人教高一物理版必修第一冊課時作業(yè)第三章　相互作用——力單元檢測

1、新人教版必修第一冊課時作業(yè)第三章相互作用力單元檢測 (滿分:100分;時間:90分鐘)一、單項選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)1.將四塊相同的堅固石塊壘成圓弧形的石拱,每塊的質(zhì)量為m,其中第3、4塊固定在地基上,第1、2塊間的接觸面是豎直的,每塊石塊的兩個側(cè)面間所夾的圓心角均為30°。假定石塊間的摩擦力可以忽略不計,重力加速度大小為g,則第1、2塊石塊間的作用力大小為() A.12mgB.32mgC.33mgD.3mg2.2017年12月1日,中國4 500米載人潛水器“深海勇士”號完成驗收。設(shè)潛水器在下潛或上升過程中只

2、受重力、海水浮力和海水阻力作用,其中,海水浮力F始終不變,所受海水阻力僅與潛水器速率有關(guān)。已知當潛水器的總質(zhì)量為M時恰好以速率v勻速下降,若使?jié)撍饕酝瑯铀俾蕜蛩偕仙?則需要從潛水器儲水箱向外排出水的質(zhì)量為(重力加速度為g)()A.2M-FgB.2Fg-MC.2M-FgD.2M-F2g3.如圖所示,光滑的四分之一圓弧軌道AB固定在豎直平面內(nèi),A端與水平面相切,穿在軌道上的小球在拉力F作用下,緩慢地由A向B運動,F始終沿軌道的切線方向,軌道對球的彈力為N,在運動過程中()A.F增大,N減小B.F減小,N減小C.F增大,N增大D.F減小,N增大4.一串小燈籠(五只)彼此用輕繩連接并懸掛在空中,在穩(wěn)

3、定水平風力作用下發(fā)生傾斜,繩與豎直方向的夾角為30°,如圖所示。設(shè)每只燈籠的質(zhì)量均為m。(重力加速度大小為g)由上往下第一只燈籠與第二只燈籠間繩中的拉力大小為()A.23mgB.233mgC.833mgD.8mg5.如圖所示,三個相同的輕質(zhì)彈簧連接在O點,彈簧1的另一端固定在天花板上,且與豎直方向的夾角為30°,彈簧2水平且右端固定在豎直墻壁上,彈簧3的另一端懸掛質(zhì)量為m的物體且處于靜止狀態(tài),此時彈簧1、2、3的形變量分別為x1、x2、x3,則()A.x1x2x3=312B.x1x2x3=321C.x1x2x3=123D.x1x2x3=2136.如圖所示,一傾角為30

4、76;的光滑斜面固定在地面上,一質(zhì)量為m的小木塊在水平力F的作用下靜止在斜面上。若只改變F的方向不改變F的大小,仍使木塊靜止,則此時力F與水平面的夾角為()A.60°B.45°C.30°D.15°7.如圖所示,木板P下端通過光滑鉸鏈固定于水平地面上的O點,物體A、B疊放在木板上且處于靜止狀態(tài),此時物體B的上表面水平。現(xiàn)使木板P繞O點緩慢旋轉(zhuǎn)到虛線所示位置,物體A、B仍保持靜止,與原位置相比()A.A對B的作用力減小B.B對A的支持力增大C.木板對B的支持力增大D.木板對B的摩擦力增大8.如圖所示,A、B都是重物,A被繞過小滑輪P的細線所懸掛,B放在粗糙的

5、水平桌面上;小滑輪P被一根斜短線系于天花板上的O點;O'是三根線的結(jié)點,bO'水平拉著重物B,cO'沿豎直方向拉著彈簧;彈簧、細線、小滑輪的重力和細線與滑輪間的摩擦力均可忽略,整個裝置處于靜止狀態(tài),g取10 N/kg。若懸掛小滑輪的斜線OP的張力是203 N,則下列說法中錯誤的是()A.彈簧的彈力為10 NB.重物A的質(zhì)量為2 kgC.桌面對重物B的摩擦力為103 ND.OP與豎直方向的夾角為60°二、多項選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)9.如圖所示

6、,一鐵架臺放于水平地面上,其上有一輕質(zhì)細線懸掛一小球,開始時細線豎直,現(xiàn)將水平力F作用于小球上,使其緩慢地由實線位置運動到虛線位置,鐵架臺始終保持靜止,則在這一過程中()A.水平拉力F是恒力B.鐵架臺對地面的壓力一定不變C.細線的拉力變小D.地面對鐵架臺的摩擦力增大10.如圖,一光滑的輕滑輪用輕繩OO'懸掛于O點,另一輕繩跨過滑輪,一端連著斜面上的物塊A,另一端懸掛物體B,整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)緩慢向左推動斜面,直到輕繩平行于斜面,這個過程中物塊A與斜面始終保持相對靜止。則下列說法正確的是()A.物塊A受到的摩擦力一定減小B.物塊A對斜面的壓力一定增大C.輕繩OO'的拉力一定

