《相互作用》章末测试文档格式.docx
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解析 乙物体受到重力、拉力、水平面的支持力及甲物体对乙物体的压力及水平面的静摩擦力,故C选项正确.
答案 C
4.用一根长1m的轻质细绳将一幅质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上(如图所示),已知绳能承受的最大张力为10N,为使绳不断裂,画框上两个挂钉的间距最大为(g取10m/s2)( )
A.
mB.
m
C.
mD.
解析 将画框的重力沿两绳方向分解,如图所示,当G1=G2=10N时,由力的平行四边形定则可知,
=G1·
cosθ
得θ=60°
,所以两挂钉之间的距离L=2×
0.5×
sin60°
m=
m,故选项A正确.
5.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的作用下静止于P点.设滑块所受支持力为FN,OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是( )
A.F=
B.F=mgtanθ
C.FN=
D.FN=mgtanθ
解析 小滑块受力分析如图所示,由受力平衡可知,
FNcosθ=F
FNsinθ=mg
解得FN=
,F=
.
6.把一个力分解为两个力时( )
A.一个分力变大时,另一个分力一定要变小
B.两个分力不能同时变大
C.无论如何分解,两个分力不能同时小于这个力的一半
D.无论如何分解,两个分力不能同时等于这个力
解析 当两个分力与合力方向相同,当两个分力等大时,其大小等于合力的一半,故两个分力不能同时小于这个力的一半,故C选项正确.
7.如上图所示,物体静止于光滑的水平面上,力F作用于物体O点,现要使合力沿着OO′方向,那么必须同时再加一个力F′,这个力的最小值是( )
A.FcosθB.Fsinθ
C.FtanθD.Fcotθ
解析 如图所示
已知合力沿OO′方向,其中一个分力F,则另一个分力的最小值为与OO′垂直,大小为Fsinθ,故B选项正确.
答案 B
8.如图所示,质量为m的物体悬挂在轻质的支架上,斜梁OB与竖直方向的夹角为θ.设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2.以下结果正确的是( )
A.F1=mgsinθB.F1=
C.F2=mgcosθD.F2=
解析 以O点为研究对象受到绳的拉力等于mg、OA弹力F1、OB弹力F2,如图所示
则F1=mgtanθ
F2=
故D选项正确.
9.如图所示,用绳系一个物体绕过定滑轮,绳的一端在位置1、2、3时,绳的拉力分别为F1、F2、F3,绳对滑轮的压力大小分别为FN1、FN2、FN3,设物体始终静止,则( )
A.F1>F2>F3,FN1=FN2=FN3
B.F1<F2<F3,FN1<FN2<FN3
C.F1=F2=F3,FN1>FN2>FN3
D.F1=F2=F3,FN1=FN2=FN3
解析 绳的拉力三种情况大小不变,始终等于物体的重力,绳子对滑轮的压力为两根绳子的合力,三种情况下两根绳子的夹角不同,有FN1>
FN2>
FN3,故C选项正确.
10.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图像如右图所示.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
解析 图像的横轴截距表示弹簧的原长,故A选项错误;
图像的斜率表示弹簧的劲度系数,B选项正确,C选项错误;
图像不过坐标原点,测得的弹力与弹簧长度不成正比,弹簧弹力跟伸长量成正比,故D选项错误.
第Ⅱ卷(非选择题)
二、实验题(本题包括2小题,共12分)
11.(6分)在做“验证力的平行四边形定则”的实验时:
(1)下列叙述正确的是( )
A.同一次实验过程,结点的位置必须都拉到同一位置O点,不能随意变动
B.用两只弹簧测力计拉橡皮条时,应使两细绳之间的夹角总为90°
,以便于算出合力的大小
C.力的夹角越大越好
D.必须使分力与合力在同一平面内
(2)如果实验情况如图①所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳.图②是在白纸上根据实验结果画出的图.
图②中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是__________________.
解析
(1)同一次实验中,为保证作用效果相同,必须将结点O拉至同一位置,故A选项正确;
计算合力用平行四边形定则求得不必选用特殊角,故B选项错误;
夹角越大,合力越小,实验误差增大,故C选项错误;
做实验时,必须使分力与合力在同一平面内,故D选项正确.
