第三单相互作用综合练习.docx
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第三单相互作用综合练习.docx
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第三单相互作用综合练习
第三单 相互作用综合练习
一、选择。
1.关于摩擦力,下列说法正确的是()
A、物体受到摩擦力作用时,一定受到弹力作用
B、只有运动的物体才有可能受滑动摩擦力作用
C、具有相对运动的两物体间一定存在摩擦力作用
D、摩擦力的方向一定与物体运动方向相反
2.关于两个大小不变的共点力与其合力的关系,下列说法正确的是
A.两个分力夹角小于180°时,合力大小随夹角的减小而增大
B.合力大小随两力夹角增大而增大
C.合力一定大于每一个分力
D.合力的大小不能小于分力中最小者
3.如图所示,物体静止在固定的斜面上,则对物体的受力分析,下列正确的是()
A、重力、支持力、压力;
B、重力、支持力、摩擦力;
C、重力、下滑力、支持力、摩擦力;
D、重力、下滑力、支持力、压力、摩擦力;
4.体育运动中包含着丰富的力学知识,如图所示,举重运动员举起质量为120kg的杠铃,双臂夹角为120°,取g=10m/s2,则运动员两臂对杠铃的作用力为()
A.750NB.800NC.1000ND.1200N
5.如图一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用,木块处于静止状态,其中F1=10N,F2=2N.现撤去F1保留F2.则木块在水平方向受到的合力为()
A.10N,方向向左B.6N,方向向右
C.2N,方向向左D.零
6.(多选)小陈在地面上从玩具枪中竖直向上射出初速度为v0的塑料小球,若小球运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比,小球运动的速率随时间变化的规律如图所示,t1时刻到达最高点,再落回地面,落地速率为v1,下列说法中正确的是()
A.小球上升过程中的平均速度大于
B.小球下降过程中的平均速度大于
C.小球射出时的加速度值最大,到达最高点的加速度值为0
D.小球的加速度在上升过程中逐渐减小,在下降过程中也逐渐减小
7.(多选)某物体以20m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g=10m/s2,则1s内物体的
A.路程为25m
B.位移大小为15m,方向竖直向上
C.速度改变量的大小为10m/s,方向竖直向下
D.平均速度大小为5m/s,方向竖直向上
8.伽利略在对自由落体运动的研究过程中,开创了如下框图所示的一套科学研究方法,其中方框2和4中的方法分别是
A.实验检验,数学推理B.数学推理,实验检验
C.提出假设,实验检验D.实验检验,合理外推
9.已知两个相互垂直的力的合力为50N,其中一个力为40N,则另一个力为()
A.10NB.20NC.30ND.40N
10.(多选)如图所示,倾角为α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上,物体a放在斜面上,轻质细线一端固定在物体a上,另一端绕过光滑的滑轮固定在c点,滑轮2下悬挂物体b,系统处于静止状态。
若将固定点c向右移动少许,而a与斜劈始终静止,则
A.细线对物体a的拉力增大B.斜劈对地面的压力减小
C.斜劈对物体a的摩擦力减小D.地面对斜劈的摩擦力变大
二、填空:
11.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两根不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图所示,下列表述正确的是()
A.a的原长比b的长
B.a的劲度系数比b的大
C.a的劲度系数比b的小
D.测得的弹力与弹簧的长度成正比
如图所示,是探究某根弹簧的伸长量X与所受拉力F之间的关系图:
(1)弹簧的劲度系数是______N/m;
(2)当弹簧受F=600N的拉力作用时(在弹性限度内),弹簧伸长为x=______cm
12.在“探究两个共点力的合成”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)。
实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条。
(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项:
A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D.细绳要适当长些
其中正确的是________。
(填入相应的字母)
(2)实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
①图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是____________________。
②本实验采用的科学方法是()
A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法
三、计算。
13.如图所示,用水平力F将一个木块压在竖直墙壁上,已知木块重G=5N,木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25,问:
(1)当F=25N时,木块没有动,木块受到的摩擦力为多大?
