1、章末综合检测章末综合检测(三三)相互作用相互作用力力 A 级学考达标 1下列关于重力、重心、重力加速度 g 的说法正确的是( ) A地球和物体在不接触时也会产生重力作用，可见力是可以离开物体而独立存在的 B物体的重心一定与它的几何中心重合 C用一绳子将物体悬挂起来，物体处于静止状态时，该物体的重心不一定在绳子的延长线上 D在地球上重力加速度 g，两极最大、赤道最小 解析：选 D 地球和物体在不接触时也会产生重力作用，不能说明力可以离开物体而独立存在，A 错 误；重心的位置不仅与物体的形状有关，还与物体的质量分布有关，只有形状规则，质量分布均匀的物体 的重心才在物体的几何中心，B 错误；用一绳子
2、将物体悬挂起来，物体处于静止状态时，对物体受力分析， 物体受到重力和绳子的拉力，根据二力平衡原理可知重力与拉力在同一直线上，则该物体的重心一定在绳 子的延长线上，C 错误；在地球上重力加速度 g，两极最大、赤道最小，D 正确。 2.如图所示，在粗糙水平面上有两个质量分别为 m1和 m2的木块 1 和 2，中间用一原长为 l、劲度系数 为 k 的轻弹簧连接，木块与地面之间的动摩擦因数为 。现用一水平力向右拉木块 2，当两木块一起匀速运 动时，两木块之间的距离为( ) Alm1g k Bl m1m2g km1m2 Clm2g k Dlm1m2g k 解析：选 A 以木块 1 为研究对象，当两木块一
3、起匀速运动时，有弹簧对木块 1 的拉力与木块 1 受到 的滑动摩擦力平衡，即：k(xl)m1g，解得：xlm1g k ，故 A 正确，B、C、D 错误。 3一物体受三个共点力的作用，下列几组力中，能使物体处于平衡状态的是( ) A4 N、7 N,8 N B2 N、3 N、6 N C1 N、5 N,7 N D1 N、8 N、10 N 解析：选 A 4 N 与 7 N 合力最大为 11 N，最小为 3 N，8 N 在这两个力范围之内，故合力可以为 0， 能使物体处于平衡状态；2 N 和 3 N 合力最大为 5 N，最小为 1 N,6 N 不在这两个力范围之内，不能使物体 处于平衡状态；1 N 和
4、5 N 合力最大为 6 N，最小为 4 N,7 N 不在这两个力范围之内，不能使物体处于平衡 状态；1 N 和 8 N 合力最小为 7 N，最大为 9 N，10 N 不在这两个力范围之内，不能使物体处于平衡状态， 故 A 符合题意。 4.竹蜻蜓是一种中国传统的民间儿童玩具， 流传甚广。 如图所示， 竹蜻蜓由竹柄和“翅膀”两部分组成。 玩儿时，双手一搓竹柄，然后双手松开，竹蜻蜓就会旋转着飞上天空，过一会儿落下来。松手后，关于竹 蜻蜓和空气间的相互作用力，下列说法正确的是( ) A竹蜻蜓对空气的作用力大于空气对竹蜻蜓的作用力 B竹蜻蜓对空气的作用力小于空气对竹蜻蜓的作用力 C竹蜻蜓对空气的作用力大
5、小等于空气对竹蜻蜓的作用力 D竹蜻蜓对空气的作用力与空气对竹蜻蜓的作用力方向相同 解析：选 C 竹蜻蜓对空气的作用力和空气对竹蜻蜓的作用力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第 三定律可知， 竹蜻蜓对空气的作用力大小等于空气对竹蜻蜓的作用力大小， 二者的方向相反。 故 C 正确， A、 B、D 错误。 5.当直升机倾斜飞行时，螺旋桨产生的升力 F 垂直于机身，升力 F 与竖直方向的夹角为 。现沿水平和 竖直两个方向分解力 F，如图所示。下列说法正确的是( ) A水平分力大小为 FxFcos B水平分力大小为 FxFtan C竖直分力大小为 FyFcos D竖直分力大小为 FyFtan 解析：选 C
6、 将力 F 分解为两个相互垂直的分力，其中水平方向的分力大小为 FxFsin ，竖直方向的 分力大小为 FyFcos ，故 C 正确，A、B、D 错误。 6.如图所示，两个质量均为 m 的小球通过两根轻弹簧 A、B 连接，在水平外力 F 作用下，系统处于静止 状态，此时弹簧实际长度相等。弹簧 A、B 的劲度系数分别为 kA、kB，且原长相等。弹簧 A、B 与竖直方向 的夹角分别为 与 45 。设 A、B 中的弹力分别为 FA、FB。小球直径相比弹簧长度可以忽略。则( ) AkAkB Btan 1 2 CFA 3mg DFB2mg 解析：选 B 将两小球与弹簧 B 看成一个整体，对整体受力分析，
