浙江省诸暨市上册第三章 相互作用——力中考真题汇编[解析版]
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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,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,光滑的圆柱置于斜面上,挡板AB 可绕固定轴B 转动,使挡板AB 从图示位置(90θ<︒)缓慢转到水平位置,在此过程中,挡板AB 受到的压力大小将( )A .逐渐变大B .逐渐变小C .先变大后变小D .先变小后变大【答案】D【解析】【分析】【详解】 在挡板角度变化的过程中,圆柱在重力及两个接触面的弹力作用下处于动态平衡,受力分析如下三个力可以构成一个闭合的矢量三角形如下图由图可知,随着木板的转动,木板对圆柱体的压力1F 先变小后变大,根据牛顿第三定律,挡板受到的压力1F '也先变小后变大。
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.2.如图所示,光滑的圆柱置于斜面上,挡板AB 可绕固定轴B 转动,使挡板AB 从图示位置(90θ<︒)缓慢转到水平位置,在此过程中,挡板AB 受到的压力大小将( )A.逐渐变大B.逐渐变小C.先变大后变小D.先变小后变大【答案】D【解析】【分析】【详解】在挡板角度变化的过程中,圆柱在重力及两个接触面的弹力作用下处于动态平衡,受力分析如下三个力可以构成一个闭合的矢量三角形如下图由图可知,随着木板的转动,木板对圆柱体的压力1F先变小后变大,根据牛顿第三定律,挡板受到的压力1F 也先变小后变大。
故选D。
3.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.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2.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.①④3.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,现用力F沿斜面向上推A,但A、B仍未动。
则下列说法正确的是()A.施加力F前,B与墙面间的弹力一定为零B.施加力F后,B对A的摩擦力方向一定沿斜面向上C.施加力F后B与墙之间可能没有摩擦力D.施加力F后,弹簧弹力可能变化4.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5.下列关于重力和重心的说法,错误的是()A.物体受到的重力方向一定是竖直向下B.由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力C .形状规则的物体,其重心一定在几何中心D .物体的重心可能不在物体上6.如图所示,将一台电视机静止放在水平桌面上,则以下说法中正确的是( )A .桌面对它支持力的大小等于它所受的重力,这两个力是一对平衡力B .它所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力C .它对桌面的压力就是它所受的重力,这两个力是同一种性质的力D .它对桌面的压力和桌面对它的支持力是一对平衡力7.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2N8.关于摩擦力下列叙述中正确的是( ) A .两物体之间有摩擦力,但不一定存在相互作用的弹力B .静止的物体受到的摩擦力一定为静摩擦力C .滑动摩擦力的大小与物体间的正压力大小成正比D .滑动摩擦力的方向,总是与物体的运动方向相反9.关于弹性形变和弹力的说法中正确的是( )A .物体先发生弹性形变,后产生弹力B .物体先产生弹力,后发生弹性形变C .弹力是因为受力物体发生弹性形变而产生的D .弹力和弹性形变是同时产生、同时变化、同时消失的10.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 .①④11.中央电视台体育频道经常对一些围棋或象棋比赛进行讲解。
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.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。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,竖直面内有一圆环,轻绳OA 的一端O 固定在此圆环的圆心,另一端A 拴一球,轻绳AB 的一端拴球,另一端固定在圆环上的B 点。
