高中物理人教版 (新课标)必修1第三章 相互作用1 重力 基本相互作用课时训练

3.1 .《相互作用》 训练（人教版必修1）

(时间：90分钟，满分：100分)

一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)

1．(2011年烟台高一检测)下列关于力的说法正确的是(　　)

A．重力的方向总是垂直接触面向下的

B．只有地面上的物体才会受到重力

C．不存在只是受力而不对外施力的物体

D．如果物体运动状态发生变化，则一定受到力的作用

解析：选CD.重力的方向竖直向下，A错．地球附近的物体都受重力，B错．根据力的相互性，受力物体同时也是施力物体，C对，力的作用效果之一是改变物体的运动状态，D对．

2．(2011年芜湖模拟)下列说法正确的是(　　)

A．两个物体只要相互接触就一定会产生弹力

B．两个物体间的滑动摩擦力总是与物体运动方向相反

C．一本书在桌面上静止，书对桌面有压力是因为书发生了弹性形变

D．静止在斜面上的物体对斜面的压力就等于物体受到的重力

解析：选C.根据弹力和滑动摩擦力的定义，可知选项C对，A、B错；静止在斜面上的物体对斜面的压力FN＝mgcosθ，θ为斜面的倾角，故D错．

3．如图3－7所示，弹簧的劲度系数为k，小球重力为G，平衡时球在A位置．用力F将小球向下拉长x至B位置，则此时弹簧的弹力为(　　)

图3－7

A．kx　　　　　　　　 B．kx＋G

C．G－kx   D．以上都不对

解析：选B.当挂重物G平衡时，设弹簧伸长量为x1，kx1＝G

当用力F向下拉小球又伸长x时，弹簧的弹力F合＝F＋G.所以F合＝F＋G＝k(x1＋x)＝kx1＋kx＝G＋kx.故B正确．

4．(2011年江苏徐州模拟)木块A、B分别得50 N和30 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2.与A、B相连接的轻弹簧被压缩了5 cm，系统置于水平地面上静止不动．已知弹簧的劲度系数为100 N/m.用F＝1 N的不变力作用在木块A上，如图3－8所示．力F作用后(　　)

图3－8

A．木块A所受摩擦力大小是4 N，方向向右

B．木块A所受摩擦力大小是9 N，方向向右

C．木块B所受摩擦力大小是9 N，方向向左

D．木块B所受摩擦力大小是6 N，方向向左

解析：选A.本题考查了力学中的最基本问题——受力分析，以及摩擦力大小和方向的判断．当A不受外力F作用时，A、B之产生弹力大小均为5 N，均未达到各自的最大静摩擦力，故A受到的摩擦力大小为5 N，方向水平向右；B受到的摩擦力大小为5 N，方向水平向左；当A受到外力F＝1 N作用时经过受力分析可知，A受到的摩擦力大小为4 N，方向水平向右，弹簧仍然是原状，弹力大小不变，故B受到的摩擦力大小仍为5 N，方向水平向左，选项A正确．

5．人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，如图3－9所示．以下说法正确的是(　　)

图3－9

A．人受到重力和支持力的作用

B．人受到重力、支持力和摩擦力的作用

C．人受到的合力不为零

D．人受到的合力方向与速度方向相同

解析：选A.由于人做匀速运动，所以人所受的合力为零，水平方向不可能受力的作用，所以人只受到重力和支持力的作用．

6．如图3－10所示，质量为m的物体A以一定初速度v沿粗糙斜面上滑，物体A在上滑过程中受到的力有(　　)

图3－10

A．向上的冲力、重力、斜面的支持力和沿斜面向下的摩擦力

B．重力、斜面的支持力和下滑力

C．重力、对斜面的正压力和沿斜面向下的摩擦力

D．重力、斜面的支持力和沿斜面向下的摩擦力

解析：选D.物体受到重力、斜面的支持力以及沿斜面向下的摩擦力作用，物体由于惯性向上运动，不受向上的冲力，下滑力是重力的一个分力．

7．(2011年兰州高一检测)如图3－11所示，在水平力F作用下，重为G的物体沿竖直墙匀速下滑，若物体与墙之间的动摩擦因数为μ，则物体所受摩擦力的大小为(　　)

图3－11

A．μF   B．μF＋G

C．G   D.

解析：选AC.由滑动摩擦力的计算可得Ff＝μF，故A对，由二力平衡知识可得Ff＝G，故C对．

8．(2010年高考广东理综卷)图3－12为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA、FB，灯笼受到的重力为G.下列表述正确的是(　　)

图3－12

A．FA一定小于G

B．FA与FB大小相等

C．FA与FB是一对平衡力

D．FA与FB大小之和等于G

解析：选B.由题意知，A、B两点等高，且两绳等长，故FA与FB大小相等，B选项正确．若两绳夹角大于120°，则FA＝FB＞G；若夹角小于120°，则FA＝FB＜G；若夹角等于120°，则FA＝FB＝G，故选项A、D错．夹角为180°时，FA与FB才能成为一对平衡力，但这一情况不可能实现，故C项错．

9．(2009年高考浙江卷)如图3－13所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上．已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为30°，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为(　　)

