人教版物理高一必修1 第三章相互作用同步练习题.docx
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人教版物理高一必修1第三章相互作用同步练习题
人教版物理高一-必修一-第三章-相互作用-同步练习
一、单选题
1.关于弹性形变的概念,下列理解正确的是( )
A. 物体形状的改变叫弹性形变
B. 一根铁丝用力弯折后的形变就是弹性形变
C. 物体在外力停止作用后,能够恢复原状的形变叫弹性形变
D. 物体在外力作用下发生的形变叫做弹性形变
2.如图所示,把一个光滑圆球放在两块挡板AC和AB之间,AC与AB之间夹角为30°,现将AC板固定而使AB板顺时针缓慢转动90°,则( )
A. 球对AB板的压力先减小后增大 B. 球对AB板的压力逐渐减小
C. 球对AC板的压力逐渐增大 D. 球对AC板的压力先减小后增大
3.体育课上一学生将足球踢向墙壁,如图所示,下列关于足球与墙壁作用时墙壁给足球的弹力方向的说法正确的是( )
A. 沿v1的方向
B. 沿v2的方向
C. 先沿v1的方向后沿v2的方向
D. 沿垂直于墙壁斜向左上方的方向
4.关于摩擦力,以下说法正确的是( )
A. 运动的物体不可能受到静摩擦力作用
B. 静止的物体有可能受到滑动摩擦力作用
C. 滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
D. 滑动摩擦力的方向不可能与物体运动方向一致
5.下列关于物体重心的说法中,正确的是( )
A. 物体的重心必在物体上
B. 形状规则的物体的重心就在物体的几何中心
C. 重心是物体各部分所受重力的合力的等效作用点
D. 重心就是物体内最重的一点
6.两块相同的竖直木板间有质量均为m的两块相同的砖,用两个大小均为F的水平力压木板,使砖均静止不动,如图所示.设所有接触面间的动摩擦因数均为μ.则( )
A. 两块砖之间的摩擦力为0
B. 木板和砖之间的摩擦力为μF
C. F越大,木板和砖之间的摩擦力越大
D. 木板和砖之间的摩擦力大于砖的重力
7.如图所示,用长为L的轻绳悬挂一个质量为m的小球,对小球再施加一个力,使绳与竖直方向成β角并绷紧,小球处于静止状态,此力最小为( )
A. mgsinβ
B. mgcosβ
C. mgtanβ
D. mgcotβ
8.水平桌面上覆盖有玻璃板,玻璃板上面放置一木板,下列说法正确的是( )
A. 木块受到的弹力是由于木块发生的弹性形变要恢复造成的
B. 木块对玻璃板的压力与玻璃板对木块的支持力从性质上来说都是弹力
C. 木块的重力就是木块对玻璃板的压力
D. 木块对玻璃板的压力大小等于玻璃板对木块的支持力大小,因此二者是一对平衡力
9.木块A、B分别重50N和60N,它们与水平面之间的动摩擦因数均为0.25,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m。
系统置于水平地面上静止不动。
现用
=1N的水平拉力作用在木块B上,如图所示,力
作用后( )
A. 木块A所受摩擦力大小是12.5N
B. 木块A所受摩擦力大小是11.5N
C. 木块B所受摩擦力大小是9N
D. 木块B所受摩擦力大小是7N
二、多选题
10.如图所示,在固定的斜面上,用平行于斜面的力F推物体,而物体保持静止状态.关于斜面对物体的摩擦力,可能的是( )
A. 摩擦力的方向沿斜面向上
B. 摩擦力的方向沿斜面向下
C. 物体A不受摩擦力
D. 物体A受到的是滑动摩擦力
11.下列各种情况中,属于弹性形变的有( )
A. 撑杆跳高运动员起跳中,撑杆的形变
B. 当你坐在椅子上时,椅面发生的微小形变
C. 细钢丝被绕制成弹簧
D. 铝桶被砸扁
12.一物体在五个共点力作用下保持平衡,现撤掉其中两个力,这两个力的大小分别为25N和20N,其余三个力保持不变,则物体此时的合力大小可能是( )
A. 0N
B. 20N
C. 30N
D. 60N
13.如图所示,A、B两物体的质量分别为mA和mB,且mA>mB,整个系统处于静止状态,滑轮的质量和一切摩擦均不计.如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点,整个系统重新平衡后,物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ如何变化( )
A. 物体A的高度升高 B. 物体A的高度降低 C. θ角不变 D. θ角变小
14.如图所示,光滑水平地面上放有截面为
圆周的柱状物体A,A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B,对A施加一水平向左的力F,整个装置保持静止.若将A的位置向左移动少许,整个装置仍保持平衡,则移动后和移动前相比较( )
