人教版高一物理必修一第三章相互作用基础练习含详细解析.docx
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人教版高一物理必修一第三章相互作用基础练习含详细解析
必修一第三章相互作用基础练习
一．选择题（共8小题）
1．如图所示，物体静止在粗糙斜面上，图中标出了物体所受弹力的方向，正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
2．下列说法正确的有（ ）
A．
木块放在桌面上，木块受到的支持力是因木块形变后要恢复原状而对桌面施加的力
B．
形状规则的物体的重心一定在其几何中心
C．
杆对物体的弹力总是沿着杆，并指向杆收缩的方向
D．
物体的运动状态发生改变，物体必定受到力的作用
3．如图所示，在水平力F作用下，A、B均保持静止．A与B的接触面是水平的，且F≠0．则A的受力个数为（ ）
A．
4个
B．
5个
C．
6个
D．
7个
4．如图所示GA=100N，GB=40N，弹簧的劲度系数为500N/m，不计绳重和摩擦，物体A静止在地面上，则（ ）
A．
物体A对地面的压力为60N
B．
物体A对地面的压力为100N
C．
弹簧的伸长量为8cm
D．
弹簧的伸长量为20cm
5．如图所示，质量为m的物体放在水平桌面上，在与水平方向成θ角的拉力F作用下向前匀速运动，已知物体与桌面间的动摩擦因数为μ，则下列判断正确的是（ ）
A．
物体受到的摩擦力为F•cosθ
B．
物体受到的摩擦力为μmg
C．
物体对地面的压力为mg
D．
物体受到地面的支持力为mg﹣F•sinθ
6．如图所示，皮带传输机将物体匀速地送往高处，下列结论正确的是（ ）
A．
物体受到与运动方向相同的摩擦力作用
B．
传送的速度越大，物体受到的摩擦力也越大
C．
物体所受的摩擦力与匀速传送的速度有关
D．
若匀速地向下传送物体，物体所受的摩擦力沿皮带向下
7．两个物体如图放置，同时有F=1N的两个水平力分别作用于a、b上，两物体仍保持静止，则地面对物体b、物体b对物体a的摩擦力分别为（ ）
A．
0，0
B．
1N，1N
C．
0，1N
D．
1N，0
8．如图所示，两物体的重力分别是GA=2N，GB=4N，A、B之间用轻直杆连接，A用轻弹簧悬挂在顶板上且已知弹簧的弹力F=3N，则轻杆的张力F以及B对地面的压力的可能值分别是（ ）
A．
5N和9N
B．
2N和5N
C．
1N和6N
D．
2N和3N
二．填空题（共2小题）
9．“探究求合力的方法”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．
（1）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是 _________ ．
（2）本实验中以下说法正确的是 _________ ．
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧秤之间夹角必须取90°
D．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行．
10．甲乙两图是测定动摩擦因数常用的两种方案，根据你的实验经验和相关知识回答下列问题．
（1）关于实验的操作要领和实验现象，下面说法中正确的是 _________ ．
A．甲图中只要A相对B滑动即可，乙图中A必须做匀速运动
B．乙图中只要A相对B滑动即可，甲图中B必须做匀速运动
C．若两种装置中，被拉木块均做匀速运动，则两种情况下两弹簧测力计的读数相同
D．若两种装置中，被拉木块均做匀速运动，甲图中弹簧测力计的读数较大
（2）设木块A和B的质量分别为mA=2kg，mB=4kg，木块A和B间的动摩擦因数μ1=0.2，木块B与地面间的动摩擦因数μ2=0.3，弹簧测力计中弹簧的劲度系数k=100N/m，g取10m/s2，则在图甲中，外力FA的大小至少为 _________ N，弹簧测力计的弹簧伸长量应为 _________ cm．
