单元检测二 相互作用.docx
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单元检测二相互作用
单元检测二 相互作用
一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分.在每小题给出的四个选项中只有一个选项正确,选对得4分,选错得0分)
1.下列关于重力、弹力、摩擦力的说法正确的是( )
A.物体的重力就是地球对物体的万有引力
B.弹力的产生原因是受力物体发生了形变
C.摩擦力一定阻碍物体的运动
D.静止的物体可能受到滑动摩擦力,运动的物体可能受到静摩擦力
2.物体在以下三个力作用下,可能做匀速直线运动的是( )
A.1N、6N、8N
B.1N、6N、4N
C.7N、2N、6N
D.5N、9N、15N
3.如图所示,质量均为m的小球A、B用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于O点,在外力F的作用下,小球A、B处于静止状态.若要使两小球处于静止状态且悬线OA与竖直方向的夹角保持45°不变,则外力F的大小( )
A.可能为mg
B.可能为
mg
C.一定为
mg
D.可能为3mg
4.如图所示,两楔形物体A、B两部分靠在一起,接触面光滑,物块B放置在地面上,物块A上端用绳子拴在天花板上,绳子处于竖直伸直状态,A、B两物块保持静止.则( )
A.绳子的拉力可能为零
B.地面受的压力大于物块B的重力
C.物块B与地面间不存在摩擦力
D.物块B受到地面的摩擦力水平向左
5.如图所示,有四块相同的坚固石块垒成弧形的石拱,其中第3、4块固定在地面上,每块石块的两个面间所夹的圆心角均为37°.假定石块间的摩擦力可以忽略不计,则第1、2块石块间的作用力和第1、3块石块间的作用力的大小之比为(sin37°=0.6,cos37°=0.8)( )
A.
B.
C.
D.
6.一质量为m的小物块沿半径为R的圆弧轨道下滑,滑到最低点时的速度是v,如图所示.若小物块与轨道的动摩擦因数为μ,则当小物块滑到最低点时受到的摩擦力为( )
A.μmgB.
C.μm(g+
)D.μm(g-
)
7.如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔.质量为m的小球套在圆环上.一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住.现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移.在移动过程中手对线的拉力F和圆环对小球的弹力FN的大小变化情况是( )
A.F不变,FN增大B.F减小,FN不变
C.F不变,FN减小D.F增大,FN减小
8.如图所示,质量均为1kg的木块M和N叠放在水平地面上,用一根细绳分别拴接在M和N右侧,在绳子中点用F=5N水平向右的力拉动M和N一起沿水平面匀速滑动,细绳与竖直方向夹角θ=60°,g=10m/s2,则下列说法正确的是( )
A.木块N和地面之间的动摩擦因数为0.35
B.木块M和N之间的摩擦力为2.5N
C.木块M对木块N的压力大小为10N
D.若θ变小,拉动M、N一起匀速运动所需拉力应大于5N
二、多项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,至少有两个选项是正确的,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
9.如图所示,叠在一起的物体A、B接触面间动摩擦因数都为μ,地面都光滑.当物体A受到水平拉力F作用,A、B处于相对静止时,关于A、B所受摩擦力对它们运动的影响,下列说法正确的是( )
A.两图中A物所受摩擦力都是阻力,方向都水平向右
B.两图中B物所受摩擦力都是动力,方向都水平向左
C.两图中B物所受摩擦力都为动力,甲图中方向为水平向左,乙图中方向水平向右
D.甲图中B所受摩擦力为动力,乙图中B所受摩擦力为阻力,它们的方向都是水平向左
10.如图所示,有一倾角θ=30°的斜面体B,质量为M.物体A质量为m,弹簧对物体A施加一个始终保持水平的作用力,调整A在B上的位置,A始终能和B保持静止.对此过程下列说法正确的是( )
A.A、B之间的接触面可能是光滑的
B.弹簧弹力越大,A、B之间的摩擦力越大
C.A、B之间的摩擦力为0时,弹簧弹力为
mg
D.弹簧弹力为
mg时,A所受摩擦力大小为
mg
11.如图所示,形状相同的物块A、B,其截面为直角三角形,相对放置在粗糙水平地面上,光滑球体C放在两物块的斜面上,系统处于静止状态.已知物块A、B的质量都是M,θ=60°,光滑球体C质量为m,则以下说法中正确的是( )
A.地面对物块A的摩擦力大小为
mg
B.地面对物块A的摩擦力大小为
mg
C.物块A对球体C的弹力大小为
mg
D.物块A对地面的压力大小为Mg+
mg
12.如图所示,在倾角为θ的斜劈P的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连的物块A、B,C为一垂直固定在斜面上的挡板.A、B质量均为m,斜劈连同挡板的质量为M,弹簧的劲度系数为k,系统静止于光滑水平面上.现开始用一水平恒力F作用于P(重力加速度为g),下列说法中不正确的是( )