7、減小D.輕繩OO'與豎直方向的夾角一定減小11.如圖所示,一質(zhì)量為m、半徑為r的光滑球A用細繩懸掛于O點,另一質(zhì)量為M、半徑為R的半球形物體B被夾在豎直墻壁和A球之間,B的球心到O點之間的距離為h,A、B的球心在同一水平線上,A、B處于靜止狀態(tài),重力加速度為g。則下列說法正確的是()A.A對B的壓力大小為R+rhmgB.豎直墻壁對B的摩擦力可能為零C.當只輕輕把球B向下移動一點距離,若A、B再次保持靜止,則A對B的壓力大小保持不變,細繩拉力增大D.當只輕輕把球B向下移動一點距離,若A、B再次保持靜止,則A對B的壓力減小,細繩拉力減小12.質(zhì)量均為m的兩物塊A和B之間連接著一根輕質(zhì)彈簧,

8、其勁度系數(shù)為k。現(xiàn)將物塊A、B放在水平地面上一斜面的等高處,如圖所示,彈簧處于壓縮狀態(tài),且物塊與斜面均能保持靜止。已知斜面的傾角為,兩物塊和斜面間的動摩擦因數(shù)均為,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則下列說法正確的是()A.斜面和水平地面間一定有靜摩擦力B.斜面對A、B及彈簧組成的系統(tǒng)的靜摩擦力大于2mg sin C.若將彈簧拿掉,物塊也不可能發(fā)生滑動D.彈簧的最大壓縮量為mg2 cos2-sin2k三、非選擇題(本題共6小題,共60分)13.(6分)某同學用如圖甲所示裝置探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系,實驗步驟如下:甲乙測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度;將1個鉤碼掛在彈簧的下端,測出彈簧總長度L;將2、

9、3、4個鉤碼逐個掛在彈簧的下端,重復(fù)。(1)該同學測量后把數(shù)據(jù)描點在坐標圖乙中,請你幫助該同學作出F-L圖線。(2)由此圖線可得出該彈簧的原長L0=cm,勁度系數(shù)k=N/m。(結(jié)果保留一位小數(shù)) 14.(8分)某同學在做“驗證平行四邊形定則”的實驗中,遇到了以下問題,請幫助該同學解答。(1)物理學中有很多物理方法,本實驗采用的是。 A.類比實驗法B.等效替代法C.控制變量法D.極限法(2)在做實驗之前,該同學發(fā)現(xiàn)有一只彈簧測力計如圖甲所示,則在使用前應(yīng)該對彈簧測力計。 丙(3)如圖乙所示的四個力中,力(填圖中字母)是由一只彈簧測力計直接拉橡皮筋測得的。 

10、(4)該同學已經(jīng)作出了兩個分力的力的圖示,如圖丙所示,方格中每邊的長度表示0.5 N,請幫助該同學用作圖法作出合力F的圖示,并求出合力的大小為N。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 15.(8分)如圖所示,用細線OC的一端將質(zhì)量m=1 kg的物體系住,另一端與細線AO、BO結(jié)在一起,O為結(jié)點,A端系在豎直的墻壁上,AO與墻壁間的夾角為30°,B端與另一個質(zhì)量M=10 kg、放在傾角為30°的粗糙斜面上的物體相連,OB與斜面平行,整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),最大靜摩擦力可認為與滑動摩擦力相等,當?shù)氐闹亓铀俣萭=10 m/s2,求:(1)OA、OB線的拉力大小。(2)B與斜面間動摩

11、擦因數(shù)的最小值。16.(10分)同學們都有過擦黑板的經(jīng)歷。如圖所示,一黑板擦(可視為質(zhì)點)的質(zhì)量為m=0.2 kg,當手臂對黑板擦的作用力F=10 N且F與黑板面所成角度為53°時,黑板擦恰好沿黑板表面緩慢豎直向上擦黑板。(g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)(1)求黑板擦與黑板間的動摩擦因數(shù)。(2)若作用力F方向保持不變,當F多大時能完成向下緩慢擦黑板的任務(wù)?(3)比較以上兩種情況,試判斷哪次黑板擦得更干凈,并說明理由。17.(12分)如圖所示(截面圖),質(zhì)量為M的直角三棱柱A放在粗糙的水平地面上,三棱柱的斜面是光滑的,斜面傾角為