三．解答题（共8小题）
11．如图所示，倾斜的天花板平面与水平面的夹角为θ=37°，推力F垂于天花板平面作用在质量为m=1kg的木块上，木块与天花板之间的动摩擦因数μ=0.2，且木块处于沿天花板匀速下滑状态，求力F的大小？
（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）
12．如图所示，木箱质量m=10kg，在水平拉力F=3ON的作用下，木箱恰好能在水平地面上做匀速直线运动．求木箱与水平地面之间的动摩擦因数为多少？
13．如图所示，斜面倾角为θ=37°，在斜面上静止放着一重为100N的物体（sin37°=0.6cos37°=0.8）．
（1）画出物体的受力示意图；
（2）物体受到的摩擦力多大？
方向如何？
14．分析A物体静止时的受力情况
15．如图所示，质量为m的直角三角形的物块ABC，∠ABC=α，AB边靠在竖直墙上，现用一垂直于斜面BC的力F作用在物块上，物块刚好静止不动，画出受力分析图并求墙对物块的支持力和摩擦力的大小．
16．如图所示，质量为m=0.5kg的光滑小球被细线系住，放在倾角为α=30°的斜面上．已知线与竖直方向夹角β=30°，斜面质量为M=3kg，整个装置静置于粗糙水平面上．求：
（1）悬线对小球拉力的大小；
（2）地面对斜面的摩擦力的大小和方向．
17．如图所示，一个重10N的光滑重球被一根细绳挂在竖直墙壁上的A点，绳子和墙壁的夹角θ为37°；取cos37°=0.8，sin37°=0.6．求：
（取g=10m/s2）
（1）绳子对重球的拉力F的大小和方向；
（2）墙壁对重球的支持力FN的大小和方向．
18．如图所示，木块重60N，放在倾角θ=37°的斜面上，用F=10N的水平力推木块，木块恰能沿斜面匀速下滑，求：
（1）画出物体的受力分析图
（2）木块与斜面间的摩擦力大小；
（3）木块与斜面间的动摩擦因数．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
必修一第三章相互作用基础练习
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
1．如图所示，物体静止在粗糙斜面上，图中标出了物体所受弹力的方向，正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
解答：
解：
弹力的方向总是垂直于接触面的；故ACD均错误；只有B正确；
故选：
B．
2．下列说法正确的有（ ）
A．
木块放在桌面上，木块受到的支持力是因木块形变后要恢复原状而对桌面施加的力
B．
形状规则的物体的重心一定在其几何中心
C．
杆对物体的弹力总是沿着杆，并指向杆收缩的方向
D．
物体的运动状态发生改变，物体必定受到力的作用
解答：
解：
A、弹力是施力物体形变引起的；木块放在桌面上要受到一个向上的弹力，这是由于桌面发生微小的形变而产生的，故A错误；
B、只有质量分布均匀，形状规则的物体的重心才在其几何重心，故B错误；
C、杆对物体的弹力方向不一定沿杆的方向，可以沿任意方向，故C错误；
D、力是改变物体运动状态的原因，物体的运动状态发生改变，物体必定受到力的作用，故D正确．
故选：
D
3．如图所示，在水平力F作用下，A、B均保持静止．A与B的接触面是水平的，且F≠0．则A的受力个数为（ ）
A．
4个
B．
5个
C．
6个
D．
7个
解答：
解：
先对AB整体受力分析，受重力、推力、斜面的支持力和静摩擦力；
则物体A受力情况是：
重力、B的压力和向右的静摩擦力、斜面的支持力和静摩擦力，共5个力；
故选：
B．
4．如图所示GA=100N，GB=40N，弹簧的劲度系数为500N/m，不计绳重和摩擦，物体A静止在地面上，则（ ）
A．
物体A对地面的压力为60N
B．
物体A对地面的压力为100N
C．
弹簧的伸长量为8cm
D．
弹簧的伸长量为20cm
