最新力练习3456和习题解答 精品.docx
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练习和习题解答
练习一
(1)请你用一个点代表受力物体,画出下面几个力的图示,并说明施力物体和受力物体.
①机车对列车水平向右的牵引力1.5×118N;
②悬绳对重物竖直向上的拉力50N;
③铁锤对钉子竖直向下的打击力250N.
解:
①机车对列车牵引力的图示见图1-17.
②悬绳对重物拉力的图示见图1-18.
③铁锤对钉子的打击力的图示见图1-19.
(2)举出几个实例来说明力是物体对物体的作用.
解:
略.
(3)下列说法是否正确:
①力的产生离不开施力物体,但可以没有受力物体;
②没有施力物体和受力物体,力照样可以独立存在;
③有的物体自己就有力,这个力不是另外的物体施加的.
答:
这三个说法都是错的.力是两个物体之间的一种相互作用,离开任何一方都不可能有力产生.
练习二
(1)判断以下几种说法是否正确:
①一个物体,只有静止时才受到重力的作用;
②一个挂在绳子上的静止的物体,它受的重力和它拉紧悬绳的力,就是同一个力;
③一个物体,不论静止还是运动,也不论怎样运动,受到的重力都一样;
④一个物体,静止时受到的重力最大,向下运动时受到的重力较小,向上运动时受到的重力最小;
⑤物体本身就有重力,所以重力没有施力物体.
解:
①不正确.
②不正确.物体受的重力是地球施加给它的;而它拉紧悬绳的力,是它施加给悬绳的,性质是弹力.这是两个不同的力.
③正确.
④不正确.因为,一个物体不论静止还是运动,也不论怎样运动,受到的重力都一样.
⑤不正确.重力是由于地球的吸引而产生的.施力物体是地球.
(2)关于重力的方向,下列说法中正确的是:
①重力的方向总是垂直向下的;
②重力的方向总是竖直向下的;
③重力的方向总是和支持重物的支持面垂直的.
解:
②的说法正确.
(3)画出下面几个物体受到的重力的图示:
①放在地面上的质量是50kg的箱子;
②沿着滑梯下滑的质量是30kg的小孩;
③被抛在空中的质量是0.5kg的小球.
解:
①如图1-20所示.
②如图1-21所示.
③如图1-22所示.
练习三
(1)放在水平桌面上的书,对桌面的压力等于书受的重力.能不能说书对桌面的压力就是书受的重力?
为什么?
答:
不能说书对桌面的压力就是书受的重力.这两个力只是大小相等、方向相同,它们间的根本区别在于受力物体和施力物体不同:
书对桌面的压力,受力物体是桌面,施力物体是书;书受的重力,受力物体是书,施力物体是地球.另一方面,这两个力的性质也不同:
压力是弹力,而另一个是重力.
(2)停放在操场上的篮球,受到哪几个力的作用?
施力物体各是什么?
各个力的方向如何?
答:
篮球受到两个力的作用:
重力,施力物体是地球,方向竖直向下;
地面对篮球的支持力,施力物体是地面,方向竖直向上.
(3)有四位同学把斜面对重物的支持力3N,分别画成图1-23(课本图1-10)中的四种样子,你说哪个图画得对?
答:
甲图画得对.斜面对重物支持力的方向应该垂直斜面向上,乙、丙、丁图都不符合这个要求.
(4)如图1-24(课本图1-11)所示,用两根绳子把一个物体挂在天花板上,这个物体受到几个力的作用?
指出施力物体,并把力的方向表示出来.
解:
这个物体受到三个力作用:
重力G,施力物体是地球;拉力T1,施力物体是绳1;拉力T2,施力物体是绳2.三个力的方向如图1-25所示.
说明:
上面三个图都可以.刚体受的力是滑移矢量,重力G可沿作用线移到O点,乙图表示的就是这种情况.也可以把O点理解为表示物体的点画出丙图.题目只要求画力的方向,不要求表示出力的大小,但教师画图时应注意T2>T1.
(5)在水平桌面上的两个球,靠在一起但并不互相挤压,它们之间有相互作用的弹力吗?
为什么?
答:
两球间没有相互作用的弹力.因为弹力是在物体发生弹性形变时产生的,两个球靠在一起并不互相挤压,也就是说两个球没有发生形变,所以没有弹力.