最初,两绳均被拉直,夹角为θ(2πθ>)且OA 水平。
现将圆环绕圆心O 顺时针缓慢转过90°的过程中(夹角θ始终不变),以下说法正确的是( )A .OA 上的张力逐渐增大B .OA 上的张力先增大后减小C .AB 上的张力逐渐增大D .AB 上的张力先增大后减小【答案】B【解析】【分析】【详解】取球为研究对象,缓慢转动过程可视为平衡状态,物体受到重力mg ,OA 绳子的拉力OA F ,AB 绳子的拉力AB F ,这三个力合力为零,可构成如图所示的矢量三角形,由动态图分析可知OA F 先增大后减小,AB F 一直减小到零。
故选择B 。
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,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.4.如图所示,木块B 静止在水平地面上,木块A 叠放在B 上。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,竖直面内有一圆环,轻绳OA 的一端O 固定在此圆环的圆心,另一端A 拴一球,轻绳AB 的一端拴球,另一端固定在圆环上的B 点。
最初,两绳均被拉直,夹角为θ(2πθ>)且OA 水平。
现将圆环绕圆心O 顺时针缓慢转过90°的过程中(夹角θ始终不变),以下说法正确的是( )A .OA 上的张力逐渐增大B .OA 上的张力先增大后减小C .AB 上的张力逐渐增大D .AB 上的张力先增大后减小【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】取球为研究对象,缓慢转动过程可视为平衡状态,物体受到重力mg ,OA 绳子的拉力OA F ,AB 绳子的拉力AB F ,这三个力合力为零,可构成如图所示的矢量三角形,由动态图分析可知OA F 先增大后减小,AB F 一直减小到零。
故选择B 。
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。
一、选择题1.如图所示,一个质量为m的钢球,放在倾角为θ的固定斜面上,用一垂直于斜面的挡板挡住,处于静止状态。
各个接触面均光滑,重力加速度为g,则挡板从该位置缓慢放平的过程中,球对挡板的压力和球对斜面的压力()A.球对挡板的压力增大,球对斜面的压力增大B.球对挡板的压力减小,球对斜面的压力减小C.球对挡板的压力增大,球对斜面的压力减小D.球对挡板的压力减小,球对斜面的压力增大2.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.①④3.下列关于力的作用效果的叙述中,错误的说法是()A.物体的运动状态发生改变,则物体必定受到力的作用B.物体运动状态没有发生改变,物体也可能受到力的作用C.力的作用效果不仅取决于力的大小和方向,还与力的作用点有关D.力作用在物体上,必定同时出现形变和运动状态的改变4.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。
用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示。
用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中()A.F逐渐变小,T逐渐变大B.F逐渐变大,T逐渐变小C.F逐渐变大,T逐渐变大D.F逐渐变小,T逐渐变小5.如图,一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢从底部爬到a处,则下列说法正确的是()A.在a点蚂蚁受到的合力大于在b点受到的合力B.在a点碗对蚂蚁的作用力大于在b点的作用力C.在a点蚂蚁能静止,在b点也一定能静止D.以上说法均不对6.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.5003N B.500N C.1000N D.400N7.如图所示,将一台电视机静止放在水平桌面上,则以下说法中正确的是()A.桌面对它支持力的大小等于它所受的重力,这两个力是一对平衡力B.它所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力C.它对桌面的压力就是它所受的重力,这两个力是同一种性质的力D.它对桌面的压力和桌面对它的支持力是一对平衡力8.下列关于合力与分力的说法中正确的是()A.合力与分力同时作用在物体上B.分力同时作用于物体时共同产生的效果与合力单独作用时产生的效果是相同的C.合力一定大于分力D.合力大小不变时,增大两等大分力间的夹角,则分力增大;当两分力大小不变时,增大两分力间的夹角,则合力增大。