A. 水平外力F减小
B. A对B的作用力增大
C. 地面对A的支持力减小
D. B对A的作用力减小
15.如图所示,两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动,在O点悬挂一重物M,将两相同木块m紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止.Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小,FN表示木块与挡板间正压力的大小.若挡板间的距离稍许增大后,系统仍静止且O1、O2始终等高,则( )
A. Ff变小
B. Ff不变
C. FN变大
D. FN变小
16.如图所示,物体b在水平推力F作用下,将物体a挤压在竖直墙壁上,a、b均处于静止状态,关于a、b两物体的受力情况,下列说法正确的是( )
A. a受到两个摩擦力的作用
B. a受到两个弹力的作用
C. b不受到摩擦力的作用 D. 增大水平推力F,a受到墙壁的摩擦力不变
三、填空题
17.如图,一平行板电容器的两个极板竖直放置,在两极板间有一带电小球,小球用一绝缘清线悬挂于O点.先给电容器缓慢充电,使两级板所带电荷量分别为﹢Q和﹣Q,此时悬线与竖直方向的夹角为π/6.再给电容器缓慢充电,直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3,且小球与两极板不接触.求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量________.
18.将一个30N的力进行分解,其中一个分力的方向与这个力成30°角,另一个分力的最小值为________N。
19.如图所示,用一根细绳和一根轻杆组成一个三角支架,绳的一端绕在手指上,杆的一端顶在掌心上。
当A处挂上15N的重物时,三角架正好为直角三角形,且绳子跟杆成37°。
绳和杆对手指和手掌均有力的作用。
绳子对手指的作用为________N,杆对手掌的作用力________N。
20.如图所示,三段不可伸长的轻绳OA、OB、OC,O为结点,它们共同悬挂一个重物,其中OB绳是水平的,OA绳与水平方向成θ角,A、B端固定,C端所挂物体受重力为mg.则OA绳受到的拉力大小为T1=________;OB绳受到的拉力大小为T2=________.
21.中国高铁技术代表世界水平,最高时速可达500km/h。
一高速列车在水平面内行驶,以360km/h的速度转弯,转弯半径1km,坐在列车上质量50kg的乘客在转弯过程中受到座椅对乘客作用力的合力大小为________N。
(g取10m/s2)
22.把弹簧测力计的一端固定在墙上,用力F水平向左拉金属板,金属板向左运动,此时测力计的示数稳定,如图所示,则物块P与金属板间的滑动摩擦力的大小是________N。
若用弹簧测力计测得物块P重13N,根据表中给出的动摩擦因数,可推算出物块P的材料为________。
材料
动摩擦因数
金属﹣金属
0.25
橡胶﹣金属
0.30
木头﹣金属
0.20
皮革﹣金属
0.28
23.共点力F1、F2的合力F=200N,若分力F1与F的夹角为30°,则F2的最小值为________ N,此时分力F1的大小为________ N.(结果保留整数)
四、实验探究题
24.某研究小组的同学在水平放置的方木板上做“探究共点力的合成规律”实验时:
(1)利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O以及两只弹簧秤拉力的大小和方向,如图(a)所示,图中每一小格长度均代表0.5N,则F1与F2的合力大小为________ N.
(2)关于此实验,下列叙述中正确的是
A. 弹簧秤应先在竖直方向进行调零
B. 橡皮筋对结点O的拉力就是两弹簧秤对结点O的拉力F1与F2的合力
C. 两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O,这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同
D. 若要改变弹簧秤的拉力大小而又要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整两只弹簧秤的拉力大小使其中一只增大另一只减小即可
(3)图(b)所示是甲、乙两位同学在做以上实验时得到的结果,其中力F′是用一只弹簧秤拉橡皮筋时的图示,则哪一位同学的实验结果一定存在问题?
请简单说明理由.
