新高考物理一轮复习单元素养评价二相互作用力（含解析）

单元素养评价(二)　相互作用——力

一、单项选择题

1．如图所示，小球被轻绳系住，静止在光滑斜面上．若按力的实际作用效果来分解小球受到的重力G，则G的两个分力的方向分别是图中的(　　)

A．1和2    B．1和3

C．2和3    D．1和4

2．大小相等的力F按如图所示的四种方式作用在相同的物体上，力F可使物体沿不同粗糙程度的水平面匀速运动，则物体与水平面间的摩擦力最大的是(　　)

3.

如图，水平地面上固定着一根竖直立柱，某人用绳子通过柱顶的光滑定滑轮将100 N的货物拉住．已知人拉着绳子的一端，且该绳端与水平方向夹角为30°，则柱顶所受压力大小为(　　)

A．200 N    B．100 N

C．100 N    D．50 N

4．如图所示，一光滑小球与一过球心的轻杆连接，置于一斜面上静止，轻杆通过光滑铰链与竖直墙壁连接，已知小球所受重力为G，斜面与水平地面间的夹角为60°，轻杆与竖直墙壁间的夹角也为60°，则轻杆和斜面受到球的作用力大小分别为(　　)

A．G和G      B．G和G

C．G和G     D．G和2G

5．如图所示，光滑圆轨道竖直固定在水平地面上，O为圆心，A为轨道上的一点，OA与水平面的夹角为30°，小球在拉力F作用下始终静止在A点，当拉力方向水平向左时，拉力F的大小为10 N，当将拉力F在竖直平面内转至沿轨道切线方向时，拉力F的大小为(　　)

A．5 N         B．15 N

    C．10 N         D．10 N

6．如图所示，倾角为θ的斜面体B放在粗糙的水平地面上，物块A放在粗糙的斜面体B上，轻质弹簧两端分别与物块A及固定在斜面体底端的挡板拴接，初始时A、B静止，弹簧处于压缩状态．现用力F沿斜面向上拉A，但A、B均保持静止．下列说法正确的是(　　)

A．弹簧对挡板的弹力变小

B．A、B之间的摩擦力可能增大

C．地面对B的摩擦力方向向左

D．斜面体B对地面的压力增大

7．光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆，小球通过轻绳与细杆相连，此时轻绳处于水平方向，球心恰位于圆弧形细杆的圆心处，如图所示．将悬点A缓慢沿杆向上移动，直到轻绳处于竖直方向，在这个过程中，轻绳的拉力(　　)

 A．逐渐增大         B．大小不变

C．先减小后增大      D．先增大后减小

8．如图所示，左侧是半径为R的四分之一圆弧，右侧是半径为2R的一段圆弧．二者圆心在一条竖直线上，小球a、b通过一轻绳相连，二者恰好于等高处平衡．已知θ＝37°，不计所有摩擦，则小球a、b的质量之比为(　　)

A．3∶4    B．3∶5

C．4∶5    D．1∶2

二、多项选择题

9．四个完全相同的轻质弹簧测力计的外壳通过绳子分别与四个完全相同的物体相连，挂钩一端施加沿轴线方向的恒力，大小为F，如图所示的四种情况中说法正确的是(　　)

A．如果图甲中的物体静止在水平地面上，那么弹簧测力计的读数可能小于F

B．如果图乙中的物体静止在斜面上，那么弹簧测力计的读数一定等于F

C．如果图丙中的物体静止在粗糙水平地面上，那么弹簧测力计的读数一定等于F

D.如果已知图丁中水平地面光滑，那么由于物体的质量未知，无法判定弹簧测力计的读数与F的大小关系

10．如图所示为内壁光滑的半球形凹槽M的竖直截面，O为球心．∠AOB＝60°，OA水平，在竖直面内，小物块受到与水平方向成45°角斜向上的推力F作用而静止在B点．现将推力F沿逆时针缓慢转到水平方向，在该过程中系统始终静止，则(　　)

A.M槽对小物块的支持力逐渐减小

B．M槽对小物块的支持力逐渐增大

C．推力F先减小后增大

D．推力F逐渐增大

11.

如图，柱体A的横截面是圆心角为的扇形面，其弧形表面光滑，而与地面接触的下表面粗糙；在光滑竖直墙壁与柱体之间放置一质量为m的球体，系统处于平衡状态．若使柱体向左移动稍许，系统仍处于平衡状态，则(　　)

A．球对墙的压力增大

B．柱体与球之间的作用力增大

C．柱体所受的摩擦力减小

D．柱体对地面的压力减小

三、非选择题

12．在“探究求合力的方法”实验中，某同学用两把弹簧测力计将橡皮筋的端点拉到点O，作出这两个拉力F1、F2的图示(图甲)，然后用一把弹簧测力计将橡皮筋的端点仍然拉到O，弹簧测力计示数F如图乙所示．

(1)弹簧测力计的示数F＝________ N；

(2)请帮他在图甲中画出力F的图示(图中a为记录F方向时所记录的一点)；

(3)该同学用虚线把F的箭头末端分别与F1、F2的箭头末端连起来．他观察图形后受到了启发．你认为他紧接着应进行的两个实验步骤是________．

A．整理实验器材

B．提出求合力方法的猜想

C．改变F1、F2的大小和方向，重复上述实验

D．与同学交流讨论实验结果，得出结论

13．如图所示，物块A、带光滑定滑轮的矩形物体B和悬挂的小球C处于静止状态．A与B、B与地面的接触面均粗糙．绕过光滑的定滑轮的轻绳和轻弹簧分别与小球C相连，轻弹簧中轴线与竖直方向的夹角为60°，轻绳与竖直方向的夹角为30°，A、B、C的质量分别为mA＝2 kg、mB＝5 kg、mC＝1 kg.弹簧的伸长量为Δx＝2 cm(重力加速度g取10 m/s2).求：