图3－13

A.mg和mg   B.mg和mg

C.mg和μmg   D.mg和μmg

解析：选A.三棱柱受重力、斜面的支持力和摩擦力三力平衡，故FN＝mgcosθ＝mg，Ff＝mgsinθ＝mg，A选项正确．

10．(2011年抚顺高一检测)如图3－14所示，电灯悬于两壁之间，保持O点及OB绳的位置不变，而将绳端A点向上移动，则(　　)

图3－14

A．绳OA所受的拉力逐渐增大

B．绳OA所受的拉力逐渐减小

C．绳OA所受的拉力先增大后减小

D．绳OA所受的拉力先减小后增大

解析：选D.采用作图法求解由图可知OA绳受到的拉力先减小后增大，故D正确．

二、实验题(本题共2小题，共12分．按题目要求作答)

11．如图3－15所示，把弹簧测力计的一端固定在墙上，用力F水平向左拉金属板，金属板向左运动，此时测力计的示数稳定(图中已把弹簧测力计的示数放大画出)，则物块P与金属板间的滑动摩擦力的大小是________N．若用弹簧测力计测得物块P重13 N，根据表中给出的动摩擦因数，可推算出物块P的材料为________．

图3－15

解析：分析物块P的受力情况可知，物块P受金属板给P的滑动摩擦力Ff，方向向左，受弹簧测力计向右的拉力F，由二力平衡可知，Ff＝F，测力计读数为2.60 N，所以Ff＝2.60 N；又根据Ff＝μG可得：μ＝＝0.2.从表中可对比得知，物块P为木头．

答案：2.60(2.6也可)　木头

12．某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧测力计拉力的大小，如图3－16所示．

图3－16

(1)试在图中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F表示此力．

(2)有关此实验，下列叙述正确的是__________．

A．两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大

B．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力

C．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O.这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同

D．若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可

解析：(1)用平行四边形定则作图，即以F1、F2为两邻边作平行四边形，对角线就表示合力F.(标上箭头表明方向)

(2)两分力可以同时大于合力，故A正确；结点受三个力作用处于平衡状态，其中两弹簧测力计的拉力的合力与第三个力——橡皮筋的拉力等大反向，是一对平衡力，而橡皮筋的拉力不是合力，故B错；只有保证结点在同一位置才能说明作用效果相同，故C对；若两个分力的大小都改变而方向都不变，则合力必改变，结点的位置必改变，故D错．

答案：(1)如图所示　(2)AC

三、计算题(本题共4小题，共48分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

13．(10分)用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中，如图3－17所示，已知绳ac和bc与竖直方向的夹角分别为30°和60°，则ac绳和bc绳中的拉力分别为多大？

图3－17

解析：将物块重力产生的效果沿ac、bc两绳分解如图所示，由力的平行四边形的几何关系得：

Fac＝mgcos30°＝mg

Fbc＝mgcos60°＝mg.

答案：mg　mg

14. (10分)如图3－18所示，轻质弹簧的劲度系数为20 N/cm，用其拉着一个重200 N的物体在水平面上运动．当弹簧的伸长量为4 cm时，物体恰在水平面上做匀速直线运动．求：

图3－18

(1)物体与水平面间的动摩擦因数．

(2)当弹簧的伸长量为6 cm时，物体受到的水平拉力有多大？这时物体受到的摩擦力有多大？

解析：(1)F＝kx＝20×4 N＝80 N

由F＝Ff＝μmg得：μ＝＝0.4.

(2)由F＝kx得：F＝20×6 N＝120 N，

此时物体向右加速运动，受滑动摩擦力，

则Ff＝μmg＝80 N.

答案：(1)0.4　(2)120 N　80 N.

15．(12分)甲、乙两人分别在两岸用绳拉小船在河流中行驶，已知甲的拉力大小为800 N，方向与航向夹角为30°.要保持小船能在河流正中间沿直线行驶．

图3－19

(1)乙怎样用力最小？

(2)其最小的力为多大？

(3)此时小船受到两人拉力的合力为多大？

解析：(1)要使小船能在河流中间沿直线行驶，乙施力后船所受合力应沿该直线方向，由力的平行四边形定则，当F乙与航行直线垂直且向下时，用力最小．

(2)最小力F乙＝F甲sin30°＝400 N.

(3)合力为F＝F甲cos30°＝400 N.

答案：(1)乙垂直航向且向下时用力最小

(2)400 N　(3)400N

16．(16分)(2011年济南高一检测)如图3－20所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲、乙均处于静止状态．(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，tan37°＝0.75，g取10 m/s2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求：

图3－20

(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大？

(2)物体乙受到的摩擦力是多大？方向如何？

(3)若物体乙的质量m2＝4 kg，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ＝0.3，则欲使物体乙在水平面上不滑动，物体甲的质量m1最大不能超过多少？

解析：(1)FTOA＝＝m1g

FTOB＝m1gtanθ＝m1g

(2)Ff＝FTOB＝m1g

方向水平向左．

(3)Ffm＝μm2g＝0.3×40 N＝12 N

当FTOB＝m1g＝Ffm＝12 N时，m1＝1.6 kg，即物体甲的质量m1最大不能超过1.6 kg.

答案：(1)m1g　m1g

(2)m1g　方向水平向左

(3)1.6 kg