(2)当F增大为30N时,木块仍静止,木块受到的摩擦力为多大?
(3)当F=10N时,木块沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为多大?
14.在现代汽车技术中,一般轿车都设置有“汽车悬架”,麦弗逊式及烛式悬架都是将螺旋弹簧和减振器有机组合,对缓冲冲击和消减冲击产生的振动全面考虑,大大提高了乘坐者的舒适性.现在有一组合弹簧,一根大弹簧内套了一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长0.2m.为了测量弹簧的劲度系数,把组合弹簧的一端平齐并竖直固定,另一端处于自由状态,如图甲所示.当压缩此组合弹簧时,测得力与压缩距离之间的关系图线如图乙所示,则大弹簧的劲度系数k1和小弹簧的劲度系数k2分别为多少?
15.如图所示,轻细绳OA、OB在结点O悬挂一个重力G=60N的重物,绳OA与竖直方向的夹角θ=30°,绳OB沿水平方向.求:
(1)绳OA和绳OB中的弹力分别多大?
(2)若绳OA承受的最大弹力为100N.绳OB能承受的最大弹力为40N,此悬挂装置能悬挂的最大重量多大?
16.如图所示,一个质量为2Kg的滑块在一大小为F=40N的水平恒力的作用下恰好能沿斜面向上做匀速直线运动,斜面始终静止在水平地面上,倾角θ=37o,(sin37O=0.6cos37O=0.8g=10m/s2)。
求:
滑块与斜面间的滑动摩擦因数
的大小。
17.在一次低空跳伞演练中,当直升飞机悬停在离地面224m高处时,伞兵离开飞机做自由落体运动.运动一段时间后,打开降落伞,展伞后伞兵以12.5m/s2的加速度匀减速下降.为了伞兵的安全,要求伞兵落地速度最大不得超过5m/s,(取g=10m/s2)求:
(1)伞兵展伞时,离地面的高度至少为多少?
(2)着地时相当于从多高处自由落下?
(3)伞兵在空中的最短时间为多少?
18.如图所示,质量M=
kg的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块A与质量m=
kg的小球相连。
今用跟水平方向成α=300角的力F=
N,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,取g=10m/s2。
求:
(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角θ;
(2)木块与水平杆间的动摩擦因数为μ。
参考答案
1.A
【解析】
试题分析:
物体受到摩擦力作用时,两物体之间一定有形变,则一定受到弹力作用,选项A正确;运动和静止的物体都有可能受滑动摩擦力作用,选项B错误;具有相对运动的两物体间,必须有弹力且接触面粗糙时才存在摩擦力作用,选项C错误;摩擦力的方向一定与物体相对运动方向相反,选项D错误;故选A.
考点:
摩擦力
2.A
【解析】
试题分析:
当夹角θ<180°时,由公式
可知随着θ减小而增大,故A正确,B错误;由力的合成三角形定则知两个力及它们的合力构成一个矢量三角形,合力不一定大于任何一个分力,故C错误;由力的合成三角形定则知两个力及它们的合力构成一个矢量三角形,合力可以小于任何一个分力,故D错误;故选A.
考点:
合力和分力的关系
【名师点睛】对于合力与分力大小关系的各种情况应对应数学三角形的三边关系来理解,合力随两个分力夹角θ的变化关系可根据合力大小公式
来判断。
3.【答案】B
【解析】
试题分析:
物体受到竖直向下的重力G的作用,与物体相接触的是斜面,物体与斜面间相互挤压,所以物体受斜面的支持力N,方向垂直于斜面向上,物体有沿斜面向下的运动趋势,所以物体还受到沿斜面向上的静摩擦力
的作用,如图所示.物体不受压力作用.所以选项ACD错误,B正确。
考点:
物体的弹性和弹力
【名师点睛】该题考查了对物体的受力分析,解答该类型的题时要注意,不要漏掉力,也不要随意添加力,受力分析时按照一定的顺序,这样不易漏掉力,特别是对弹力的分析时,要注意与物体接触面的个数;每个力都找一下施力物体,这样不会添加力.受力分析时,下滑力,向心力是不能分析的。
4.D
【解析】
试题分析:
以杠铃为研究对象,分析受力情况:
重力mg和运动员两臂对杠铃的作用力F1和F2,作出力图如图.根据对称性得知,F1=F2.根据平衡条件得:
2F1cos60°=mg
得到:
F1=mg=1200N
故选:
D.