1重力基本相互作用一、力和力的图示1.力的作用效果:(1)使物体的运动状态发生变化;(2)使物体发生形变.2.力(1)定义:物体与物体之间的相互作用.(2)单位:牛顿、简称牛,符号:N.(3)矢量性:力既有大小,又有方向.3.力的表示方法(1)力的图示:用一条带箭头的线段(有向线段)来表示力的三要素.①线段的长短(严格按标度画)表示力的大小;②箭头指向表示力的方向;③箭尾(或箭头)表示力的作用点,线段所在的直线叫做力的作用线.(2)力的示意图:只用一条带箭头的线段来表示力的方向和作用点.二、重力1.定义:由于地球的吸引而使物体受到的力.2.大小:G=mg,g就是自由落体加速度.3.方向:竖直向下.4.作用点——重心(1)重心:一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心.(2)决定因素:质量分布均匀的物体的重心只跟物体的形状有关,质量分布不均匀的物体,重心除跟物体的形状有关外,还跟物体的质量分布情况有关.(3)确定方法:对形状不规则的薄物体,可以采用悬挂法来确定重心的位置.三、四种基本相互作用1.万有引力:相互吸引的作用存在于一切物体之间,直到宇宙的深处,只是相互作用的强度随距离增大而减弱(填“增强”或“减弱”).2.电磁相互作用:电荷间的相互作用,磁体间的相互作用.3.强相互作用:使原子核紧密地保持在一起的相互作用.它的作用范围只有约10-15 m.4.弱相互作用:在放射现象中起作用的一种基本相互作用.作用范围约为10-15m.强度只有强相互作用的10-12倍.[即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)每个力都必有施力物体和受力物体.(√)(2)只有相互接触的两物体之间才有力的作用.(×)(3)两个力的大小都是5 N,则这两个力一定相同.(×)(4)只有物体的重心才受到重力的作用.(×)(5)物体的重心一定在物体上,且形状规则的物体的重心一定在其几何中心.(×)2.小明用20 N的水平力推桌子(如图1所示),作出此力的图示和力的示意图.图1答案一、力和力的图示[导学探究]如图2所示是足球撞击球网的瞬间.图2(1)足球撞击球网时对球网产生了巨大的冲击力,球网对足球有没有作用力?若有,该力对足球产生了什么样的作用效果?(2)若足球对球网的作用点为图中的A点,且作用力方向水平向右,大小为50 N,请在图中画出该力的图示.答案(1)有.改变足球的运动状态.(2)如图所示.[知识深化]1.力的三性(1)物质性:力是物体对物体的相互作用,没有脱离物体而独立存在的力.一个力同时具有受力物体和施力物体.(2)相互性:物体之间力的作用是相互的.力总是成对出现,施力物体同时又是受力物体,受力物体同时又是施力物体.(3)矢量性:力不仅有大小,而且有方向,是矢量.注意:①物体之间发生相互作用时并不一定相互接触.②力直接产生于施力物体和受力物体之间,不需要靠第三个物体传递.2.力的图示和力的示意图的区别:力的图示可以表示力的三个要素,即大小、方向和作用点.力的示意图只能表示力的两个要素,即方向和作用点.例1关于力的概念,下列说法中正确的是()A.力是使物体发生形变和物体的运动状态发生改变的原因B.一个力不一定联系着两个物体,单独一个物体也可出现力C.只要两个力的大小相等,它们产生的作用效果一定相同D.两个物体相互作用,其相互作用力是有先后的答案 A解析从力的基本概念出发作出判断.根据力的两个作用效果,可知选项A正确.根据力的相互性,可知选项B错误.根据力的三要素,可知力的作用效果不仅与力的大小有关,还与力的方向和作用点的位置有关,选项C错误.物体间的相互作用力没有时间上的先后关系,选项D 错误.例2在图3甲中木箱P点,用与水平方向成30°角斜向右上方的150 N的力拉木箱;在图乙中木块的Q点,用与竖直方向成60°角斜向左上方的20 N的力把木块抵在墙壁上,试作出甲、乙两图中所给力的图示,并作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图.图3答案如图所示二、重力[导学探究](1)秋天到了,金黄的树叶离开枝头总是落向地面;高山流水,水总是由高处流向低处;无论你以多大的速度跳起,最终总会落到地面上……试解释产生上述现象的原因.(2)重心是物体上最重的一点吗?重心位置与什么有关?物体的重心一定在物体上吗?请举例说明.答案(1)地面附近的一切物体都受到地球的吸引作用.正是由于地球的吸引才会使物体落向地面,使水往低处流.(2)不是.重心是物体各部分所受重力的等效作用点.重心位置与物体的质量分布及形状有关.