新高考物理第一轮复习课时强化训练相互作用解析版.docx

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新高考物理第一轮复习课时强化训练相互作用解析版

2021届新高考物理第一轮复习课时强化训练

相互作用

一、选择题

1、如图所示，质量为m的小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角θ＝37°的木板托住，小球处于静止状态，弹簧处于压缩状态，则（）

A．小球受木板的摩擦力一定沿斜面向上

B．弹簧弹力不可能为

mg

C．小球可能受三个力作用

D．木板对小球的作用力有可能小于小球的重力mg

解析：

选C小球的受力分析如图，当mgsin37°>Fcos37°，小球受到沿斜面向上的摩擦力，当mgsin37°

mg，所以A、B错误，C正确；木板对小球的作用力的竖直分量等于mg，所以不可能小于mg，D错误．

2、如图所示，半圆形线框竖直放置在粗糙的水平地面上，质量为m的光滑小球P在水平外力F的作用下处于静止状态，P与圆心O的连线与水平面的夹角为θ，将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢转过90°，框架与小球始终保持静止状态，在此过程中下列说法正确的是（　　）

A．拉力F一直增大

B．拉力F的最小值为mgsinθ

C．地面对框架的摩擦力先增大后减小

D．框架对地面的压力始终在减小

解析：

选D　对球受力分析，如图所示，从图看出，将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢转过90°，拉力先减小后增加，当拉力与支持力垂直时最小，为mgcosθ，故A、B错误；再分析球和框整体，受重力、拉力、支持力和摩擦力，如果将图中的拉力F沿着水平和竖直方向正交分解，将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢转过90°过程中，其水平分力减小、而竖直分力增加，根据平衡条件可知，支持力减小、摩擦力也减小，根据牛顿第三定律，对地面的压力减小，故C错误，D正确。

3．如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点．现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面体上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是（　　）

A．FN保持不变，FT不断增大

B．FN不断增大，FT不断减小

C．FN保持不变，FT先增大后减小

D．FN不断增大，FT先减小后增大

解析：

选D　对小球受力分析如图所示（重力mg、斜面对小球的支持力FN、绳对小球的拉力FT）．画出一簇平行四边形如图所示，当FT方向与斜面平行时，FT最小，所以FT先减小后增大，FN一直增大，只有选项D正确．

4、如图所示，A、B两物体并排放在水平桌面上，C物体叠放在A、B上，D物体悬挂在竖直悬线下端，且与斜面接触，若接触面均光滑，下列说法正确的是（　　）

A．C对桌面的压力大小等于C的重力

B．B对A的弹力方向水平向左

C．斜面对D的支持力方向垂直斜面向上

D．D受两个力作用

解析：

选D　C与桌面不接触，因此C对桌面无压力；A与B间无挤压，也就没有弹力；D与斜面仅接触而无挤压，故D只受重力和绳子拉力两个力作用，选项D正确．

5、力的合成和分解在生产生活中有着重要的作用，下列说法中正确的是（　　）

A．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩滑滑梯时受到的重力，使小孩下滑得更快

B．高大的桥要建很长的引桥，减小斜面的倾角，是为了减小汽车重力沿桥面向下的分力，达到行车方便和安全的目的

C．运动员做引体向上（缓慢上升）运动时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时用的力大，是因为张开时手臂产生的合力增大

D．两位同学提一桶水的时候，不管两个同学胳膊夹角多大，分力一定小于合力

解析：

选B　幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩重力沿斜面方向的分力，使小孩下滑得更快，故A错误；高大的桥要建很长的引桥，减小斜面的倾角，是为了减小汽车重力沿桥面向下的分力，达到行车方便和安全的目的，故B正确；运动员做引体向上（缓慢上升）运动时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时用的力大，是因为合力不变，张开的角度越大时，分力越大，则手臂用力增大，故C错误；两位同学提一桶水的时候，当两个分力角度大于一定角度时，分力会大于合力，故D错误．

6、两个力F1和F2间的夹角为θ，两力的合力为F.以下说法正确的是（　　）

A．若F1和F2大小不变，夹角θ由零增大到180°过程中，合力先减小后增大

B．合力F总比分力F1和F2中任何一个力都大

C．F1和F2大小相等时，它们的合力大小F可能等于分力大小

D．两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力

解析：

选C　若F1和F2大小不变，夹角θ由零增大到180°过程中，合力的范围为|F1－F2|≤F≤|F1＋F2|，合力是逐渐减小的，选项A错误；根据平行四边形定则知合力F可能比分力F1和F2中任何一个力都大，也可能比任何一个都小，选项B错误；当F1和F2大小相等且二力之间的夹角为120°时，它们的合力大小F等于分力大小，选项C正确；F是力F1、F2的合力，是用等效替代的力，不是物体受到的第三个力，选项D错误．故选C．

