第2单元 相互作用.docx

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第2单元相互作用

第二单元相互作用1—基础知识回顾

1．力的概念

2．重力

3．弹力

4．摩擦力

5．力的合成与分解

6．共点力作用下物体的平衡

第二单元相互作用2—重难点例析

【例1】画出图2-1-2中小球或杆受到的弹力．除

（2）中的地面外，其他各接触面均光滑，O为圆心．

【例2】如图2-1-5所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是（D）

A．小车静止时，F=mgsinθ，方向沿杆向上

B．小车静止时，F=mgcosθ，方向垂直杆向上

C．小车向右以加速度a运动时，一定有F=ma/sinθ

D．小车向左以加速度a运动时，

，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角为α=arctan（a/g）

【例4】如图2-1-12所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：

①中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动．若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有（）

A．l2＞l1B．l4＞l3

C．l1＞l3D．l2＝l4

只有D正确．

【点悟】轻质弹簧两端的弹力大小相等，与物体的运动状态无关.

【随堂训练1】．图2-1-13中a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们的连接如图并处于平衡状态．下列说法正确的是

A．有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态

B．有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态

C．有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态

D．有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态

【答案】AD

【随堂训练2】．如图2-1-14所示，弹簧测力计和细线的重力不计，一切摩擦不计，重物的重力G=10N，则弹簧测力计A、B的示数分别是（D）

A．10N，0B．0，10N

C．20N，10ND．10N，10N

【随堂训练3】．如图2-1-19所示，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴O安装在一根轻木杆B上，一根轻绳AC绕过滑轮，绳与滑轮间的摩擦不计，A端固定在墙上，且绳保持水平，C端下面挂一个重物，BO与竖直方向夹角θ=45°，系统保持平衡.若保持滑轮的位置不变，改变θ的大小，则滑轮受到木杆的弹力大小变化的情况是（D）

A．只有角θ变小，弹力才变小

B．只有角θ变大，弹力才变大

C．不论角θ变大或变小，弹力都变大

D．不论角θ变大或变小，弹力都不变

【答案】D

【随堂训练4】、如图2-1-20所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的轻度系数分别为k1和k2，上面的木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态．现缓慢地向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧，求这个过程中下面木块移动的距离．

【答案】

【例5】如图2-2-2示，物体A、B在力F作用下一起以相同速率沿F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法中正确的是（）

A．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相同

B．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相反

C．甲、乙两图中A均不受摩擦力

D．甲图中A不受摩擦力，乙图中A受摩擦力，方向均与F相同

【答案】D

【例6】如图2-2-3所示，物体A、B的质量mA=mB=6kg，A和B、B和水平面间的动摩擦因数都等于0.3，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，水平力F=30N．那么，B对A的摩擦力和水平桌面对B的摩擦力各为多大?

得B对A的摩擦力FBA=FT=15N．

桌面对B的摩擦力 F桌B=F=30N．

【例7】长直木板的上表面的一端放置一个铁块，木板放置在水平面上，将放置铁块的一端由水平位置缓慢地向上抬起，木板另一端相对水平面的位置保持不变，如图2-2-4所示．铁块受到摩擦力f随木板倾角α变化的图线可能正确的是（设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小）（）

【答案】C

【例题8】水平传送带的装置如图2-2-6所示，O1为主动轮，O2为从动轮．当主动轮顺时针匀速转动时，物体被轻轻地放在A端皮带上．开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置C后滑动停止，之后就随皮带一起匀速运动，直至传送到目的地B端．在传送的过程中，若皮带和轮不打滑，则物体受到的摩擦力和皮带上P、Q两处（在O1O2连线上）所受摩擦力情况正确的是（）

A．在AC段物体受水平向左的滑动摩擦力，P处受向上的滑动摩擦力

B．在AC段物体受水平向右的滑动摩擦力，P处受向上的滑动摩擦力

C．在CB段物体不受静摩擦力，Q处受向下的静摩擦力

D．在CB段物体受水平向右的静摩擦力，P、Q两处始终受向下的静摩擦力

【答案】C

【随堂训练5】．把一重为G的物体，用一水平推力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的平整墙上。

