高中第三章 相互作用综合与测试巩固练习

这是一份高中第三章 相互作用综合与测试巩固练习，共10页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的）


1．如图1所示，木块A沿斜面B匀速下滑，B相对于地面静止，则B与地面间的摩擦力（ ）


图1


A．无摩擦力


B．有摩擦力，方向向左


C．有摩擦力，方向向右


D．有摩擦力，方向不定


2．如图2所示，一倾斜木板上放一物体，当板的倾角θ逐渐增大时，物体始终保持静止，则物体所受（ ）


图2


A．摩擦力变大


B．支持力变大


C．合外力恒为零


D．合外力变大


3．质量为m的圆球放在光滑斜面和光滑的竖直挡板之间，如图3所示。当斜面倾角α由零逐渐增大时（保持挡板竖直），斜面和挡板对圆球的弹力大小的变化是（ ）


α


图3


A．斜面的弹力由零逐渐变大


B．斜面的弹力由mg逐渐变大


C．挡板的弹力由零逐渐变大


D．挡板的弹力由mg逐渐变大


4．如图4所示，杆的上端用细绳吊在天花板上的D点，下端放在水平面上，且杆都处于静止状态，则杆对地面的摩擦力方向向左的是 （ ）


O


O


O


O


A


B


C


D


图4











5．一个物体受三个共点力平衡，如图5所示，已知α＞β，关于三个力的大小，下列说法中正确的是（ ）


F1


F2


F3


α


β


图5











①F2＜F3 ②F1＋F2＞F3


③F1－F2＜F3 ④F3－F1＜F2


A．①②③④B．①②


C．①②③D．②③④


6．如图6所示，斜劈ABC放在粗糙的水平地面上，在斜劈上放一重为G的物块，物块静止在斜劈上，今用一竖直向下的力F作用于物块上，下列说法错误的是 （ ）


A


C


B


图6


A．斜劈对物块的弹力增大


B．物块所受的合力不变


C．物块受到的摩擦力增大


D．当力F增大到一定程度时，物体会运动


7．如图7所示，物体在水平推力F的作用下静止在斜面上，若稍微增大水平力F而物体仍保持静止，则下列判断中正确的是（ ）


图7


A．斜面对物体的静摩擦力一定增大


B．斜面对物体的支持力一定增大


C．物体在水平方向所受合力一定增大


D．物体在竖直方向所受合力一定增大


8．如图8所示，两根直木棍AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动，一根水泥圆筒从木棍的上部匀速滑下。若保持两木棍倾角不变，将两棍间的距离减小后固定不动，仍将水泥圆筒放在两木棍上部，则水泥圆筒在两木棍上将（ ）


A


D


C


B


图8


A．仍匀速滑下


B．加速滑下


C．可能静止


D．一定静止


9．如图9所示，OA为一遵循胡克定律的弹性轻绳，其一端固定于天花板上的O点，另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A相连。当绳处于竖直位置时，滑块A对地面有压力作用。B为紧挨绳的一光滑水平小钉，它到天花板的距离BO等于弹性绳的自然长度。现用一水平力F作用于A，使之向右缓慢地做直线运动，则在运动过程中


（ ）


C


F


O


A


B


图9


A．地面对A的支持力FN逐渐增大


B．地面对A的摩擦力F1保持不变


C．地面对A的支持力FN逐渐减小


D．水平拉力F逐渐增大


10．有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙。OB竖直向下，表面光滑。AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图10所示。现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力FN和细绳上的拉力T的变化情况是（ ）


O


Q


B


A


P


图10


A．FN不变，T变大 B．FN不变，T变小


C．FN变大，T变大 D．FN变大，T变小





二、填空题（把正确答案填写在题中的横线上，或按题目要求作答。）


11．用手握住绳的两端，在绳的中点悬挂一重物，改变两绳间的夹角θ，如果物体始终处于平稳状态（绳的拉力的合力始终等于重力），则当θ＝_______时，绳中的拉力最小，当θ＝_______时绳中的拉力等于重力，在θ角增大的过程中，绳中的拉力逐渐变_______。


12．如图11所示，在水平面上，叠放着两个物体A和B，mA＝2 kg，mB＝3 kg，两物体在F＝10 N的拉力作用下，一起做匀速直线运动，则A和B之间摩擦力大小为___________N，B与水平面间的动摩擦因数为___________（g＝10N/kg）。


