正确的是( )A .运动物体可能受到静摩擦力作用,但静止物体不可能受到滑动摩擦力作用B .静止物体可能受到滑动摩擦力作用,但运动物体不可能受到静摩擦力作用C .正压力越大,摩擦力越大D .摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上,也可能与速度方向不在同一直线上 7.如图所示,斜面上有一与斜面垂直的固定挡板,挡板与14圆柱体A 之间夹有圆柱体B ,A 、B 在沿斜面向上的力F 作用下处于静止,现力F 缓慢沿斜面向上推A ,使A 沿斜面向上移动一小段距离,则在此过程中圆柱体B 对A 的压力1N 和对挡板的压力2N 大小怎样变化(所有接触面均光滑)( )A .1N 变小、2N 变小B .1N 变大、2N 变大C .1N 变大、2N 变小D .1N 变小、2N 变大8.下列关于常见力的说法中正确的是( ) A .物体相互作用时,先有施力物体,后又受力物体 B .有规则形状的物体,其重心一定在物体的几何中心C .挂在电线下面的电灯对电线的拉力,是因为电灯发生微小形变而产生的D .由F kx =可知,劲度系数k 与弹力F 成正比9.日常生带中小巧美观的冰箱贴使用广泛,一个磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时,则下列说法正确的是( ) A .冰箱贴受到的磁力大于受到的弹力 B .冰箱贴受到滑动摩擦力与重力是一对平衡力C .冰箱贴受到四个力的作用,其中三个力的施力物体是冰箱D .冰箱贴受到的弹力是由于冰箱贴发生形变之后要恢复原状而产生的10.某同学要调换座位,用斜向上的拉力F 拖动桌子,已知桌子的总质量为10kg ,重力加速度大小为210m/s g =,桌子与地面间的动摩擦因数为33μ=,不计空气阻力,F 的最小值是( ) A .100NB .10033N C .50ND .503N11.如图所示,吊车用两根等长的绳子OA 和OB 将质量分布均匀的铁板匀速吊离地面,下列说法中正确的是( )A .两根绳子对铁板的拉力和铁板的重力不是共点力B .绳越长,两根绳对铁板拉力的合力越小C .两根绳子对铁板拉力的合力竖直向上D .绳越长,每根绳对铁板拉力越大12.关于共点力的合成,下列说法正确的是( )A.两个分力的合力一定比每个分力都大B.两个分力大小一定,夹角越小,合力越大C.两个力合成,其中一个力增大,另外一个力不变,合力一定增大D.现有三个力,大小分别为4N、6N、9N,这三个力的合力最小值为1N二、填空题13.将一个大小为10N的水平力分解成两个力,其中一个分力F1与水平方向的夹角是30°,欲使另一个分力F2最小,则两个分力F1和F2大小分别是______N和______N。
一、选择题1.如图所示,在水平传送带上有三个质量分别为m 1、m 2、m 3的木块1、2、3,1和2及2和3间分别用原长为L ,劲度系数为k 的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数均为μ,现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上,传送带按图示方向匀速运动,当三个木块达到平衡后,1、3两木块之间的距离是( )A .23()2m m gL kμ++ B .123()2m m m gL kμ+++C .23(2)2m m gL kμ++D .32m gL kμ+2.如图所示,物体通过细线悬挂在天花板上的M 点,在细线上的O 点施加作用力F ,使细线OM 段偏离竖直方向一定角度β,若保持O 点静止不动,使作用力F 从图示方向缓慢转至水平方向,则作用力F 的大小变化情况为( )A .先减小后增大B .先增大后减小C .一直增大D .一直减小3.如图所示,水平桌面上静止放置着一把茶壶,下列说法正确的是( )A .茶壶共受到重力、桌面的支持力和摩擦力三个力作用B .桌面对茶壶的支持力是由于桌面发生形变产生的C .茶壶对桌面的压力与茶壶的重力是一对平衡力D .桌面对茶壶的支持力与茶壶的重力是一对相互作用力4.如图所示,图中的物体A 均处于静止状态,受到弹力作用的说法正确的是( )A.图甲中地面是光滑水平的,A与B间存在弹力B.图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α,β,A对两斜面均有压力的作用C.