二、多项选择题

7．如图所示，物块A、B、C叠放在水平桌面上，水平拉力F作用在物块C上后，各物块仍保持静止状态，则以下说法正确的是（　　）

A．B不受摩擦力作用

B．C对A的摩擦力水平向左

C．A受到的各个摩擦力的合力为零

D．A、B、C三个物块组成的整体所受摩擦力为零

解析：

AC　B受到重力和支持力而平衡，故B不受摩擦力作用，选项A正确；A、C整体受力平衡，桌面对A的静摩擦力f1＝F，方向水平向左，即A、B、C三个物块组成的整体所受摩擦力大小为F，选项D错误；A在水平方向上受到f1和C对A的静摩擦力f3而平衡，f3＝F，方向水平向右，选项B错误，C正确．

8．如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行．在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则（　　）

A．b对c的摩擦力一定减小

B．b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上

C．地面对c的摩擦力方向一定向右

D．地面对c的摩擦力一定减小

解析：

BD　设a、b的重力分别为Ga、Gb，若Ga＝Gbsinθ，b受到c的摩擦力为零；若Ga≠Gbsinθ，b受到c的摩擦力不为零；若Ga

9、一直角V形槽固定在水平面上，其横截面如图所示，BC面与水平面间夹角为60°，有一质量为m的正方体木块放在槽内，木块与AB面间的动摩擦因数为μ，与BC面间无摩擦．现用平行于槽的水平力F推木块，使之沿槽向里匀速运动，重力加速度为g.下列说法正确的是（　　）

A．木块受到5个力的作用

B．木块对V形槽的作用力大小为mg

C．推力F大小为

μmg

D．木块对BC面的压力大小为

mg

解析：

选AC　木块受重力、斜面AB的支持力、斜面BC的支持力、斜面AB的摩擦力以及推力F的作用，选项A正确；水平推力F＝f＝μmgcos30°＝

μmg，选项C正确；木块对V形槽的作用力大小等于力F与重力mg的合力，其大小大于mg，选项B错误；木块对BC面的压力大小为mgcos60°＝0.5mg，选项D错误．

10、如图所示，倾斜的木板上有一静止的物块，水平向右的恒力F作用在该物块上．在保证物块不相对木板滑动和情况下，现以过木板下端点O的水平轴为转轴，使木板在竖直面内顺时针缓慢旋转一个小角度．在此过程中下面说法正确的是（　　）

A．物块所受支持力一定变大

B．物块所受支持力和摩擦力的合力一定不变

C．物块所受摩擦力可能变小

D．物块所受摩擦力一定变大

解析：

选BD　设木板与水平面的夹角为θ，对物块进行受力分析可知物块受竖直向下的重力mg、恒力F和垂直木板向上的支持力N以及沿木板向上的静摩擦力Ff，由于物块始终处于静止状态，故垂直木板方向合力为零，则物块所受支持力与摩擦力的合力与重力和F的合力相平衡，故物块所受支持力与摩擦力的合力不变．根据平衡条件有，在垂直木板方向有N＋Fsinθ＝mgcosθ，在沿木板方向有Ff＝mgsinθ＋Fcosθ，由题意可知θ逐渐增大，故N逐渐减小，结合题意可知摩擦力一定变大．故A、C错误，B、D正确．

12.如图所示，质量为m的小物块静止在半径为R的半球体上，小物块与球心的连线与水平地面的夹角为θ.则下列说法正确的是（　　）

A．小物块所受摩擦力大小为mgsinθ

B．小物块所受摩擦力大小为mgcosθ

C．地面对半球体的摩擦力方向水平向左

D．地面对半球体没有摩擦力

解析：

选BD　对小物块进行受力分析，如图，由于物块静止在半球上，处于平衡状态，沿切向列平衡方程，有f－mgcosθ＝0，解得f＝mgcosθ，故A错误，B正确；对小物块和半球体整体受力分析可知，整体水平方向不受外力，故地面对半球体没有摩擦力，故C错误，D正确．

13.如图所示，A、B质量分别为mA和mB，叠放在倾角为θ的斜面上以相同的速度匀速下滑，则（）

A．A、B间无摩擦力作用

B．B受到的滑动摩擦力大小为（mA＋mB）gsinθ

C．B受到的静摩擦力大小为mAgsinθ

D．取下A物体后，B物体仍能匀速下滑

解析：

选BCD　将A、B看成整体，则（mA＋mB）gsinθ＝f，N＝（mA＋mB）gcosθ，又f＝μN，得μ＝tanθ.对A隔离，A受静摩擦力，fA＝mAgsinθ.A对B的静摩擦力也等于mAgsinθ，方向沿斜面向下．取下A物体后，B物体受到支持力NB＝mBgcosθ，摩擦力fB＝μNB＝mBgcosθtanθ＝mBgsinθ，故B仍能匀速下滑．

三、非选择题

14．在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，某同学先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺刻度，然后将不同数量的相同的钩码依次悬挂在竖直弹簧下端，并记录好相应读数．