练习四
(1)手压着桌面向前移动,会明显地感到有阻力阻碍手的移动.手对桌面的压力越大,会感到阻力越大.试一试,说明这是为什么?
答:
手压着桌面向前移动时手受到桌面的滑动摩擦力作用,滑动摩擦力的方向与手移动的方向相反,阻碍手的移动.因为滑动摩擦力的大小与压力成正比,手对桌面的压力越大,滑动摩擦力也越大,阻力就越大.
(2)判断下列说法是否正确:
①当动摩擦因数一定时,物体所受的重力越大,它所受的滑动摩擦力也越大;
②当动摩擦因数一定时,物体与支持面间的压力越大,它所受的滑动摩擦力也越大;
③当物体与支持面间的压力一定时,物体所受的滑动摩擦力越大,说明物体与支持面间的动摩擦因数越大.
答:
①不正确.当动摩擦因数一定时滑动摩擦力大小与正压力成正比,而与重力无关.
②正确.
③正确.
(3)在下列各情况中的物体是否受到静摩擦力作用:
①用力平推放在地面上的柜子,但没有推动.这个柜子;
②静止放在水平地面上的木箱;
③拔河运动中,在相持阶段,运动员握紧的绳子.
答:
①受到静摩擦力作用.(因为柜子受水平推力没动.)
②没受到静摩擦力作用.(静止放在水平地面上的木箱只受重力和地面支持力,在水平方向不受力.)
③受到静摩擦力作用.(运动员的手与绳子间有压力,并且由于正在“拔河”,手与绳子间有相对运动趋势.)
说明:
本题括号内的解释供教师参考.
(4)要在木桌上测重12.0N的木块的滑动摩擦力,用量程是10.0N的弹簧秤可以吗?
解:
从课本中的动摩擦因数表查出木-木间的动摩擦因数μ=0.30.木块与木桌间的压力N=12.0N,根据滑动摩擦力公式f=μN=0.30×12.0N=3.6N.滑动摩擦力较弹簧秤的量程10.0N小,因此可用这个弹簧秤测木块受的滑动摩擦力.
(5)如果你用20N的水平推力,使一块重40N的砖在水平地面上匀速滑动,你能求出砖和地面之间的动摩擦因数吗?
说明滑动摩擦力f与水平推力平衡,即f的大小是20N.重40N的砖与
(6)请你设计一个测量纸跟桌面之间动摩擦因数的方法.如果有条件的话,请你实际测一测.
解:
参看本章实验指导部分小实验
(1).
练习五
(1)下列各物理量,哪个是矢量?
①重力;②密度;③时间;④动摩擦因数;⑤摩擦力.
答:
重力和摩擦力是矢量.
(2)四名同学一起玩拔河游戏.其中两名分别用280N和350N的力向东拉,另外两名分别用300N和340N的力向西拉.求绳子所受的合力.
解:
绳子所受向东的力为280N+350N=630N,向西的力为300N+340N=640N.因此,绳子所受合力的方向向西,大小为640N-630N=10N.
(3)作用在同一个物体上的两个力,一个大小是60N,另一个是80N。
它们的夹角是90°.求这两个力的合力.
解:
如图1-26所示,做出互成90°角的两个力F1=60N,F2=80N;根据平行四边形定则做出它们的合力F.
用尺子量出合力F的长度,可知F=100N,方向与F1的夹角为53°.
由于F1与F2互成90°角,也可以用勾股定理计算出
(4)用作图法求夹角分别为30°、60°、90°、120°、150°的两个力的合力(课本图1-18).再求它们的夹角是0°和180°时的合力.比较求得的结果,能不能得出下面的结论:
①合力总是大于分力;②夹角在0°到180°之间时,夹角越大,合力越小.
解:
如图1-27所示.
夹角为0°时,合力大小为70N;夹角为180°时,合力大小为10N,方向均如图所示.
由图可知,合力并不总是大于分力,夹角在0°到180°之间时,夹角越大,合力越小.
(5)图1-28(课本图1-19)表示两部拖拉机拉着一条船通过运河的情形.两部拖拉机的拉力大小相等,都是2000N,夹角是60°.求这两个拉力的合力.