重心可以不在物体上,如木匠用的拐尺、圆环的重心都不在物体上.[知识深化]1.重力的大小G=mg,只与质量和重力加速度g有关,与物体的运动状态无关.2.重力加速度g与物体所处的纬度和高度有关,在赤道处,g最小,在两极处,g最大;海拔越高,g越小,离地面越近,g越大.3.作用点——重心重心是物体各部分所受重力的等效作用点,并不是只有物体的重心才受到重力作用.重心的位置除跟物体的形状有关之外,还跟物体的质量分布有关.质量分布均匀、形状规则的物体的重心为其几何中心.重心的位置可以在物体上,也可以在物体外.例3关于重力的大小和方向,下列说法中正确的是()A.在地球上方的物体都要受到重力作用,所受的重力与它的运动状态无关,与是否存在其他力的作用也无关B.在地球各处的重力方向都是相同的C.同一物体向上运动时所受重力可能小于向下运动时所受重力D.对某一物体而言,其重力的大小总是一个恒量,不因物体从赤道移到南极而变化答案 A解析在地球上方的物体都要受到重力作用,所受的重力与它的运动状态无关,与是否受其他力也无关,故A正确,C错误.物体的重力大小在同一地点是恒定的,不同地点可能是变化的,比如在地球上不同的高度或不同的纬度同一物体的重力不同,故B、D错误.例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一点B.重心就是物体的几何中心C.直铁丝弯曲后,重心便不在中点,但一定还在铁丝上D.可以用悬挂法确定形状不规则薄板的重心答案 D解析重心是重力的等效作用点,并不是物体上最重的一点,故选项A错误.质量均匀分布的、有规则形状的物体的重心才在其几何中心,故选项B错误.物体的重心不一定在物体上,如粗细均匀的铁丝被弯曲成圆圈时,其重心在圆心处,而不在铁丝上,故选项C错误;可以用悬挂法确定形状不规则薄板的重心,D正确.1.(力的概念的理解)关于力,下列说法中正确的是()A.没有相互接触的物体间也可能有力的作用B.根据有一定距离的磁铁间的相互作用可知:力可以离开物体而独立存在C.两个力大小都是10 N,方向相同,那么这两个力一定相同D.施力物体施力在前,受力物体受力在后答案 A解析力是物体对物体的相互作用,没有相互接触的物体间也可能有力的作用,比如磁场力、重力,故选项A正确.相隔一定距离的两个磁铁间有相互作用,若拿走一个磁铁,这种相互作用将不存在,所以力是不能离开物体而独立存在的,故选项B错误.只有当两个力的大小、方向、作用点都相同时,我们才能说这两个力相同,故选项C错误.力的作用是相互的,施力物体和受力物体受到的力是同时产生的,没有前后之分,故选项D错误.2.(重力大小和方向的理解)下列说法正确的是()A.自由下落的石块速度越来越大,说明石块所受重力越来越大B.在空中飞行的物体不受重力作用C.一抛出的石块轨迹是曲线,说明石块所受的重力方向始终在改变D.将一石块竖直向上抛出,在先上升后下降的整个过程中,石块所受重力的方向不变答案 D解析在地球上的同一位置,同一物体的重力为一定值,故A错;只要在地球上,物体所受重力就不为零,故B错;重力的方向始终竖直向下,与物体的运动状态无关,故C错.3.(对重力和重心的理解)有一圆形的均匀薄板,若将其中央再挖掉一个小圆板成一个圆环,如图4所示,下面说法正确的是()图4A.重心向外侧偏移,重力减小B.重力和重心都没有变C.重力减小,重心位置没有变D.重力减小,重心位置不存在答案 C解析圆板和圆环均属于质量分布均匀、有规则形状的物体,其重心均在几何中心,故重心的位置不变,C正确.4. (力的图示和力的示意图)如图5,水平面上放一个物体,物体的重力为20 N,一个推力为30 N,方向与水平面成30°角斜向右下方,请作出这两个力的图示和这两个力的示意图.图5答案力的图示如图甲,力的示意图如图乙.课时作业一、单选题1.下列关于力的作用效果的叙述不正确...的是()A.物体的运动状态发生改变必定是物体受到力的作用B.物体的运动状态没有发生改变,物体也可能受到力的作用C.力的作用效果不仅取决于力的大小和方向,还与力的作用点有关D.力作用在物体上,必定同时出现形变和运动状态的改变答案 D解析因为力是改变物体运动状态的原因,所以A正确.力的作用效果是使物体运动状态改变或者使物体发生形变,所以B正确,D不正确.力的三要素:大小、方向、作用点都影响力的作用效果,故C正确.2.(2016·杭州抽测)下列说法中正确的是()A.力是物体对物体的作用,总是成对出现的B.只有固体之间才能发生相互作用C.重力就是地球对物体的吸引力D.重心就是物体上最重的一点答案 A解析根据力是物体对物体的作用,应知道发生力的作用必须在两个物体之间,正确理解力的作用是相互的,即物体对另一个物体施加力的同时也受到另一个物体对它施加的力的作用,A正确,B错误;由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力,C错误;重心是重力的作用点,D错误.3. 