那么，在图2-2-13中，能正确反映从t=0开始物体所受摩擦力Ff随t变化关系的图象是（B）

【随堂训练6】

．如图2-2-15所示，传送带向右上方匀速转动，石块从漏斗里竖直掉到传送带上，然后随传送带向上运动，下列说法可能正确的是（AB）

A．石块落到传送带上可能先做加速运动后做匀速运动

B．石块在传送带上一直受到向沿皮带向上的摩擦力作用

C．石块在传送带上一直受到沿皮带向下的摩擦力作用

D．开始时石块受向到沿皮带向上的摩擦力，后来不受摩擦力

【答案】AB

【例9】图2-3-8是压榨机的原理示意图，B为固定铰链，A为活动铰链，

在A处作用一水平力F，滑块C就以比F大得多的压力压物体D．已知图

中l=0.5m，b=0.05m，F=200N，C与左壁接触面光滑，D受到的压力多

大？

（滑块和杆的重力不计）

【答案】1000N

【例10】如图2-3-16所示，质量为m的物体用细绳OC悬挂在支架上的O点，轻杆OB可绕B点转动，当物体静止时细绳OA与轻杆OB间的夹角为θ．求此时细绳OA中张力F1的大小和轻杆OB受力F2的大小．

【答案】F1=mg/sinθ；F2=mgcotθ

【例11】如图2-3-17所示，水平横梁一端A插在墙壁内，另一端装有小的轻质滑轮B，一轻绳一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10kg的重物，∠CBA=30°，则干的弹力为

A．50NB．

C．100ND．

【答案】D

【例12】．AB、AC两绳相交于A点，绳与绳、绳与天花板间夹角大小如图2-3-23，现用一力F作用于交点A，与右绳夹角为α，保持力F大小不变，改变α角大小，忽略绳本身重力，则在下述哪种情况下，两绳所受张力大小相等（B）

A．α=150°B．α=135°

C．α=120°D．α=90°

【答案】B

【例13】如图2-4-3所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体

P相连，P与斜放在其上的固定档板MN接触且处于静止状态，则斜面体

P此时受到的外力的个数有可能是（）

A．2个B．3个C．4个D．5个

【答案】AC

【例14】如图2-4-7所示，重量为G的均匀链条，两端用等长的轻绳连接，挂在等高的地方，绳与水平线成θ角．试求：

（1）绳子的张力大小；

（2）链条最低点的张力大小．

【答案】

（1）

（2）

【例15】如图2-4-9所示，一个重为G的匀质球放在光滑斜面上，斜面倾角为α．在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态，今使板与斜面的夹角β缓慢增大至水平，在这个过程中，球对挡板和球对斜面的压力大小如何变化？

【例16】

一轻杆BO，其O端用光滑铰链铰于固定竖直杆AO上，B端挂一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如图

2-4-12所示．现将细绳缓慢往左拉，使杆BO与杆AO间的夹角θ逐渐减

少，则在此过程中，拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况是（）

A．FN先减小，后增大B．FN始终不变

C．F先减小，后增大D．F始终不变，

【答案】B

【例17】如图2-4-15所示，物体的质量为2kg，两根轻绳AB和AC的一端连接于竖直墙上，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成θ=60°的拉力F，若要使两绳都能伸直，求拉力F的大小范围．

【答案】20

/3N≤F≤40

/3N

【随堂训练7】有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑．AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡（如图2-4-21所示）．现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力FN和摩擦力f的变化情况是

A．FN不变，f变大B．FN不变，f变小

C．FN变大，f变大D．FN变大，f变小

【答案】B

【随堂训练8】．半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖向挡板MN，在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态，如图2-4-27所示是这个装置的截面图，若用外力使MN保持竖直且缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止，在此过程中，下列说法中正确的是（B）