答:
________.
25.小白同学做“验证力的平行四边形定则”实验,按照实验要求,他将白纸固定到木板上,将橡皮筋一端钉在木板边缘,将细线做成两个线套连接在橡皮筋另一端,便开始进行测量:
(1)测量分力:
他先用两个弹簧秤钩住两个线套同时用力拉橡皮筋,使得橡皮筋伸长到适当长度,此时他记录下橡皮筋活动端的位置O以及两个弹簧秤的读数.在此过程中,他的失误是________
(2)测量合力:
用一个弹簧秤通过线套拉橡皮筋,待橡皮筋伸长到合适长度时,记录下此时弹簧秤读数及细线方向.此操作中他的失误是________;
(3)绘图:
将两个分力F1、F2按相同的标度画在白纸上后,小白同学接下来想在白纸上按相同的标度作出理论合力F′和实际合力F,其中理论合力应用________方法绘制,实际合力应用________方法绘制.(填“A”或“B”)
A.用绘制好的F1和F2按平行四边形定则作出合力
B.用步骤
(2)中的测量数据作出合力
(4)结果分析:
若之前的失误都已改正,小白同学发现作出的理论合力F′和实际合力F差别较大,于是求助于力哥,力哥将两弹簧秤相互钩住拉伸,发现弹簧甲和弹簧乙的读数之比始终为4:
3.经询问得知小白同学测量分力F1及合力用的是弹簧甲,测量分力F2时用的是弹簧乙.请你对小白同学的测量结果提出修正方案:
________.
五、综合题
26.如图所示,在水平地面放一质量为1.0kg的木块,木块与地面间的滑动摩擦因数为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,取g=10m/s2,则:
(1)木块受到的摩擦力为多少?
(2)若将F2逆时针转90°,此时木块在水平方向上受的合力大小为多少?
加速度为多少?
(3)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少?
加速度为多少?
27.如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O.轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲、乙均处于静止状态.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan37°=0.75,g取10m/s2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求:
(1)轻绳OA,OB受到的拉力是多大?
(2)物体乙受到的摩擦力是多大?
方向如何?
(3)若物体乙的质量m2=4kg,物体乙与水平面之间的动摩擦因数μ=0.3,则欲使物体乙在水平面上不滑动,物体甲的质量m1最大不能超过多少?
答案
一、单选题
1.【答案】C
【解析】【解答】解:
A、物体形状的改变不一定都是弹性形变,只有发生了能够恢复原状的形变才叫弹性形变;故A错误.
B、一根铁杆用力弯折后,不能恢复原状,故不是发生弹性形变;故B错误.
C、物体在外力停止作用后,能够恢复原来形状的形变,叫弹性形变;故C正确.
D、物体在外力作用下发生的形变只有能恢复原状才叫弹性形变,故D错.
故选C.
【分析】
(1)物体发生了能够恢复原状的形变叫弹性形变;能够发生弹性形变的物体很多,弹簧是常见的物体之一.
(2)物体发生形变后,不能恢复原状的性质叫塑性.
2.【答案】A
【解析】【解答】解:
以小球为研究对象,分析受力情况,作出小球三个不同位置的受力图如图,可见,使AB板顺时针缓慢转动90°的过程中,
AB板对球的支持力N1先减小后增大,AC板对球的支持力N2一直减小,由牛顿第三定律得知,球对AB板的压力先减小后增大,球对AC板的压力一直减小.故A正确,BCD均错误.
故选:
A.
【分析】分析小球的受力情况,由平衡条件,运用图解法分析板对小球的支持力的变化,即可知道球对板的压力如何变化.
3.【答案】D
【解析】【分析】弹力的方向:
平面的弹力垂直于平面指向被支持的物体;曲面的弹力垂直于曲面该处的切平面指向被支持的物体;支撑点的弹力垂直于跟它接触的平面(或曲面的切平面)指向被支持的物体。
足球与墙壁作用时墙壁给足球的弹力方向与墙面垂直指向足球,即沿垂直于墙壁斜向左上方的方向。
故选D。
【点评】中等难度。
弹力的方向总是垂直于接触面并与施力物体的形变方向相反。
4.【答案】B
【解析】【分析】静摩擦力存在于相对静止的两物体之间,滑动摩擦力存在于相对运动的两物体之间.静摩擦力存在于相对静止的两物体之间,滑动摩擦力存在于相对运动的两物体之间,运动物体可能受到静摩擦力作用,静止物体也可能受到滑动摩擦力作用,滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反,可以和物体的运动方向相同,只有B正确。
故选B。
【点评】本题考查对弹力和摩擦力关系的理解.摩擦力要分静摩擦力和滑动摩擦力,它们的特点不同.滑动摩擦力方向一定与物体相对运动的方向相反,但不一定与运动方向相反。
5.【答案】C
【解析】【解答】解:
A、物体重心可能在物体上,也可能在物体外,比如均匀圆环的重心在环外.故A错误.