图丙中A不会受到斜面B对它的支持力的作用D.图丁中A受到斜面B对它的支持力的作用5.如图是同一型号灯笼的四种悬挂方式,其中绳子O A所受拉力最大的是()A.B.C.D.6.如图所示为两个共点力的合力F随两分力的夹角θ变化的图象,则这两个分力的大小可能为()A.1N和4N B.2N和3N C.1N和5N D.2N和4N7.关于摩擦力,以下说法中正确的是()A.运动物体可能受到静摩擦力作用,但静止物体不可能受到滑动摩擦力作用B.静止物体可能受到滑动摩擦力作用,但运动物体不可能受到静摩擦力作用C.正压力越大,摩擦力越大D.摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上,也可能与速度方向不在同一直线上8.下列有关力的说法正确的是()A.力可以脱离物体而单独存在B.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反C.质量均匀分布,形状规则的物体的重心可能在物体外D.木块放在水平桌面上受到一个向上的弹力,这是由于木块发生微小形变而产生的9.作用于O 点的三力平衡,设其中一个力的大小F 1,沿y 轴正方向,力F 2大小未知,与x 轴负方向夹角θ(θ<90°),如图所示。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,质量分别为m 和2m 的物块A 、B ,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,A 、B 间的接触面和轻绳均与木板平行。
A 与B 间、B 与木板间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
当木板与水平面的夹角为45°时,物块A 、B 刚好要滑动,则μ的值为( )A .13B .14C .15D .16【答案】C【解析】【分析】【详解】当木板与水平面的夹角为45︒时,两物块刚好滑动,对A 物块受力分析如图沿斜面方向,A 、B 之间的滑动摩擦力1cos 45f N mg μμ==︒根据平衡条件可知sin 45cos45T mg mg μ=︒+︒对B 物块受力分析如图沿斜面方向,B 与斜面之间的滑动摩擦力23cos 45f N mg μμ='=⋅︒根据平衡条件可知2sin 45cos453cos45mg T mg mg μμ︒=+︒+⋅︒两式相加,可得2sin 45sin 45cos45cos453cos45mg mg mg mg mg μμμ︒=︒+︒+︒+⋅︒解得15μ=故选C 。
2.如图,一固定的粗糙水平横杆上套有a 、b 两个轻环,系在两环上的两根等长细绳拴住一重物处于静止状态,现将两环距离适当变小后重物仍处于静止状态,则( )A .两绳对重物的合力变大B .细绳对重物的拉力变小C .杆对a 环的支持力变大D .b 环对杆的摩擦力变大【答案】B【解析】【分析】【详解】 A .根据平衡条件可知,两绳对重物的合力大小始终等于物体的重力大小,所以合力不变,A 错误;B .对重物受力分析,如图所示根据平衡条件,分析可得2cos 2A B mgF F α==当两环间距离变小后,α变小,则拉力F A 、F B 均变小,B 正确;C .以两个轻环和钩码组成的系统为研究对象,设系统总质量为M ,横梁对铁环的支持力F N ,分析如下图所示根据平衡条件可得N 2F Mg =即N 12F Mg =,可见水平横梁对环的支持力F N 不变,C 错误; D .以b 侧环为研究对象,受力分析如下图根据平衡条件可得tan N f F F θ= θ增大时,f F 变小,根据牛顿第三定律可知,b 环对杆的摩擦力也变大,D 错误。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图,A 、B 是两根竖直立在地上的木杆,轻绳的两端分别系在两杆上不等高的P 、Q 两点,C 为一质量不计的光滑滑轮,滑轮下挂一物体,下列说法正确的是( )A .将Q 点缓慢上移,细绳中的弹力不变B .将P 点缓慢上移,细绳中的弹力变小C .减小两木杆之间的距离,细绳中的弹力变大D .增大两木杆之间的距离,细绳中的弹力不变 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】设滑轮所受绳子拉力为T ,到左边木杆距离为x 1,到右边木杆距离为x 2,左侧细绳长度为L 1,右侧细绳长度为L 2,受力分析如图所示。
