人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力综合与测试精练

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第三章 章节复习与检测
（本篇复习章节包含知识归纳演练，专题分析，章节检测）
第一部分 知识归纳
一、重力与弹力

考点演练
1．下列关于重心位置的说法正确的是(　　)
A．汽车上的货物卸下后，汽车的重心位置降低了
B．物体在斜面上下滑时，物体的重心相对该物体降低了
C．对于形状规则的物体，重心一定在物体的几何中心
D．对于重力一定的物体，无论其形状如何变化，其重心位置不变
2．(多选)下列关于弹力的说法正确的是(　　)
A．绳拉物体时绳对物体拉力的方向总是沿着绳指向绳收缩的方向
B．静止在水平路面上的汽车受到的支持力，是汽车轮胎发生了形变而产生的
C．水杯放在水平桌面上对桌面施加的弹力，是桌面发生微小形变而产生的
D．用细竹竿拨动水中漂浮的木块，木块受到的弹力是竹竿形变而产生的
3.静止的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触。关于小球的受力，下列说法正确的是(　　)
A．细线对它一定有拉力作用
B．细线可能对它没有拉力作用
C．斜面对它可能有支持力作用
D．斜面对它一定有支持力作用
4．如图所示，轻弹簧的两端各受100 N拉力F作用，弹簧平衡时伸长了10 cm(在弹性限度内)，那么下列说法正确的是(　　)

A．该弹簧的劲度系数k＝10 N/m
B．该弹簧的劲度系数k＝1 000 N/m
C．该弹簧的劲度系数k＝2 000 N/m
D．根据公式k＝，弹簧的劲度系数k会随弹簧弹力F的增大而增大
5．情境：蹦极(Bungee Jumping)，也叫机索跳，白话叫笨猪跳，是近些年来新兴的一项非常刺激的户外休闲活动。跳跃者站在约40 m以上(相当于10层楼)高度的桥梁、塔顶、高楼、吊车甚至热气球上，把一端固定的一根长长的橡皮绳绑在踝关节处然后两臂伸开，双腿并拢，头朝下跳下去。
问题：设一次蹦极中所用的橡皮绳原长为15 m。质量为50 kg的人在下落到最低点时所受的向上的最大拉力为3 000 N，已知此人停在空中时，蹦极的橡皮绳长度为17.5 m，橡皮绳的弹力与伸长的关系符合胡克定律。(g取10 m/s2)求：
(1)橡皮绳的劲度系数；
(2)橡皮绳的上端悬点离下方的水面至少为多高？






二、摩擦力

考点演练
1．下列关于静摩擦力的说法中，正确的是(　　)
A．两个相对静止的物体间一定有静摩擦力
B．受静摩擦力作用的物体不一定是静止的
C．静摩擦力对物体的运动总是起阻碍作用
D．静摩擦力一定比滑动摩擦力大
2．如图所示，静止在水平桌面上的木块在水平方向受到推力F1、F2和摩擦力Ff的作用。已知F1＝10 N，F2＝2 N，则木块受到的摩擦力大小为(　　)

A．2 N　 B．10 N　　　
C．8 N　 D．12 N
3．(多选)如图所示，在水平地面上叠放着A、B、C三个完全相同的物块，当用水平力F作用于B时，A、B、C均处于静止状态，则下列判断正确的是(　　)

A．B对A的摩擦力大小等于F
B．A对B的摩擦力大小等于
C．B对C的摩擦力大小等于F
D．地面对C的摩擦力大小等于F
4．如图所示，物体A重40 N，物体B重20 N，A与B、A与地面间的动摩擦因数相同，物体B用细绳系在竖直墙面上，当水平力F＝32 N时，才能将A匀速拉出，求：

(1)接触面间的动摩擦因数；
(2)物体A所受物体B的摩擦力的大小和方向；
(3)物体A所受地面的摩擦力的大小和方向。
5．情境：机器人被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”，机器人，特别是智能机器人产品的研发、产业化水平已成为衡量一个国家、地区科技创新和高端制造业综合竞争水平的重要指标。如图，一机械臂竖直夹起一个质量为m的金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与金属小球接触面保持竖直状态，且它们之间的动摩擦因数为μ，铁夹对金属球的压力为F。

问题：(1)金属小球受到的摩擦力大小为多少，方向如何？(2)若铁夹对金属球的压力变为2F，金属小球受到的摩擦力大小如何变化？




三、牛顿第三定律

考点演练
1．红军在长征时，遇到的环境十分恶劣。在过草地时，有的地方看上去是草，而下面可能就是淤泥，人一不小心就会陷入淤泥中，这是因为(　　)
A．人给地面的压力大于地面给人的支持力
B．地面给人的支持力大于人给地面的压力
C．地面给人的支持力小于人受的重力
D．地面给人的支持力等于人受的重力
2．如图所示是利用计算机记录的卫星发射时火箭和卫星之间的作用力和反作用力的变化图线，根据图线可以得出的结论是(　　)