7、可知整体受到重力 2mg，弹簧 A 的 弹力 FA和 F 的作用，受力如图甲所示，根据共点力平衡的条件有：FA 2mg cos ，F2mgtan ，根据胡克定 律：FAkAxA，FBkBxB，对下面的小球进行受力分析，其受力如图乙所示。 根据平衡条件有：FB 2mg，Fmg，联立可得：tan 1 2，故 B 正确，D 错误；由 tan 1 2知，cos 2 5，得 FA 5mg，故 C 错误；两个弹簧的原长相等，伸长后的长度也相等，所以弹簧的形变量也相等， 而两个弹簧的弹力不同，所以两个弹簧的劲度系数不相等，故 A 错误。 7.一长直木板的上表面放有一小木块，当木板以远离木块的一端 O 为轴，
8、如图所示由水平位置缓慢向 上转动( 角变大)时，则木块受到的摩擦力 Ff随转过的角度 (090 )变化的图像，可能正确的是( ) 解析：选 C 角增大时，木块开始一段时间受的摩擦力为静摩擦力，Ffmgsin ，当木块相对木板滑 动时变为滑动摩擦力，Ffmgcos ，又知 角在增大，故 C 正确。 8某同学利用如图甲所示装置进行“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。 (1)某次在弹簧下端挂上钩码后，弹簧下端处的指针在刻度尺上的指示情况如图乙所示，此时刻度尺的 读数 x_cm。 (2)根据实验数据在图丙的坐标纸上已描出了多次测量的弹簧所受弹力大小 F 跟弹簧长度 x 之间的函数 关系点，请作出
9、 Fx 图线。 (3)根据所作出的图线，可得该弹簧的劲度系数 k_N/m。(结果保留两位有效数字) 解析：(1)刻度尺的最小刻度为 1 mm，应估读到最小刻度的下一位，由题图乙知，读数为 11.95 cm。 (2)采用描点法作图得到 Fx 图像，如图所示。 (3)根据胡克定律公式 Fkx， 有：k F x 4.90 18810 2 N/m49 N/m。 答案：(1)11.95(11.9311.97 均可) (2)见解析图 (3)49(4751 均可) 9.如图所示，轻绳 OA、OB 的一端固定在天花板上，另一端与绳 OC 相连将一质量为 10 kg 的重物悬挂 空中而处于静止状态，其中 OB
10、与天花板夹角为 30 ，OA 与天花板夹角为 60 。(g 取 10 m/s2) (1)画出结点 O 的受力分析图，标出对应的力及角度； (2)求 OA、OB 对应的拉力大小 FA、FB； (3)若保持 O、B 点位置不变，改变 OA 的长度，将 A 点移动到 D 点，使得 ODOB，求此时 OD 对应 的拉力大小 FD。 解析：(1)对结点 O 受力分析如图甲所示。 (2)根据平衡条件，由几何知识得： FAmgcos 30 50 3 N FBmgcos 60 50 N。 (3)将 A 点移动到 D 点后画出受力图如图乙所示，运用合成法，由几何知识得： FDmg100 N。 答案：(1)见解析
11、图甲 (2)50 3 N 50 N (3)100 N B 级选考提能 10如图所示，三个大小相等的力 F，作用于同一点 O，合力最大的是( ) 解析：选 B 将 A 中任意两力进行合成，可知这两力的合力与第三个力大小相等，方向相反，这三个 力的合力为 0；将 B 中方向相反的两个力合成，则合力为 0，再与第三个力 F 合成，则合力大小为 F；将 C 中相互垂直的力 F 进行合成，则合力的大小为 2F，再与第三个力 F 合成，则合力的大小为( 21)F；将 D 中左边两个力进行合成，再与右边力 F 合成，则合力的大小为( 31)F；由上分析可知，合力最大的是 B 项中合力 F，故 B 正确，A、
12、C、D 错误。 11.超市里磁力防盗扣的内部结构及原理如图所示，在锥形金属筒内放置四颗小铁珠(其余两颗未画出)， 工作时弹簧通过铁环将小铁珠挤压于金属筒的底部，同时，小铁珠陷于钉柱上的凹槽里，锁死防盗扣。当 用强磁场吸引防盗扣的顶部时，铁环和小铁珠向上移动，防盗扣松开。已知锥形金属筒底部的圆锥顶角刚 好是 90 ，弹簧通过铁环施加给每个小铁珠竖直向下的力 F，小铁珠锁死防盗扣，每个小铁珠对钉柱产生的 侧向压力为(不计摩擦以及小铁珠的重力)( ) A. 2F B. 2 2 F CF D. 3F 解析：选 C 以一个小铁珠为研究对象，将力 F 按照作用效果分解如图所示。由几何关系可得小铁珠 对钉柱