12、。一質(zhì)量為m的均勻光滑圓柱體放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間,A和B都處于靜止狀態(tài),重力加速度大小為g,試求:(1)地面對三棱柱的支持力和摩擦力的大小。(2)若將A水平向左推動一點點后撤去推力,A和B能否靜止不動。18.(16分)如圖所示,質(zhì)量為m1的物體甲通過三段輕繩相連,三段輕繩的結(jié)點為O,輕繩OB水平且B端與站在水平面上的質(zhì)量為m2的人相連,輕繩OA與豎直方向的夾角=37°,物體甲及人均處于靜止狀態(tài)。(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,tan 37°=0.75,g取10 m/s2。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)求:(1)輕繩OA、OB

13、的拉力是多大?(2)人受到的摩擦力是多大?方向如何?(3)若人的質(zhì)量m2=60 kg,人與水平面之間的動摩擦因數(shù)為=0.3,則欲使人在水平面上不滑動,物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過多少?答案一、選擇題1.D設(shè)第1、3塊石塊間的作用力為F13,第1、2塊石塊間的作用力為F12,以第1塊石塊為研究對象,受力如圖所示:由平衡條件得F13 sin 30°=mg,F12=F13 cos 30°,聯(lián)立解得F12=3mg,故選D。2.A潛水器勻速下降時,受到向下的重力、向上的浮力和向上的阻力,根據(jù)平衡條件知:Mg=F+kv,當以相同的速率向上勻速運動時,受到向下的重力、向下的阻力和向上的浮

14、力,根據(jù)平衡條件可知:(M-m)g+kv=F,結(jié)合兩個關(guān)系式可求出:m=2M-Fg,故選A。3.A對球受力分析,受重力、支持力和拉力,如圖,根據(jù)共點力平衡條件,有N=mg cos ,F=mg sin 其中為支持力N與豎直方向的夾角;當球向上移動時,變大,故N變小,F變大,故A正確。4.C自上往下以第二到第五只燈籠整體為研究對象,受力分析如圖所示,則有FT cos 30°=4mg,得FT=833mg故選C。5.D以結(jié)點O為研究對象受力分析,運用合成法,如圖:由幾何知識知:T1=T3cos30°T2=T3 tan 30°T3=mg故T1T2T3=213根據(jù)胡克定律得:

15、T=kx則x1x2x3=213,故選D。6.A木塊受重力、支持力和F處于平衡狀態(tài),受力如圖所示,根據(jù)矢量三角形知,F向上偏轉(zhuǎn)60°后,大小不變,且木塊仍然能處于平衡狀態(tài),所以此時力F與水平面的夾角為60°,故選A。7.D由題意知A、B始終處于平衡狀態(tài),對A受力分析知A受重力和B對A的作用力而平衡,所以A對B的作用力與A的重力大小相等,故A錯誤。當將木板P繞O點緩慢旋轉(zhuǎn)到虛線所示位置時,B的上表面不再水平,設(shè)B的上表面與水平面間的夾角為,則B對A的支持力為GA cos <GA,故B錯誤。對A、B整體受力分析如圖所示,設(shè)木板與水平地面的夾角為,有FN=G總 cos ,Ff

16、=G總 sin ,增大時,FN減小,Ff增大,故C錯誤,D正確。8.DO'a與aA兩繩拉力的合力與斜線OP的張力大小相等。由幾何知識可知FO'a=FaA=20 N,且OP與豎直方向的夾角為30°,D說法錯誤;重物A的重力GA=FaA,所以mA=2 kg,B說法正確;桌面對B的摩擦力Ff=FO'b=FO'a cos 30°=103 N,C說法正確;彈簧的彈力F彈=FO'a sin 30°=10 N,A說法正確。9.BD對小球受力分析,受拉力T、重力和水平力F,根據(jù)平衡條件,有:F=mg tan T=mgcos逐漸增大,則F逐漸

17、增大,T也增大,故A、C錯誤;以小球、細線和鐵架臺整體為研究對象,根據(jù)平衡條件得:Ff=F,則Ff逐漸增大,FN=(M+m)g,FN保持不變,故B、D正確。10.BC對B分析,因為過程緩慢,故B受力平衡,所以繩子的拉力FT'=mBg,由于同一條繩子上的拉力大小相同,故繩子對A的拉力大小恒為FT=mBg。如圖所示,設(shè)繩子與斜面的夾角為,斜面與水平面的夾角為,對A分析,在垂直于斜面方向上,有FT sin +FN=mAg cos ,隨著斜面左移,在減小,故FN=mAg cos -FT sin 在增大;在沿斜面方向上,物塊A受到重力沿斜面向下的分力mAg sin 和繩子沿斜面向上的分力FT c