5.D
【解析】
试题分析:
木块开始在水平方向受三个力而平衡,则有:
f=F1-F2=10-2=8N;物体处于静止状态,则说明物体受到的最大静摩擦力大于等于8N;撤去F1后,外力为2N,小于8N,故物体仍能处于平衡,故合力一定是零,故选D.
考点:
物体的平衡
【名师点睛】本题是初学摩擦力的同学易错的一个题目,解答本题应准确理解静摩擦力的定义,并能根据受力分析得出力之间的关系。
6.BD
【解析】
试题分析:
上升过程若是匀减速直线运动,其平均速度为
,而从图中可以看出其面积小于匀减速直线运动的面积,即小球实际上升的位移小于做匀减速上升的位移,而平均速度等于位移与时间之比,故其平均速度小于匀减速运动的平均速度,即小于
.故A错误.同理,可知小球下降过程中的平均速度大于匀加速下降的平均速度,即大于
.故B正确.小球抛出时,根据牛顿第二定律得:
mg+kv=ma,此时速率最大,可知此时的加速度最大,到最高点时,v=0,加速度a=g,不是0.故C错误.上升过程有:
mg+kv=ma,v减小,a减小.下降过程有:
mg-kv=ma,v增大,a减小,故D正确.故选BD。
考点:
牛顿第二定律;v-t图像。
【名师点睛】本题关键是受力分析,只有分析好小球的受力,判断出小球加速度的变化情况,利用的面积表示位移,平均速度等于位移比时间分析平均速度。
7.BC
【解析】
试题分析:
物体上升到最高点需要的时间为
,所以1s内物体还没有上升到最高点,故路程和位移大小相等,规定向上为正方向,有
,方向竖直向上,A错误B正确;根据
,负号表示方向竖直向下,C正确;平均速度为
,方向竖直向上,D错误;
考点:
考查了竖直上抛运动
8.C
【解析】
试题分析:
这是依据思维程序排序的问题,这一套科学研究方法,要符合逻辑顺序,即通过观察现象,提出假设,根据假设进行逻辑推理,然后对自己的逻辑推理进行实验验证,紧接着要对实验结论进行修正推广.故选C.
考点:
伽利略在对自由落体运动的研究方法
【名师点睛】伽利略将可靠的事实和理论思维结合起来,以实验事实为基础,开辟了崭新的研究物理的方法道路,同学们要从中汲取营养,提高科学素质。
9.C
【解析】解:
根据平行四边形定则得,F2=
=
N=30N.因此C正确,ABD错误;
故选C
10.AD
【解析】
试题分析:
对物体b分析可得:
,若将固定点c向右移动少许,则两条绳的夹角变大,则绳的拉力T变大,选项A正确;对斜面体、物体a和b的整体而言,斜劈对地面的压力等于三个物体的重力减去c点的细绳的拉力的竖直分量,而对物体b分析可知,细绳在竖直方向的分量总等于b的重力的一半不变,故斜劈对地面的压力不变,选项B错误;对物体a受力分析可知,物体受重力、斜面的支持力以及摩擦力和绳的向上的拉力,因摩擦力的方向不能确定,故当绳的拉力增加时,无法判断摩擦力的变化,选项C错误;对斜面体、物体a和b的整体而言,地面对斜劈的摩擦力等于在c点的细绳拉力的水平分量,因将固定点c向右移动少许,在c点的细绳拉力变大,水平分量变大,故地面对斜劈的摩擦力变大,选项D正确;故选AD.
