新教材第三章相互作用力.docx

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新教材第三章相互作用力

第三章　相互作用——力

一、选择题

1．关于地球上的物体，下列说法中正确的是（）。

A．在“天上”绕地球飞行的人造卫星不受重力作用；

B．物体只有落向地面时才受到重力作用；

C．将物体竖直向上抛出，物体在上升阶段所受的重力比落向地面时小；

D．物体所受重力的大小与物体的质量有关，与物体是否运动及怎样运动无关。

2．如图所示，小车受到水平向右的弹力作用，与该弹力的有关说法中正确的是（）。

A．弹簧发生拉伸形变；

B．弹簧发生压缩形变；

C．该弹力是小车形变引起的；

D．该弹力的施力物体是小车。

3．课间休息时，负责擦黑板的同学为方便老师下节课使用，将磁性板擦吸附在磁性黑板上，如图所示，下列说法中错误的是（）。

A．板擦受到四个力作用，其中有三个力的施力物体是黑板；

B．板擦与黑板间在水平方向有两对相互作用力：

互相吸引的磁力和互相挤压的弹力；

C．作用在板擦上的磁力和弹力是一对平衡力；

D．磁力大于弹力，黑板才能吸住板擦，使其保持静止不动。

4．质量为m的木块在置于桌面上的木板上滑行，木板静止，它的质量M＝3m。

已知木块与木板间、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ，则木板所受桌面的摩擦力大小为（）。

A．μmg；B．2μmg；

C．3μmg；D．4μmg。

5．（多选）如图所示，小球A的重力为G，上端被竖直悬线挂于O点，下端与水平桌面相接触，悬线对球A、水平桌面对球A的弹力大小可能为（）。

A．0，GB．G，0

C．

，

D．

，

6．如图所示的装置中，弹簧的原长和劲度系数都相等，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计。

平衡时各弹簧的长度分别为L1、L2、L3，其大小关系是（）。

A．L1＝L2＝L3；B．L1＝L2＜L3；

C．L1＝L3＞L2；D．L3＞L1＞L2。

7．两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示。

开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的P端向右拉动弹簧，已知a弹簧的伸长量为L，则（）。

A．b弹簧的伸长量也为L；

B．b弹簧的伸长量为

；

C．P端向右移动的距离为2L；

D．P端向右移动的距离为

。

8．（多选）如图所示，将一轻质弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，刻度尺的0刻线与弹簧上端对齐，使弹簧下端的指针恰好落在刻度尺上。

当弹簧下端挂一个50g的砝码时，指针示数为L1＝3.40cm，当弹簧下端挂两个50g的砝码时，指针示数为L2＝5.10cm。

g取9.8m/s2。

由此可知（）。

A．弹簧的原长是1.70cm；

B．仅由题给数据无法获得弹簧的原长；

C．弹簧的劲度系数约为28.8N/m；

D．由于弹簧的原长未知，无法算出弹簧的劲度系数。

9．如图所示，A、B两个物块的重力分别是GA＝3N，GB＝4N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F＝2N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力，有可能是（）。

A．3N和4N；

B．5N和6N；

C．1N和2N；

D．5N和2N。

10．（多选）如图甲、乙所示，倾角为θ的斜面上放置一滑块M，在滑块M上放置一个质量为m的物块，M和m相对静止，一起沿斜面匀速下滑，下列说法正确的是（）。

A．图甲中物块m受到摩擦力；

B．图乙中物块m受到摩擦力；

C．图甲中物块m受到水平向左的摩擦力；

D．图乙中物块m受到与斜面平行向上的摩擦力。

11．如图所示，斜面固定在地面上，倾角为θ＝37°（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）。

质量为1kg的滑块以初速度

0从斜面底端沿斜面向上滑行（斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8），则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图像是下图中的（取初速度

0的方向为正方向）（g＝10m/s2）（）。

A　　　　　　　　B　　　　　　　　C　　　　　　　　D

12．如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的固定斜面上，物体与斜面之间的动摩擦因数为μ，先用平行于斜面的推力F1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑；若改用水平推力F2作用于物体上，也能使物体沿斜面匀速上滑，则两次的推力之比