物体受力平衡,由平衡条件可知sin sin T T αθ=cos cos T T mg αθ+=解得αθ=,2cos mgT α=设两木杆之间的距离为d ,绳的总长为L ,由几何关系有11sin L x α= 22sin L x θ=由于αθ=,两式相加可得1212()sin L L x x α+=+可解得sin d Lα=AB .上下移动P 或者Q ,因为两杆的宽度d 不变,绳子的长度L 也不变,故有α角度不变,由上面的分析2cos mgT α=可知细绳中的弹力不变,故A 正确,B 错误; C .减小两木杆之间的距离,即d 变小,由sin dLα=可知,两侧绳与竖直方向夹角α减小,由2cos mgT α=可知,α减小,cos α增大,则细绳中弹力减小,故C 错误; D .同理,增大两木杆之间的距离,即d 变大,α增大,cos α减小,则细绳中弹力增大,故D 错误。
故选A 。
2.如图所示,水平直杆OP 右端固定于竖直墙上的O 点,长为2L m =的轻绳一端固定于直杆P 点,另一端固定于墙上O 点正下方的Q 点,OP 长为 1.2d m =,重为8N 的钩码由光滑挂钩挂在轻绳上处于静止状态,则轻绳的弹力大小为( )A .10NB .8NC .6ND .5N【答案】D 【解析】 【分析】根据几何关系得到两边绳子与竖直方向的夹角,再根据竖直方向的平衡条件列方程求解. 【详解】设挂钩所在处为N 点,延长PN 交墙于M 点,如图所示:同一条绳子拉力相等,根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等,设为α,则根据几何关系可知NQ =MN ,即PM 等于绳长;根据几何关系可得:1.2sin 0.62PO PM α===,则α=37°,根据平衡条件可得:2T cos α=mg ,解得:T =5N ,故D 正确,A 、B 、C 错误.故选D. 【点睛】 本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、然后建立平衡方程进行解答.3.如图所示,固定倾斜直杆上套有一个质量为m 的小球和两根原长均为L 的轻弹簧,两根轻弹簧的一端与小球相连,另一端分别固定在杆上相距为2L 的A 、B 两点。
2019-2020学年新人教版高一物理必修一第三章 相互作用--力测试试题(含答案及详解)1 / 11相互作用-力 测试题一、单选题(本大题共10小题,共40.0分)1. 关于滑动摩擦力的公式f =μN ,下列说法中正确的是( )A. 公式中的压力一定是重力B. 有弹力必有摩擦力C. 有摩擦力必有弹力D. 同一接触面上的弹力和摩擦力一定相互平行2. 如图所示,轻弹簧的劲度系数 ,当弹簧的两端各受20N 拉力F 的作用时 在弹性限度内 弹簧处于平衡,那么下列说法正确的是A. 弹簧所受的合力为40NB. 该弹簧伸长5cmC. 该弹簧伸长10cmD. 该弹簧伸长20cm3. 下列情景中,关于力的大小关系,说法正确的是( )A. 跳高运动员起跳,地对人的支持力大于人对地的压力B. 火箭加速上升时,火箭发动机的推力大于火箭的重力C. 鸡蛋撞击石头,鸡蛋破碎,鸡蛋对石头的作用力小于石头对鸡蛋的作用力D. 钢丝绳吊起货物加速上升时,钢丝绳对货物的拉力大于货物对钢丝绳的拉力4. 关于重心,下列说法中正确的是()A. 重心就是物体上最重的点B. 重心的位置不一定在物体上,但形状规则的质量分布均匀的物体的重心一定在物体上C. 用一根细线悬挂的物体静止时,细线方向一定通过重心D. 有规则形状的物体,它的重心在几何中心5. 如图所示,细绳竖直拉紧,小球静止在光滑斜面上,则小球受到的力是A. 重力、绳的拉力B. 重力、绳的拉力、斜面的弹力C. 重力、斜面的弹力D. 绳的拉力、斜面的弹力6. 如图所示,用三根轻绳将质量为m 的物块悬挂在空中 已知ac 绳和bc绳与竖直方向的夹角分别为 和 ,则ac 绳和bc 绳中的拉力分别为A. ,B. ,C. ,D. , 7. 如下图所示,质量为 的物体在水平力F 1=18N 、F 2=10的作用下,静止在粗糙水平面上,滑动摩擦系数µ=0.2,则物体受到的摩擦力为( )A. 8N ,向左B. 10N ,向右C. 20N ,向左D. 18N ,向左8. 