(1)弹簧的劲度系数k；

(2)物体B对物块A的静摩擦力大小；

(3)地面对物体B的摩擦力大小．

单元素养评价(二)　相互作用——力

1．解析：小球的重力产生两个效果，一是使绳子拉伸，二是使斜面受压，故应沿这两个方向分解，即沿1和2所示方向分解，故A正确，B、C、D错误．

答案：A

2．解析：根据平衡条件有：fA＝F，fB＝F cos 30°，fC＝F cos 30°，fD＝F cos 60°，可知物体与水平面间的摩擦力最大的是A选项．

答案：A

3．解析：如图，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，柱顶所受压力大小F＝2F1cos 30°＝2×100× N＝100 N，故选项B正确．

答案：B

4.

解析：对小球进行受力分析，杆对小球的弹力F方向沿杆斜向上与水平方向成30°角，斜面对球的弹力FN方向垂直于斜面斜向上与水平方向成30°角，重力方向竖直向下，如图所示．由几何关系可知三力互成120°角．根据平衡条件知，三力可以构成一首尾相连的等边三角形，则有FN＝F＝G.根据牛顿第三定律可知，斜面和轻杆受到小球的作用力大小分别为F′N＝G和F′＝G，选项A正确．

答案：A

5．解析：当拉力水平向左时，小球受到竖直向下的重力、沿OA向外的支持力和拉力F，根据矢量三角形可得G＝F tan 30°＝10 N＝10 N；当拉力沿轨道切线方向时，根据矢量三角形可得F＝G cos 30°＝5 N，选项A正确．

答案：A

6．解析：F沿斜面向上拉A，但A、B均保持静止，弹簧的形变量不变，所以弹簧的弹力不变，选项A错误；开始A受到的弹簧的弹力与A的重力沿斜面向下的分力大小关系不知道，故A受到的摩擦力大小与方向不确定，用力F沿斜面向上拉A时，摩擦力大小可能增大、也可能减小，选项B正确；对系统整体分析可知，当用斜向上的拉力F拉A时，水平方向上有向左的拉力分量，由于整体处于平衡状态，所以地面对B的摩擦力的方向水平向右，选项C错误；竖直方向地面对B的支持力FN＝(mA＋mB)g－F sin θ，所以由牛顿第三定律，可知施加力F后斜面体B对地面的压力减小，选项D错误．

答案：B

7．解析：方法一　(图解法)：在悬点A缓慢向上移动的过程中，小球始终处于平衡状态，小球所受重力mg的大小和方向都不变，支持力的方向不变，对小球进行受力分析如图甲所示，由图可知，拉力T先减小后增大，C正确．

方法二　(解析法)：如图乙所示，由正弦定理得＝，得T＝，由于mg和α不变，而sin β先增大后减小，可得T先减小后增大，C正确．

答案：C

8．解析：设b球与右侧圆弧圆心的连线和竖直方向的夹角为α，如图所示，则cos α＝＝0.8，则α＝37°.对a、b两个小球受力分析，由平衡条件有T＝mag cos θ，T＝mbg sin α，联立解得＝，A正确．

答案：A

9．解析：对于轻质弹簧来说，无论与其相连的物体处于什么样的运动状态，弹簧两端所受的拉力都相等，所以轻质弹簧测力计的读数一定等于挂钩上的拉力，即弹簧测力计的读数一定等于F，故B、C正确，A、D错误．

答案：BC

10．解析：分析小物块的受力，画出力的动态平衡图如图所示，可知在将推力沿逆时针方向缓慢转到水平方向的过程中，M槽对小物块的支持力FN逐渐增大，推力F先减小后增大，选项B、C正确．

答案：BC

11．解析：

先对球受力分析，受重力、A对球的支持力N1和墙壁对球的支持力N2，如图1所示，根据共点力平衡条件有：N1＝，N2＝mg tan θ，再对整体受力分析，受重力、地面支持力N、墙壁对其向左的支持力N2和地面对其向右的摩擦力f，

如图2所示，根据共点力平衡条件，有：f＝N2，N＝(M＋m)g，故有：f＝mg tan θ，若使柱体向左移动稍许，系统仍处于平衡状态，θ不断变大，故f变大，N不变，N1变大，N2变大，故选项A、B正确，C、D错误．

答案：AB

12．解析：(1)弹簧测力计的最小刻度为0.2 N，可知弹簧测力计的示数F＝2.8 N；

(2)根据图示法作出F的图示，如图所示：

(3)用虚线把F的箭头末端分别与F1、F2的箭头末端连起来．观察图形后受到了启发．提出求合力方法的猜想，然后改变F1、F2的大小和方向，重复上述实验，故B、C正确．

答案：(1)2.8　(2)见解析图　(3)BC

13．解析：

(1)对小球的受力分析如图所示

根据正交分解法，则有

mCg＝F弹cos 60°＋FTcos 30°，

F弹sin 60°＝FTsin 30°

代入数据得

FT＝5 N，F弹＝5 N

由胡克定律F弹＝k·Δx

可得k＝＝＝250 N/m.

(2)由二力平衡可知f＝FT＝5 N.

(3)将A、B看成整体，受力分析如图所示：

根据正交分解法，则有

f地＝FTcos 60°＝ N.

答案：(1)250 N/m　(2)5 N　(3) N