高中物理 第三章 相互作用检测B新人教版必修1

1、第三章检测(b)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包含10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,16题只有一个选项符合题目要求,710题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1同时作用在某物体上的两个方向相反的力,大小分别为8 n和10 n,其中10 n的力在逐步减小到零的过程中,两个力的合力的大小()a.先减小后增大b.先增大后减小c.一直减小d.一直增大解析:当10 n的力减小到8 n时,这两力的合力为零,故在10 n的力逐步减小到零的过程中,合力的大小应先减小后增大。答案:a2(2016·全国甲)质量为

2、m的物体用轻绳ab悬挂于天花板上。用水平向左的力f缓慢拉动绳的中点o,如图所示。用ft表示绳oa段拉力的大小,在o点向左移动的过程中()a.f逐渐变大,ft逐渐变大b.f逐渐变大,ft逐渐变小c.f逐渐变小,ft逐渐变大d.f逐渐变小,ft逐渐变小解析:由于是缓慢移动,可认为o点处于平衡状态,设任意时刻绳子与竖直方向的夹角为,移动过程中增大,如图所示。将拉力f与重力合成后,合力与绳子拉力等大反向。根据几何关系,可知f=gtan ,ft=f合=gcos,随增大,f和ft都增大。答案:a3木块a、b分别重50 n和60 n,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。

3、夹在a、b之间的轻弹簧被压缩了2 cm,弹簧的劲度系数为400 n/m。系统置于水平地面上静止不动。现用f=1 n的水平拉力作用在木块b上,如图所示。力f作用后()a.木块a所受摩擦力大小是12.5 nb.木块a所受摩擦力大小是11.5 nc.木块b所受摩擦力大小是9 nd.木块b所受摩擦力大小是7 n解析: 由题意可得b物体的最大静摩擦力fmax=fn=0.25×60 n=15 n,弹簧的弹力f弹=kx=400×0.02 n=8 n,b物体受到向右的合力f合=f弹+f=9 n<fmax,故b物体仍静止。由受力平衡可得木块b受到的摩擦力ffb=f弹+f=9 n,a物体

4、受到的摩擦力ffa=f弹=8 n,故选项c正确,选项a、b、d错误。答案:c4如图所示,设有三个力同时作用在质点p上,它们的大小和方向相当于正六边形的两条边和一条对角线,如图所示,这三个力中最小的力的大小为f,则这三个力的合力大小等于()a.3fb.4fc.5fd.6f解析: 由题意知f1=f2=f,f3=2f。由于f1与f2的夹角为120°,由平行四边形定则求得f1与f2的合力大小也为f,方向沿f3方向,故三个力的合力大小为3f,选项a正确。答案:a5如图所示,物体p静止于固定的斜面上,p的上表面水平。现把物体q轻轻地叠放在p上,则()a.p向下滑动b.p静止不动c.p所受的合外力

5、增大d.p与斜面间的静摩擦力不变解析: 原来p静止不动,说明重力沿斜面向下的分力小于或等于最大静摩擦力,即mgsin mgcos ,此式与质量无关,把物体q轻放在p上,把pq看成一体,相当于p的质量变大,p仍能静止,所受合外力为零,由受力平衡可知,p与斜面间的静摩擦力ff=m总gsin 变大。答案:b6如图所示,在一粗糙水平桌面上有两个质量分别为m1和m2的木块a和b,中间用一原长为l、劲度系数为k的轻质弹簧连接起来,木块与桌面间的动摩擦因数为。钩码拉着木块一起在桌面上匀速运动时,两木块之间的距离是()a.l+km1gb.l+k(m1+m2)gc.l+km2gd.l+km1m2m1+m2g解析

6、:以物体a为研究对象,所受弹力与滑动摩擦力相等,f=ff=m1g,所以弹簧伸长量x=m1gk,因此两木块之间的距离是l+km1g,故选项a正确。答案:a7如图所示,有一重力不计的方形容器,被水平力f压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到注满为止,此过程中容器始终保持静止,则下列说法正确的是()a.容器受到的摩擦力不断增大b.容器受到的摩擦力不变c.水平力f必须逐渐增大d.容器受到的合力不变解析: 根据物体受力平衡可知,容器受到的摩擦力等于重力,所以容器受到的摩擦力逐渐增大,即选项a正确,选项b错误;容器受到墙面的弹力大小等于水平力f的大小,当f较大,容器与墙面之间的最大静摩擦

