人教版必修一第三章《相互作用》word单元测试1Word文档格式.docx
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()
A.μFB.μ(F+G)C.μ(F-G)D.G
8.下列关于分力与合力的说法,错误的是:
A.两个力的合力,可能小于一个分力
B.5N、2N、6N三个共点力最大合力为13N,最小合力为1N
C.两个分力的大小和方向都被确定,则合力也被确定
D.合力是分力等效替代的结果,其大小随着两分力夹角的增大而减小
9.如图所示,在水平力F作用下,A、B保持静止.若A与B的接触面是水平的,且F≠0。
则关于B的受力个数可能为()
A.2个B.3个
C.5个D.6个
10.如图所示,质量均为m的物体A、B通过一劲度系数k的弹簧相连,开始时B放在地面上,A、B均处于静止状态,现通过细绳将A向上拉起,当B刚要离开地面时,A上升距离为L,假设弹簧一直在弹性限度内,则()
A.L=
B.L<
C.L=
D.L>
11.如图所示,一条细绳跨过定滑轮连接物体A、B,A悬挂起来,B穿在一根竖直杆上,两物体均保持静止,不计绳与滑轮、B与竖直杆间的摩擦,已知绳与竖直杆间的夹角θ,则物体A、B的质量之比
等于()
A.
B.
C.
D.
12.如图所示,质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行,长木板放在水平地面上一直处于静止状态.若长木板ab与地面间的动摩擦因数为μ1,木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2,则长木板ab受到地面的摩擦力大小为()
A.μ1MgB.μ1(m+M)g
C.μ2mgD.μ1Mg+μ2mg
13.如图所示,将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上.滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ.若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g,则()
A.将滑块由静止释放,如果μ>tanθ,滑块将下滑
B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ<tanθ,滑块将减速下滑
C.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是2mgsinθ
D.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是mgsinθ
14.一轻杆BO,其O端用光滑铰链铰于固定竖直杆AO上,B端挂一重物,且系一细绳,细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮,用力F拉住,如图所示.现将细绳缓慢往左拉,使杆BO与杆AO间的夹角θ逐渐减小,则在此过程中,拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况是()
A.FN先减小,后增大B.FN逐渐减小
C.F先减小,后增大D.F逐渐减小
15.A、B、C三个物体通过细线和光滑的滑轮相连,处于静止状态,如图所示,C是一箱砂子,砂子和箱的重力都等于G,动滑轮的质量不计,打开箱子下端开口,使砂子均匀流出,经过时间t0流完,则下图中的哪个图线表示在这个过程中桌面对物体B的摩擦力Ff随时间的变化关系()
16.如图所示,一固定斜面上两个质量相同的小物块A和B紧挨着匀速下滑,A与B的接触面光滑.已知A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间动摩擦因数的2倍,斜面倾角为α,B与斜面之间的动摩擦因数是()
tanαB.
cotαC.tanαD.cotα
17.长直木板的上表面的一端放置一个铁块,木板放置在水平面上,将放置铁块的一端由水平位置缓慢地向上抬起,木板另一端相对水平面的位置保持不变,如图所示.铁块受到的摩擦力Ff随木板倾角α变化的图线在图中正确的是(设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小)()
18.如图所示,倾角为θ的斜面体C置于水平面上,B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,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受到水平面的摩擦力一定为零
C.水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等
D.若将细绳剪断,B物体依然静止在斜面上,水平面对C的摩擦力为零
19、.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的作用下静止P点。
设滑块所受支持力为FN。
OF与水平方向的夹角为
。
下列关系正确的是
B.
D.
20、如图所示,细而轻的绳两端,分别系有质量为mA、mB的球,mA静止在光滑半球形表面P点,已知过P点的半径与水平面夹角为60°
,则mA和mB的关系是
A.
C.