B、任何有规则形状的均匀物体,其重心一定与它的几何中心重合.而质量分布不均匀的物体则不一定.故B错误.
C、重心在效果上可以看作物体各部分所受重力的集中点.故C正确.
D、重心是物体各部分所受重力的集中点,不能说重心就是物体内最重的一点.故D错误.
故选:
C
【分析】重心位置由两个因素决定:
物体的形状和物体内质量分布.根据二力平衡原理分析物体悬挂起来重心与绳子的延长线的关系.物体重心可能在物体上,也可能在物体外.任何有规则形状的均匀物体,它的重心一定与它的几何中心重合.
6.【答案】A
【解析】【解答】解:
ABD、将2块砖看成一个整体,对整体进行受力分析,在竖直方向,共受到三个力的作用:
竖直向下的重力2mg,两个相等的竖直向上的摩擦力f,由平衡条件可得:
2f=2mg,f=mg.
由此可见:
两块砖受到木板的摩擦力均为mg.
木板对左边砖受力分析,有向上的摩擦力f=mg;由平衡条件可得二力已达到平衡,两块砖之间的摩擦力必为零,故A正确,BD错误;
C、F越大,木板和砖之间的最大静摩擦力越大,而静摩擦力仍不变,故C错误.
故选:
A.
【分析】对二个砖整体为研究对象,由平衡条件求出木板对左边砖和右边砖的摩擦力,滑动摩擦力与正压力成正比,而静摩擦力与压力无关,从而即可求解.
7.【答案】A
【解析】【解答】解:
以小球为研究对象,分析受力情况:
重力mg,绳的拉力T和力F,作出力图如图所示.
由作图法可知,当F与绳子方向垂直时,F最小.
根据平衡条件得
F=mgsinβ
故选A
【分析】以小球为研究对象,分析受力情况:
重力mg,绳的拉力T和力F,根据平衡条件的推论可知,绳的拉力T和力F的合力大小等于mg,方向竖直向上,保持不变,根据作图法,确定力F最小时F的方向,再根据平衡条件求出F的最小值.
8.【答案】B
【解析】【解答】木块受到的弹力是由于玻璃板发生微小形变要恢复原状造成的,而不是木块发生形变后要恢复原状造成的,A不符合题意;木块对玻璃板的压力是木块发生形变后要恢复原状所产生的弹力,玻璃板对木块的支持力是玻璃板发生微小形变后要恢复原状所产生的弹力,所以他们的本质都是弹力,B符合题意;木块的重力施力物体是地球,作用点在木块上;木块对玻璃板的压力施力物体是木块,作用点在玻璃上,故重力和压力不是同一个力,C不符合题意;木块对玻璃板的压力与玻璃板对木块的支持力等大、反向、共线是相互作用力而不是平衡力,D不符合题意。
故答案为:
B
【分析】木块受到的弹力是木板发生形变产生的;支持力和压力本质上都属于弹力;重力和压力属于不同性质的力;平衡力需要作用在同一个物体上面。
9.【答案】C
【解析】【分析】静摩擦力的大小随外力的变化而变化,但有一个最大值,其最大值略大于滑动摩擦力,在一般的计算中可以认为等于滑动摩擦力;本题中,A、B两木块在弹簧的推动下,相对地面有运动趋势,但无相对运动,故均受静摩擦力,在木块B上加上一个水平推力后,通过计算会发现,虽然B木块相对地面的滑动趋势变大,但仍然无法滑动,说明静摩擦力只是变大了,并不会变成滑动摩擦力.
木块A与地面间的滑动静摩擦力为:
,
木块B与地面间的滑动静摩擦力为:
,
弹簧弹力为:
施加水平推力F后,对B物体受力分析,重力与支持力平衡,水平方向受向右的弹簧弹力和拉力,由于B木块与地面间的最大静摩擦力为15N(等于滑动摩擦力),大于弹簧弹力和拉力之和,故木块B静止不动,故木块B受到的静摩擦力与弹簧弹力和拉力的合力平衡,因而
;施加水平推力F后,弹簧长度没有变化,弹力不变,故木块A相对地面有向左的运动趋势,其受到向右的静摩擦力,且与弹力平衡,因而
;
故选C。
【点评】本题关键是分别对两个木块受力分析,通过计算判断木块能否滑动,要注意静摩擦力等于外力,而不是大于外力,大于外力的只是静摩擦力的最大值。
二、多选题
10.【答案】A,B,C
【解析】【解答】解:
物体受重力、支持力、推力和摩擦力处于平衡.若F=mgsinθ,f=0;若F>mgsinθ,静摩擦力方向沿斜面向下;若F<mgsinθ,静摩擦力方向沿斜面向上.故ABC正确,物体静止不可能受滑动摩擦力所以D错误.