F


图11











13．在《探究合力的求法》的实验中，两个弹簧秤的拉力F1和F2已于图12中作出了它们的图示，O是橡皮条的一个端点，图中每格的长度代表1 N。


O


F1


F2


图12














（1）用作图法作出合力F的图示；


（2）合力F的大小是_______N。


14．物体放在光滑的水平面上，在大小为40N的水平力F的作用下，由静止由西向东方向运动，现要用F1、F2两水平共点力代替F的作用。已知F1方向东偏北30°，此时F2的大小不能小于_______N。


15．弹簧原长为20 cm，下端挂重为4N的物体时，弹簧长为24 cm，若把弹簧剪去一半（弹簧的劲度系数变为原来的2倍），挂重力3N的物体时，弹簧的长度为___________cm。





三、计算题（要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，有数值计算的要明确写出数值和单位）


16．如图14所示，一辆汽车陷入泥淖，为了将它拖出，司机用一条长41m的绳一端系于车前钩，另一端系于距车40m处的一棵大树上，然后在绳之中点用900N的力F向垂直于车与大树联线方向拉绳，将车拖出，试求汽车所受拉力的大小。


图14























17．一个物体受到三个共点力作用，处于静止状态，若将其中大小等于F1的力的大小保持不变，而改变它的方向，求：


（1）物体受到的合力大小变化范围；


（2）若要使它受到的合力大小等于F1，则力F1要旋转多大角度。























18．如图15所示，原长分别为L1和L2、劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上。两弹簧之间有一质量为m1的物体，最下端挂着质量为m2的另一物体，整个装置处于静止状态。


（1）这时两个弹簧的总长度为多大？


k1


k2


m1


m2


图15


（2）若用一个质量为M的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起，直到两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，求这时平板受到下面物体m2的压力。













































































参考答案


一、选择题


1．【答案】A


【解析】木块A沿斜面B匀速下滑，木块A受重力、支持力和滑动摩擦力，三力平衡。支持力和滑动摩擦力的合力方向竖直向上。因而木块A对斜面B的压力和摩擦力的合力方向一定竖直向下，没有水平分量，斜面B相对地面没有运动的趋势，B与地面间无摩擦力。本题也可整体分析，木块A沿斜面B匀速下滑，B相对于地面静止，两者均处于平衡，B与地面间应无摩擦力。


2．【答案】AC


【解析】物体始终保持静止，物体与倾斜木板间的摩擦力为静摩擦力。摩擦力与重力的向下分力平衡，支持力与重力的垂直与木板的分力平衡。所以当板的倾角θ逐渐增大时，摩擦力变大不，支持力变小。物体始终保持静止，合外力恒为零。


3．【答案】BC


【解析】质量为m的圆球放在光滑斜面和光滑的竖直挡板之间，受重力mg、斜面的弹力FN1、挡板的弹力FN2。斜面倾角α由零逐渐增大，保持挡板竖直，斜面的弹力FN1与竖直方向的夹角逐渐增大，挡板的弹力FN2的方向不变。三力平衡，构成封闭的矢量三角形，如图。由图可得斜面的弹力由mg逐渐变大，挡板的弹力由零逐渐变大。


mg


FN1


FN2








4．【答案】D


【解析】以杆为对象，杆子所受的重力和地面支持力在竖直方向，受到的绳子拉力可以有水平分力。当绳对杆的拉力有水平向左的分力时，地面对杆就有向右的静摩擦力，则杆对地面的静摩擦力方向就向左。本题答案为D。


5．【答案】A


【解析】从垂直于F1方向的平衡，结合α＞β可知，F2＜F3。三力平衡，其中任意两个力的合力与第三个力等值反向。而F1与F2的合力值小于F1＋F2，即：F1＋F2＞F3。同理有：F1－F2＜F3；F3－F1＜F2。


6．【答案】D


【解析】在斜劈上放一重为G的物块，物块静止在斜劈上，应有物块与斜劈间的最大静摩擦力大于或等于重力的向下分力。用一竖直向下的力F作用于物块上，物块对斜劈的压力增大，则斜劈对物块的弹力增大；此时物块与斜劈间的最大静摩擦力仍大于或等于重力G与竖直向下的力F的合力的向下分力，物块不可能运动，物块所受的合力不变。实际静摩擦力等于重力G与竖直向下的力F的合力的向下分力，物块受到的摩擦力增大。


7．【答案】B


mg


F1


F


FN


【解析】物体在水平推力F的作用下静止在斜面上，物体受水平推力F、重力mg、斜面的支持力FN和静摩擦力F1。这些力的合力为零，构成封闭的矢量多边形，如右图。从图中可以看出，随水平推力F的增大，斜面的支持力FN一定增大，静摩擦力F1先减小，变向后又逐渐增大。物体始终处于静止状态，合力为零，不发生变化。