为（）。

A．cosθ＋μsinθ

B．cosθ－μsinθ

C．1＋μtanθ

D．1－μtanθ

二、实验题

13．某实验小组用如图甲所示装置，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。

甲　　　　　　　　　　　　　乙

（1）为完成实验，还需要的实验器材有：

__________。

（2）实验中需要测量的物理量有：

______________________________。

（3）图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的Fx图像，由此可求出弹簧的劲度系数为_______N/m。

14．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。

甲　　　　　　　　　　乙

（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_________。

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）实验时，主要的步骤是：

A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上。

B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套。

C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。

记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数。

D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F。

E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示。

F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。

上述步骤中：

①有重要遗漏的步骤的序号是________和________；

②遗漏的内容分别是__________________和______________________。

三、计算题

15．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。

（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：

（1）木块与斜面间的摩擦力大小；

（2）木块与斜面间的动摩擦因数。

16．如图所示，三段不可伸长的绳子OA、OB、OC所能承受的最大拉力均为T，它们共同悬挂着一个重球。

已知OA绳与竖直方向夹37角，OB绳水平。

若使三段不可伸长的绳子都不发生断裂，求球的最大重力为多大？

17．如图所示，质量为m的物体放在倾角为的斜面体上，正以某一速度匀速下滑；斜面体的质量为M，静止不动。

）求：

（1）斜面体对地面的压力；

（2）斜面体受到的地面摩擦力。

参考答案

一、选择题

1．D。

解析：

物体与地球之间由于相互吸引形成的重力，跟物体的运动状态无关。

A中的作用力是使卫星绕地球运动，B、C中的重力在上下运动过程中都存在，是物体的运动状态在一直变化。

因此D是正确的。

2．A。

解析：

小车受到弹簧施加向右的弹力，受力物体是小车，施力物体为弹簧，故C、D错误。

弹簧弹力总是指向恢复原长的方向，小车在弹簧左侧，说明此时弹簧是拉伸状态，要恢复原状形成了向右的拉力，故B错误，A正确。

3．D。

解析：

黑板擦的受力如图所示，板擦处于静止状态，受力平衡。

重力与摩擦力是在竖直方向的一对平衡力，受到的弹力和磁吸力是在水平方向的一对平衡力。

故A、B、C说法正确。

因此说法错误的D。

4．A。

解析：

假设木块在木板上向左滑动。

研究对象为木板，木板的受力如图所示。

根据滑动摩擦力计算公式Ff＝μFN，且FN＝mg，可知Ff＝μmg。

所以答案为A。

5．ABC。

解析：

小球的受力如图所示。

小球受到的绳子拉力和桌面支持力之和等于小球的重力，即FN＋T＝G。

且绳子的拉力只能沿绳子向上，桌面支持力只能垂直桌面向上。

A、B、C都符合条件。

6．A。

解析：

要分析弹簧的长度，只需要分析出弹簧的弹力是否相等。

取其中一个小球研究受力，三种情况中小球都是受到重力和弹力两个力的作用，由于小球质量和弹簧完全相同且不计弹簧和细线质量，因此三种情况弹簧上出现的弹力是一样的，所以弹簧的长度是一样的。

7．B。

解析：

根据条件，弹簧a伸长量为L，此时弹簧a产生的弹力为k1L。

根据力的平衡条件和相互作用规律，弹簧b产生的弹力也是k1L。

根据胡克定律，弹簧b的形变量为

，所以A错误，B正确。

弹簧末端的移动距离为两根弹簧形变量的和，为L＋

，所以C、D错误。

8．AC。

解析：

根据胡克定律∆F＝k∆x，可得k＝

，砝码从50g增加到100g钩码时形变量的变化量为5.10cm－3.40cm＝1.70cm，因此当从0个钩码到100克钩码的形变量为3.40cm，则弹簧的原长为1.70cm，所以A正确。

