人教版（2019） 必修 第一册 第三章 章末综合测评3 相互作用--力 解析版

章末综合测评(三)　相互作用
(时间：90分钟　分值：100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，全选错的得0分)
1．关于合力与分力的大小关系，下列叙述正确的是(　　)
A．合力必定大于分力
B．合力至少大于某个分力
C．合力可以比任意一个分力都小，而且可能为零
D．合力不可能和两个分力的大小都相等
C　[合力可以大于分力，也可以等于分力，还可以小于分力，故选项C正确，A、B、D均错误．]
2．用两条细绳把一个镜框悬挂在墙上，在如图所示的四种挂法中，细绳对镜框拉力最小的是(　　)
A　　　　B　　　　C　　　　D
B　[由力的合成与分解知，合力一定时夹角越大分力越大，夹角越小分力越小，故选项B正确．]
3．力是矢量，它的合成与分解遵循平行四边定则，则下列关于大小分别为7 N和9 N的两个力的合力的说法正确的是(　　)
A．合力可能为3 N　 B．合力不可能为9 N
C．合力一定为16 N D．合力可能为1 N
A　[两力合成时，有F1＋F2≥F≥|F1－F2 |.当两力夹角为零时合力最大，最大值为9 N＋7 N＝16 N；当夹角为180°时合力最小，最小值为9 N－7 N＝2 N；故合力介于2 N至16 N之间，故A正确，B、C、D均错误．]
4.矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机．当歼20隐形战斗机以速度v斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示．已知飞机受到重力G、发动机推力F1、与速度方向垂直的升力F2和与速度方向相反的空气阻力Ff.下列受力分析示意图可能正确的是(　　)
A　　　　B　　　　C　　　　D
A　[由题意可知所受重力G竖直向下，空气阻力Ff与速度方向相反，升力F2与速度方向垂直，对比图中选项可知只有A选项符合题意．]
5．如图所示，物块A放在倾斜的木板上，已知木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为(　　)
A.　　　B. C.　　　D.
C　[由题意可以判断出，当倾角α＝30°时，物块受到的摩擦力是静摩擦力，大小为Ff1＝mgsin 30°，当α＝45°时，物块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为Ff2＝μFN＝μmgcos 45°，由Ff1＝Ff2解得μ＝，C正确．]
6．如图所示，粗糙水平面上，用弹簧系住一个重60 N的物块，物块保持静止，已知物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.3，那么该弹簧的弹力不可能是(　　)
A．10 N，水平向右 B．16 N，水平向右
C．20 N，水平向左 D．0
C　[物块与水平面间的最大静摩擦力为F＝μFN＝18 N，物块要保持静止，则弹簧弹力应小于或等于18 N，方向可以水平向左，也可以水平向右，故选项C不可能．]
7．如图所示，一个大人拉着载有两个小孩的小车(其拉杆可自由转动)沿水平地面匀速前进，则下列说法正确的是(　　)
A．拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力
B．拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小
C．拉力与摩擦力的合力方向竖直向上
D．小孩和车所受的合力为零
CD　[小孩和车整体受重力、支持力、拉力和摩擦力，利用正交分解法分析易知，拉力的水平分力等于小孩和车所受的摩擦力，故选项A错误；根据力的合成和二力平衡易知，拉力、摩擦力的合力与重力、支持力的合力平衡，重力、支持力的合力竖直向下，故拉力与摩擦力的合力方向竖直向上，故选项B错误，C正确；小孩和车做匀速直线运动，故所受的合力为零，故选项D正确．]
8．如图所示，水平推力F使物体静止于斜面上，则(　　)
A．物体一定受3个力的作用
B．物体可能受3个力的作用
C．物体一定受到沿斜面向下的静摩擦力
D．物体可能受到沿斜面向下的静摩擦力
BD　[解本题的关键是能够正确地受力分析，通过推力和重力沿斜面方向的分力关系判断是否受静摩擦力作用．设斜面倾角为θ，若Fcos θ＝mgsin θ，则物体所受的摩擦力为零，物体受重力、支持力和推力3个力作用，若Fcos θ>mgsin θ，则物体受到沿斜面向下的静摩擦力，故物体共受到重力、支持力、推力和摩擦力4个力作用，若Fcos θ9．如图所示，质量为m的物体在与斜面平行向上的拉力F的作用下，沿着水平地面上质量为M的粗糙斜面匀速上滑，在此过程中斜面保持静止，则地面对斜面(　　)