A．MN对Q的弹力逐渐减小

B．地面对P的摩擦力逐渐增大

C．P、Q间的弹力先减小后增大

D．Q所受的合力逐渐增大

【随堂训练9】．如图2-4-27所示，小球质量为m，置于质量为M的倾角为θ的光滑斜面上，悬线与竖直方向的夹角为α，系统处于静止状态．求

（1）斜面对小球的支持力和悬线对小球的拉力大小．

（2）地面对斜面体的水平和竖直方向的作用力大小．

【答案】

（1）F=mgsinθ/sin（α+θ）；FN=mgsinα/sin（α+θ）

（2）f=mgsinθsinα/sin（α+θ）；

N=（M+m）g-mgsinθcosα/sin（α+θ）

【随堂训练10】．直角劈形木块（截面如图2-4-29所示，∠ACB=37°）质量M=2kg，用外力顶靠在竖直墙上，已知木块与墙之间最大静摩擦力和木块对墙的压力成正比，即fm=kFN，比例系数k=0.5，则垂直作用于BC边的外力F应取何值木块保持静止．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

【答案】20N≤F≤100N

【随堂训练11】如图2-6-5所示，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的．已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦

因数都μ，两物块的质量都是m，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动，则F的大小为（）

A．4μmg　　　　B．3μmg

C．2μmg　　　　D．μmg

【答案】A

单元测试

（二）

时量：

60分钟满分：

100分

一．本题共8小题

1．一个物体受三个共点力作用，这三个力大小相等，互成120°．则下列说法正确的是

A．物体所受合力一定为零B．物体一定做匀速直线运动

C．物体所受合力可能不为零D．物体可能做匀变速曲线运动

2．图2-1是一种测定风力的仪器的原理图，质量为m的金

属球，固定在一细长的轻金属丝下端，能绕悬挂点O在

竖直平面内转动，无风时金属丝自然下垂，有风时金属丝

将偏离竖直方向一定角度θ，角θ的大小与风力大小有关，

下列关于风力F与θ的关系式正确的是（）

A．F=mgsinθB．F=mgtanθ

C．F=mgcosθD．mg/cosθ

3．在机场和海港，常用输送带运送旅客和行李、

货物．如图2-2所示，a为水平输送带，b为

倾斜输送带．当行李箱随输送带一起匀速运动

时，下列几种判断中正确的是（）

A．a、b两种情形中的行李箱都受到两个力作用

B．a、b两种情形中的行李箱都受到三个力作用

C．情形a中的行李箱受到两个力作用，情形b中的行李箱受到三个力作用

D．情形a中的行李箱受到三个力作用，情形b中的行李箱受到四个力作用

4．如图2-3所示，A、B两物体用细绳相连跨过光滑的轻

质小滑轮悬挂起来，B物体放在水平地面上，A、B两

物体均静止．现将B物体稍向左移一点，A、B两物体

仍静止，则此时与原来相比（）

A．绳子拉力变大

B．地面对物体B的支持力变大

C．地面对物体B的摩擦力变大

D．物体B受到的合力变大

5．高血压是危害人体健康的一种常见病，现已查明，血管内径变细是其诱因之一．我们可以在简化假设下研究这个问题：

设液体通过一根一定长度的管子时受到的阻力F与流速v成正比，即F=kv（为简便，设k与管子粗细无关）；为维持液体匀速流过，在这段管子两端需有一定的压强差．设血管截面积为S时两端压强差为p，若血管截面积减小10%时，为了维持在相同时间内流过同样多的液体，压强差必须变为

A．

pB．100pC．

pD．10p

6．如图2-4所示，两光滑硬杆OA、OB成θ角，在两杆上套

上轻环P、Q，两环用轻绳相连，现用恒力F沿OB方向拉

环Q，当两环稳定时，轻绳的拉力大小为（）

A．FsinθB．

C．FcosθD．

7．如图2-5所示，物体质量为m，靠在粗糙的竖直墙上，物体与墙间

的动摩擦因数为μ．要使物体沿墙匀速滑动，则外力F的大小可能

是（）

A．

B．

C．

D．

8．在“探究力的合成”的实验中，橡皮条的一端固定在P点，另一端被A、B两只弹簧秤拉伸至O点，F1、F2分别表示A、B两只弹簧秤的读数，如图2-6所示，使弹簧秤B从图示位置开始顺时针缓慢转动，在这过程中保持O点和弹簧秤A的拉伸方向不变，则在整个过程中两弹簧秤的读数F1、F2的变化是（）

