专项训练二相互作用汇编.docx
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专项训练二相互作用汇编
专项训练二(相互作用)
一.选择题(共20小题)
1.(2014•江门模拟)如图,质量为m的木块在水平向右的力F作用下在质量为M的木板上滑行,木板长度为L,保持静止.木块与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为μ,说法正确的是( )
A.
木板受到地面的摩擦力大小是μmg
B.
木板受到地面的摩擦力大小是μ(m+M)g
C.
当F>μ(m+M)g时,木板便会开始运动
D.
木块滑过木板过程中,产生的内能为μmgL
2.(2014•鼓楼区模拟)帆船运动员要驾船逆风行驶从M点到达N点,下列四个方案中合理的是( )
A.
B.
C.
D.
3.(2014•奉贤区二模)用轻绳系住一小球静止在光滑斜面上,如图所示.若要按力的实际作用效果来分解小球的重力,则重力的两个分力的方向分别是图中的( )
A.
1和5
B.
2和5
C.
3和5
D.
3和2
4.(2014•宝鸡一模)在如下所示的A、B、C、D四图中,滑轮本身的重力忽略不计,滑轮的轴O安装在一根轻木杆P上,一根轻绳ab绕过滑轮,a端固定在墙上,b端下面挂一个质量都是m的重物,当滑轮和重物都静止不动时,A、C、D图中杆P与竖直方向夹角均为θ,图B中杆P在竖直方向上,假设A、B、C、D四图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为FA、FB、FC、FD,则以下判断中正确的是( )
A.
FA=FB=FC=FD
B.
FD>FA=FB>FC
C.
FA=FC=FD>FB
D.
FC>FA=FB>FD
5.(2014•江苏模拟)如图所示,晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点,绳子的质量及绳与衣架挂钩间摩擦均忽略不计,衣服处于静止状态.如果保持绳子A端、B端在杆上位置不变,将右侧杆平移到虚线位置(A、B两绳仍为绷直状态),稳定后衣服仍处于静止状态.则( )
A.
绳子的弹力变大
B.
绳子的弹力不变
C.
绳对挂钩弹力的合力变小
D.
绳对挂钩弹力的合力不变
6.(2014•江西二模)如图所示,一根粗细均匀的轻绳两端分别系在固定竖直杆上的A、B两点,在绳上C点施加一个外力F.逐渐增大F,AC、BC两段绳同时断裂,则外力F的方向与竖直方向的夹角α为( )
A.
90°
B.
82°
C.
80°
D.
74°
7.(2014•南昌模拟)如图所示,斜面体置于粗糙水平面上,斜面光滑.小球被轻质细线系住放在斜面上.细线另一端跨过定滑轮,用力拉细线使小球沿斜面缓慢移动一段距离,斜面体始终静止.移动过程中( )
A.
细线对小球的拉力变大
B.
斜面对小球的支持力变大
C.
斜面对地面的压力变大
D.
地面对斜面的摩擦力变大
8.(2014•开封模拟)如图所示.在倾角为θ的光滑斜面和档板之间放一个光滑均匀球体,档板与斜面夹角α.初始时α+β<90°.在档板绕顶端逆时针缓慢旋转至水平位置的过程下列说法正确的是( )
A.
斜面对球的支持力变大
B.
档板对球的弹力变大
C.
档板对球的弹力先变小后变大
D.
斜面对球的支持力先变小后变大
9.(2014•安阳一模)如图所示,一只半球形碗倒扣在水平桌面上处于静止状态,球的半径为R,质量为m的蚂蚁只有在离桌面高度大于或等于
R时,才能停在碗上,那么蚂蚁河碗面间的最大静摩擦力为( )
A.
mg
B.
mg
C.
mg
D.
mg
10.(2014•济宁二模)某同学将完全相同的甲、乙两块条形磁铁放在粗糙的水平木板上(N极正对),如图所示,并缓慢抬高木板的右端至倾角为θ,在这一过程中两磁铁均未滑动.学习小组内各组各同学对这一过程提出的下列说法中,正确的是( )
A.
甲受到的摩擦力相对木板的方向可能发生变化
B.
乙受到的摩擦力相对木板的方向可能发生变化
C.
继续增大倾角,甲、乙将会同时发生滑动
D.
若减小甲乙间距,重复上述过程,增大倾角时乙会先发生向上滑动
11.(2014•松江区一模)如图所示,测力计上固定有一个倾角为30°的光滑斜面,用一根细线将一个质量为0.4kg的物体挂在斜面上,测力计有一定的示数.当细线被剪断物体正下滑时,测力计的示数将( )
A.