如图,用OA 、OB 两根轻绳将物体悬于两竖直墙之间,开始时OB 绳水平.现保持O 点位置不变,改变OB 绳长使绳末端由B 点缓慢上移至B ′点,此时OB ′与OA 之间的夹角θ<90°.设此过程中OA 、OB 的拉力分别为F OA 、F OB ,下列说法正确的是( )A. 逐渐减小, 逐渐增大B. 逐渐减小, 先减小后增大C. 逐渐增大, 逐渐减小D. 逐渐增大, 先减小后增大9. 如图所示,物体A 放在粗糙水平面上,左边用一根轻弹簧和竖直墙相连,静止时弹簧的长度小于原长,若再用一个从零开始逐渐增大的水平力F 向左推A ,直到把A 推动,在A 被推动之前的过程中,弹簧对A 的弹力 大小和地面对A 的摩擦力f 大小的变化情况是( )A.保持不变,f 始终减小B. 保持不变,f 先减小后增大C. 始终增大,f 始终减小D. 先不变后增大,f 先减小后增大10. 如图A ,B ,C 为三个完全相同的物体,当水平力F 作用于B 上,三物体可一起匀速运动,撤去力F 后,三物体仍可一起向前运动,设此时A ,B 间摩擦力为f 1,B 、C 间摩擦力为f 2,则f 1和f 2的大小为( )A. B. ,C. ,D. ,二、多选题(本大题共6小题,共24.0分)11. 关于重力和弹力,下列说法正确的是()A. 物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B. 任何几何形状规则的物体的重心必与其几何中心重合C. 用一根竹竿拨动水中的木头,木头受到竹竿的弹力,是由于木头发生形变产生的D. 挂在电线下的电灯受到向上的拉力,是因为电线发生微小形变产生的12. 如图,半圆形支架BAD ,两细绳OA 和OB 结于圆心O ,下悬重为G的物体,使OA 绳固定不动,将OB 绳的B 端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直位置C 的过程中,分析OA 绳和OB 绳所受的力大小如何变化( )A. OA 绳拉力逐渐变大B. OA 绳拉力逐渐变小C. OB 绳拉力先变小后变大D. OB 绳拉力逐渐变小13. 一劲度系数为200N /m 轻质弹簧原长为8cm ,在4N 的外力作用下发生了形变,弹簧未超出弹性限度,则该弹簧的长度可能为()A. 4cmB. 6cmC. 10cmD. 12cm14. 下列关于摩擦力的说法中正确的是A. 静摩擦力是静止的物体受到的,滑动摩擦力是运动的物体受到的B. 物体所受的滑动摩擦力或静摩擦力既可以充当动力也可以充当阻力2019-2020学年新人教版高一物理必修一第三章 相互作用--力测试试题(含答案及详解)3 / 11C. 物体所受的滑动摩擦力的方向可以与物体运动的方向相同也可以相反D. 两物体间有弹力但不一定有摩擦力,而两物体间有摩擦力则一定有弹力15. 用图示方法可以测定木块a 与长木板b 之间的滑动摩擦力的大小。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.水平传感器可以测量器械摆放所处的水平角度,属于角度传感器的一种,其作用就是测量载体的水平度,又叫倾角传感器。
如图为一个简易模型,截面为内壁光滑的竖直放置的正三角形,内部有一个小球,其半径略小于内接圆半径,三角形各边有压力传感器,分别感受小球对三边压力的大小,根据压力的大小,信息处理单元能将各边与水平面间的夹角通过显示屏显示出来。
如果图中此时BC 边恰好处于水平状态,将其以C 为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动,直到AC 边水平,则在转动过程中( )A .当BC 边与AC 边所受压力大小相等时,AB 处于水平状态 B .球对AC 边的压力一直增大 C .球对BC 边的压力一直减小D .BC 边所受压力不可能大于球的重力 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】对正三角形内部的小球受力分析,如图所示由几何关系可知,随着角度θ从0°到120°增大过程中,角α与角θ之和保持不变,且α + θ = 120°,所以角β也保持不变,β = 60°,由平衡条件和正弦定理得()sin sin sin 120AC BC N N Gβθθ==︒- 所以球对AC 边的压力23sin sin sin sin sin 60ACAC G G N N θθθβ'====︒ 球对BC 边的压力()()()23sin 120sin 120sin 120sin sin 60BCBC G G N N G θθθβ'==︒-=︒-=︒-︒ A .