A．F1减小，F2减小

B．F1减小，F2增大

C．F1减小，F2先增大后减小

D．F1减小，F2先减小后增大图2-6

二．本题共2小题，共16分．把答案填在相应的横线上或按题目要求做答．

9．（6分）某同学要利用一个小木块（一端带挂钩）、一个长木板、一根轻质的橡皮条和一把刻度尺，粗略地测出小木块与木板之间的动摩擦因数．他的实验步骤未完成，请补充实验步骤并求出木块与桌面间的动摩擦因数μ．

①用刻度尺测量出橡皮条自由长度l0，

②将橡皮条把木块竖直悬挂起来，测量木块静止时橡皮条的长度l1；

③

；

则木块与桌面间的动摩擦因数μ=（用上述所测物理量表示）．

10．

（1）（4分）在“探究力的合成”的实验中，需要将橡皮条的

一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端

有绳套（如图2－7）.实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套，

并互成角度地拉橡皮条．某同学认为在此过程中必须注意以下

几项：

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．在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行．

其中正确的是．（填入相应的字母）

（2）（6分）某同学在做研究弹簧的形变与外力的

关系实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，

测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测

出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几

组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线

如图2-8所示．（实验过程是在弹簧的弹性限度内

进行的由图可知该弹簧的自然长度为cm；

该弹簧的劲度系数为N/m．

三．本题共3个小题，共36分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．

11．（10分）如图2-9所示，一轻质三角形框架B处悬挂一定滑轮（质量可忽略不计）．一体重为500N的人通过跨定滑轮的轻绳匀速提起一重为300N的物体．

（1）此时人对地面的压力是多大？

（2）斜杆BC，横杆AB所受的力是多大？

12．（12分）如图2-10所示，质量为m的物体A压在置于水平面上的劲度系数为k1的竖直轻弹簧B上．用细绳跨过定滑轮将物体A与另一根劲度系数为k2的轻弹簧C连接．当弹簧C处在水平位置且未发生形变时，其右端点位于a位置．将弹簧C的右端点沿水平缓慢拉到b位置时，弹簧B对物体A的拉力大小恰好等于A的重力．求：

（1）当弹簧C处在水平位置且未发生形变时，弹簧B的形变大小．

（2）该过程中物体A上升的高度为多少？

ab间的距离为多大？

13．（14分）轻绳的两端A、B固定在天花板上，绳能承受的最大拉力为120N．现用挂钩将一重物挂在绳子上，结果挂钩停在C点，如图2-11所示．轻绳的两端与竖直方向的夹角分别为37°和53°．已知sin37°=0.6；cos37°=0.8，求：

（1）此重物的最大重力为多少?

（2）若将挂钩换成一个光滑、轻质的小滑轮，则重物的最大重力可达多大?

单元测试

（二）

1．A2．B3．C4．BC5．A6．B7．CD8．D

9．③将木块放在水平放置的木板上，用橡皮条水平拉动木块，使木块在木板上匀速运动，测量出这时橡皮条的长度l2；μ=（l2-l0）/（l1-l0）．

10．

（1）C

（2）10；50

11．【解析】

（1）先以人为研究对象，人受重力G、地面对人的支持力FN、绳子的拉力FT三个力作用．由平衡条件可得：

FN+FT=G，而对物体有FT=G物=300N，由上述方程得FN=200N．由牛顿第三定律可知人对地面的压力FN'=200N．

（2）以B点为研究对象，其受力情况如图所示．将绳子的拉力F分解为两个力：

一个分力是对AB杆的拉力FAB、一个分力是对BC杆的压力FBC．对滑轮有：

F=2FT=600N，由题意及受力分解图可知：

N

N

12．【解析】（1解得

（2）ab间的距离为

13．【解析】（

③

（2）在图甲中，设AB=s，由几何关系，绳长l=scos53°+scos37°=1.4s

若将挂钩换成滑轮，则静止时C点位于AB的中垂线上，

此时两根绳子的张力大小相相等

对C点受力分析，如图乙所示，

由几何关系cosθ=

≈0.7④

由图示关系有重物的最大重力为

⑤

故重物的最大重力为Gm=168N