(2)用一只弹簧测力计直接拉橡皮条的拉力方向一定沿AO方向,而用平行四边形定则求出的合力F与AO的方向可能有偏差.
答案
(1)AD
(2)F′
12.(6分)某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码,探究弹力与弹簧伸长量的关系.下表是该同学的实验数据,实验时弹簧始终未超过弹性限度.(g取10N/kg)
砝码质量m/10-3kg
30
60
90
120
150
弹簧总长度
l/10-2m
6.0
7.2
8.3
9.5
10.6
11.8
(1)根据实验数据在下图所示的坐标系中作出弹力F跟弹簧伸长量x的关系图像.
(2)根据图像得到弹簧的劲度系数是________N/m.
解析
(1)根据下表描点画线
弹簧伸长
量x/10-2m
1.2
2.3
3.5
4.6
5.8
弹力F/N
0.30
0.60
0.90
1.20
1.50
(2)由图像可知,弹簧劲度系数k=
N/m=25.86N/m.
答案
(1)见解析
(2)25.86
三、计算题(本题包括4小题,共38分,计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
13.(7分)举重运动中保持杠铃的平衡十分重要.如下图所示,若运动员举起1800N的杠铃后双臂保持106°
角,处于平衡状态,此时运动员两手臂受力各是多大?
(sin53°
=0.8,cos53°
=0.6)
解析 人受到杠铃的作用力的合力等于杠铃的重力,即杠铃的重力可分解为杠铃对人两个手臂的作用力,大小相等,如图所示.F1、F2夹角为106°
由平行四边形可知
F2·
cos53°
=
F2=F1=
=1500N.
答案 1500N 1500N
14.(9分)水平面上有一重50N的物体,受到F1=12N和F2=6N的两个相反方向的水平力作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.
(g=10N/kg,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
(1)此物体受到的摩擦力为多大?
(2)将F1撤去后,物体所受的摩擦力为多大?
(3)将F2撤去后,物体所受摩擦力多大?
解析
(1)物体所受最大静摩擦力
Fmax=μFN=μG=0.2×
50N=10N.
由于物体受到F1、F2两个反向的力的作用其合力为F1-F2=6N<
Fmax,故物体受到的摩擦力为静摩擦力Ff=6N.
(2)将F1撤去后,F2=6N<
Fmax,故物体受到的摩擦力为静摩擦力F′f=6N.
(3)将F2撤去后,F1>
Fmax,故物体受到的摩擦力为滑动摩擦力.
F″f=μFN=0.2×
答案
(1)6N
(2)6N
(3)10N
15.(10分)如下图所示,在水平地面放一质量为1.0kg的木块,木块与地面间的动摩擦因数为0.6,在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力F1、F2,已知F1=3.0N,F2=4.0N,g取10N/kg,则
(1)木块受到的摩擦力为多大?
(2)若将F2顺时针转90°
,此时木块在水平方向上受的合力大小为多大?
解析 F1与F2的合力为F=
=5.0N
木块受到的滑动摩擦力大小为f=μFN=0.6×
1.0×
10N=6.0N
由于F<f,故木块处于静止状态,木块与地面间的摩擦力为静摩擦力,大小与F1、F2的合力相等,即5.0N.
当F2顺时针旋转90°
时,F1与F2的方向相同,它们的合力为F1+F2=7.0N>6.0N,此时木块所受的摩擦力为滑动摩擦力,木块受的合力大小为1.0N.
答案 5.0N 1.0N
16.(12分)一根大弹簧内套有一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长0.2m,它们一端平齐并固定,另一端自由,如图①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像如图②所示,求大弹簧劲度系数k1和小弹簧劲度系数k2.
解析 压缩距离在0~0.2m时,压力等于一根弹簧中的弹力,当压缩距离大于0.2m时,压力等于两根弹簧的弹力之和.
由图②知,当x=0.2m时,F1=2N,由此得大弹簧的劲度系数为k1=
N/m=10N/m.
当大弹簧压缩0.3m时,小弹簧压缩0.1m,此时压力F2=5N.
由此得0.3k1+0.1k2=5
解得k2=20N/m.
答案 k1=10N/m,k2=20N/m
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- 相互作用 测试