在世界壮汉大赛上有拉汽车前进的一项比赛,如图1是某壮汉正通过绳索拉着汽车运动.则汽车所受拉力的施力物体和受力物体分别是()图1A.壮汉、汽车B.壮汉、绳索C.绳索、汽车D.汽车、绳索答案 C解析要研究的是汽车,直接对汽车产生拉力的是绳索而不是壮汉,汽车所受拉力是绳索和汽车之间的相互作用力,故其施力物体是绳索,受力物体是汽车.4.如图2为F1、F2两个力的图示,它们的大小关系是()图2A.F1<F2B.F1>F2C.F1=F2D.无法判断答案 D解析不知道甲、乙两个力的图示中,每一个力的标度是多少,所以无法比较甲、乙两个力的大小,选项D正确.5.如图3所示是姚明在比赛中的一张照片,记者给出的标题是“姚明对球施魔力”,下面是几位同学关于照片中篮球的说法,其中正确的是(空气阻力忽略不计)()图3A.球只受到重力的作用B.球只受到一个沿运动方向的力的作用C.球此时此刻不受到任何外力作用D.球受到姚明的一个力和重力的共同作用答案 A6.关于重心及重力,下列说法中正确的是()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,其重力方向垂直于斜面向下D.物体的形状改变后,其重心位置一定不会改变答案 B解析物体的重力并不会因为放于水中而发生改变,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.7.把一个月牙状的薄板悬挂起来,静止时如图4所示.则薄板的重心可能是()图4A.A点B.B点C.C点D.D点答案 D8. 拥有我国自主知识产权的大飞机是几代航天人的梦想,这一梦想已经变成了现实,如图5所示,具有完全自主知识产权的C919国产客机2014年试航,2016年陆续交付使用.下列关于C919客机的说法正确的是()图5A.C919客机受到的重力指向地心B.C919客机受重力的同时,它也对地球产生引力C.C919客机受到的重力总是垂直平面向下D.C919客机匀速飞行,它不受重力作用答案 B解析重力的方向总是竖直向下(也可以说成垂直水平面向下),而不一定指向地心,故A、C 错.由于地球对客机的引力而产生重力,同时客机对地球也产生引力,B对.地球附近的任何物体都受重力作用,D错.9.如图6所示,一个空心均匀球壳里面注满水,球的正下方有一个小孔,在水由小孔慢慢流出的过程中,空心球壳和水的共同重心将会()图6A.一直下降B.一直上升C.先升高后降低D.先降低后升高答案 D解析当注满水时,球壳和水的重心均在球心,故它们共同的重心在球心.随着水的流出,球壳的重心虽然仍在球心,但水的重心逐渐下降,开始一段时间内,球壳内剩余的水较多,随着水的重心下降,球壳和水共同的重心也下降;后来一段时间内,球壳内剩余的水较少,随着水的重心的下降,球壳和水共同的重心却升高;最后,水流完时,重心又回到球心.故球壳和水的共同重心先降低后升高,选项D正确.二、非选择题10.用图示法画出力,并指出施力物体和受力物体.(1)空气对气球的20 N浮力;(2)小孩用与水平方向成30°角斜向右上方、200 N的拉力拉小车.答案见解析解析(1)空气对气球的浮力为20 N,施力物体是空气,受力物体是气球.力的图示如图甲所示.(2)小孩用与水平方向成30°角斜向右上方、200 N的拉力拉小车,施力物体是小孩,受力物体是小车.力的图示如图乙所示.11.在图7中,质量分布均匀的物体A受到的重力都是8 N,试画出物体A所受重力的示意图.图7答案如图所示。
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 G βθθ==︒- 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 60BC BC 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。
故选A 。
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。
故选B 。
3.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O 1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 2mgC .A 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.4.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。
