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- 2021-05-26 发布
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《第三章 相互作用》
一、选择题
1.下列说法正确的是: ( )
A.力的作用是相互的,一个物体是施力物体同时也是受力物体
B.物体的重心一定在物体上
C.不接触的两个物体之间不可能有力的作用
D.重力就是地球对物体的吸引力
【答案】A
【名师点睛】此题是考查力的基本概念;关键是知道:力是物体之间的相互作用,力的作用是相互的,一
个物体即是施力物体也是受力物体;物体的重力是由于地球的 吸引而产生的,不是地球的吸引力,物体的
重心可以不在物体上面.
2.如图所示,质量为 m 的物体 A 以一定的初速度 v 沿固定的粗糙斜面上滑,物体 A 在上滑过程中受到的力
有: ( )
A.向上的冲力、重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力
B.重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力
C.重力、对斜面的正压力、沿斜面向下的摩擦力
D.重力、斜面的支持 力、下滑力
【答案】B
【解析】物体 A 在上滑过程中受到的力有竖直向下的重力、垂直斜面向上的斜面的支持力、沿斜面向下的
摩擦力,故选 B.
【名师点睛】此题是受力分析的问题;要记住受力分析的基本步骤是:先重力、后弹力、最后是摩擦力;
弹力的有无首先看是否接触,而摩擦力的有无要看是否接触面上有弹力、是否是粗糙接触面、有无相对运
动或者运动趋势;受力分析时不能无辜添加多余的力,例如此题中的下滑力它是重力的分力.
3.一物体静止在水平面上,则下列说法正确的是: ( )
A.物体对桌面的压力就是重力
B.物体对桌面的压力使物体产生了形变
C.桌面的形变对物体产生了支持力
D.桌面对物体的支持力使桌面产生了形变
【答案】C
【名师点睛】此题考查学生对弹力的理解;要知道弹力和重力是不同性质的力,只能说大小关系,不能说
“就是”;注意弹力的产生是哪个物体的形变而产生的;此题是基础题,意在考查学生对基本概念的理解程
度.
4.如图所示,一个质量为 m=2.0kg 的物体,放在倾角为θ=30°的斜面上静止不动,若用竖直向上的力 F=5.0N
提物体,物体仍静止(g=10m/s2),下述结论正确的是: ( )
A.物体受到的合外力减小 5.0N B.物体受到的摩擦力减小 5.0N
C.斜面受到的压力减小 5.0N D.物体对斜面的作用力减小 5.0N
【答案】D
【解析】因物体仍然静止,则合力仍为零,合力不变,选项 A 错误;开始时物体所受的摩擦力为:
sin 10f mg N ;施加力后物体所受的摩擦力为:
' ( )sin 7.5f F mg N ,故物体受到的摩擦力
减小 2.5N,选项 B 错误;开始时斜面受到的压力为: cos 10 3NF mg N ;施加力后时斜面受到的压
力为:
' ( )cos 7.5 3NF mg F N ,斜面受到的压力减小 2.5 3N ,选项 C 错误;由平衡知识可知,
开始时物体对斜面的作用力等于物体的重力 20N,加力 F 后物体对斜面的作用力等于 mg-F=15N,则物体对
斜面的作用力减小 5.0N,选项 D 正确;故选 D.
【名师点睛】此题考查了物体的平衡问题;关键是知道斜面对物体的摩擦力等于重力的沿斜面向下的分力,
物体对斜面的压力等于重力垂直斜面方向的分力;斜面对物体的作用力是斜面对物体的摩擦力和斜面对物
体的支持力的合力.
5.如图所示,两竖直木桩 ab、cd 固定,一不可伸长的轻绳两端固定在 a、c 绳长为 L,一质量为 m 的物体
A 通过轻质光滑挂 L 挂在轻绳中间,静止时轻绳两端夹角为 120°.若把轻绳换成自然长度为 L 的橡皮筋,
物体 A 后仍处于静止状态,橡皮筋处于弹性限度内,若重力加速度大小为 g,上述两种情况,下列说法正确
的是: ( )
A.轻绳的弹力大于 mg B.轻绳的弹力小于 mg
C.橡皮筋的弹力大于 mg D.橡皮筋的弹力小于 mg
【答案】D
【名师点睛】此题是关于物体的平衡问题;解题时关键是要抓住挂钩与动滑轮相似,两侧绳子的拉力相等
且关于竖直方向是对称,能运用几何知识求解夹角α,再运用平衡条件解题;此题考查学生灵活运用知识
的能力.