当BC 边与AC 边所受压力大小相等时,即ACBC N N ''=,则θ = 60°,此时AB 处于水平状态,故A 正确;BC .角度θ从0°到120°增大过程中,sin θ和()sin 120θ︒-都是先增大后减小,所以球对AC 边的压力和球对BC 边的压力都是先增大后减小,BC 错误;D .当0 < θ < 60°时,BCN G '>,即BC 边所受压力有可能大于球的重力,故D 错误。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图,一固定的粗糙水平横杆上套有a 、b 两个轻环,系在两环上的两根等长细绳拴住一重物处于静止状态,现将两环距离适当变小后重物仍处于静止状态,则( )A .两绳对重物的合力变大B .细绳对重物的拉力变小C .杆对a 环的支持力变大D .b 环对杆的摩擦力变大【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .根据平衡条件可知,两绳对重物的合力大小始终等于物体的重力大小,所以合力不变,A 错误;B .对重物受力分析,如图所示根据平衡条件,分析可得2cos2A B mg F F α==当两环间距离变小后,α变小,则拉力F A 、F B 均变小,B 正确;C .以两个轻环和钩码组成的系统为研究对象,设系统总质量为M ,横梁对铁环的支持力F N ,分析如下图所示根据平衡条件可得N 2F Mg =即N 12F Mg =,可见水平横梁对环的支持力F N 不变,C 错误; D .以b 侧环为研究对象,受力分析如下图根据平衡条件可得tan Nf F F θ=θ增大时,f F 变小,根据牛顿第三定律可知,b 环对杆的摩擦力也变大,D 错误。
故选B 。
2.内壁光滑的球体半径为R ,一长度小于直径的轻杆两端固定质量分别为m A 、m B 的小球A 、B 。
将轻秆置于球体内部后。
最终静止在图示位置不动,球心O 与轩在同一竖直平面内,过球心O 竖直向下的半径与杆的交点为M ,2ROM =。
下列判断正确的是( )A .AB m m < B .球体内壁对A 球的支持力A A 2N m g =C .轻杆对B 球的支持力有可能小于B 球的重力D .若增大m A ,θ角会增大【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .假设两球质量相等,则杆应处于水平位置,现A 位于B 的下方,可知m A >m B .故A 错误;B .以A 球为研究对象,A 球受到重力m A g 、球体内壁对A 球的支持力N A 、杆的压力F 。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,在粗糙地面上放有一装有定滑轮的粗糙斜面体,将两相同的A 、B 两物体通过细绳连接处于静止状态,用水平力F 作用于物体B 上,缓慢拉开一小角度,斜面体与物体A 仍然静止。
则下列说法正确的是( )(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)A .水平力F 变小B .物体A 所受合力变大C .物体A 所受摩擦力不变D .斜面体所受地面的摩擦力变大【答案】D【解析】【分析】 先对物体B 进行受力分析,根据共点力平衡条件求出绳的拉力,再对A 进行受力分析,同样根据共点力平衡条件得出各个力的情况,对斜面体所受地面的摩擦力可以用整体法进行分析。
【详解】A .对B 物体进行受力分析,如图根据共点力平衡条件B tan F m g θ=,B cos m g T θ= 在缓慢拉开B 的过程中,θ角度变大,故绳上的张力T 变大,水平力F 增大,故A 错误; B .因物体A 始终处于静止,故A 所受合外力为0,B 错误;C .物体A 受重力、支持力、细线的拉力,可能没有摩擦力,也可能有沿斜面向下的静摩擦力,还有可能受斜面向上的静摩擦力。
故拉力T 增大后,静摩擦力可能变小,也可能变大,故C 错误;D .对整体分析可以知道,整体在水平方向受拉力和静摩擦力作用,因拉力变大,故静摩擦力一定变大,故D 正确。
故选D 。
【点睛】整体法与隔离法相结合。