7、力始终大于其重力时,水平力f可能不变,即选项c错误;容器始终保持静止,所以选项d正确。答案:ad8如图所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳子长度不同,下列说法正确的有()a.三条绳子中的张力都相等b.杆对地面的压力大于自身重力c.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零d.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力解析: 对杆受力分析,杆受重力、三条绳子斜向下的拉力、地面的支持力,杆所受向上的支持力与重力和三个拉力的合力是平衡力,所以选项d错误;支持力大于重力,由力的相互性知,杆对地面的压力大于自身重力,故选项b正确;由于杆处于平衡状态,则杆在水平

8、面内的合力也应为零,所以绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零,故选项c正确;三条绳子与水平面的夹角不同,而三条绳子拉力在水平面内分量的矢量和为零,所以三条绳子中的拉力不相等,故选项a错误。答案:bc9如图所示,物块m在静止的传送带上以速度v匀速下滑时,传送带突然启动,方向如图中箭头所示。若传送带的速度大小也为v,则传送带启动后()a.m静止在传送带上b.m可能沿斜面向上运动c.m受到的摩擦力不变d.m下滑的速度不变解析:由m匀速下滑可知其处于平衡状态,受重力、摩擦力、支持力,传送带启动以后对m受力情况没有影响,自然也不会影响其运动状态,故选项c、d正确。答案:cd10水平地面上物体受重力g和水平

9、作用力f作用而保持静止,现在使作用力f保持大小不变,方向沿逆时针方向缓缓转过180°,而物体始终保持静止,如图所示,则在这个过程中,物体对地面的正压力fn和地面对物体的摩擦力ff的变化情况是()a.ff不变b.ff先变小后变大c.fn先变小后变大d.fn先变大后变小解析: 当力f由水平转过90°至竖直过程中,角在增大,如图甲所示,将力f分解为f1、f2,则有ff=f1=fcos ,fn=g-f2=g-fsin ,当增大时,ff减小,fn减小。当力f由竖直转过90°至水平过程中,如图乙所示,角在减小,同理可得ff'=f1'=fcos ,fn'

10、=g-f2'=g-fsin ,则ff'增大,fn'增大。故选项b、c正确。答案:bc二、填空题(本题共2小题,共16分。把答案直接填在横线上)11(8分)某同学探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系。实验装置如图所示,刻度尺(最小刻度为毫米)的0刻度线与弹簧上端对齐。实验中,通过改变弹簧下端所悬挂钩码的质量,改变弹簧弹力,并记录下此时弹簧长度,进而求得弹簧的劲度系数k。重力加速度g取10 m/s2。(1)如图是在弹簧下端悬挂质量为350 g钩码时实验装置的示意图,此时弹簧的实际长度为 cm。 (2)若已知弹簧原长为7.80 cm,则根据此次测量的数据,求得弹簧的劲度系数

11、k= n/m。(保留2位有效数字) 解析:(1)弹簧的长度l=14.85 cm。(2)由f=k(l-l0),得k=fl-l0=350×10-3×10(14.85-7.80)×10-2 n/m=50 n/m。答案:(1)14.85(2)5012(8分)在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一个弹簧测力计。(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:弹力f/n0.501.001.502.002.503.003.50伸长量x/×10-2 m0.741.802.803.724.605.5

12、86.42用作图法求得该弹簧的劲度系数k= n/m(结果保留整数); (2)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图所示,其读数为 n;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 n,画出这两个共点力的合力f合; (3)由图得到f合= n。 解析:(1)作图时注意横坐标轴的标度,连线一定是一条过原点的直线,计算k时可取直线上较远的两点计算,例如(0.74×10-2,0.50),(6.42×10-2,3.50),k=yx=3.50-0.506.42×10-2-0.74×10-2 n/m53 n/m。(2)注意估读,作图时注意