A．作用力大时，反作用力小
B．作用力和反作用力的方向总是相反的
C．作用力和反作用力是作用在同一个物体上的
D．牛顿第三定律在物体处于非平衡状态时不再适用
3．一根轻质弹簧竖直悬挂一小球，小球和弹簧的受力如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．F1的施力者是弹簧 B．F2的反作用力是F3
C．F3的施力者是地球 D．F4的反作用力是F1
4．如图所示是一种传统的民族体育项目“押加”，实际上相当于两个人拔河。如果绳质量不计，且保持水平，甲、乙两人在“押加”比赛中甲获胜。则下列说法中正确的是(　　)

A．甲对乙的拉力始终大于乙对甲的拉力
B．甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小
C．甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
D．只有当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小才等于乙对甲的拉力大小
5．情境：电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等。市场上主要有独轮和双轮两类。问题：如图，一电动平衡车突然在水平面上做加速直线运动，人对平衡车的压力大小发生变化吗？为什么？







四、力的合成和分解

考点演练
1．(多选)关于合力和分力，下列说法正确的是(　　)
A．合力与分力是等效替代关系，都同时作用在物体上
B．力的分解的本质就是用同时作用于物体的几个力产生的效果代替一个力的作用效果
C．斜面上的物体的重力可以分解成下滑力和正压力
D．某个力与其他几个力使物体发生的形变相同，这个力就是那几个力的合力
2．如图所示，挑水时水桶上绳子连接状态分别如图中a、b、c三种情况。下列说法正确的是(　　)

A．a状态绳子受力大容易断
B．b状态绳子受力大容易断
C．c状态绳子受力大容易断
D．a、b、c三种状态绳子受力都一样
3．两个共点力F1和F2的合力大小为6 N，则F1与F2的大小可能是(　　)
A．F1＝2 N，F2＝9 N　 B．F1＝4 N，F2＝8 N
C．F1＝1 N，F2＝8 N D．F1＝2 N，F2＝1 N
4．如图所示，一条小船在河中向正东方向行驶，船上挂起一风帆，帆受侧向风作用，风力大小F1为100 N，方向为东偏南30°，为了使船受到的合力能恰沿正东方向，岸上一人用一根绳子拉船，绳子取向与河岸垂直，求出风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力F2的大小。

5．情境：泰山索道包括泰山中天门索道、后石坞索道、桃花源索道。三条索道以岱顶为中心，构成了连接中天门景区、后石坞景区和桃花峪景区的泰山空中交通网，如图为正在运行的泰山索道。
问题：索道为什么松一些好？

五、共点力的平衡

考点演练
1．物体受到与水平方向成30°角的拉力F的作用，向左做匀速直线运动，如图所示。则物体受到的拉力F与地面对物体的摩擦力的合力的方向是(　　)

A．向上偏左　 B．向上偏右
C．竖直向上 D．竖直向下
2．如图所示，一个物体静止放在倾角为θ的木板上，在木板倾角逐渐增大到某一角度的过程中，物体一直静止在木板上，则下列说法正确的是(　　)
A．物体所受的支持力逐渐增大
B．物体所受的支持力与摩擦力的合力逐渐增大
C．物体所受的重力、支持力和摩擦力这三个力的合力逐渐增大
D．物体所受的重力、支持力和摩擦力这三个力的合力保持不变
3．(多选)如图所示，A、B两球质量均为m，固定在轻弹簧的两端，分别用细绳悬于O点，其中球A处在光滑竖直墙面和光滑水平墙面的交界处A点，已知两球均处于平衡状态，B球处于B点，OAB恰好构成一个正三角形，则下列说法正确的是(重力加速度为g)(　　)
A．球A可能受到四个力的作用
B．弹簧对球A的弹力大于对球B的弹力
C．绳OB对球B的拉力大小一定等于mg
D．绳OA对球A的拉力大小等于或小于1.5mg
4．某屋顶为半球形，一人在半球形屋顶上向上缓慢爬行(如图所示)，他在向上爬的过程中(　　)
A．屋顶对他的支持力不变
B．屋顶对他的支持力变大
C．屋顶对他的摩擦力不变
D．屋顶对他的摩擦力变大





5．情境：如图，手机静止吸附在支架上。这款手机支架其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上。