（1）某次测量如图所示，指针所指刻度尺读数为________cm．

（2）该同学在实验过程中，发现挂前3个钩码时，钩码重力与对应的弹簧伸长量基本成正比关系，但当挂上第4个钩码时，弹簧突然向下伸长很多，和前3组数据对比，明显不再成正比关系，产生这种情况的原因是_______________________．

（3）更换新的同种弹簧后进一步探究，在挂上第3个钩码后，在弹簧伸长过程中钩码的机械能将________，弹簧的弹性势能将________.（填“增加”、“不变”或“减少”）

解析　

（1）刻度尺的最小分度值为1mm，所以读数为14.15cm；

（2）钩码对弹簧的拉力超过了弹簧的弹性限度，不再满足胡克定律；（3）弹簧伸长，在不超过其弹性限度时，其弹性势能增加，而钩码下降，弹力做负功，机械能减少．

答案　

（1）14.15（14.13～14.17均可）　

（2）钩码对弹簧的拉力超过了弹簧的弹性限度，不再满足胡克定律　（3）减少　增加

15、一重为G的圆柱体工件放在V形槽中，槽顶角α＝60°，槽与工件接触处的动摩擦因数处处相同且大小为μ＝0.25，则：

（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

（1）要沿圆柱体的轴线方向（如图甲）水平地把工件从槽中拉出来，人要施加多大的拉力？

（2）现把整个装置倾斜，使圆柱体的轴线与水平方向成37°角（如图乙），且保证圆柱体对V形槽两侧面的压力大小相等，发现圆柱体能自动沿槽下滑，求此时工件和槽之间的摩擦力大小．

解析：

（1）分析圆柱体的受力可知，沿轴线方向受到拉力F、两个侧面对圆柱体的滑动摩擦力，由题给条件知，F＝f.将重力进行分解如图．

因为α＝60°，所以G＝F1＝F2，

由f＝μF1＋μF2，得F＝0.5G.

（2）把整个装置倾斜，则圆柱体重力压紧斜面的分力：

F′1＝F′2＝Gcos37°＝0.8G，此时圆柱体和槽之间的摩擦力大小：

f′＝2μF′1＝0.4G.

答案：

见解析

16、如图所示，粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑半圆球B，整个装置处于平衡状态．已知A、B的质量分别为m和M，半圆球B与截面为半圆的柱状物体A的半径均为R，半圆球B的圆心到水平地面的竖直距离为

R，重力加速度为g.求：

（1）物体A对地面的压力大小；

（2）物体A对地面的摩擦力．

解析：

（1）把A、B看成一个系统，对其运用整体法，该系统在竖直方向上受到竖直向下的重力（M＋m）g和地面的支持力FN的作用，二力平衡，所以FN＝（M＋m）g，即物体A对地面的压力大小为（M＋m）g.

（2）在水平方向上，该系统肯定受到竖直墙对其水平向右的弹力作用，那么一定也受到地面水平向左的摩擦力，并且摩擦力大小等于弹力大小；再选取半圆球B为研究对象，运用隔离法，受力分析如图所示．

可得：

FN1＝

，FN2＝Mgtanθ，

半圆球B的圆心到水平面的竖直距离为

R，所以θ＝45°，

所以FN2＝Mg.

根据受力分析，地面对物体A的摩擦力大小等于FN2，方向水平向左，所以物体A对地面的摩擦力大小为Mg，方向水平向右．

答案：

（1）（M＋m）g　

（2）Mg，方向水平向右

17、一般教室门上都安装一种暗锁，这种暗锁由外壳A、骨架B、弹簧C（劲度系数为k）、锁舌D（倾斜角θ＝45°）、锁槽E以及连杆、锁头等部件组成，如图甲所示．设锁舌D的侧面与外壳A和锁槽E之间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力Ffm由Ffm＝μFN（FN为正压力）求得．有一次放学后，当某同学准备关门时，无论用多大的力，也不能将门关上（这种现象称为自锁），此刻暗锁所处的状态的俯视图如图乙所示，P为锁舌D与锁槽E之间的接触点，弹簧由于被压缩而缩短了x.

（1）求自锁状态时D的下表面所受摩擦力的方向．

（2）求恰好关不上门时（自锁时）锁舌D与锁槽E之间的正压力的大小．

（3）无论用多大的力拉门，暗锁仍然能够保持自锁状态，则μ至少要多大？

解析：

（1）设锁舌D下表面受到的静摩擦力为Ff1，则其方向向右．

（2）设锁舌D受锁槽E的最大静摩擦力为Ff2，正压力为FN，下表面的正压力为F，弹力为kx，如图所示，由力的平衡条件可知：

kx＋Ff1＋Ff2cos45°－FNsin45°＝0①

F－FNcos45°－Ff2sin45°＝0②

Ff1＝μF③

Ff2＝μFN④

联立①②③④式解得正压力大小FN＝

.

（3）令FN趋近于∞，则有1－2μ－μ2＝0

解得μ＝

－1≈0.41.

答案：

（1）向右　

（2）

（3）0.41