解答：
解：
以B物体为研究对象，由平衡条件得：
绳子的拉力大小T=GB=40N
则弹簧的弹力F=T=40N
根据胡克定律F=kx得
x=
=
m=0.08m=8cm
再对A物体研究，A受到重力GA、弹簧的拉力F和地面的支持力N作用，由平衡条件得
N=GA﹣F=100N﹣40N=60N
根据牛顿第三定律得，物体A对支持面的压力大小N′=N=60N，方向竖直向下．故AC正确，BD错误；
故选AC
5．如图所示，质量为m的物体放在水平桌面上，在与水平方向成θ角的拉力F作用下向前匀速运动，已知物体与桌面间的动摩擦因数为μ，则下列判断正确的是（ ）
A．
物体受到的摩擦力为F•cosθ
B．
物体受到的摩擦力为μmg
C．
物体对地面的压力为mg
D．
物体受到地面的支持力为mg﹣F•sinθ
解答：
解：
对物体受力分析，如图所示，则有
A、由共点力的平衡可知，物体受到的摩擦力等于F水平方向的分力，即f=Fcosθ；故A正确；
B、由滑动摩擦力公式可知，物体受到的摩擦力为f=μN=μ（mg﹣Fsinθ），故B错误；
C、物体对地面的压力与地面对物体的支持力是作用力与反作用力，而支持力等于mg﹣F•sinθ，故C错误，D正确；
故选：
AD．
6．如图所示，皮带传输机将物体匀速地送往高处，下列结论正确的是（ ）
A．
物体受到与运动方向相同的摩擦力作用
B．
传送的速度越大，物体受到的摩擦力也越大
C．
物体所受的摩擦力与匀速传送的速度有关
D．
若匀速地向下传送物体，物体所受的摩擦力沿皮带向下
解答：
解：
A、运送过程中，物体相对于传送带有向下运动的趋势，物体所受摩擦力方向向上，故A正确；
B、C、物体匀速上升由平衡条件可知摩擦力的大小等于物体所受重力沿斜面下滑的分量，与传送速度无关，故B错误，C错误；
D、无论把物体匀速运往高处还是匀速运往地面，物体在重力的作用下，都有沿皮带向下的运动趋势，物体都会受到沿皮带向上的摩擦力，故D错误；
故选：
A．
7．两个物体如图放置，同时有F=1N的两个水平力分别作用于a、b上，两物体仍保持静止，则地面对物体b、物体b对物体a的摩擦力分别为（ ）
A．
0，0
B．
1N，1N
C．
0，1N
D．
1N，0
解答：
解：
以a、b整体为研究对象进行受力分析可知，水平方向上受到的两个拉力作用大小相等，方向相反，其合力为零，则整体相对于地面间没有运动的趋势，故b不受地面的摩擦力；
分析a可知，a受水平向右拉力，相对于b有向右的运动趋势，故b对a有向左的摩擦力，大小等于F，即f=F=1N；
故选C．
8．如图所示，两物体的重力分别是GA=2N，GB=4N，A、B之间用轻直杆连接，A用轻弹簧悬挂在顶板上且已知弹簧的弹力F=3N，则轻杆的张力F以及B对地面的压力的可能值分别是（ ）
A．
5N和9N
B．
2N和5N
C．
1N和6N
D．
2N和3N
解答：
解：
若弹簧是向上的拉力，对AB整体，受6N的重力，向上3N的拉力，故地面的支持力为：
6﹣3=3N；对A分析，受2N的重力，3N的向上的拉力，故杆的拉力向下，为1N；
若弹簧是向下的压力，对AB整体，受6N的重力，向下3N的压力，故地面的支持力为：
6+3=9N；对A分析，受2N的重力，3N的向下的压力，故杆的支持力向上，为2+3=5N；
故轻杆的张力F以及B对地面的压力的可能值分别是：
1N和3N；5N和9N；
故选A．
二．填空题（共2小题）
9．“探究求合力的方法”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．
（1）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是 F′ ．
（2）本实验中以下说法正确的是 D ．
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧秤之间夹角必须取90°
D．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行．