13、产生的侧向压力为：N1 F tan 45 F，故 C 正确。 12.如图所示， 某同学在沙料场中发现沙子堆积时会形成圆锥体， 且堆积过程中圆锥体的底角保持不变。 他测得某堆沙子的底部周长约为 30 m，沙子之间的动摩擦因数约为 0.8，则这堆沙子的体积约为(圆锥体的 体积等于底面积与高的乘积的三分之一， 取 3.14)( ) A1102 m3 B2102 m3 C3102 m3 D8102 m3 解析： 选 A 设圆锥体顶角的一半为 ， 对侧面上最外面一粒沙子分析， 由平衡条件得： mgsin mgcos ， 解得： tan 5 4， 设沙子底部圆的半径为 r， 高为 h， 由几何关系得： t
14、an r h， 底部周长约为： 2r30 m， 沙子的体积为：V1 3r 2h，联立解得：V1102 m3，故 A 正确。 13.多选两个物体 M、m 用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，如图所示放置，OA、OB 与水平面的夹角分别 为 30 、60 ，M 所受的重力大小为 20 N，M、m 均处于静止状态，则( ) AOA 对 M 的拉力大小为 10 N BOB 对 M 的拉力大小为 10 N Cm 受到水平面的静摩擦力大小为 10 N Dm 受到水平面的静摩擦力的方向水平向左 解析：选 AD 对结点 O 受力分析，结点 O 受 OA、OB、OM 三根绳子的拉力，通过条件得知 OA 和 OB 的夹角
15、为 90 ，由平衡条件有，FOM20 N，FOAFOM sin 30 10 N，FOBFOM cos 30 10 3 N，故 A 正确，B 错误；对 m 受力分析，受向左的拉力 10 N，向右的拉力 10 3 N，故 m 受到水平面的静摩擦力方 向水平向左，大小为(10 310)N，D 正确，C 错误。 14.多选气象研究小组用如图所示简易装置测定水平风速，在水平地面上竖直固定一直杆，质量为 m 的薄空心塑料小球用细线悬于杆顶端 O，当水平风吹来时，小球在水平风力的作用下飘起来。已知水平风 力大小正比于风速，当风速 v03 m/s 时，测得球平衡时细线与竖直方向的夹角 30 ，小球所受的浮力
16、不计，重力加速度为 g，则( ) A此时细线拉力的大小为2 3mg 3 B若风速增大到某一值时， 可能等于 90 C细线拉力与风力的合力大于 mg D30 时，风力的大小 F 3 3 mg 解析：选 AD 选小球为研究对象，则小球受重力、细线拉力和风力处于平衡，如图所 示，根据共点力平衡得，FT mg cos 2 3mg 3 ，风力 Fmgtan 30 3 3 mg，细线拉力和风力合 力的大小等于 mg，故 A、D 正确，C 错误；因为风力和重力的合力方向不可能水平向右，可 知细线拉力方向不可能水平向左，则 不可能等于 90 ，故 B 错误。 15某研究小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”
17、的实验，器材有：方木板一块，白纸，量程 为 5 N 的弹簧测力计两个，橡皮条(带两个较长的细绳套)，刻度尺，图钉(若干个)。 (1)多选具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的是_。 A橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上 B重复实验再次进行验证时，结点 O 的位置可以与前一次不同 C使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时，视线应正对测力计刻度 D用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力 (2)该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置 O、力的标度、分力 和合力的大小及表示力的作用线的点，如图所示。其中对于提
18、高实验精度最有利的是_。 (3)该小组同学仔细分析实验，怀疑实验中的橡皮条被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果。该 小组讨论后找来钩码，改用如图所示的实验装置做实验，三条细绳结于 O 点分别与两弹簧测力计和钩码相 接。实验步骤如下： A弹簧测力计 A 挂于固定在竖直木板上的 P 点 B结点 O 下的细绳挂钩码 C C手持弹簧测力计 B 缓慢向左拉，使结点 O 静止在某位置 D记下钩码质量、结点 O 的位置、读出并记录弹簧测力计 A 和 B 的示数 步骤 D 中漏记录了_。 在实验过程中，下列情况会对实验结果产生误差的是_。 A改变弹簧测力计 B 拉力进行多次实验时，结点 O 的位置发生变化