A.若F=0,挡板受到B物块的压力为mgsinθ
B.力F较小时A相对于斜面静止,F大于某一数值,A相对于斜面向上滑动
C.若要B离开挡板C,弹簧伸长量需达到
D.若F=(M+2m)gtanθ且保持两物块与斜劈共同运动,弹簧将保持原长
三、非选择题(本题共6小题,共48分)
13.(8分)某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,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.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)如果没有操作失误,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________.(填正确答案标号)
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
(3)下列说法正确的是________(填正确答案标号)
A.拉橡皮条的绳细一些且长一些
B.拉橡皮条时,弹簧秤、橡皮条、细绳应靠近木板且与木板面平行
C.同一次验证过程中O点位置应相同
D.拉力F1和F2的夹角应该较小
(4)由于实验室没有细绳,在进行实验时,图甲中的OB和OC可以用橡皮条代替吗?
请说明理由:
_________________________________________________________________________.
14.(6分)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图甲连接起来进行探究.
钩码数
1
2
3
4
LA/cm
15.71
19.71
23.66
27.76
LB/cm
29.96
35.76
41.51
47.36
(1)某次测量如图乙所示,指针示数为________cm.
(2)在弹性限度内,将50g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A、B的示数LA和LB如表.用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为________N/m(重力加速度g=10m/s2).由表中数据________(填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数.
15.(8分)如图所示,斜面与水平面的夹角为37°,质量为4kg的物体A静止在斜面上.定滑轮的摩擦及质量均不计,求:
(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)A受到斜面的支持力多大?
(2)若物体B质量为3kg,则A受到斜面的摩擦力为多大?
方向如何?
16.(8分)重力为G1=8N的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上,PA偏离竖直方向37°角,PB在水平方向,且连在重力为G2=100N的木块上,木块静止于倾角为θ=37°的斜面上,如图所示.求:
(1)木块与斜面间的摩擦力大小;
(2)木块所受斜面的弹力大小.
17.(9分)如图所示,弹簧AB原长为L0=35cm,A端挂一个重为G=50N的小木块,手执B端,将小木块置于倾角为30°的斜面上.当小木块沿斜面匀速下滑时,弹簧长度为L1=40cm;当小木块沿斜面匀速上滑时,弹簧长度为L2=50cm.
(1)分别画出小木块匀速下滑与匀速上滑的受力分析图;
(2)求弹簧的劲度系数k;
(3)求小木块与斜面的滑动摩擦因数μ.
18.(9分)如图16所示,放在粗糙、固定斜面上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态.轻绳AO绕过光滑的轻质定滑轮与轻弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点,轻弹簧中轴线沿水平方向,轻绳的OC段与竖直方向的夹角θ=53°,斜面倾角α=37°,物块A和B的质量分别为mA=5kg,mB=1.5kg,弹簧的劲度系数k=500N/m,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2),求:
(1)弹簧的伸长量x;
(2)物块A受到的摩擦力.
单元检测二 相互作用答案精析
1.D [物体的重力是由于地球的吸引而产生的,它和地球对物体的万有引力有区别,选项A错误;弹力的产生原因是物体发生了弹性形变,选项B错误;摩擦力一定阻碍物体的相对运动,选项C错误;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,选项D正确.]
2.C [1N、6N的合力范围为5N≤F合≤7N,8N和4N的力不在这个范围内,三个力不可能平衡,物体就不可能做匀速直线运动,故A、B错误.7N、2N的合力范围为5N≤F合≤9N,6N的力在这个范围内,三个力可能平衡,物体就可能做匀速直线运动,故C正确.5N、9N的合力范围为4N≤F合≤14N,15N的力不在这个范围内,三个力不可能平衡,物体就不可能做匀速直线运动,故D错误.]