解答：
解：
（1）用一个弹簧测力计拉橡皮条时，拉力的方向一定沿绳子方向；根据力的平行四边形定则作出的合力，作图法得到的合力一定在平行四边形的对角线上，由于误差的存在与实验值有一定的差别，即作图得出的合力方向与竖直方向有一定的夹角，故图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是F′；
（2）本实验采用“等效法”，要求两次拉伸橡皮条时效果相同，即要求细绳的结点拉到相同的位置即可，实验中对两根细绳的长度没有具体要求，对两弹簧之间的夹角没有具体要求，只要夹角适当，便于作图即可，有利于减小误差即可，并非要求夹角总为90°、橡皮条也不必要与两绳夹角的平分线在同一直线上；在拉弹簧秤时必须要求弹簧秤与木板平面平行，否则会影响力的大小．故ABC错误D正确；
故选：
D．
故答案为：
（1）F′
（2）D．
10．甲乙两图是测定动摩擦因数常用的两种方案，根据你的实验经验和相关知识回答下列问题．
（1）关于实验的操作要领和实验现象，下面说法中正确的是 AC ．
A．甲图中只要A相对B滑动即可，乙图中A必须做匀速运动
B．乙图中只要A相对B滑动即可，甲图中B必须做匀速运动
C．若两种装置中，被拉木块均做匀速运动，则两种情况下两弹簧测力计的读数相同
D．若两种装置中，被拉木块均做匀速运动，甲图中弹簧测力计的读数较大
（2）设木块A和B的质量分别为mA=2kg，mB=4kg，木块A和B间的动摩擦因数μ1=0.2，木块B与地面间的动摩擦因数μ2=0.3，弹簧测力计中弹簧的劲度系数k=100N/m，g取10m/s2，则在图甲中，外力FA的大小至少为 22 N，弹簧测力计的弹簧伸长量应为 4 cm．
解答：
解：
（1）实验时如果木块不保持匀速直线运动，摩擦力不等于拉力，只有当弹簧秤拉动木块匀速运动时，拉力才与摩擦力成为一对平衡力，甲图中拉动B时，木块受到向左的摩擦力，由于木块相对地面静止，只要A相对B滑动即可，乙图中，A必须做匀速运动，摩擦力才等于弹簧弹力，故A正确，B错误；
若两种装置中，被拉木块均做匀速运动，滑动摩擦力等于弹簧弹力，由于A对B压力相等，因此滑动摩擦力相等，故弹簧示数相等，故C正确，D错误．
故选AC．
（2）当拉着B匀速运动时，拉力最小，此时拉力大小等于B所受摩擦力大小，因此有：
A给B的摩擦力大小为：
f1=FN1μ=mAgμ=4N
地面给B的摩擦力大小为：
f2=FN2μ=（mA+mB）gμ=18N
FA=f1+f2=22N
对于A弹簧弹力等于其所受摩擦力大小，因此有：
kx=f1，
．
故答案为：
22，4．
三．解答题（共8小题）
11．如图所示，倾斜的天花板平面与水平面的夹角为θ=37°，推力F垂于天花板平面作用在质量为m=1kg的木块上，木块与天花板之间的动摩擦因数μ=0.2，且木块处于沿天花板匀速下滑状态，求力F的大小？
（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）
解答：
解：
对物体进行受力分析会发现：
木块受竖直向下的重力G和推力F，木块与天花板接触并挤压了，所以一定受弹力FN．
推力F与弹力FN方向相反．以上三力，F和FN方向在一条直线上，再加上一个竖直向下的重力，显然合力不可能为0，受力不平衡，所以木块必然受到天花板对它的摩擦力f．木块受力分析图：
对重力进行分解，垂直天花板方向的平衡方程为：
F=FN+Gsinθ；
FN=F﹣Gsinθ
在沿斜面方向上有：
f=μFN=μ（F﹣Gsinθ）
由共点力平衡条件可知：
μ（F﹣Gsinθ）=mgcosθ
解得：
F=
=
=34N；
答：
F的大小为34N．
12．如图所示，木箱质量m=10kg，在水平拉力F=3ON的作用下，木箱恰好能在水平地面上做匀速直线运动．求木箱与水平地面之间的动摩擦因数为多少？
解答：
解：
当拉力F=30N时，木箱做匀速运动，水平方向所受的滑动摩擦力f与拉力F，根据平衡条件得：