8．【答案】A


【解析】水泥圆筒从木棍的上部匀速滑下，水泥圆筒重力的向下分力与两木棍对水泥圆筒的滑动摩擦力平衡。保持两木棍倾角不变，将两棍间的距离减小时水泥圆筒对木棍的压力将减小，两木棍对水泥圆筒的滑动摩擦力减小。这里水泥圆筒重力的向下分力将大于两木棍对水泥圆筒的滑动摩擦力，水泥圆筒在两木棍上将加速下滑。


9．【答案】BD


【解析】设AB间的长度为x，就是弹性轻绳开始时的伸长量。当绳处于竖直位置时，地面对滑块A的支持力FN＝mg－kx。滑块A向右缓慢地做直线运动到C时，设BC与水平方向的夹角为θ，这里弹性轻绳的伸长量x＇＝。根据滑块竖直方向的平衡，这里地面对A的支持力FN＇＝mg－＝mg－kx，所以地面对A的支持力不变，地面对A的滑动摩擦力F1保持不变。根据滑块水平方向的平衡，水平拉力F＝F1＋kx′·csθ，因x＇和csθ均增大，所以水平拉力F逐渐增大。


10．【答案】B


【解析】以两环和细绳整体为对象，竖直方向只受重力和杆对P环的支持力FN，FN和系统的重力平衡，所以FN不变。以环Q为对象，根据竖直方向的平衡可得细绳上的拉力T变小。


思考：杆对环P的摩擦力怎样变化？


二、填空题


11．【答案】0º 120º 大


【解析】根据F＝＝G可知，当θ＝0º时绳中的拉力最小；当F1＝F2＝G时，可算出θ＝120º；合力一定，由公式可知，在θ角增大的过程中，绳中的拉力逐渐变大。


12．【答案】10 0.2


【解析】两物体在F＝10 N的拉力作用下，一起做匀速直线运动，A、B间保持相对静止，A、B间为静摩擦力，根据A的水平方向的平衡有A和B之间摩擦力大小为10N；B与地面间的摩擦力为滑动摩擦力，根据整体的水平方向的平衡有B与地面之间的滑动摩擦力大小也为10N，整体对地的压力FN＝（mA＋mB）g＝50N，根据滑动摩擦定律F1＝μFN，得μ＝0.2。


13．【答案】（1）略 （2）5


【解析】根据平行四边形定则作图，并结合力的图示得出结论。


14．【答案】20


【解析】要F2最小，必须垂直于F1，根据力的矢量三角形关系，可算出F2必须大于20N。


15．【答案】11.5 cm


【解析】设原弹簧的劲度系数为k，剪去一半后弹簧的劲度系数为k＇＝2k，把弹簧剪去一半挂重力3N的物体时弹簧的长度为L。则根据胡克定律F＝k·Δx有：


4＝k（0.24－0.20）


3＝2k（L－0.10）


解得：L＝0.115 m＝11.5 cm


三、计算题


16．【解析】如图所示，力F向垂直于车与大树联线方向拉绳时，可求出


F


FT


FT


20m


20.5m


x


x＝4.5m


设汽车所受拉力的大小为FT，则有2FT×＝F


解得：FT＝2050N。


17．【解析】（1）当F1改变至方向相反时，三力的合力最大值为2F1，所以：


F1


F1′


F合


α


β


O


0≤F合≤2F1


（2）如图所示，设F1转过α角时，F合＝F1，另两个力的合力F1′与原F1大小相等，方向相反，设F1与F1′夹角为β。


因为F1＝2F1cs


所以：cs＝


即：β＝60º


所以α＝120º


18．【解析】（1）劲度系数为k1轻质弹簧受到的向下拉力（m1＋m2）g，设它的伸长量为x1，根据胡克定律有：


（m1＋m2）g＝k1 x1


解得：


劲度系数为k2轻质弹簧受到的向下拉力m2g，设它的伸长量为x2，根据胡克定律有：


m2g＝k2 x2


解得：


这时两个弹簧的总长度为：L＝L1＋L2＋x1＋x2＝L1＋L2＋＋


（2）用一个平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起，直到两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和时，下面的弹簧应被压缩x，上面的弹簧被拉伸x。


以m1为对象，根据平衡关系有


（k1＋k2）x＝m1g


解得：


以m2为对象，设平板对m2的支持力为FN，根据平衡关系有


FN＝k2x＋m2g＝k2×＋m2g＝＋m2g＝


故这时平板受到下面物体m2的压力FN＇＝。