3.D[对A、B两球整体受力分析,受重力G=2mg、OA绳子的拉力FT以及外力F,三力平衡,将绳子的拉力FT和外力F合成,其合力与重力平衡,如图所示,当外力F与绳子的拉力FT垂直时,外力F最小,最小值为2mgsin45°,即
mg;由于外力F的方向具有不确定性,因而从理论上讲,外力F最大值可以取到大于
mg的任意值,故选D.]
4.C [A、B接触面光滑,A、B间没有摩擦力,对A受力分析知,A受到重力和绳子的拉力,二力平衡,B对A没有支持力,否则三个力不可能平衡,故A错误;对B受力分析知,B受到重力、地面的支持力,根据平衡条件知,地面对B的支持力等于物块B的重力,地面对B没有摩擦力,故B、D错误,C正确.]
5.C [以第1块石块为研究对象,分析受力情况:
重力G、第2块石块的弹力FN1和第3块石块的弹力FN2,如图所示,由平衡条件得
=sin53°=
,故选C.]
6.C [物块滑到轨道最低点时,由重力和轨道的支持力提供物块的向心力,由牛顿第二定律得FN-mg=m
,得到FN=m(g+
),则当小物块滑到最低点时受到的摩擦力为Ff=μFN=μm(g+
),故选C.]
7.B [小球沿圆环缓慢上移可看做匀速运动,对小球进行受力分析,小球受重力G、细线的拉力FT=F=F′、圆环对小球的弹力FN三个力.作出受力分析图如图所示
设圆环的半径为R,由三角形相似得,
=
=
,当A点上移时,半径不变,AB长度减小,故F减小,FN不变,故B正确.]
8.B [将M、N看做整体,水平方向拉力F等于滑动摩擦力,竖直方向重力等于支持力,根据Ff=μFN,则有:
μ=
=
=
=0.25,故A错误;对M受力分析,细线与竖直方向夹角θ=60°,将绳子的拉力分解成水平方向和竖直方向,则绳子水平分力大小F′=FfM=
=2.5N,故B正确;若没有绳子的拉力,木块M对木块N的压力大小为10N,再加上绳子拉力的分力,因此木块M对木块N的压力大小大于10N,故C错误;对于M、N整体,无论θ变小,还是变大,拉动M、N一起匀速运动所需拉力仍等于5N,故D错误.]
9.AD [对甲图分析可知,甲中A物体受到的摩擦力为静摩擦力,方向与运动方向相反,为阻力;B物体受到A的摩擦力为动力,方向向左;乙图中,A、B相对静止,只能是A、B均静止,故A受摩擦力向右,为阻力,B受摩擦力向左,为阻力,A、D正确.]
10.CD [设弹簧弹力为F,当Fcos30°=mgsin30°时,即F=
mg时,A所受摩擦力为0;若F>
mg时,A受到的摩擦力沿斜面向下,弹力越大,摩擦力越大;若F<
mg时,A受到的摩擦力沿斜面向上,弹力越大,摩擦力越小,可见A、B错误,C正确;当F=
mg时,A所受摩擦力大小为Ff=Fcos30°-mgsin30°=
mg,方向沿斜面向下,D正确.]
11.BD [以C为研究对象受力分析,运用合成法作图,根据平衡条件得A、B对C的弹力的合力与重力等大反向,如图甲所示:
由几何知识得:
FNA=mg,故C错误;
以A为研究对象受力分析,如图乙所示,
根据平衡条件,水平方向:
Ff=FNCsinθ=FNAsin60°=
mg,故A错误,B正确;竖直方向:
FN地=Mg+FNC·cosθ=Mg+
mg,根据牛顿第三定律,物块A对地面的压力大小为FN地′=Mg+
mg,故D正确.]
12.ABC [F=0时,对物块A、B整体受力分析,受重力、斜面的支持力和挡板的支持力FN1,根据共点力平衡条件,沿平行斜面方向,有FN1-2mgsinθ=0,故挡板受到B物块的压力为FN2=2mgsinθ,A错误;当没有F作用时,对A分析有mgsinθ=kx,用水平力F作用于P时,A具有水平向左的加速度,设加速度大小为a,将加速度分解如图甲所示,
根据牛顿第二定律得mgsinθ-kx=macosθ,当加速度a增大时,x减小,即弹簧的压缩量减小,物块A相对斜面开始向上滑,故物块A从F刚施加上就一直沿斜面向上滑动,B错误;物块B恰好离开挡板C的临界情况是物块B对挡板无压力,此时,整体向左加速运动,对物块B受力分析,受重力、挡板支持力、弹簧的拉力,如图乙所示,根据牛顿第二定律,有mg-FNBcosθ-kxsinθ=0,FNBsinθ-kxcosθ=ma,解得kx=mgsinθ-macosθ,B离开挡板C时,对A、B整体,2mgtanθ=2ma,a=gtanθ,则得x=0,弹簧为原长,C错误;若F=(M+2m)gtanθ且保持两物块与斜劈共同运动,则根据牛顿第二定律,整体加速度为gtanθ.对物块A受力分析,受重力、支持力和弹簧弹力,如图丙所示:
根据牛顿第二定律,有mgsinθ-kx=macosθ,解得kx=0,故弹簧处于原长,故D正确.]