增加4N
B.
增加3N
C.
减少2N
D.
减少1N
12.(2014•邢台一模)如图,一条细绳跨过定滑轮连接两个小球A、B,它们都穿在一根光滑的竖直杆上,不计绳与滑轮间的摩擦,当两球平衡时OA绳与水平方向的夹角为θ,OB绳与水平方向的夹角为2θ,则球A、B的质量之比为( )
A.
2cosθ:
1
B.
1:
2cosθ
C.
tanθ:
1
D.
1:
2sinθ
13.(2014•静安区一模)如图所示.用钢筋弯成的支架,水平虚线MN的上端是半圆形,MN的下端笔直竖立.一不可伸长的轻绳通过动滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点,另一端从最高点B处沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高),则绳中拉力( )
A.
先变大后不变
B.
先不变后变大
C.
先不变后变小
D.
保持不变
14.(2014•广元二模)如图甲所示,劲度系数为k的轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为m的小球,从离弹簧上端高h处自由下落,接触弹簧后继续向下运动.若以小球开始下落的位置为原点,沿竖直向下建立一坐标轴ox,小球的速度v随时间t变化的图象如图乙所示,其中OA段为直线,AB段是与OA相切于A点的曲线,BC是平滑的曲线,则关于A、B、C三点对应的x坐标及加速度大小,下列说法正确的是( )
A.
xA=h,aA=0
B.
xB=h+
,aB=0
C.
xC<h+
,aC<g
D.
xC<h+
,aC>g,
15.(2014•浙江二模)如图,在足够长水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的小木块(长度不计)1、2、3,中间分别用一原长为L,劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数为μ,现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上,传送带按图示方向匀速运动,当三个木块达到平衡后,1、3两木块之间的距离是( )
A.
2L+μ(m2+m3)g/k
B.
2L+μ(2m2+m3)g/k
C.
2L+μ(m2+2m3)g/k
D.
2L+μ(m1+m2+m3)g/k
16.(2013•聊城一模)叠罗汉是一种二人以上层层叠成各种造型的游戏娱乐形式,也是一种高难度的杂技.图示为六人叠成的三层静态造塑,假设每个人的重量均为G,下面五人的背部均呈水平状态,则最底层正中间的人的一只脚对水平地面的压力约为( )
A.
G
B.
G
C.
D.
G
17.(2013•池州一模)如图所示,倾角为30°的斜面体置于水平地面上,一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B,跨过固定于斜面体顶端的滑轮O(可视为质点).A的质量为m,B的质量为4m.开始时,用手托住A,使OA段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力),OB绳平行于斜面,此时B静止不动.将A由静止释放,在其下摆过程中斜面体始终保持静止.则在绳子到达竖直位置之前,下列说法正确的是( )
A.
物块B受到的摩擦力一直沿着斜面向上
B.
物块B受到的摩擦力先减小后增大
C.
绳子的张力先减小后增大
D.
地面对斜面体的摩擦力方向一直水平向左
18.(2013•徐汇区一模)如图所示,一根不可伸长的细绳两端分别连接在固定框架上的A、B两点,细绳绕过光滑的轻小滑轮,重物悬挂于滑轮下,处于静止状态.若缓慢移动细绳的端点,则绳中拉力大小的变化情况是( )
A.
只将绳的左端移向A′点,拉力变小
B.
只将绳的左端移向A′点,拉力不变
C.
只将绳的右端移向B′点,拉力变小
D.
只将绳的右端移向B′点,拉力不变
19.(2013•桂林一模)如图所示,两个质量都是m的小球A、B用轻杆连接后靠在墙上处于平衡状态,已知墙面光滑,水平地面粗糙,现将A球向上移动一小段距离,两球再次达到平衡,那么将移动后平衡状态和原来的平衡状态比较,地面对B球的支持力F1和摩擦力F2的大小变化情况是( )
A.
F1不变,F2增大
B.
F1不变,F2减小
C.
F1增大,F2增大
D.
F1增大,F2减小
20.(2013•常德模拟)如图所示,一根轻弹簧上端固定在O点,下端拴一个小球P,开始时,小球处于静止状态.现对小球施加一个水平向右的外力F,使小球向右缓慢偏移,依次经过A点和B点,已知A、B两点分别在直线OM和ON上,但图中未标出具体位置,弹簧的伸长量始终处于弹性限度内,下列说法中正确的是( )
A.
B点比A点高
B.
B点比A点低
C.
B点与A点高度相同
D.