解:
按作图法取10mm长表示500N的力,O点表示船,作出平行四边形如图1-29所示①.量得对角线长为69mm,故合力F的大小为6.9×500N=3450N.合力的方向沿两分力F1、F2的角平分线.
本题作出的平行四边形是菱形,我们也可用计算法求合力F.如图所示,在直角三角形OAD中,OA表示分力F1,OD表示合力F的一半,∠AOD=30°,
F=2F1cos30°=2×2000×0.8659N
=3464N.
比较这两种解法,可见,在测量误差允许的范围内,所得的结果是一致的.
练习六
(1)在课文第2个实例中,F的两个分力是F1和F2,这就是说,力_____的作用效果与_____的作用效果是相同的.
答:
F;F1和F2共同.
(2)在图1-30(课本图1-24)中,已知合力F及一个分力或两个分力的方向,用作图法求未知的分力.
解:
如图1-31所示.
(3)把竖直向下的180N的力分解成两个分力,使其中一个分力在水平方向上并等于240N,求另一个分力.
解:
如图1-32所示,用作图法求得另一个分力F2的大小为7.5×40N=300N,F2与F的夹角为53.5°.
(4)如图1-33(课本图1-25)所示,作用在帆上的风力F=2.0×103N,F沿着帆船前进方向的分力F1是使船前进的推力,垂直于船身方向的分力F2使船身侧倾.风的方向和船前进的方向成45°角,求F1的大小.
解:
由图可以看出沿着帆船前进方向的分力
(5)拖拉机和农具之间的牵引杆如果不水平,拖拉机使农具前进的力就不等于牵引杆对农具的拉力F(课本图1-26),而等于F在水平方向的分力.如果力F=3.0×103N,F跟水平方向的夹角θ=15°,使农具前进的力是多大?
解:
如图1-34所示,根据题意,作出力F的图示,根据平行四边形定则求出F沿水平方向的分力F1,就是使农具前进的力.由图中量得F1=2.9×103N.
或由图可知
F1=F×cos15°
=3.0×103×0.966N
=2.9×103N.
练习七
(1)当我们开关门窗时,如果作用力通过转轴,那么,无论多大的力也不能把门窗打开或关上,为什么?
答:
作用力通过转轴时,这个力的力臂为零,从而力矩为零,不能使门窗由静止开始转动,所以无论多大的力也不能把门窗打开或关上.
(2)一根杠杆,转动轴是O.我们在杠杆上的一点A加一个能使杠杆转动的力F.F对轴O的力臂,能不能小于、等于或大于轴到力的作用点的距离OA?
为什么?
答:
力臂是转轴到力的作用线的垂直距离.如图1-35所示,加在A点上的力,有时垂直于杠杆,有时不垂直于杠杆.力F垂直于杠杆时,力臂最大,为OA,其他情况力臂均小于OA,不可能大于OA.
(3)如图1-36(课本图1-30)所示,加在自行车脚踏板上的向下的力是15N,脚踏板的受力点到转动轴的距离是17.5cm.求这个力的力矩.如果用相同的力向下蹬脚踏板,在哪个位置(这个位置称为死点)时力矩为零?
在哪个位置时力矩最大?
骑自行车时,检验一下你的结论.
解:
力臂等于17.5cos30°cm,所以这个力的力矩等于15N×17.5×10-2cos30°m=2.3N·m.
如果用相同的力向下踏脚踏板,在图1-37甲、乙所示位置力矩为零,因为,在此处力臂为零.在图1-38所示位置力矩最大,因为在此处力臂最长.
*(4)前面的例题中,我们忽略了横梁和绳子本身的质量.如果绳子质量可以忽略,而横梁是根均匀的铁棒,重60N,不能忽略.那么这时绳对横梁的拉力是多大?
解:
如图1-39所示,横梁OB的转轴为O,对横梁有转动作用的力共三个:
绳的拉力T,重物通过绳对梁的拉力F(F=G),横梁的重力G0.
T对轴O的力臂OC=OB×sin30°=0.50m.
