第三章 相互作用 单元检测题（Word版含答案）

第三章《相互作用》单元检测题
一、单选题(共15小题)
1.如图所示，两根完全相同的轻弹簧a、b上端固定在竖直墙壁上，下端连接在小球上．小球静止时，弹簧a、b与竖直方向的夹角分别为53°和37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，则a、b两弹簧的伸长量之比为(　　)
A．
B．
C．
D．
2.如图所示，一个重力为10 N的物体，用细线悬挂在O点，现在用力F拉物体，悬线与竖直方向夹角为θ＝37°，处于静止状态，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则此时拉力F的最小值为(　　)
A． 5 N
B． 6 N
C． 8 N
D． 10 N
3.两光滑平板MO、NO构成一具有固定夹角θ0＝75°的V形槽，用θ表示NO板与水平面之间的夹角，如图所示．若球对板NO压力的大小正好等于球所受重力的大小，则下列θ值中正确的是(　　)
A． 15°
B． 30°
C． 45°
D． 60°
4.如图，用传送带向上传送货物，货物与传送带之间没有相对滑动，则货物受到的摩擦力是(　　)
A． 静摩擦力，方向沿传送带向上
B． 静摩擦力，方向沿传送带向下
C． 滑动摩擦力，方向沿传送带向下
D． 滑动摩擦力，方向沿传送带向上
5.如图所示，在粗糙的斜面上，放有物块B，物块B水平上表面上放有物块A，当它们一起沿斜面匀速下滑时，A受到的力(　　)
A． 只有重力
B． 只有重力和支持力
C． 有重力、支持力和摩擦力
D． 有重力、支持力、摩擦力和斜面对它的弹力
6.下列有关滑动摩擦力的说法，正确的是(　　)
A． 有压力一定有滑动摩擦力
B． 有滑动摩擦力一定有压力
C． 滑动摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
D． 只有运动的物体才受滑动摩擦力
7.关于力的合成与力的分解，下列说法错误的是(　　)
A． 力的分解是力的合成的逆运算
B． 把一个力分解为两个分力，这两个分力共同作用的效果应当与该力作用的效果相同
C． 力的合成和力的分解都遵循平行四边形定则
D． 分力一定小于合力
8.如图所示，一个质量为m的小物体静止在固定的、半径为R的半圆形槽内，距内槽最低点高为处，则它受到的摩擦力大小为(　　)
A．mg
B．mg
C． (1－)mg
D．mg
9.如图所示，轻绳上端固定在天花板上的O点，下端悬挂一个重力为10 N的物体A，B是固定的表面光滑的小圆柱体，当A静止时，轻绳与天花板的夹角为30°，B受到绳的压力的大小是(　　)
A． 5 N
B． 10 N
C． 5N
D． 10N
10.如图所示，物体在平行于斜面向上、大小为6 N的力F作用下，沿固定的粗糙斜面向上做匀速直线运动，物体与斜面间的滑动摩擦力(　　)
A． 等于零
B． 小于6 N
C． 等于6 N
D． 大于6 N
11.关于重力，以下说法正确的是(　　)
A． 物体受到的重力是由于地球吸引而产生的
B． 地球上的物体只有静止时才受到重力作用
C． 自由下落的石块速度越来越大，说明它受到的重力越来越大
D． 质量为m的物体受到的重力大小为mg，只要m一定，它受到的重力大小就保持不变
12.下列关于重力的说法正确的是(　　)
A． 重力的方向不定竖直向下
B． 重力是由于物体受到地球的吸引而产生的
C． 所有物体的重心都在物体上
D． 同一个物体在赤道和北极所受重力相同
13.如图所示，走钢丝是一项传统的杂技项目，常常给观众带来惊险、刺激的感受。走钢丝的过程中，演员往往手拿一根很长的木棍，关于木棍的作用，下列说法正确的是(　　)
A． 为了增大演员与钢丝间的压力
B． 为了增大演员与钢丝间的摩擦力
C． 为了调节演员自身重心的位置
D． 为了增加观赏性
14.如图所示，物体质量为m，与水平桌面间的动摩擦因数为μ，受水平向右的推力F的作用匀速运动，物体从边缘开始，到物体滑离桌边三分之一为止，在此过程中下列说法正确的是(　　)
A． 推力F因物体悬空部分越来越大而变小
B． 物体所受摩擦力逐渐减小
C． 推力F大小始终是μmg
D． 因接触面变小，动摩擦因数μ会变大
15.5个力同时作用于某一质点，此5个力大小和方向相当于正六边形的两条边和三条对角线，如图所示，这5个力的合力的大小为F1的(　　)
A． 3倍
B． 4倍
C． 5倍
D． 6倍
二、填空题(共3小题)
16.如图甲所示，用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块，A端的拉力均匀增加，0～t1时间木块静止；木块运动后改变拉力大小，使木块在t2时刻后处于匀速直线运动状态．计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示的拉力随时间变化的图线．则：当用F＝5.3 N的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为__________N；当用F＝5.8 N的水平拉力拉木块时，木块所受摩擦力大小为__________N.