2.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 的作用下从半球形容器最低点缓慢移近最高点.设小滑块所受支持力为N ,则下列判断正确的是( )A .F 缓慢增大B .F 缓慢减小C .N 不变D .N 缓慢减小【答案】A【解析】【分析】【详解】 对物体进行受力分析:物体受重力mg 、支持力F N 、水平力F .已知小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点,我们可以看成小滑块每一个状态都是平衡状态.根据平衡条件,应用力的合成得出:G F tan θ=N G F sin θ=,由于小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点,所以θ减小,tanθ减小,sinθ减小.根据以上表达式可以发现F 增大,F N 增大.故选A.【点睛】物体的动态平衡依然为高考命题热点,解决物体的平衡问题,一是要认清物体平衡状态的特征和受力环境是分析平衡问题的关键;二是要学会利用力学平衡的结论(比如:合成法、正交分解法、效果分解法、三角形法、假设法等)来解答;三是要养成迅速处理矢量计算和辨析图形几何关系的能力.3.如图所示,物块A 放在直角三角形斜面体B 上面,B 放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁,初始时A 、B 静止。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图,A 、B 是两根竖直立在地上的木杆,轻绳的两端分别系在两杆上不等高的P 、Q 两点,C 为一质量不计的光滑滑轮,滑轮下挂一物体,下列说法正确的是( )A .将Q 点缓慢上移,细绳中的弹力不变B .将P 点缓慢上移,细绳中的弹力变小C .减小两木杆之间的距离,细绳中的弹力变大D .增大两木杆之间的距离,细绳中的弹力不变【答案】A【解析】【分析】【详解】设滑轮所受绳子拉力为T ,到左边木杆距离为x 1,到右边木杆距离为x 2,左侧细绳长度为L 1,右侧细绳长度为L 2,受力分析如图所示。
物体受力平衡,由平衡条件可知sin sin T T αθ=cos cos T T mg αθ+=解得αθ=,2cos mg T α= 设两木杆之间的距离为d ,绳的总长为L ,由几何关系有11sin L x α=22sin L x θ=由于αθ=,两式相加可得1212()sin L L x x α+=+可解得sin d Lα= AB .上下移动P 或者Q ,因为两杆的宽度d 不变,绳子的长度L 也不变,故有α角度不变,由上面的分析2cos mg T α= 可知细绳中的弹力不变,故A 正确,B 错误; C .减小两木杆之间的距离,即d 变小,由sin d L α=可知,两侧绳与竖直方向夹角α减小,由2cos mg T α=可知,α减小,cos α增大,则细绳中弹力减小,故C 错误; D .同理,增大两木杆之间的距离,即d 变大,α增大,cos α减小,则细绳中弹力增大,故D 错误。
故选A 。
2.如图所示,在固定光滑半球体球心正上方某点悬挂一定滑轮,小球用绕过滑轮的绳子被站在地面上的人拉住。
人拉动绳子,球在与球面相切的某点缓慢运动到接近顶点的过程中,试分析半球对小球的支持力N 和绳子拉力T 大小如何变化( )A .N 增大,T 增大B .N 增大,T 减小C .N 不变,T 减小D .N 不变,T 增大【答案】C【解析】【分析】【详解】 对球受力分析,受重力、支持力和拉力,根据平衡条件作图,如图所示图中矢量三角形与三角形ABC 相似,故mg N T AC BC AB==解得 BC N mg AC= AB T mg AC= 由于AB 变小,AC 不变、BC 也不变,故N 不变,T 变小,故ABD 错误,C 正确; 故选C 。
【点睛】利用相似三角形求解物体的平衡,根据受力分析找到力的三角形,和空间几何三角形相似,对应边成比例。
