高一物理课件29练习和习题解答 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1.5×105N；

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×0.05m＝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）＝0.05N·m的顺时针方向的力矩．现在，加的力是1N，故力臂应等于0.05m＝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．