21.均匀长棒一端搁在地面上,另一端用细线系在天花板上,如图所示受力分析示意图中,不正确的是( B )
22.如图所示,物块所受重力为10N,放在光滑斜面上由一弹簧秤沿斜面拉住,使它静止.已知弹簧秤读数为6N,则斜面对物块的支持力大小为( )
A.4N B.8N
C.10ND.无法确定
23.一质量为1kg的物块在水平地面上向右滑行,物块与地面间的动摩擦因数为μ=0.2,从t=0时刻开始受到一水平向左的恒定外力F=1N的作用,则反映物块所受摩擦力随时间变化的图象是(取向右为正方向)( )
24.在一块长木板上放一铁块,当把长木板从水平位置绕一端缓缓抬起时,铁块所受的摩擦力( )
A.随倾角θ的增大而减小
B.在开始滑动前,随θ角的增大而增大,滑动后,随θ角的增大而减小
C.在开始滑动前,随θ角的增大而减小,滑动后,随θ角的增大而增大
D.在开始滑动前保持不变,滑动后,随θ角的增大而减小
2、填空题
1.为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系,某同学选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图所示的图象,从图象上看,该同学没能完全按实验要求做,使图象上端成为曲线,图象上端成为曲线的原因是______________.B弹簧的劲度系数为________.若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧________(填A或B).
2.在“验证力的平行四边形定则”的实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图14).实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O。
⑴某同学在做该实验时认为:
A.拉橡皮条的绳细一些且长一些,实验效果较好
B.拉橡皮条时,弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
C.橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O时,拉力要适当大些
D.拉力F1和F2的夹角越大越好
其中正确的是________(填入相应的字母)
⑵若两个弹簧测力计的读数均为4N,且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直,则________(选填“能”或“不能”)用一个量程为5N的弹簧测力计测量出它们的合力,理由是__________________。
3.在做“探究力的平行四边形定则”实验时:
(1)除已有的器材方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔外,还必须有____________和____________.
(2)要使每次合力与分力产生相同的效果,必须( )
A.每次把橡皮条拉到同样的位置
B.每次把橡皮条拉直
C.每次准确读出弹簧测力计的示数
D.每次记准细绳的方向
(3)为了提高实验的准确性,减小误差,实验中应注意些什么?
(4)某同学的实验结果如图所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与绳套结点的位置.图中________是力F1与F2的合力的理论值,________是力F1与F2的合力的实验值.通过把________和________进行比较,可以验证平行四边形定则.
三、大题
1.如图所示,轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定,杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°
的夹角.若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力),某人用它匀速地提起重物.已知重物的质量m=30kg,人的质量M=50kg,g取10m/s2.试求:
⑴此时地面对人的支持力的大小;
⑵轻杆BC和绳AB所受力的大小.
2.如图所示,光滑小圆环A吊着一个重为G1的砝码套在另一个竖直放置的大圆环上,今有一细绳拴在小圆环A上,另一端跨过固定在大圆环最高点B处的一个小滑轮后吊着一个重为G2的砝码,如果不计小环、滑轮、绳子的重量大小.绳子又不可伸长,求平衡时弦AB所对的圆心角θ。
3.雨滴接近地面的过程可以看做匀速直线运动,此时雨滴的速度称为收尾速度.某同学在一本资料上看到,雨滴的收尾速度v与雨滴的半径r成正比,由此该同学对雨滴运动中所受的阻力F作了如下几种假设:
⑴阻力只与雨滴的半径成正比,即F=kr(k为常数)
⑵阻力只与速度的平方成正比,即F=kv2(k为常数)
⑶阻力与速度的平方和半径的乘积成正比,即F=krv2(k为常数)
你认为哪种假设能够解释雨滴收尾速度与半径成正比这一关系?
请写出推导过程.
4.如图所示,光滑匀质圆球的直径d=40cm,质量为M=20kg,悬线长L=30cm,正方形物块A的厚度b=10cm,质量为m=2kg,物块A与墙之间的动摩擦因数μ=0.2。
现将物块A轻放于球和墙之间后放手,取g=10m/s2,求:
⑴墙对A的摩擦力为多大?
⑵施加一个与墙面平行的外力于物体A上,使物体A在未脱离圆球前贴着墙沿水平方向做加速度a=5m/s2的匀加速直线运动,那么这个外力的大小和方向如何?