故选B 。
5.如图所示,在水平放置的木棒上的M 、N 两点,系着一根不可伸长的柔软轻绳,绳上套有一光滑小金属环。
现将木棒绕其左端逆时针缓慢转动一个小角度,则关于轻绳对M 、N 两点的拉力F 1、F 2的变化情况,下列判断正确的是A .F 1和F 2都变大B .F 1变大,F 2变小C .F 1和F 2都变小D .F 1变小,F 2变大【答案】C【解析】【详解】由于是一根不可伸长的柔软轻绳,所以绳子的拉力相等。
木棒绕其左端逆时针缓慢转动一个小角度后,绳子之间的夹角变小,合力等于重力不变,所以绳子上的拉力变小。
选项C 正确,A 、B 、D 错误。
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,光滑的圆环固定在竖直平面内,圆心为O ,三个完全相同的小圆环a 、b 、c 穿在大环上,小环c 上穿过一根轻质细绳,绳子的两端分别固定着小环a 、b ,通过不断调整三个小环的位置,最终三个小环恰好处于平衡位置,平衡时绳子ac 、bc 段夹角为120°,已知小环的质量为m ,重力加速度为g ,轻绳与c 的摩擦不计。
则( )A .a 与大环间的弹力大小为mgB .绳子的拉力大小为32mgC .c 受到绳子的拉力大小为3mgD .c 与大环间的弹力大小为3mg【答案】A【解析】【分析】【详解】 AB .三个小圆环能静止在光的圆环上,由几何知识知aoc 恰好能组成一个等边三角形,对a 受力分析如图所示:在水平方向上有cos30cos 60a T N ︒=︒在竖直方向上有sin 30sin 30a T N mg ︒+︒=解得a N T mg ==选项A 正确,B 错误;C .c 受到绳子拉力的大小为2sin 30T T mg '=︒=选项C 错误;D .以c 为对象受力分析,在竖直方向上有c N mg T '=+解得2c N mg mg mg =+=选项D 错误。
故选A 。
8.如图所示,一质量为m 的木块靠在竖直粗糙墙壁上,且受到水平力F 的作用,下列说法正确的是( )A.若撤去F,木块沿墙壁下滑时,木块受滑动摩擦力大小等于mgB.若木块静止,当F增大时,木块受到的静摩擦力随之增大C.若木块与墙壁间的动摩擦因数为μ,则当撤去F时,木块受到的滑动摩擦力大小等于μmgD.若木块静止,则木块受到的静摩擦力大小等于mg,方向竖直向上【答案】D【解析】【分析】【详解】AC.若撤去推力后,墙壁对物体的支持力减小为零,故最大静摩擦力减为零,物体只受重力,做自由落体运动;故AC错误;BD.木块在推力作用下静止时,处于平衡态,受推力F、重力G、向上的静摩擦力f和向右的支持力N,如图根据共点力平衡条件:F=N,G=f,当推力增大时,物体仍然保持静止,故静摩擦力的大小不变,始终与重力平衡;B错误,D正确;故选D。
9.如图所示,横截面为直角三角形的斜劈P,靠在粗糙的竖直墙面上,力F通过球心水平作用在光滑球Q上,系统处于静止状态。
当力F增大时,系统仍保持静止,下列说法正确的是()A.斜劈P所受合外力增大B.斜劈P对竖直墙壁的压力不变C.墙面对斜劈P的摩擦力可能增大D.球Q对地面的压力不变【答案】C【解析】【分析】【详解】A.由于系统仍保持静止,斜劈P所受合外力仍为零,保持不变,A错误;B.将斜劈和球作为一个整体,当F增大时,斜劈P对竖直墙壁的压力也增大,B错误;C .如果斜劈原来受到的摩擦力向上,增大F 时,球对斜劈斜面的压力变大,斜劈受到的摩擦力可能减小,而如果斜劈原来受到的摩擦力向下,增大F 时,球对斜劈的压力变大,斜所受摩擦力变大,C 正确;D .将斜劈和球作为一个整体,在竖直方向上,如果斜劈与墙壁间的摩擦力变化,球对地面的压力也会变化,D 错误。
故选C 。
10.如图,柔软轻绳ON 的一端O 固定,其中间某点M 拴一重物,用手拉住绳的另一端N .初始时,OM 竖直且MN 被拉直,OM 与MN 之间的夹角为α(2πα>).现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变.在OM 由竖直被拉到水平的过程中( )A .MN 上的张力逐渐增大B .MN 上的张力先增大后减小C .OM 上的张力逐渐增大D .OM 上的张力先增大后减小【答案】AD【解析】【分析】【详解】以重物为研究对象,受重力mg ,OM 绳上拉力F 2,MN 上拉力F 1,由题意知,三个力合力始终为零,矢量三角形如图所示,在F 2转至水平的过程中,MN 上的张力F 1逐渐增大,OM 上的张力F 2先增大后减小,所以A 、D 正确;B 、C 错误.11.如图所示,斜面体固定在水平面上,一轻质细线绕过滑轮1和滑轮2,两端分别与物体a 和轻环c 连接,轻环c 穿在水平横杆上,滑轮2下吊一物体b 。