考点:
物体的平衡;摩擦力
【名师点睛】整体法和隔离法使用技巧:
当分析相互作用的两个或两个以上物体的整体的受力情况及分析对系统作用力时,宜用整体法;而分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法.整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂问题,通常要多次变换研究对象,交替使用整体法和隔离法。
11.
(1)B
(2)2000,30
【解析】
试题分析:
(1)由图像可知,直线与横轴交点的坐标为弹簧的原长,可知a的原长比b的短,选项A错误;根据F=kx可知,直线的斜率等于弹簧的劲度系数,可知a的劲度系数比b的大,选项B正确,C错误;由图像可知弹力与弹簧的伸长量成正比,但是与长度不成正比,选项D错误;故选B.
(2)弹簧的劲度系数为:
;由图像可知,当弹簧受F=600N的拉力作用时(在弹性限度内),弹簧伸长为x=30cm
考点:
此题是对胡克定律的考查;关键是理解定律的基本意义:
弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,而不是和长度成正比.
【名师点睛】
12.
(1)CD
(2)①F′②B
【解析】
试题分析:
(1)细线的作用是能显示出力的方向,所以不必须等长,故A错误;两细线拉橡皮条时,只要确保拉到同一点即可,不一定橡皮条要在两细线的夹角平分线上,故B错误;在拉弹簧秤时必须要求弹簧秤与木板平面平行,否则会因为摩擦力的存在影响力的大小,故C正确;为了更加准确的记录力的方向,拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些,D正确;
(2)F是通过作图的方法得到合力的理论值,由于误差的存在F和F′方向并不在重合;合力与分力是等效替代的关系,所以本实验采用的等效替代法
考点:
“探究两个共点力的合成”实验
【名师点睛】本实验采用的是“等效替代”的方法,即一个合力与几个分力共同作用的效果相同,可以互相替代,明确“理论值”和“实验值”的区别
13.
(1)当F=25N时,木块没有启动,木块受到的摩擦力为5N.
(2)当F增大为30N时,木块仍静止,木块受到的摩擦力为5N.
(3)当F=10N时,木块沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为2.5N
【解析】
试题分析:
木块静止时,在竖直方向上受重力和静摩擦力平衡;根据平衡条件可求摩擦力;当木块运动时,受滑动摩擦力,根据f=μF求出滑动摩擦力的大小.
解:
(1)当F=25N时,最大静摩擦力为Fm=0.25×25=6.25N;重力小于最大静摩擦力;故木块没有启动,则木块在竖直方向上受重力和静摩擦力平衡,即f=G=5N.
(2)当F增大为30N时,同理可知木块仍静止,木块在竖直方向上仍然受重力和静摩擦力平衡,即f=G=5N.
(3)水平方向上,木块受水平推力和墙壁的弹力平衡,当F=10N时,N=F=10N,则f=μN=0.25×10N=2.5N.
木块的受到的重力大于摩擦力;故物体沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,在水平方向上,木块受水平推力和墙壁的弹力平衡;故摩擦力f=2.5N;
答:
(1)当F=25N时,木块没有启动,木块受到的摩擦力为5N.
(2)当F增大为30N时,木块仍静止,木块受到的摩擦力为5N.
(3)当F=10N时,木块沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为2.5N
【点评】解决本题的关键知道静摩擦力的大小与正压力的大小无关,但是滑动摩擦力的大小与正压力的大小有关.同时一般认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.