5.如图所示,一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演,如果演员与独轮车的总质量为80kg,两侧的钢索互成150°
夹角,求钢索所受拉力有多大?
(钢索自重不计,取cos75°
=0.259)
6.如图所示,一球A夹在竖直墙与三角劈B的斜面之间,三角劈的重力为G,劈的底部与水平地面间的动摩擦因数为μ,劈的斜面与竖直墙面是光滑的。
问:
欲使三角劈静止不动,球的重力不能超过多大?
(设劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。
7.一光滑圆环固定在竖直平面内,环上套着两个小球A和B(中央有孔),A、B间由细绳连接着,它们处于如图所示位置时恰好都能保持静止状态。
此情况下,B球与环中心O处于同一水平面上,A、B间的细绳呈伸直状态,且与水平线成30°
角。
已知B球的质量为3kg,求细绳对B球的拉力和A球的质量。
(g取10m/s2)
8.有人想水平地拿一叠书,他用手在这些书的两端加一压力F=225N,如图所示,如每本书的质量为0.95kg,手与书之间的静摩擦因数为0.45,书与书之间的静摩擦因数为0.40,求此人可能拿书的最大数目(g取9.8m/s2)。
9.如图所示,某同学在地面上拉着一个质量为m=30kg的箱子匀速前进,已知箱与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,拉力F1与水平面夹角为θ=45°
,g=10m/s2.求:
1)绳子的拉力F1为多少?
2)该同学能否用比F1小的力拉着箱子匀速前进?
如果能,请求出拉力的最小值.若不能,请说明理由.
10、如图所示,斜绳(与水平方向夹450)与水平绳最大承受拉力分别为20N和10N,竖直绳抗拉能力足够强,三绳系于O点,问各绳均不断时,最多可悬吊多重的物体?
11、一电梯,启动后匀加速上升,加速度为2m/s2,制动后匀减速上升,加速度大小为1m/s2,楼高54m。
(1)若上升的最大速度为6m/s,电梯上升到楼顶的时间是多少?
(2)如果电梯先加速上升,然后匀速上升最后减速上升至停止,全程共用时间为16.5s,上升的最大速度是多少?
(3)请用速度-时间图象描述第
(2)问中的电梯的运动过程
答案
1、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
C
B
AC
A
D
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
二、实验
1.拉力过大,超过了弹簧的弹性限度 100N/m A
在弹簧的弹性限度以内,弹力与形变量是成正比的,图象上端出现弯曲是因为拉力过大,超过了弹簧的弹性限度.由胡克定律得x=F/k,则图线斜率的倒数等于弹簧的劲度系数k=100N/m.精确度高意味着相同拉力下形变量大,相同刻度线下最小分度值小,故应选用劲度系数小的弹簧A。
2.¢
Å
A、B、C ¢
Æ
不能 量程太小
¢
拉力F1和F2的夹角越大,而合力小,作图时相对误差太大,正确的选项为A、B、C。
若两个弹簧测力计的读数均为4N,且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直,则其合力为4
N>5N,故不能用一个量程为5N的弹簧测力计测量出它们的合力.
3、
(1)橡皮条 三角板
(2)A (3)¢
Ù
选用弹性小且适当长的细绳;
Ú
橡皮条、细绳和测力计的轴应在同一平面上,且与板面平行贴近等 (4)F F¡
ä
FF¡
解析:
(1)根据实验器材要求可知,还必须有橡皮条和三角板(用来作平行四边形).
(2)根据实验原理可知,为使合力与分力产生相同的效果,即使橡皮条发生相同的弹形形变,必须是每次把橡皮条拉到同样的位置,A正确.
(3)实验中应注意:
选用弹性小的细绳;
橡皮条、细绳和测力计的轴应在同一平面上,且与板面平行贴近等.
(4)在本实验中,按照平行四边形定则作出的合力F是F1和F2的合力的理论值,而用一只弹簧测力计拉橡皮条时测出的力F¡
为F1和F2的合力的实验值.比较F与F¡
(大小、方向),即可验证平行四边形定则.