19、 B木板不竖直 CA 弹簧测力计外壳受到的重力 DB 弹簧测力计的拉力方向没有保持水平 解析：(1)F1、F2间的夹角大小适当即可，不一定要橡皮条和两绳套夹角的角平分线在一条直线上，故 A 错误；合力与分力为等效替代的关系，效果是相同的，所以在同一次实验时，需要让两个力拉橡皮条和 一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，则结点 O 的位置要相同，而在重复实验再次进行验证时，结点 O 的 位置可以与前一次不同，故 B 正确；使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线，可以减小摩擦力；读数时， 视线应正对测力计刻度，可减小偶然误差，故 C 正确；用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力不一定要 小于只用一个测力计
20、拉橡皮条的拉力，故 D 错误。 (2)为了便于确定拉力的方向，拉橡皮条的细绳要稍微长一些，同时在纸上描点时，所描的点不要太靠 近 O 点，A 图中所描的点太靠近 O 点，且所选标度较大，误差较大，故 A 错误；B 图中所描的点到 O 点的 距离适中，力的大小适中，而且两个力的角度的大小也适中，所选标度较小，精确度较高，故 B 正确；C 图中力的读数太小，且作图时代表力的大小的线段长度要适当，故 C 错误；D 图中两个分力之间的夹角太 小，误差较大，且所选标度较大，误差较大，故 D 错误。 (3)步骤 D 中漏记录了三条细绳(拉力)的方向。改变弹簧测力计 B 拉力进行多次实验时，结点 O 的 位
21、置发生变化， 那么合力即测力计 A 的示数也会发生变化， 对实验没有影响， 故 A 错误； 在木板上作图时， 所有力的方向都在平面内，木板若不是竖直，而重力是竖直方向，那么就无法画出钩码重力的分力，对实 验结果造成误差， 故 B 正确； 弹簧测力计外壳受到的重力并没有作用在弹簧上， 不会造成误差， 故 C 错误； 在木板上作图时，所有力的方向都在平面内，如果 B 弹簧测力计的拉力方向没有保持水平，但只要在木板 平面内对作图就没有影响，不会造成误差，故 D 错误。实验会造成误差的只有 B。 答案：(1)BC (2)B (3)三条细绳(拉力)的方向 B 16在粗糙水平面上用弹簧测力计测定木块 A
22、和木块 B 间的动摩擦因数 ，有如图所示两种装置。 (1)为了用弹簧测力计的读数表示滑动摩擦力，甲、乙两种情况中 A 是否都一定要做匀速运动？ (2)若 A 做匀速运动，甲图中 A、B 间摩擦力是否等于拉力 FA? (3)若 A、B 受到的重力分别为 100 N 和 150 N，甲图中弹簧测力计读数 F 为 60 N(当 A 被拉动时)，FA 110 N，求 A、B 间的动摩擦因数 。 解析：(1)用弹簧测力计的读数表示滑动摩擦力，题图甲中 B 静止，B 受到的摩擦力始终等于弹簧测力 计示数，所以 A 不一定要做匀速运动，而题图乙中，A 是运动的，要使 A 受到的摩擦力始终等于弹簧测力 计示数
23、，A 一定要做匀速运动。 (2)设 B 对 A 的摩擦力为 fBA，地面对 A 的摩擦力为 f，则根据平衡条件：FAfBAf，故 fBAFA。 (3)题图甲中弹簧测力计读数为 60 N，即 B 受到的滑动摩擦力为 60 N，则知 fAB GB 60 1500.4。 答案：(1)甲中 A 不一定要做匀速运动，乙中 A 一定要做匀速运动 (2)不等于 (3)0.4 17.如图所示，质量为 m0.8 kg 的砝码悬挂在轻绳 PA 和 PB 的结点上并处于静止状态，PA 与竖直方向 的夹角为37 ， PB沿水平方向， 质量为M10 kg的木块与PB相连， 静止于倾角为37 的斜面上(取g10 m/s2， sin 37 0.6，cos 37 0.8)。求： (1)PB 拉力的大小； (2)木块所受斜面的摩擦力和弹力大小。 解析：(1)对 P 点受力分析如图甲所示，有 FAcos 37 mg FAsin 37 FB 解得 FB6 N。 (2)对木块受力分析如图乙所示，有 FfMgsin 37 FBcos 37 FNFBsin 37 Mgcos 37 由牛顿第三定律知 FBFB 解得 Ff64.8 N FN76.4 N。 答案：(1)6 N (2)64.8 N 76.4 N
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