T对轴O的力矩M1=T·OC(反时针方向)
F对轴O的力矩M2=G·OD(顺时针方向)
根据平衡条件M1=M2+M3
*(5)力矩盘受到三个力的作用,其中使盘向顺时针方向转动的两个力是5N和3N,使盘向反时针方向转动的力是2N.这三个力的力臂依次是5cm、10cm、30cm.在这三个力作用下,力矩盘是否平衡?
为了使力矩盘平衡,要给力矩盘再加一个1N的作用力,这个作用力的力臂应该多大?
它的作用是要使力矩盘向哪个方向转动?
解:
5N力的力矩M1=5N×0.18m=0.25N·m(顺时针方向)
3N力的力矩M2=3N×0.10m=0.30N·m(顺时针方向)
2N力的力矩M3=2N×0.30m=0.60N·m(反时针方向)
M1+M2=0.55N·m,M1+M2<M3,所以力矩盘不能平衡.要使力矩盘平衡,必须加一个大小为M3-(M1+M2)=0.18N·m的顺时针方向的力矩.现在,加的力是1N,故力臂应等于0.18m=5cm.这个力的作用是要使力矩盘向顺时针方向转动.
习题
(1)下面的物体各受哪几个力的作用?
指出各力的方向和施力的物体.
①竖直向上射出的箭;
②被足球运动员踢出后凌空飞行中的足球;
③在水平推力作用下沿水平地面滑动的木箱.
解:
①受重力作用,方向竖直向下,施力物体是地球.
②受重力和空气阻力作用.重力的方向竖直向下,施力物体是地球;空气阻力的方向与球运动的方向相反,施力物体是空气.
③受四个力作用:
重力,方向竖直向下,施力物体是地球;地面的支持力,方向垂直于地面向上,施力物体是地面;水平推力,方向水平并与木箱运动方向相同,施力物体是对木箱施水平推力的物体;滑动摩擦力,方向水平并与木箱运动方向相反,施力物体是地面.
(2)雨滴下落的时候,空气阻力不能忽略不计.质量是1.0×10-4kg的雨滴,在无风的时候匀速竖直下落,作出雨滴受力的图示.
解:
雨滴下落时受重力G和空气阻力f的作用.雨滴匀速竖直下落说明G和f是一对平衡力.就大小说f=G=1.0×10-4kg×9.8m/s2=9.8×10-4N.
雨滴受力的图示如图1-40.
(3)下面关于力的说法,哪些是正确的?
①两个相互接触的物体间一定有弹力;
②如果一个力分解成两个分力,分力的大小可以小于,也可以大于或等于原来的那个力;
③两个物体间的压力大小一定时,相互作用的静摩擦力的大小却是可以变化的.
解:
①不正确.相互接触的两个物体不一定有挤压而发生形变,如果没有形变则没有弹力.
②正确.只要分力与合力的关系符合平行四边形定则所确定的关系即可.
③正确.静摩擦力的大小与两个物体间的压力大小没有直接关系,静摩擦力的大小由具体受力情况而定,可以在0到最大值之间变化.
(4)同一平面上的互成120°角的三个力,共同作用在一个物体上,它们的大小分别是20N、30N、40N.用作图法画出这三个力的合力.
解:
见图1-41.
(5)两人共同提一桶水,提绳间的夹角是大些省力,还是小些省力?
为什么?
请用橡皮筋做个简单的实验来证明你的结论.
解:
提绳间的夹角小些省力.提水时,两人各自提绳子的力的合力应与水桶所受的重力大小相等,方向相反.重力大小是一定的.当合力一定时,分力间夹角越小,分力就越小,也就是越省力.
(6)要使放在水平地面上的重600N的桌子从原地移动,最小要用200N的水平推力,桌脚和地面间的动摩擦因数是0.30.求用100N,160N,250N的水平力推桌子时,桌子所受的摩擦力各是多大?
解:
据题意,用200N的水平推力可以开始推动桌子,说明桌子与地面间的最大静摩擦力是200N.
当用100N的水平力推桌子时,由于外力没有超过最大静摩擦力,桌子没被推动,其所受静摩擦力为100N.
同理,当用160N的水平力推桌子时,桌子所受静摩擦力为160N.
当用250N的水平力推桌子时,桌子被推动,桌子受滑动摩擦力.其大小根据公式计算:
f滑=μN,
此时 N=G.
∴ f滑=μG=0.30×600N=1.8×102N.