水平外力F逐渐变大
二.解答题(共4小题)
21.(2013•江苏)如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验.若砝码和纸板的质量分别为m1和m2,各接触面间的动摩擦因数均为μ.重力加速度为g.
(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小;
(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;
(3)本实验中,m1=0.5kg,m2=0.1kg,μ=0.2,砝码与纸板左端的距离d=0.1m,取g=10m/s2.若砝码移动的距离超过l=0.002m,人眼就能感知.为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大?
22.(2012•宁波模拟)如图,OP为光滑的水平杆,OQ为光滑的竖直杆,质量均为m的两个小环a、b,通过长为L的细线连接套在杆上,现环a在水平向右的外力F1作用下静止在A位置,此时连接小环ab的细线与水平杆的夹角恰好为45°.
(1)求此时作用于环a在水平向右的外力F1为多大?
(2)若开始时环a静止在垂足O点,连接小环ab的细线在竖直方向,环a在水平向右的恒力F2作用下从O点平移到A位置,问恒力F2应满足什么条件.
(3)若开始时环a静止在垂足O点,连接小环ab的细线在竖直方向上,环a在水平向右的恒力F1作用下从O点平移到A位置时,细线突然断开,问小环b能否到达垂足O点,分析并说明理由.
23.(2011•东城区模拟)如图所示,质量为M和m的物块用一根不可伸长的轻绳通过定滑轮连接,M放在倾角为37°的光滑斜面上,斜面固定在地上,穿过直杆的物块m可沿杆无摩擦地滑动.已知M=5kg,m=1.8kg,杆与斜面间的距离L=4m,sin37°=0.6,cos37°=0.8.试求:
(1)若当m在B位置时恰好能使两物块静止,求此时绳与杆的夹角α和杆对m的支持力的大小;
(2)若将m从A点无初速度释放(此时OA段绳子水平),
(a)试描述此后m的运动情况;
(b)若m运动到C点时速度恰好为零,求A、C两点之间的距离hAC.
24.(2008•淮安模拟)科学探究活动通常包括以下几个环节:
①提出问题,②猜想与假设,③制定计划与设计实验,④进行实验与收集证据,⑤分析与论证,⑥评估,⑦交流与合作等.一位同学在学习了滑动摩擦力之后,认为滑动摩擦力的大小可能与两物体接触面积的大小有关,于是他通过实验探究这个问题.
(1)这位同学认为,滑动摩擦力的大小与两物体的接触面积的大小成正比,这属于上述科学探究的 _________ 环节.
(2)为完成本实验,需要自己选用器材,其中他选用的木块应是下列选项中的 _________
A.各面粗糙程度相同的正方体
B.各面粗糙程度不同的正方体
C.各面粗糙程度相同,长、宽、高不同的长方体
D.各面粗糙程度不同,长、宽、高不同的长方体
(3)在本实验中,该同学设计了两种实验方案:
方案一:
木板水平固定,通过弹簧秤水平拉动木块,如图甲所示;
方案二:
木块与弹簧秤相连,弹簧秤水平固定,通过细绳水平拉动木板,如图乙所示.
①上述两种方案中,你认为更合理、更易于操作的是 _________ (填“方案一”或“方案二”)
②该实验应该记录的数据有 _________ ;
③如何根据数据分析并判断原来的猜想?
_________ .
专项训练二(相互作用)
参考答案与试题解析
一.选择题(共20小题)
1.(2014•江门模拟)如图,质量为m的木块在水平向右的力F作用下在质量为M的木板上滑行,木板长度为L,保持静止.木块与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为μ,说法正确的是( )
A.
木板受到地面的摩擦力大小是μmg
B.
木板受到地面的摩擦力大小是μ(m+M)g
C.
当F>μ(m+M)g时,木板便会开始运动
D.
木块滑过木板过程中,产生的内能为μmgL
考点:
摩擦力的判断与计算.菁优网版权所有
专题:
摩擦力专题.
分析:
m对M的压力等于mg,m所受M的滑动摩擦力f1=μmg,方向水平向左,M处于静止状态,水平方向受到m的滑动摩擦力和地面的静摩擦力,根据平衡条件分析木板受到地面的摩擦力的大小和方向.
解答:
解:
A、B、m所受M的滑动摩擦力大小f=μmg,方向水平向左,根据牛顿第三定律得知:
木板受到m的摩擦力方向水平向右,大小等于μmg,A正确,B错误.
C、当F>μ(m+M)g时,木板受的m的滑动摩擦力不变,木板仍然静止,C错误;
D、木块滑过木板过程中,产生的内能为Q=fS相对=μmgL,D正确;
故选:
AD.