13、选取标度,都从o点沿力的方向按力的大小作出力的图示。(3)选取合适的标度,以这两个力作为平行四边形的两条邻边,作平行四边形,画出对角线。用刻度尺量出平行四边形对角线的长度,除以标度,得出f合=3.3 n,如图所示。答案:(1)如图所示53(说明:±2内都可)(2)1.90(说明:有效数字位数正确,±0.02内都可)见解析图(3)3.3(说明:±0.2内都可)三、计算题(本题共4小题,共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式或演算步骤,有数值计算的要注明单位)13(10分)质量为2 kg的物体放在水平地面上,物体与水平地面间的动摩擦因数为0.5,现给物体施加一个水

14、平拉力f,物体恰在水平面上匀速运动。若在该物体运动的过程中,突然将拉力f改为大小不变、方向竖直向下的压力,这时物体受到的摩擦力的大小是多少?(g取10 m/s2)解析: 物体在水平拉力f的作用下匀速运动时f=ff,而ff=fn=mg,所以f=0.5×2×10 n=10 n。当f竖直向下时,正压力fn'=f+mg,即fn'=10 n+2×10 n=30 n。这时滑动摩擦力ff'=fn'=0.5×30 n=15 n。答案:15 n14(10分)两物体m0和m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,如图所示放置,oa、ob与水平面的夹角分别

15、为30°和60°,m0重20 n,m静止在水平面上。求:(1)oa绳和ob绳的拉力大小;(2)m受到的摩擦力。解析:(1)结点o的受力如图所示。根据平衡条件,竖直方向上ftacos 60°+ftbcos 30°-m0g=0水平方向上ftasin 60°-ftbsin 30°=0解得fta=10 n,ftb=103 n=17.3 n。(2)由于m也处于平衡状态,故在水平方向上ftb-fta-ff=0所以摩擦力大小ff=ftb-fta=7.3 n方向水平向左。答案:(1)10 n17.3 n(2)7.3 n方向水平向左15(12分)甲、乙

16、两人在两岸用绳拉小船在河流中行驶,如图所示,已知甲的拉力是200 n,拉力方向与航向夹角为60°,此时乙的拉力大小为2003 n,且两绳在同一水平面内,(1)若要使小船能在河流正中间沿直线行驶,乙用力的方向如何?小船受到两拉力的合力为多大?(2)乙在什么方向时用力最小,此时小船所受甲乙合力多大?(3)当=60°时,f乙多大?解析:(1)取船航向为x轴,与船航向垂直为y轴建立坐标系。如图所示,将f甲、f乙沿两坐标轴正交分解,有f甲x=f甲cos 60°=200×12 n=100 n,f甲y=f甲sin 60°=200×32 n=1003

17、 n,f乙x=f乙cos ,f乙y=-f乙sin 。若使小船在河流正中间行驶,则必须满足|f乙y|=|f甲y|=1003 n,即f乙sin =1003 n,sin =12,故=30°,f乙x=f乙cos =300 n,小船所受甲乙的合力f合=f甲x+f乙x=100 n+300 n=400 n。(2)当=90°时,f乙有最小值为f乙min=1003 n,方向为垂直于船的航向,此时两拉力的合力为f合'=f甲x=100 n。(3)当=60°时,则有f乙sin 60°=f甲sin 60°,则f乙=f甲=200 n。答案:(1)与航向夹角为30&

18、#176;400 n(2)与航向垂直100 n(3)200 n16(12分)质量m=15 kg的光滑球a悬空靠在墙和木块b之间。木块b的质量为m0=150 kg,且静止在水平地板上,它与球a接触的斜面与地面的夹角为60°,如图所示,g取10 m/s2,求:(1)墙和木块b受到的球的压力;(2)水平地板所受的压力和木块b所受的摩擦力。解析:(1)对小球a受力分析如图所示。小球a合力为零,得fn1sin 60°=fn2fn1cos 60°=mg解式得fn2=1503 n,fn1=300 n。墙所受到的压力为1503 n,球a对木块b的压力为300 n。(2)对木块受力分析如图所示。由木块两个方向上合力为零得fn1'cos 60°+m0g=fn3fn1'sin 60°