问题：若手机的重力为G，支架与水平方向的夹角为60°，求手机支架对手机的作用力的大小和方向。




第二部分 专题分析
专题1：摩擦力和弹力的分析
1.弹力和摩擦力的区别

弹力
摩擦力
产生条件
(1)相互接触
(2)发生弹性形变
(1)相互挤压
(2)接触面粗糙
(3)两物体有相对运动或相对运动趋势
方向
与物体发生弹性形变的方向相反：
(1)支持力、压力的方向垂直于接触面
(2)绳子拉力沿绳指向收缩的方向
与相对运动或相对运动趋势的方向相反
大小
(1)弹簧弹力：胡克定律
(2)发生微小形变物体的弹力：二力平衡
(1)静摩擦力用二力平衡判断
(2)滑动摩擦力：
Ff＝μFN
2.弹力或摩擦力的有无及方向的判断方法
(1)假设法。
(2)结合物体运动状态判断。
(3)效果法。
【例1】　(多选)如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态。则(　　)
A．B受到C的摩擦力一定不为零
B．C受到水平地面的摩擦力一定为零
C．斜面体C有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力
D．将细绳剪断，若B物体依然静止在斜面上，此时水平面对C的摩擦力为零
【技巧与方法】
（1）静摩擦力大小与压力大小无关，根据物体的状态进行判断。
（2）无弹力，就无摩擦力；有弹力，未必有摩擦力；有摩擦力、必有弹力。
【针对训练】
1．如图所示，质量为m的木块，被水平力F紧压在倾角为θ＝60°的墙面上静止。则关于木块的受力情况、墙面对木块的作用力(压力与摩擦力的合力)，下列说法不正确的是(　　)
A．墙面对木块一定有压力
B．墙面对木块一定有摩擦力
C．墙面对木块的作用力为F
D．墙面对木块的作用力为
专题2：物体受力分析问题
受力分析就是把指定物体(研究对象)在特定的物理情境中所受到的所有外力找出来，并画出受力图。
物体运动状态的变化，是由它受力的情况决定的。对物体进行正确的受力分析，是研究物体运动状态变化的基础，也是学好力学的先决条件。
1．受力分析的步骤

2．受力分析的方法——整体法和隔离法
(1)整体法：以系统整体为研究对象进行受力分析的方法，一般用来研究不涉及系统内部某物体的力和运动。
(2)隔离法：将所确定的研究对象从周围物体中隔离出来进行分析的方法，一般用来研究系统内物体之间的作用及运动情况。
3．受力分析时要注意的问题
(1)只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体施加的力；不要把作用在其他物体上的力错误地通过“力的传递”作用在研究对象上。
(2)如果一个力的方向难以确定，可以用假设法分析。
(3)合力和分力不能重复地列为物体所受的力；因为合力与分力是等效替代关系。
(4)受力分析一定要结合物体的运动状态，特别是物体处于临界状态的受力分析。
【例2】　(多选)如图所示，质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈上，现用大小均为F、方向相反的水平力分别推A和B，它们均静止不动，则(　　)
A．A与B之间一定存在摩擦力
B．B与地面之间可能存在摩擦力
C．B对A的支持力可能小于mg
D．地面对B的支持力的大小一定等于(M＋m)g
【针对训练】
2．(多选)如图所示，一木块在垂直于倾斜天花板平面方向的推力F作用下，处于静止状态，则下列判断正确的是(　　)
A．木块一定受到4个力的作用
B．木块可能受到2个力的作用
C．逐渐增大推力F，木块将继续保持静止状态
D．木块受天花板的摩擦力随推力F的增大而增大
专题3：求解共点力平衡问题的常用方法
1.分解法或合成法：对于三力平衡问题，可以将其中任意一个力沿其他两个力的反方向分解，这样把三力平衡问题转化为两个方向上的二力平衡问题，则每个方向上的一对力大小相等，方向相反；也可以将三个力中的任意两个力合成为一个力，则其合力与第三个力平衡，把三力平衡转化为二力平衡问题。
2．正交分解法：物体受到三个或三个以上力的作用处于平衡状态时，常用正交分解法，列平衡方程求解：Fx合＝0，Fy合＝0。为方便计算，建立坐标系时以使尽可能多的力落在坐标轴上为原则。
3．三力汇交原理：物体受三个共面且非平行力作用而平衡时，这三个力必为共点力。
4．正弦定理法：三力平衡时，三力合力为零，表示三个力的有向线段可构成一个封闭三角形，如图所示，则有

＝＝。
5．相似三角形法：物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，画出其中任意两个力的合力与第三个力等值反向的平行四边形中，可能有力三角形与题设图中的几何三角形相似，进而得到力的三角形与几何三角形对应边成比例，根据比值便可计算出未知力的大小与方向。
6．图解法
(1)图解法：对研究对象进行受力分析，再根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下力的矢量图(画在同一个图中)，然后根据有向线段(表示力)的长度变化情况判断各个力的变化情况。
(2)图解法主要用来解决三力作用下的动态平衡问题。
所谓动态平衡问题就是通过控制某一物理量，使物体的状态发生缓慢变化，从宏观上看，物体是运动的，但从微观上理解，物体是平衡的，即任一时刻物体均处于平衡状态。
(3)利用图解法解题的条件
①物体受三个力的作用而处于平衡状态。
②一个力不变，另一个力的方向不变或大小不变，第三个力的大小、方向均变化。
【例3】　如图所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是(　　)
A．F1先增大后减小，F2一直减小
B．F1先减小后增大，F2一直减小
C．F1和F2都一直减小
D．F1和F2都一直增大
【技巧与方法】
解决动态平衡类问题常用图解法，图解法就是在对物体进行受力分析(一般受三个力)的基础上，若满足有一个力大小、方向均不变，另有一个力方向不变时，可画出这三个力的封闭矢量三角形来分析力的变化情况的方法，图解法也常用于求极值问题。
【针对训练】
3．(多选)如图所示，直角支架POQ可绕O点在竖直平面内转动，用两根轻绳AC和BC拴住一小球，绳的另一端分别固定在A、B两点，AC绳方向水平，AC绳与BC绳夹角θ满足90°