6.如图,A、B 两物体重力都等于 10N,各接触面动摩擦因数都等于 0.3, F1=1N 和 F2=2N 的两个水平力分
别作用在 A 和 B 上,A、B 均静止,则 A 受的摩擦力和地面对 B 的摩擦力大小分别为 : ( )
A.3N,6N B.1N,2N C.1N,1N D.0N,1N
【答案】C
【解析】因两个物体都处于静止状态,故所受的摩擦均为静摩擦力;对物体 A 受力分析可知:F1=fA=1N;对
AB 的整体,由平衡条件可知:F2=F1+fB,解得 fB=1N,故选项 C 正确。
【名师点睛】此题是对物体的平衡条件及摩擦力的求解的考查;关键是知道要求解的摩擦力是静摩擦力,
故不能根据滑动摩擦力的求解公式求解;解题时要正确选择研究对象,正确的受力分析以后列的方程求解
摩擦力.
7.将力 F 分解成 F1 和 F2,若已知 F1 的大小和 F2 与 F 的夹角θ(θ为锐角),则下列判断不正确的是:
( )
A.当 F1>Fsinθ时,有两解
B.当 F1=Fsinθ时,一解
C.当 Fsinθ<F1<F 时,有两解
D.当 F1<Fsinθ时,无解
【答案】A
【名师点睛】此题考查了力的分解问题;本题关键是根据平行四边形定则作图分析,在搞清楚变化的量和
不变量的基础上,通过变换四边形即可解答;知道合力与分力是等效替代关系.
8.如图所示,有四块相同的坚固石块垒成弧形的石拱,每块石块的质量均为 m,每块石块的两个面间所夹
的圆心角均为 30°,第 3、第 4 块固定在地面上.假定石块间的摩擦力可以忽略不计,则第 1 与第 3 石块
间的作用力大小为: ( )
A. 2 3mg B.
2 3
3 mg
C.2mg D. 3mg
【答案】C
【解析】第 1 石块受到重力、第 2 石块对它的弹力和第三石块对它的弹力,受力如图.根据平衡知,
31
30 mgsin N
=
,解得 N31=2mg.故 C 正确,ABD 错误.故选 C.
【名师点睛】此题是物体的平衡条件的应用习题;解决本题的关键能够正确地选择研究对象,并对研究对
象正确的受力分析,运用共点力平衡进行求解,本题也可以对 12 整体分析求解;此题难度不大,考查学生
基本方法的运用能力.
9.(多选)如图所示,质量为 m 的物体,在与水平成θ的恒力 F 作用下沿水平地面匀速直线运动,物体与
顶板间的动摩擦因数为 ,则物体受到的摩擦力大小为: ( )
F
Ө
A.F·cos B. F·sin C. (Fsin +mg) D. (mg—Fsin )
【答案】AC
【名师点睛】此题考查了物体的平衡及摩擦力的求解问题;到物体做匀速直线运动或者静止时物体处于平
衡状态,所受的合外力等于零,根据平衡条件即可求解摩擦力;掌握滑动摩擦力的求解公式 f= FN;此题
难度不大,是基础题.
10.(多选)如图所示,在粗糙水平地面上放一三角形劈, 三角形劈与光滑竖直墙之间放一光滑圆球,整
个装置处于静止状态,若把三角形劈向右移动少许后,它们仍处于静止状态,则: ( )
A.球对墙的压力增大 B.球对墙的压力不变
C.球对三角形劈的压力增大 D.地面对三角形劈的摩擦力不变
【答案】BD
【解析】对球受力分析,受重力、斜面支持力和墙壁的支持力;再对斜面体受力分析,受重力、球的压力、
地面的支持力和摩擦力;若把三角形劈向右移动少许,各个力的方向均没有改变,重力不变,故题中所有
的力大小也都不变;故 AC 错误,BD 正确;故选 BD.
【名师点睛】本题是共点力的平衡问题,解答此题只需判断出各个力的方向是否改变,然后结合共点力平
衡条件定性分析即可,此题是基础题目.考查学生利用所学知识快速解题的能力。
11.(多选)如图所示,水平推力 F 使物体静止于斜面上,则: ( )
A.物体一定受 3 个力的作用 B.物体可能受 3 个力的作用
C.物体一定受到沿斜面向下的静摩擦力 D.物体可能受到沿斜面向下的静摩擦力
【答案】BD
【名师点睛】此题考查了受力分析及物体的平衡问题;解题的关键是要分析物体是否受到静摩擦力作用以
及静摩擦力可能的方向,当 F 较大时,物体有向上运动的趋势,静摩擦力方向向下;当F 较小时,物体有向
下运动的趋势,静摩擦力方向向上.
12.(多选)如图所示,两根轻绳一端系于结点 O,另一端分别系于固定圆环上的 A、B 两点,O 为圆心。O
点下面悬挂一物体 M,绳 OA 水平,拉力大小为 F1,绳 OB 与绳 OA 成α=120°,拉力大小为 F2。将两绳同时
缓慢顺时针转过 75°,并保持两绳之间的夹角α始终不变,物体始终保持静止状态。则在旋转过程中,下
列说法正确的是: ( )
A.F1 逐渐增大 B.F1 先增大后减小 C.F2 逐渐减小 D.F2 先减小后增大
【答案】BC
【名师点睛】本题以共点力的平衡为命题背景,考查了学生的推理能力和分析综合能力,解题的关键是画
出力的矢量三角形,结合几何关系迹共点力的平衡条件来分析力的变化,此题难度适中,是一道考查学生
能力的好题.