f=F=30N
又f=μN=μmg，
得：
μ=
=
=0.3，
答：
木箱与水平地面之间的动摩擦因数为0.3．
13．如图所示，斜面倾角为θ=37°，在斜面上静止放着一重为100N的物体（sin37°=0.6cos37°=0.8）．
（1）画出物体的受力示意图；
（2）物体受到的摩擦力多大？
方向如何？
解答：
解：
（1）物体的受力示意图如下图示；
（2）根据力的平行四边形定则，结合三角知识，则有：
f=mgsinθ=60N
答：
（1）物体的受力示意图如上所示；
（2）物体受到的摩擦力大小60N，方向如上图所示．
14．分析A物体静止时的受力情况
解答：
解：
①因为A物体处于静止状态，所以受到的合力为零，所以在竖直方向受到的重力和支持力．在水平方向不受力的作用．
②杆受到重力、碗对杆的两个支持力．
如图：
15．如图所示，质量为m的直角三角形的物块ABC，∠ABC=α，AB边靠在竖直墙上，现用一垂直于斜面BC的力F作用在物块上，物块刚好静止不动，画出受力分析图并求墙对物块的支持力和摩擦力的大小．
解答：
解：
对物块受力分析，受推力F、重力G、支持力N和向上的静摩擦力f，如图，
由于物体保持静止，根据共点力平衡条件，有：
x方向：
N﹣Fcosα=0
y方向：
f﹣G﹣Fsinα=0
又G=mg
由以上两式，解得：
N=Fcosα
f=mg+Fsinα
答：
受力分析如图，
墙对物块的支持力和摩擦力的大小分别为：
Fcosα，mg+Fsinα．
16．如图所示，质量为m=0.5kg的光滑小球被细线系住，放在倾角为α=30°的斜面上．已知线与竖直方向夹角β=30°，斜面质量为M=3kg，整个装置静置于粗糙水平面上．求：
（1）悬线对小球拉力的大小；
（2）地面对斜面的摩擦力的大小和方向．
解答：
解：
（1）以小球为研究对象，受力分析如答图1所示．
根据平衡条件得知，T与N的合力F=mg
Tcos30°=
F
得T=
=
N=
N；
（2）以小球和斜面整体为研究对象，受力分析如答图2所示．
由于系统静止，合力为零，则有：
f=Tcos60°=
N=
N
方向水平向左
答：
（1）悬线对小球拉力大小为
N．
（2）地面对斜面的摩擦力的大小为
N，方向水平向左．
17．如图所示，一个重10N的光滑重球被一根细绳挂在竖直墙壁上的A点，绳子和墙壁的夹角θ为37°；取cos37°=0.8，sin37°=0.6．求：
（取g=10m/s2）
（1）绳子对重球的拉力F的大小和方向；
（2）墙壁对重球的支持力FN的大小和方向．
解答：
解：
（1）如图所示，重球受到重力G，绳子的拉力T，墙壁的支持力N，力的示意图如图；
据共点力的平衡条件有：
绳子对重球的拉力：
N，方向沿绳子收缩的方向；
（2）墙壁对重球的支持力：
N=Gtan37°=10×0.6N=7.5N，方向水平向右．
答：
（1）绳子对重球的拉力12.5N；方向沿绳子收缩的方向；
（2）墙壁对重球的支持力7.5N．方向水平向右．
18．如图所示，木块重60N，放在倾角θ=37°的斜面上，用F=10N的水平力推木块，木块恰能沿斜面匀速下滑，求：
（1）画出物体的受力分析图
（2）木块与斜面间的摩擦力大小；
（3）木块与斜面间的动摩擦因数．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
解答：
解：
（1）物体的受力情况如图
（2）建立图示直角坐标系，在x轴上由平衡条件得：
mgsinθ﹣Ff﹣Fcosθ=0…①
解得：
Ff=mgsinθ﹣Fcosθ=60×0.6N﹣10×0.8N=28N
（3）在y轴上由平衡条件得：
FN﹣mgcosθ﹣Fsinθ=0…②
由Ff=μFN得：
μ=
=
=0.52
答：
（1）物体的受力分析图如图
（2）木块与斜面间的摩擦力大小28N；
（3）木块与斜面间的动摩擦因数0.52．
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