故选ABC.
【分析】对物体受力分析,根据共点力平衡判断摩擦力的方向.
11.【答案】A,B
【解析】A.撑竿跳高运动员撑竿跳高时,杆发生弹性形变,故A正确;
B.当你坐在椅子上时,椅面发生的微小形变,并能恢复原状,为弹性形变;故B正确;
C.细钢丝被绕制成弹簧时,钢丝不能恢复原状,为塑性;故C错误;
D.铝桶被压扁后不能恢复原状,为塑性,故D错误;
故选:
AB.
【分析】物体发生了能够恢复原状的形变叫弹性形变;能够发生弹性形变的物体很多,弹簧是常见的物体之一.
12.【答案】B,C
【解析】【解答】解:
由平行四边形定则可知,25N和20N的两个力的合力的大小范围应该是5N≤F合≤45N,所以可能的是BC,AD错误.
故答案为:
BC.
【分析】已知两个力的大小,求出这两个力合力大小的范围,其他的三个力的合力与之等大反向。
13.【答案】A,C
【解析】【解答】解:
将绳一端的固定点Q缓慢向右移到P点时,绳子的拉力大小不变,分析动滑轮的受力情况,作出力图如图,设绳子的拉力大小为F,两绳子的夹角为2α,由于动滑轮两侧绳子的拉力关于竖直方向有对称性,则有
2Fcosα=mAg,
由于F=mBg,保持不变,则得知,α角保持不变,由几何知识得知,α+θ=90°,则θ保持不变,当绳一端的固定点Q缓慢向左移到P点,动滑轮将下降,则物体A的高度升高.故AC正确,BD错误.
故选:
AC.
【分析】将绳一端的固定点P缓慢向右移到Q点时,绳子的拉力大小不变,分析动滑轮的受力情况,作出力图.由于动滑轮两侧绳子的拉力大小相等,由平衡条件知,两侧绳子关于竖直方向具有对称性,再分析将绳一端的固定点P缓慢向右移到Q点的过程中,θ角的变化,及A高度的变化.
14.【答案】A,D
【解析】【解答】解:
对B球受力分析,受到重力mg、A球对B球的支持力N′和墙壁对B球的支持力N,如图
当A球向左移动后,A球对B球的支持力N′的方向不断变化,根据平衡条件结合合成法可以知道A球对B球的支持力N′和墙壁对B球的支持力N都在不断减小,故D正确B错误;
再对A和B整体受力分析,受到总重力G、地面支持力FN,推力F和墙壁的弹力N,如图
根据平衡条件,有F=N;FN=G
故地面的支持力不变,推力F随着壁对B球的支持力N的不断减小而不断减小,故A正确,C错误;
故选:
AD.
【分析】先对B球受力分析,受到重力mg、A球对B球的支持力N′和墙壁对B球的支持力N,然后根据共点力平衡条件得到A球左移后各个力的变化情况;最后再对整体受力分析,根据平衡条件判断推力F和地面的支持力的变化情况.
15.【答案】B,C
【解析】【解答】将重物重力Mg按效果分解如图所示,应有
,即
,再对其中一个物体m受力分析如图所示,受到的摩擦力
,联立解得
,即木块与挡板间摩擦力大小与两板间距离无关,所以B符合题意,A不符合题意;由图可得
,由于挡板距离增大
随之增大,故
增大,所以C符合题意D不符合题意.
故答案为:
BC
【分析】利用支点O的平衡可以求出杆的作用力大小;利用m物体的平衡方程可以求出摩擦力的大小及面弹力的大小。
16.【答案】A,B,D
【解析】【解答】解:
ABC、对b分析可知,b受到重力、推力F,a对b的弹力,由于有向上的运动趋势,故受向上的静摩擦力.
对于a物体,受重力、b对a的弹力、墙壁对a的弹力、b对a的摩擦力,墙壁对a的摩擦力五个力作用平衡,则可知,a受到两个摩擦力的作用和两个弹力的作用,故AB正
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