1.⑴因匀速提起重物,则FT=mg.且绳对人的拉力为mg,所以地面对人的支持力为:
FN=Mg-mg=(50-30)×
10N=200N,方向竖直向上.
⑵定滑轮对B点的拉力方向竖直向下,大小为2mg,杆对B点的弹力方向沿杆的方向,由共点力平衡条件得:
FAB=2mgtan30°
=2×
30×
10×
N=200
N;
FBC=
=
N=400
N.
2.以小圆环A为研究对象,它受到的力有:
竖直绳对它的拉力F1=G1,其方向竖直向下;
AB绳对它的拉力F2=G2,其方向沿AB方向;
大圆环对它的弹力FN,其方向沿半径指向圆外,在F1、F2、FN三力的共同作用下,小圆环处于平衡状态.将小圆环A所受的三个力利用力的合成和力的分解,组成三角形,如图所示.由几何关系得¡
÷
OAB与¡
FNAF2'
相似,得
所以FN=F1,sin
=
,将F1=G1、F2=G2代入解得θ=2arcsin
.
3.雨滴达到收尾速度状态时,处于平衡状态,只受重力和空气阻力F.由平衡条件得
F=G=mg=
πr3ρg(r、ρ分别为雨滴的半径、密度);
由题意知v=k1r(k1为常数)
解得F=
rv2=krv2式中k=
由推导知,阻力与速度的平方和半径的乘积成正比.
即F=krv2假设才能解释v¡
Ø
r。
4.¢
球与物体A的受力图分别如图所示
对球有:
tanθ=
FN=Mgtanθ=150N
对物体A有:
Ff=μFN球=μFN=30N>
mg
所以A物体处于静止状态,静摩擦力Ff=mg=20N.
A沿水平方向运动,面对着墙看,作出A物体在竖直平面内的受力图如图所示,有:
Fsinα=mg
Fcosα-μFN=ma解出:
F=20
N,α=arctan
5.对钢丝绳上与车轮接触的点作为受力对象,其受力如图所示。
.其中F1、F2为两侧钢索对O点的拉力,显然,F1=F2,G'
为O点受到的独轮车的压力,平衡时,F1、F2的合力F大小与G'
相等,G'
数值上等于人和车的重力G。
由几何关系得:
2F1cos75°
=G'
=G,所以F1=G/2cos75°
=1544N。
6.由三角形劈与地面之间的最大静摩擦力,可以求出三角形劈所能承受的最大压力,由此可求出球的最大重力。
球A与三角形劈B的受力情况如下图甲、乙所示,球A在竖直方向的平衡方程为:
GA=FNsin45°
三角形劈的平衡方程为:
Ffm=FN'
sin45°
、FNB=G+FN'
cos45°
,另有Ffm=μFNB由上述得FN'
=
而FN=FN'
,所以GA=μG/(1–μ)。
7.①对B球受力分析如图所示,物体B处于平衡状态有FTsin30°
=mBg,FT=2mBg=2×
3×
10N=60N。
②物体A处于平衡状态有:
在水平方向FTcos30°
=FNAsin30°
在竖直方向FNAcos30°
=mAg+FTsin30°
,由上两式解得mA=2mB=6kg。
8.设书与书之间的最大静摩擦力能拿书的最大数目为n,人能执的最大数目为N,由平衡条件
得nmg=2μ书F、Nmg=2μ人F,即n=2μ书F/mg=19.34、N=2μ人F/mg=21.75>
n+2
所以该人能拿书的最大数目为21本。
9、
(1)
(2)能
10、10N
11、解:
(1)电梯加速上升阶段:
时间
上升高度
电梯减速上升阶段:
电梯匀速上升的高度
匀速上升时间
电梯上升的总时间:
(2)由上述分析可知:
加速阶段:
,时间
减速阶段:
匀速阶段:
电梯上升的总高度:
代入数值:
整理后:
解得结果:
(舍去)
(3)速度图象如图所示
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