13.
(1)F
(2)B (3)ABC (4)可以,因为OB和OC的作用是确定两个力的方向
解析
(1)题图乙中的F与F′中,F′是由平行四边形定则得出的,而F是通过实验方法得出的,其方向一定与橡皮条的方向相同,一定与AO共线的是F.
(2)本实验采用的科学方法是等效替代法,故选B.
(3)拉橡皮条的绳细一些且长一些,以便记录拉力的方向,选项A正确;拉橡皮条时,弹簧秤、橡皮条、细绳应靠近木板且与木板面平行,选项B正确;同一次验证过程中O点位置应相同,以保证等效性,选项C正确;拉力F1和F2的夹角应该大小适当,选项D错误;故选A、B、C.
(4)在进行实验时,图甲中的OB和OC可以用橡皮条代替;理由:
因为OB和OC的作用是确定两个力的方向.
14.
(1)16.00
(2)12.5 能
解析
(1)刻度尺读数读到最小刻度的下一位,指针示数为16.00cm.
(2)由表格中的数据可知,当弹力的变化量ΔF=0.5N时,弹簧Ⅰ形变量的变化量为Δx=4.00cm,根据胡克定律知:
k1=
=
N/m=12.5N/m;结合LA和LB示数的变化,可以得出弹簧Ⅱ形变量的变化量,结合弹力变化量,根据胡克定律能求出弹簧Ⅱ的劲度系数.
15.
(1)32N
(2)6N 方向沿斜面向下
解析
(1)对物体A受力分析,如图所示:
根据平衡条件并运用正交分解法可知,y轴上合力为零,即有:
FN=mAgcos37°
代入数据可得:
FN=4×10×0.8N=32N
(2)对物体A,先假设静摩擦力平行斜面向上,根据平衡条件并结合正交分解法,有:
平行斜面方向:
FT+Ff=mAgsin37°
FT=mBg
联立解得:
Ff=-6N,故方向沿斜面向下.
16.
(1)64.8N
(2)76.4N
解析 对结点P受力分析如图甲所示,由平衡条件得:
在竖直方向:
FTAcos37°-G1=0
在水平方向:
FTAsin37°-FTB=0
联立并代入数据解得:
FTB=6N
对木块受力分析如图乙所示,由平衡条件得:
沿斜面方向:
Ff-G2sin37°-FTB′cos37°=0
沿垂直斜面方向:
FN+FTB′sin37°-G2cos37°=0
FTB=FTB′
以上联立并代入数据解得:
Ff=64.8N,FN=76.4N.
17.
(1)见解析图
(2)250N/m (3)
解析
(1)匀速下滑时,小木块受重力、斜面的支持力、弹簧的拉力和摩擦力(沿斜面向上),受力分析如图所示,
匀速上滑时,小木块受重力、斜面的支持力、弹簧的拉力和摩擦力(沿斜面向下),受力分析如图所示,
(2)由受力分析图得
匀速下滑:
kx1+Ff1=Gsin30°,x1=L1-L0
匀速上滑:
kx2=Gsin30°+Ff2,x2=L2-L0
Ff1=Ff2
得k=
=250N/m
(3)由Ff1=μGcos30°=Gsin30°-kx1
得μ=
=
=
.
18.
(1)4cm
(2)5N,方向沿斜面向上
解析
(1)对结点O受力分析如图所示:
FTcosθ-mBg=0
FTsinθ-F=0
F=kx
联立解得:
x=4cm.
(2)设物块A所受摩擦力沿斜面向下,对物块A受力分析如图所示:
FT-Ff-mAgsinα=0
解得:
Ff=-5N
即物块A所受摩擦力大小为5N,方向沿斜面向上.