3.半径为R 的球形物体固定在水平地面上,球心正上方有一光滑的小滑轮,滑轮到球面B 的距离为h ,轻绳的一端系一小球,靠放在半球上的A 点,另一端绕过定滑轮后用力拉住,使小球静止,如图所示,现缓慢地拉绳,在使小球由A 到B 的过程中,半球对小球的支持力N 和绳对小球的拉力T 的大小变化的情况是( )A .N 不变,T 变小B .N 不变,T 先变大后变小C .N 变小,T 先变小后变大D .N 变大,T 变小【答案】A【解析】【分析】【详解】 对小球受力分析如图所示,根据矢量三角形和力的图示的特点可知mg N T h R R L==+ 小球由A 到B 的过程,只有定滑轮左侧的绳子L 变短,h 和R 均不变,所以N 不变,T 变小,故A 正确,BCD 错误.故选A。
4.如图所示,木块B静止在水平地面上,木块A叠放在B上。
A的左侧靠在光滑的竖起墙面上。
关于A、B的受力情况,下列说法中正确的是()A.B对A的作用力方向一定竖直向上B.B对A的作用力一定大于A的重力C.地面对B的摩擦力方向可能向右D.地面对B的支持力大小等于A、B的总重力【答案】D【解析】【分析】【详解】AB.对A受力分析可知:若A与B的接触面光滑,则A受重力、支持力及墙壁对A的支持力作用,A处于静止状态,合力为零,由于A、B之间的接触面倾斜,则B对A的支持力垂直接触面斜向上,且大于A的重力。
若接触面粗糙,A受到重力、B对A的支持力,还可能受到B对A的摩擦力,有可能A还受到墙壁的支持力;当墙壁对A没有支持力时,B 对A的支持力与摩擦力的合力与A的重力大小相等,方向相反。
由以上分析可知,故A错误,B错误;C.若A与B的接触面光滑,木块B受重力、地面的支持力、A对B斜向下的压力以及地面的摩擦力处于静止状态,合力为零,则摩擦力方向水平向左。
若接触面粗糙,木块B受重力、地面的支持力、A对B斜向下的压力以及A对B的静摩擦力,其中A对B斜向下的压力以及A对B的静摩擦力的合力与A的重力大小相等,方向竖直向下,所以B不受地面的摩擦力,故C错误;D.对整体进行受力分析可知,整体在竖直方向合外力为零,故地面对B的支持力一定等于两物体的重力,故D正确。
故选D。
5.如图所示,小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上,小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上,两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连,两球均处于静止状态,已知B球质量为m,O点在半圆柱体圆心O1的正上方,OA与竖直方向成30°角,OA长度与半圆柱体半径相等,OB与竖直方向成45°角,则下列叙述正确的是A .小球A 、B 受到的拉力T OA 与T OB 相等,且T OA =T OB =3mgB .弹簧弹力大小2mgC .A 球质量为6mD .光滑半圆柱体对A 球支持力的大小为mg【答案】C【解析】【分析】【详解】A 、B 、隔离对B 分析,根据共点力平衡得:水平方向有:T OB sin45°=F竖直方向有:T OB cos45°=mg ,则2OB T mg =,弹簧弹力 F =mg ,根据定滑轮的特性知:T OA 与T OB 相等;故A ,B 错误.C 、D 、对A 分析,如图所示:由几何关系可知拉力T OA 和支持力N 与水平方向的夹角相等,夹角为60°,则N 和T 相等,有:2T OA sin60°=m A g ,解得:6A m m =,由对称性可得:2OA N T mg =,故C 正确,D 错误.故选C.【点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡进行求解.本题采用隔离法研究比较简便.6.如图,光滑球A 与粗糙半球B 放在倾角为30︒的斜面C 上,C 放在水平地面上,均处于静止状态。
若A 与B 的半径相等,A 的质量为2m ,B 的质量为m ,重力加速度大小为g ,则( )A .C 对A 的支持力大小为3mgB .C 对B 的摩擦力大小为12mg C .B 对A 的支持力大小为23mg D .地面对C 的摩擦力大小为3mg 【答案】C【解析】【分析】【详解】 AC .由几何关系可知,C 对A 的支持力、B 对A 的支持力与A 的重力的反向延长线的夹角都是30°,由平衡条件可知232cos30A BA CA G mg F F ===︒ 故C 正确,B 错误; B .以AB 整个为对象,沿斜面方向静摩擦力与重力的分力平衡,所以C 对B 的摩擦力大小为f 3()sin 302A B mg F G G =+︒=故B 错误; D .以ABC 整体为对象,水平方向不受力,所以地面对C 的摩擦力大小为0,故D 错误; 故选C 。