弹簧的劲度系数k＝

＝

N/m＝28.8N/m。

9．D。

解析：

弹簧可能是压缩状态，也可能是拉伸状态。

设绳子的拉力TA，地板的支持力FN，弹簧的弹力为F。

分情况讨论：

（1）如果弹簧是压缩状态时，A、B受力图如图所示。

对物体A：

F＋TA＝GA，对物体B：

FN＝F＋GB。

由于GA＝3N、GB＝4N、F＝2N，计算可得TA＝1N，FN＝6N。

（2）如果弹簧是拉伸状态时，图中的F分别反向。

对物体A：

GA＋F＝TA，对物体B：

F＋FN＝GB。

计算可得TA＝5N，FN＝2N。

所以只有D正确。

10．BD。

解析：

根据运动信息为匀速下滑，说明m所受合力为零。

图甲中竖直方向的重力和支持力平衡，不能再出现摩擦力。

图乙中m倾斜，因此M对m的支持力垂直于接触面，必须有摩擦力才能满足合力为零。

11．B。

解析：

木块沿斜面上滑，滑动摩擦力方向与运动方向相反，大小为Ff＝μFN，FN＝mgcos37°＝8N，所以Ff＝－6.4N。

当速度减为0后，重力沿斜面分力为G1＝mgsin37°＝10×0.6N＝6N，小于滑动摩擦力。

最大静摩擦力一般认为等于滑动摩擦力，所以物块此时将停下静止在斜面上，摩擦力为静摩擦力，大小为6N，方向向上。

B正确。

12．B。

解析：

甲、乙两种情况都是物块沿斜面匀速上滑，受力图如图所示。

沿斜面和垂直斜面分解G，则有

F1＝Ff甲＋mgsinθ，FN甲＝mgcosθ，Ff甲＝μFN甲

沿斜面和垂直斜面分解G和F2，则有

F2sinθ＋Gcosθ＝FN乙，F2cosθ＝Ff乙＋mgsinθ，Ff乙＝μFN乙

整理得：

＝

＝cosθ－μsinθ。

二、实验题

13．

（1）刻度尺。

（2）钩码的重力、弹簧的长度。

（3）200。

解析：

（1）由于探究弹力和弹簧长度的关系，钩码质量已知，需要测量弹簧长度的工具。

（2）钩码的重力（或是钩码的个数和每个钩码的质量），弹簧的长度（或弹簧的形变量）。

（3）弹簧的劲度系数k＝

＝2N/cm＝200N/m。

14．

（1）F′。

（2）B．等效替代法。

（3）①C；E。

②在C中未记下两条细绳的方向；E中未说明应把橡皮条的节点拉到C中所述同一位置O。

解析：

（1）F′是只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其沿AO方向伸长至位置O后，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按力的图示法作出的。

根据它的测量和作图过程可知，F′一定沿AO方向。

（2）本实验是一个弹簧测力计使橡皮条形变的大小和方向，与两个弹簧测力计使橡皮条形变的大小和方向相同，即一个力的作用效果，代替了两个力的作用效果，所以是等效替代法。

三、计算题

15．

（1）28N。

（2）0.52。

解析：

（1）对木块进行受力分析，它受到重力G、推力F、斜面对它的支持力N以及摩擦力Ff。

如图所示，建立直角坐标系xOy，将重力和推力分解到坐标轴上。

木块沿斜面匀速下滑，所以它受到的力应该是平衡力，也就是合力为0。

两个坐标轴上的合力分别为零。

可以列出以下方程：

带入已知数据，解得摩擦力Ff＝28N，支持力FN＝54N。

（2）由于Ff＝μFN，解得木块与斜面间的动摩擦因数μ＝

＝0.52。

16．0.8T。

解析：

如图所示，O点受三个共点力，处于平衡状态，因此三个力的合力为0。

也就是FA与FB的合力大小应该等于FC。

由力的分解法则可知：

，

。

可见，FA最大，即绳子OA最先达到能承受的最大拉力T。

此时FC＝0.8FA＝0.8T。

由于小球静止，小球受到的拉力FC与它的重力G平衡。

所以小球的最大重力为：

G＝FC＝0.8T。

17．

（1）（M＋m）g，方向竖直向下。

（2）0。

解析：

（1）m在斜面上匀速下滑，所以m受力平衡。

因此m受到的重力mg与斜面对它的支持力FN和摩擦力Ff平衡，即FN和Ff的合力方向竖直向上，大小等于mg。

斜面受到重力Mg，地面对它的支持力FNM，m对它的压力FN′和摩擦力Ff′，如图所示。

FN和Ff的合力方向竖直向上，大小等于mg。

所以，FN′和Ff′的合力方向竖直向下，大小等于mg。

因此地面对M的支持力FNM＝（M＋m）g，根据牛顿第三定律，斜面体对地面的压力大小为（M＋m）g，方向竖直向下。

（2）由

（1）可知，FN′和Ff′的合力方向竖直向下，在水平方向没有分量。

所以，M在水平方向没有运动趋势，故而与地面间的摩擦力为0。