点评:
本题中木板受到地面的摩擦力是静摩擦力,不能根据摩擦力求解,f2=μ2(m+M)g是错误的,不能确定此摩擦力是否达到最大值.
2.(2014•鼓楼区模拟)帆船运动员要驾船逆风行驶从M点到达N点,下列四个方案中合理的是( )
A.
B.
C.
D.
考点:
合力的大小与分力间夹角的关系.菁优网版权所有
专题:
平行四边形法则图解法专题.
分析:
帆船逆风前进是走之字路的,风向与船的行驶方向有大于零的夹角,根据运动的合成与分解,即可求解.
解答:
解:
将风吹向帆的垂直于帆的分力又分解为两个分力:
沿船行驶方向的分力F1和垂直于船行驶方向的分力F2,
由于垂直于船的行驶方向水的阻力f2很大(船的形状、斯托克斯原理),F2与f2平衡,使船不会打横.
行驶方向水的阻力则很小,F1略大于f1,至少等于f1,则船在这个方向就加速或者匀速前进.
当然为了不偏离目标太远,到了一定的时刻,要改变航向,使风从另一个侧面吹来,原理同上.
所以要走之字路才能利用逆风,又不偏离方向.现在的帆板运动员照样要利用这个原理来比赛.
故选:
B.
点评:
考查运动的合成与分解的应用,掌握帆船逆风前进的原理,注意合运动与分运动的关系.
3.(2014•奉贤区二模)用轻绳系住一小球静止在光滑斜面上,如图所示.若要按力的实际作用效果来分解小球的重力,则重力的两个分力的方向分别是图中的( )
A.
1和5
B.
2和5
C.
3和5
D.
3和2
考点:
共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.菁优网版权所有
专题:
共点力作用下物体平衡专题.
分析:
将力进行分解时,一般要按照力的实际作用效果来分解或按需要正交分解,若要按照力的实际作用效果来分解,要看力产生的实际效果.
解答:
解:
小球重力产生两个效果,一是使绳子拉伸,二是使斜面受压,故应按此两个方向分解,分别是3和5.
故选:
C.
点评:
按照力的实际作用效果来分解是常用方法,看准产生的效果即可,比较简单.
4.(2014•宝鸡一模)在如下所示的A、B、C、D四图中,滑轮本身的重力忽略不计,滑轮的轴O安装在一根轻木杆P上,一根轻绳ab绕过滑轮,a端固定在墙上,b端下面挂一个质量都是m的重物,当滑轮和重物都静止不动时,A、C、D图中杆P与竖直方向夹角均为θ,图B中杆P在竖直方向上,假设A、B、C、D四图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为FA、FB、FC、FD,则以下判断中正确的是( )
A.
FA=FB=FC=FD
B.
FD>FA=FB>FC
C.
FA=FC=FD>FB
D.
FC>FA=FB>FD
考点:
共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力.菁优网版权所有
专题:
共点力作用下物体平衡专题.
分析:
对滑轮受力分析,受连个绳子的拉力和杆的弹力;滑轮一直保持静止,合力为零,故杆的弹力与两个绳子的拉力的合力等值、反向、共线.
解答:
解:
由于两个绳子的拉力大小等于重物的重力,大小不变,即四个选项中绳子的拉力是大小相等的,
根据平行四边形定则知两个力的夹角越小,则合力越大,即滑轮两边绳子的夹角越小,绳子拉力的合力越大,
故D中绳子拉力合力最大,则杆的弹力最大,C中夹角最小,绳子拉力合力最小,则杆的弹力最小,顺序为:
FD>FA=FB>FC
故选:
B.
点评:
本题要注意杆的弹力可以沿着杆的方向也可以不沿着杆方向,结合平衡条件分析是关键.
5.(2014•江苏模拟)如图所示,晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点,绳子的质量及绳与衣架挂钩间摩擦均忽略不计,衣服处于静止状态.如果保持绳子A端、B端在杆上位置不变,将右侧杆平移到虚线位置(A、B两绳仍为绷直状态),稳定后衣服仍处于静止状态.则( )
A.
绳子的弹力变大
B.
绳子的弹力不变
C.
绳对挂钩弹力的合力变小
D.
绳对挂钩弹力的合力不变
考点:
共点力平衡的条件及其应用.菁优网版权所有
专题:
共点力作用下物体平衡专题.
分析:
对挂钩受力分析,根据平衡条件结合几何关系列式求解;杆向左移动时,绳子与杆的夹角改变,绳子的张角变小,根据平衡条件可知绳子拉力T变小;根据三力平衡条件可知,两绳子的拉力T的合力F始终与G等值反向,则绳子对挂钩的弹力的合力不变.