7.如图所示,半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上,光滑的小球P 在水平外力F 的作用下处于静止状态,P 和半圆圆心O 的连线与水平面的夹角为θ,重力加速度为g 。
现将力F 在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90°,框架与小球始终保持静止状态,则在此过程中,下列说法正确的是( )A .框架对小球的支持力先减小后增大B .框架对地面的压力先减小后增大C .地面对框架的摩擦力先减小后增大D .拉力F 的值先减小后增大【答案】D【解析】【分析】【详解】AD .以小球为研究对象,分析受力情况,作出受力示意力图,如图所示框架与小球始终保持静止,根据几何关系可知,当F 顺时针转动至竖直向上之前,支持力逐渐减小,F 先减小后增大,故A 错误,D 正确;BC .以框架与小球组成的整体为研究对象,整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力F 的作用;设F 在顺时针转动的过程中与水平面的夹角为α,小球质量为m ,框架质量为M ,根据平衡有cos f N α=()sin N F M m g α'+=+当F 转动过程中α增大,故可知地面对框架的摩擦力始终在减小,地面对框架的支持力始终在减小,根据牛顿第三定律可知框架对地面的压力始终减小,故B 错误,C 错误。
故选D 。
8.如图所示,细绳一端固定在A 点,跨过与A 等高的光滑定滑轮B 后在另一端悬挂一个沙桶Q .现有另一个沙桶P 通过光滑挂钩挂在AB 之间,稳定后挂钩下降至C 点,∠ACB=120°,下列说法正确的是A .若只增加Q 桶的沙子,再次平衡后C 点位置不变B .若只增加P 桶的沙子,再次平衡后C 点位置不变C .若在两桶内增加相同质量的沙子,再次平衡后C 点位置不变D .若在两桶内增加相同质量的沙子,再次平衡后沙桶Q 位置上升【答案】C【解析】【分析】【详解】A 、B 、对砂桶Q 分析有T Q F G =,设两绳的夹角为θ,对砂桶P 的C 点分析可知受三力而平衡,而C 点为活结绳的点,两侧的绳张力相等,有2cos 2T P F G θ=,联立可知2cos 2Q P G G θ=,故增大Q 的重力,夹角θ变大,C 点上升;增大P 的重力时,夹角θ变小,C 点下降;故A ,B 均错误.C 、由平衡知识2cos 2Q P G G θ=,而120θ,可得P Q G G =,故两砂桶增多相同的质量,P 和Q 的重力依然可以平衡,C 点的位置不变;故C 正确,D 错误.故选C.【点睛】掌握活结绳上的张力处处相等,三力平衡的处理方法,连体体的平衡对象的选择.9.如图所示,两个半圆柱A 、B 紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C ,三者半径均为R 、C 的质量为m ,A 、B 的质量都为0.5m ,与地面的动摩擦因数均为μ。
现用水平向右的力拉A ,使A 一直缓慢向右移动,直至C 恰好降到地面。
整个过程中B 保持静止。
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g 。
下列说法正确的是( )A .未拉A 时,C 受到B 作用力的大小F mg =B .动摩擦因数的最小值min 32μ= C .整个过程中,C 的位移大小为(31)RD .A 移动过程中,受到的摩擦力大小为A f mg μ=【答案】BD【解析】【分析】【详解】A .未拉A 时,对C 进行受力分析,由平衡条件可知2cos30F mg =解得33F mg =故A 错误; B .C 恰好降落到地面时,B 对C 的支持力最大为F m ,对物体B 进行受力分析,由平衡条件有m C 2cos 60F m g =C m min B cos30()2m g F m g μ=+由于m c =m ,m B =0.5m 代入解得 min 3μ=故B 正确; C .整个过程中,由数学关系可知C 的位移大小为22sin154sin15x R R =⨯=故C 错误;D .A 移动过程中,A 对地面的正压力有C N A 2m g F m g mg =+= 地面对A 的摩擦力等于 A N f F mg μμ==故D 正确。