17.物体A的受力个数为________个？
18.在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力规律的实验中，特设计了如图甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律．将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连(调节传感器高度可使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的定滑轮系一只空砂桶(调节滑轮可使桌面上部细绳水平)，整个装置处于静止状态．实验开始时打开传感器同时缓慢向砂桶里倒入砂子，小车运动起来，立即停止倒砂子，若力传感器采集的图像如图乙所示，则结合该F－t图像，请分析以下问题．(重力加速度g取10 N/kg)
(1)空砂桶的重力为________．
(2)滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小为________．
三、简答题(共3小题)
19.请在图中画出杆或球所受的弹力．
甲图中杆靠在墙上；
乙图中杆放在半球形的槽中；
丙图中球用细线悬挂在竖直墙上；
丁图中点1、2、3都可能是球的重心位置，点2是球心，点1、2、3在同一竖直线上．
20.如图所示，匀质球A置于倾角为37°的光滑斜面上，并用竖直光滑挡板挡住，已知球A的重力G＝40 N，斜面对A的弹力垂直斜面向上，FN1＝50 N，挡板对A的弹力垂直挡板水平向右，FN2＝30 N，在图中作出球A所受的力的图示．(作图要求：直尺作图，各力作用点均在球的重心上，标明各力符号)
21.已知下图中的物块和球均处于静止状态，图B、C中的球是光滑的，请画出它们所受弹力的方向。
四、计算题(共3小题)
22.已知有两个共点力，F1＝10 N，方向水平向右，F2＝10 N，方向竖直向上，如图所示．
(1)求这两个力的合力F的大小和方向(结果可用根式表示)；
(2)若将F2绕O点逆时针旋转30°角，求这时合力F的大小和方向．
23.在电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地上，如图所示．如果钢丝绳与水平地面的夹角∠A＝∠B＝60°，每根钢丝绳的拉力都是300 N，求两根钢丝绳作用在电线杆上的合力．
24.如图所示，将质量m＝5 kg的木板置于水平桌面上，将其右端三分之一长推出桌子边缘，木板与桌面间的动摩擦因数为，试求欲将木板推回桌面所需施加的最小水平推力的大小(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2)．
答案解析
1.【答案】A
【解析】对小球受力分析，受到重力和两个弹簧的弹力，如图所示，
根据平衡条件，有：＝＝
而Fa＝kxa，Fb＝kxb
解得＝
故A正确，B、C、D错误．
2.【答案】B
【解析】以物体为研究对象进行受力分析，如图所示，根据三角形定则，对物体施加的力F与细线垂直时，所用的力最小，所以F的最小值为Fmin＝Gsin 37°＝0.6G＝6 N，所以B正确．
3.【答案】B
【解析】将重力按效果分解，如图所示．由几何关系可知2α＋θ＝180°，α＋θ＋θ0＝180°，解得θ＝30°.
4.【答案】A
【解析】货物与传送带之间没有相对滑动，所以两者之间存在静摩擦力，货物相对传送带有向下运动的趋势，所以静摩擦力方向沿传送带向上．
5.【答案】B
【解析】
6.【答案】B
【解析】产生滑动摩擦力的条件有三个：相互接触且挤压(有弹力)、接触面粗糙、发生相对滑动，缺一不可．由产生条件可知，A错误，B正确；滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，C错误；滑动摩擦力发生于相对滑动的两物体之间，两个物体中可能有一个相对地面是静止的，故D错误．
7.【答案】D
【解析】力的分解和力的合成都遵循平行四边形定则，互为逆过程，A、C正确；把一个力分解为两个分力，由合力和分力的定义可知，这两个分力共同作用的效果与该力作用的效果相同，B正确；由合力的取值范围|F1－F2|≤F≤F1＋F2可知分力不一定小于合力，D错误．
8.【答案】B
【解析】对物体受力分析如图，由平衡条件可得：
mgsinθ＝Ff，FN＝mgcosθ，
sinθ＝＝，
Ff＝mg.
9.【答案】B
【解析】以与小圆柱体接触的那一小段绳子为研究对象，绳子受两个大小相等的拉力F1、F2及支持力FN作用，如图，由于F1＝F2＝10 N，且夹角为120°，故F＝10 N，由牛顿第三定律知，绳对圆柱体的压力的大小为10 N，故选B.
10.【答案】B
【解析】对物体受力分析，在沿斜面方向，物体受到重力沿斜面的分力F1、滑动摩擦力Ff和拉力F，则F1＋Ff＝F，故Ff<6 N.