二、实验题(本大题共 2 小题,第 13 题 4 分、14 题 6 分;共 10 分)
13.(4 分)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
【答案】(1)CD(2)①F′ ② B
【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
14.(6 分)某同学 利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与长度的关系”的实验.
(1)在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持 状态。
(2)他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度 x 的关系图线.由此图线可得该弹簧的原长 x0=
cm,劲度系数 k= N/m。
(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一只弹簧秤,当弹簧秤上的示数如图(c)所示时,该弹簧的长度 x=
cm。
【答案】(1) 竖直 (2) 4 50 (3) 10
【解析】
试题分析:(1)弹簧是竖直的,要减小误差,刻度尺必须与弹簧平行,故刻度尺要保持竖直状态;
(2)弹簧处于原长时,弹力为零,故原长为 4cm ;弹簧弹力为 2N 时,弹簧的长度为8cm ,伸长量为
4 0.04x cm m ;根据胡克定律 F k x ,有:
2 50 /0.04
Nk N mx m
F
= = =
;
③由图 c 得到弹簧的弹力为 3N ,根据图 b 得到弹簧的长度为10cm ;
【名师点睛】本题关键是明确实验原理,然后根据胡克定律 F k x 并结合图象列式求解即可。
三、计算题(本大题共 4 小题,第 15、16 题每题 9 分;第 17、18 题每题 11 分;共 40 分)
15.(9 分)质量为 2kg 的物体,静止在水平地面上。物体与地面间的动摩擦因数为 0.5,最大静摩擦力与
滑动摩擦力大小视为相等。给物体一水平拉力。
(1)当拉力大小为 5N 时,地面对物体的摩擦力是多大?
(2)当拉力大小变为 12N 时,地面对物体的摩擦力是多大?
(3)若撤去拉力,在物体继续滑动的过程中,地面对物体的摩擦力是多大?(取 g=10N/kg)
【答案】见解析。
【名师点睛】摩擦力大小的计算技巧
分析计算摩擦力的大小和方向时,应先分清是滑动摩擦力还是静摩擦力.
1.若是滑动摩擦力,则根据公式 Ff=μFN 或力的平衡条件或牛顿第二定律进行分析计算,切记压力 FN 一般
情况下不等于重力.
2.若是静摩擦力,则只能根据力的平衡条件或牛顿第二定律进行分析计算,切记不能用公式 Ff=μFN 计算
静摩擦力.
16.(9 分)南昌八一大桥是江西省第一座斜拉索桥,全长 3000 多米,设计为双独塔双索面扇形预应力斜拉
桥,如图所示。挺拔高耸的 103 米主塔似一把利剑直刺苍穹,塔两侧的多对钢索连接主梁,呈扇面展开,
如巨型琴弦,正弹奏着巨龙腾飞的奏鸣曲.假设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是 53°,每根钢索
中的拉力都是 5×104N,那么它们对塔柱形成的合力有多大?方向如何?
(已知 sin53°=0.8,cos53°=0.6)
【答案】6×104 竖直向下
【名师点睛】解决本题的关键知道合力和分力遵循平行四边形定则,会运用平行四边形定则对力进行合成
和分解。
17.(11 分)如图所示,粗糙水平地面上放置一个截面为半圆的柱状物体 A,A 与墙之间再放一光滑圆球 B,
整个装置处于平衡状态.已知 A,B 两物体的质量分别为 M 和 m,半圆球 B 同半圆的柱状物体半径均为 r,
已知 A 的圆心到墙角距离为 2r,重力加速度为 g。求:
(1)物体受到地面的支持力大小;(2)物体受到地面的摩擦力.
【答案】(1)(M+m)g (2)
3
3 mg
【解析】(1)对A、B 整体,受力分析如图所示.
由平衡条件得: NA=(M+m)g ①
f=NB ②
NB
NA
f
(M+m)g
NB
NAB
mg
θ
θ
A
B
2r
(2)对 B 受力分析如图,由几何关系得:
1sin = =2 2
r
r
,θ=300 ③
由平衡条件得:NAB cosθ–mg=0 ④
NAB sinθ–NB=0 ⑤
联立解③④⑤得 NB=mgtanθ=
3
3 mg
⑥
∴物体受到地面的摩擦力
3
3f mg
,方向水平向左。
18.(11 分)轻弹簧秤上端固定于 O 点,下端悬挂一个光滑的定滑轮 C,已知 C 重 1N,木块 A、B 用跨过定
滑轮的轻绳连接,A、B 的重力分别为 5N 和 2N。整个系统处于平衡状态,如图所示,求(1)地面对木块 A 的
支持力大小;(2)弹簧秤的示数,(3)滑轮 C 受到的合力。
【答案】(1)3N; (2)5N;(3)0
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