18、os ,如果mAg sin >FT cos ,則有mAg sin =FT cos +Ff,隨著減小,Ff在減小,如果mAg sin <FT cos ,則有mAg sin +Ff=FT cos ,隨著減小,Ff在增大,故A錯誤,B正確。因為滑輪兩邊繩的夾角越來越大,又滑輪兩邊繩的拉力大小相等且不變,則滑輪兩邊繩的合力越來越小,所以輕繩OO'的拉力在減小,C正確;OO'在滑輪兩邊輕繩夾角的角平分線上,所以O(shè)O'與豎直方向的夾角一定增大,D錯誤。11.AD分析A球的受力情況,如圖1所示,B對A的支持力N與A的重力mg的合力與細繩的拉力T等大、反向、共線,根據(jù)兩個陰

19、影三角形相似得:NR+r=mgh=TOA,得N=R+rhmg,T=OAhmg,由牛頓第三定律知A對B的壓力大小為:N'=N=R+rhmg,A正確;B在豎直方向受到重力,而A、B間無摩擦,由平衡條件知豎直墻壁對B一定有摩擦力,B錯誤;當只輕輕把球B向下移動一點距離,分析A球的受力情況,如圖2所示,N與T的合力與mg等大、反向、共線,根據(jù)兩個陰影三角形相似得:NR+r=mgL=TOA,可得:N=R+rLmg,T=OALmg,由于L>h,可知N減小,T減小,由牛頓第三定律知A對B的壓力減小,C錯誤,D正確。圖1圖212.CD將彈簧、兩物塊和斜面看作一個整體,對整體分析,整體處于平衡狀態(tài)

20、,沒有相對地面運動或相對地面運動的趨勢,故斜面與水平地面間沒有摩擦力作用,A錯誤;對A、B及彈簧整體分析,整體的重力沿斜面向下的分力2mg sin 等于所受斜面的靜摩擦力,B錯誤;拿掉彈簧前,單個物塊受到的靜摩擦力大于重力沿斜面向下的分力,拿掉彈簧后,靜摩擦力瞬間發(fā)生變化,與重力沿斜面向下的分力大小相等,物塊不會發(fā)生滑動,C正確;彈簧彈力沿水平方向,大小為kx,且彈力大小等于mg sin 和靜摩擦力f的合力,當彈簧彈力最大時,彈簧的壓縮量最大,靜摩擦力最大,此時:kxm=fm2-(mgsin)2,其中fm=mg cos ,故xm=mg2 cos2-sin2k,D正確。二、非選擇題13.答案(1

21、)圖見解析(2分)(2)5.0(2分)25.0(24.925.1均可)(2分)解析作出F-L圖線如圖,由圖像可知該彈簧的原長L0=5.0 cm,勁度系數(shù)k=FL=25.0 N/m。14.答案(1)B(1分)(2)調(diào)零(1分)(3)F'(2分)(4)圖見解析(2分)3.5(2分)解析(1)該實驗采用的方法是等效替代法,B正確。(2)由題圖甲可知,彈簧測力計指針不在零刻度線處,故在進行測量前應(yīng)先對彈簧測力計進行調(diào)零,使指針指在零刻度線處。(3)F'與橡皮筋在同一條直線上,是由一只彈簧測力計直接拉橡皮筋測得的。(4)以F1、F2為鄰邊,作出平行四邊形,如圖所示。由圖可知,合力為F=7

22、×0.5 N=3.5 N。15.答案(1)8.66 N5 N(2)0.64解析(1)對結(jié)點O進行受力分析,如圖所示,受OC向下的拉力(大小等于mg)和OA、OB的拉力F1、F2,有:F1=mg cos 30°=53 N=8.66 N(2分)F2=mg sin 30°=5 N(2分)(2)斜面上的物體在四個力的作用下處于靜止狀態(tài),根據(jù)力的平衡條件,有:Mg sin 30°+F2'f(1分)FN=Mg cos 30°(1分)f=FN(1分)F2'=F2解得:11330=0.64,即動摩擦因數(shù)的最小值為0.64。(1分)16.答案(1

23、)0.5(2)2 N(3)見解析解析(1)在黑板擦緩慢向上擦的過程中,以黑板擦為研究對象進行受力分析如圖甲所示,則水平方向:F sin 53°=FN(1分)豎直方向:F cos 53°=mg+Ff(2分)Ff=FN(1分)解得Ff=4 N,=0.5(1分)(2)在黑板擦緩慢向下擦的過程中,以黑板擦為研究對象進行受力分析如圖乙所示,則水平方向:F'sin 53°=FN'豎直方向:F'cos 53°+Ff'=mg(2分)Ff'=FN'解得:F'=2 N,Ff'=0.8 N(1分)(3)緩慢向上比緩慢向下擦得更干凈。(1分)因為緩慢