11.【答案】A
【解析】重力是由于地球的吸引而产生的，故A对；重力与物体的运动状态无关，故B错；自由下落的石块所受重力大小与速度无关，故C错；地球上不同位置，同一物体所受重力大小可能不同，故D错．
12.【答案】B
【解析】重力是由于地球的吸引而产生的，重力的大小与运动状态无关，其方向总是竖直向下的，重心是重力的等效作用点，可能在物体之上，也可能在物体之外，赤道和北极处的重力加速度不同，同一个物体在赤道和北极所受重力不相同，选项A、C、D错误，B正确．
13.【答案】C
【解析】在走钢丝过程中，演员手拿很长的木棍，便于调节自身重心的位置，使重心总处于钢丝的正上方而保持平衡，故C正确。
14.【答案】C
【解析】当物体在桌面上匀速滑动时，接触面的压力始终等于物体重力，接触面的粗糙程度不变，即动摩擦因数不变，只是接触面积在逐渐减小，而接触面积的大小不影响摩擦力的大小，因此，在此过程中摩擦力是不变的，B、D错误；对物体受力分析，可知推力始终等于摩擦力μmg，A错误，C正确．
15.【答案】D
【解析】如图所示，
以F1和F4为邻边作平行四边形，F3为平行四边形的对角线(即F1与F4的合力为F3)，同理可知，F2与F5的合力也为F3，故5个力的合力等于3倍的F3，又F3等于F1的2倍，则5个力的合力大小等于F1的6倍，D正确．
16.【答案】5.3　5.1
【解析】由题图乙可知，最大静摩擦力大小为Ffmax＝5.5 N，滑动摩擦力大小为5.1 N．当用F＝5.3 N的水平拉力拉静止的木块时，F＜Ffmax，木块处于静止状态，所受静摩擦力大小等于拉力大小，即为5.3 N；当用F＝5.8 N的水平拉力拉木块时，F＞Ffmax，木块处于运动状态，所受滑动摩擦力大小为5.1 N.
17.【答案】3
【解析】以A、B整体为研究对象，受竖直向下的重力及推力F，则墙对A无作用力，则A受自身重力、B对A的摩擦力和弹力，共计3个力作用．
18.【答案】(1)2 N　(2)3.5 N
【解析】(1)t＝0时刻，传感器显示拉力为2 N，则滑块受到的摩擦力为静摩擦力，由二力平衡可知，其大小为2 N，对车与空砂桶受力分析可知空砂桶的重力也等于2 N.
(2)由图像可知，t＝5 s时刻摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力为3.5 N.
19.【答案】见解析图
【解析】甲图中杆在重力作用下对A、B两处都产生挤压作用，故B处墙和A处地面对杆都有弹力，弹力方向与接触面垂直，如图(a)所示．
乙图中杆对C、D两处都有挤压作用，因C处为曲面，D处为支撑点，所以C处弹力垂直于圆弧切面指向球心，D处弹力垂直于杆斜向上，如图(b)所示．
丙图中球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直；绳子对球的弹力沿绳子向上，如图(c)所示．
丁图中当重心不在球心处时，弹力作用线也必通过球心，如图(d)所示．应注意不要错误地认为弹力作用线必定通过球的重心．
20.【答案】如图所示
【解析】
21.【答案】如图所示。
【解析】
22.【答案】(1)10N　与水平方向夹角为45°斜向右上　(2)10 N　与水平方向夹角为60°斜向右上
【解析】(1)当F1与F2垂直时，合力为F＝＝N＝10N，设合力F与F1的夹角为θ，tanθ＝＝1，解得θ＝45°，方向为与水平方向夹角为45°斜向右上．
(2)当F1与F2互成120°角时，作出平行四边形如图所示，由几何知识得合力F′＝F1＝F2＝10 N，与F1的夹角为60°斜向右上．
23.【答案】520 N　方向竖直向下
【解析】方法1　作图法
如图甲，自O点引两条有向线段OC和OD，夹角为60°，设定每单位长度表示100 N，则OC和OD的长度都是3个单位长度，作出平行四边形OCED，其对角线OE就表示两个拉力F1、F2的合力F，量得OE长约为5.2个单位长度．
所以合力F＝100×5.2 N＝520 N.
用量角器量得∠COE＝∠DOE＝30°，所以合力方向竖直向下．
方法2　计算法
先画出力的平行四边形如图乙所示，由于OC＝OD，得到的是菱形，连接CD、OE，两对角线垂直且平分，在Rt△OCO′中，∠COO′＝30°，则有＝F1cos 30°，所以合力F＝2F1cos 30°＝2×300×N≈520 N，方向竖直向下．
24.【答案】N
【解析】滑动摩擦力与物体间的接触面积无关，只与正压力和动摩擦因数有关，根据Ff＝μFN＝μmg，可得桌面对木板的滑动摩擦力为N，即最大静摩擦力为N，则根据二力平衡可知需要的最小水平推力为N.