解答:
解:
A、对挂钩受力分析,如图所示,根据平衡条件,又有2Tcosθ=mg
绳子右端的B点在杆上位置不动,将右杆向左移动到虚线位置时,角度θ变小,故绳子拉力T变小,故A、B错误.
C、绳中的拉力左右相等,两侧绳子与竖直方向的夹角均为θ,
根据三力平衡条件可知,两绳子的拉力T的合力F始终与G等值反向,保持不变.故C错误,D正确.
故选:
D.
点评:
本题关键根据几何关系,得到向左移动时,绳子与竖直方向的夹角的变化情况,然后根据共点力平衡条件列式求解.
6.(2014•江西二模)如图所示,一根粗细均匀的轻绳两端分别系在固定竖直杆上的A、B两点,在绳上C点施加一个外力F.逐渐增大F,AC、BC两段绳同时断裂,则外力F的方向与竖直方向的夹角α为( )
A.
90°
B.
82°
C.
80°
D.
74°
考点:
共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力.菁优网版权所有
专题:
共点力作用下物体平衡专题.
分析:
由题意若AC、BC两段绳同时断裂,则AC与BC绳上的拉力相等.
解答:
解:
将F按效果根据平行四边形定则进行分解,如图:
若F的两个分力相等,则F与BC之间的夹角为45°,
则F与竖直方向的夹角α=180°﹣45°﹣53°=82°
故选:
B.
点评:
本题考了力的分解,当结点受三个力的作用时通常用平行四边形分解,当受三个以上力时通常用正交分解.
7.(2014•南昌模拟)如图所示,斜面体置于粗糙水平面上,斜面光滑.小球被轻质细线系住放在斜面上.细线另一端跨过定滑轮,用力拉细线使小球沿斜面缓慢移动一段距离,斜面体始终静止.移动过程中( )
A.
细线对小球的拉力变大
B.
斜面对小球的支持力变大
C.
斜面对地面的压力变大
D.
地面对斜面的摩擦力变大
考点:
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专题:
共点力作用下物体平衡专题.
分析:
取小球为研究对象,根据平衡条件得到拉力、支持力与绳子和斜面夹角的关系式,即可分析其变化;对斜面研究,由平衡条件分析地面对斜面的支持力和摩擦力,即可分析斜面对地面的压力变化.
解答:
解:
A、B设物体和斜面的质量分别为m和M,绳子与斜面的夹角为θ.
取球研究:
小球受到重力mg、斜面的支持力N和绳子的拉力T,则由平衡条件得
斜面方向:
mgsinα=Tcosθ①
垂直斜面方向:
N+Tsinθ=mgcosα②
使小球沿斜面缓慢移动时,θ增大,其他量不变,由①式知,T增大.
由②知,N变小,故A正确,B错误.
C、D对斜面和小球整体分析受力:
重力(M+m)g、地面的支持力N′和摩擦力f、绳子拉力T,由平衡条件得
f=Nsinα,N变小,则f变小,
N′=(M+m)g+Ncosα,N变小,则N′变小,由牛顿第三定律得知,斜面对地面的压力也变小.故CD错误.
故选A
点评:
本题采用隔离法研究两个物体的动态平衡问题,分析受力情况是基础.
8.(2014•开封模拟)如图所示.在倾角为θ的光滑斜面和档板之间放一个光滑均匀球体,档板与斜面夹角α.初始时α+β<90°.在档板绕顶端逆时针缓慢旋转至水平位置的过程下列说法正确的是( )
A.
斜面对球的支持力变大
B.
档板对球的弹力变大
C.
档板对球的弹力先变小后变大
D.
斜面对球的支持力先变小后变大
考点:
共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力.菁优网版权所有
专题:
共点力作用下物体平衡专题.
分析:
以小球为研究对象,分析受力情况,作出力图,根据平衡条件得出球对档板的压力FN1、球对斜面的压力FN2与斜面坡角α、挡板与斜面夹角β的函数关系式,由数学知识分析力的变化.
解答:
解:
选球为研究对象,球受三个力作用,即重力G、斜面支持力FN2、挡板支持力FN1,受力分析如图所示.
由平衡条件可得
x方向上:
FN1cos(90°﹣α﹣β)﹣FN2sinα=0…①
y方向上:
FN2cosα﹣FN1sin(90°﹣α﹣β)﹣G=0…②
联立①②解得:
FN2=
,FN1=
;
由题可知:
α
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