14.10N/m20N/m
【解析】
试题分析:
从题图可知:
压缩距离x在0~0.2m范围内,此时只有大弹簧起作用,小弹簧没承受压力,有:
;
解得:
压缩距离x在0.2~0.3m范围内,两个弹簧都被压缩,都产生弹力,当大弹簧压缩x时,小弹簧压缩了(x-0.2),
所以
;
解得:
。
考点:
胡克定律
【名师点睛】此题是对胡克定律的考查;关键是弄清图像的物理意义,斜率表示弹簧的劲度系数,注意分析弹簧的状态。
15.
(1)40
N、20
N.
(2)40
N
【解析】
试题分析:
(1)由题系统处于静止状态,以结点O为研究对象,分析受力情况,作出力图,由平衡条件求出AO绳和OB绳的拉力.
(2)运用假设法,判断哪根绳子的拉力先达到最大,再由平衡条件求解能悬挂的物体最大重量.
解:
(1)以结点O为研究对象,分析受力情况,作出力图如图.CO绳对O点的拉力大小等于重力G,即FCO=G=60N.
由平衡条件得知:
CO绳的拉力FCO和OB绳的拉力FBO的合力与FAO等值、反向.由几何关系得:
FAO=
=
=
N=40
N,
FBO=mgtanθ=60×tan30°N=20
N,
(2)随着悬挂物体重力的增加,绳OA和绳OB的弹力都增大,假设OA绳的弹力达到最大值时,OB的拉力为:
FOB=FAOsinθ=100×sin30°N=50N>40N,即大于绳OB能承受的最大弹力
可知OB绳的弹力先达到最大值,应根据绳OB能承受的最大弹力40N求解悬挂装置能悬挂的最大重量.
最大重量为Gmax=
=
=40
N
答:
(1)绳OA和绳OB中的弹力分别是40
N和20
N.
(2)若绳OA承受的最大弹力为100N.绳OB能承受的最大弹力为40N,此悬挂装置能悬挂的最大重量是40
N.
【点评】本题是悬绳固定的物体平衡问题,往往以结点为研究对象,正确分析受力,作出力图,再灵活运用假设法,由平衡条件解题.
16.
【解析】
试题分析:
当滑块在斜面上做匀速直线运动时,受力分析并正交分解,根据平衡条件有:
在平行于斜面的方向上,有:
…①
在垂直于斜面方向,有:
…②
由题意知:
…③
联立①②③式解得:
考点:
考查了共点力平衡条件的应用
【名师点睛】在处理共点力平衡问题时,关键是对物体进行受力分析,然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力,然后列式求解,如果物体受到三力处于平衡状态,则可根据矢量三角形法,将三个力移动到一个三角形中,然后根据角度列式求解,
17.
(1)99m
(2)1.25m(3)8.6s
【解析】
试题分析:
(1)设伞兵展伞时,自由下落高度为h1,末速度为v1,再下落h2着地,加速度为-a,此时速度为v2,则:
联立解得v1=50m/s,h2=99m
(2)以5m/s的速度落地相当于从h高处自由落下,有
所以h=1.25m
(3)设伞兵在空中的最短时间为t,有:
故所求时间t=t1+t2=(5+3.6)s=8.6s
考点:
自由落体运动;匀变速直线运动的规律
【名师点睛】本题涉及两个过程的运动学问题,既要单独研究两个过程,更要抓住它们之间的联系:
比如位移关系、速度关系等等.
18.
(1)30°
(2)
【解析】
试题分析:
(1)设细绳对B的拉力为T.以小球为研究对象,分析受力,作出力图如图1,由平衡条件可得:
Fcos30°=Tcosθ①
Fsin30+Tsinθ=mg②
代入解得,T=10
N,tanθ=
,即θ=30°
(2)以木块和小球组成的整体为研究对象,分析受力情况,如图2.再平衡条件得
Fcos30°=f
N+Fsin30°=(M+m)g
又f=μN
得到,
代入解得,
考点:
物体的平衡
【名师点睛】本题涉及两个物体的平衡问题,研究对象的选择要灵活,此题采用隔离法与整体相结合的方法,也可以就采用隔离法研究。
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