A．无摩擦力
B．支持力等于(m＋M)g
C．支持力为(M＋m)g－Fsin θ
D．有水平向左的摩擦力，大小为Fcos θ
CD　[解本题的关键是把物体和斜面整体作为一个对象进行研究，并且要知道静止和匀速运动均是平衡状态．由于物体沿着斜面匀速上滑，可把物体和斜面看成整体．整体受力如图所示，根据力的分解和二力平衡得，FN＝(M＋m)g－Fsin θ，Ff＝Fcos θ，选项A、B错误，C、D正确．]
10．如图所示，某时刻质量m＝2 kg的木块正在以v＝3 m/s的速度在以v′＝5 m/s的速度向右传送的传送带上运动．若已知木块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，取g＝10 N/kg.则下列说法正确的是(　　)
A．木块的运动方向向右
B．木块相对于传送带的运动方向向左
C．木块所受滑动摩擦力的方向向左
D．木块受到的滑动摩擦力的大小为4 N
ABD　[由题意可知，木块正以v＝3 m/s的速度向右运动，A正确；由于传送带的速度v′＝5 m/s，方向向右，则以传送带为参考系，木块向左运动，B正确；因为滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，所以木块所受滑动摩擦力的方向向右，C错误；滑动摩擦力的大小Ff＝μFN＝μmg＝0.2×2×10 N＝4 N，D正确．]
二、非选择题(本题共6小题，共60分)
11．(6分)在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学的实验过程如图所示，甲、丙两图为两个弹簧测力计的放大图片：
甲　　　　乙　　　　丙
(1)读出两弹簧测力计的读数F1＝________ N，F2＝________ N.
(2)画出两力的图示，再利用平行四边形定则画出合力的图示．
(3)由合力的图示可得合力的大小约为________ N.
[解析]　(1)甲弹簧测力计的读数为F1＝2.50 N，丙弹簧测力计的读数为F2＝2.00 N.
(2)
(3)由合力的图示可得合力的大小约为3.20 N.
[答案]　(1)2.50　2.00　(2)见解析　(3)3.20
12．(6分)如图甲是一个用来测方木块和长木板间动摩擦因数的简单装置．方木块放在水平长木板上，方木块被一根绳子系在右面一端固定的水平弹簧测力计上．长木板下面有轮子可以滚动，用一个平稳的水平力向左推动木板，木板向左缓慢移动，待弹簧测力计的指针稳定后，读出测力计的读数Ff.在方木块上放砝码可以改变它对长木板的压力F的大小．将测得的各组Ff和F的数据用圆点标于坐标图上，如图乙所示．请你根据各点表示的数据描出Ff F图线，求出方木块与长木板间的动摩擦因数μ＝________.
[解析]　作出Ff F图线如图所示：
由Ff＝μF可知，图象的斜率k＝μ；
由图象可知，μ＝＝0.2.
[答案]　0.2(0.18～0.22都正确)
13．(10分)如图所示，在水平地面上放一质量为1.0 kg的木块，木块与地面间的动摩擦因数为0.6，在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力F1、F2，已知F1＝3.0 N，F2＝4.0 N，g取10 m/s2，则木块受到的摩擦力为多少？若将F2顺时针转90°，此时木块在水平方向上受的合力大小为多少？
[解析]　由平行四边形定则可知，图中F1与F2的合力F＝＝5.0 N．若木块滑动时，木块受到的滑动摩擦力大小为F′＝μFN＝μmg＝6.0 N．由于F当F2顺时针旋转90°时，F1与F2方向相同．它们的合力为F1＋F2＝7.0 N>6.0 N．此时木块运动受滑动摩擦力作用，木块受的合力为1.0 N.
[答案]　5.0 N　1.0 N
14．(12分)如图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在固定的光滑斜面上，设小球质量m＝1 kg，斜面倾角α＝30°，细绳与竖直方向夹角θ＝30°.求细绳对小球拉力的大小．(g取10 m/s2)
[解析]　以小球为研究对象，受力分析如图所示．
F＝mg，Tcos 30°＝F
解得T＝＝ N＝ N.
[答案]　 N
15.(12分)如图所示，气球重10 N，受到空气的浮力为16 N．由于受到水平风力的影响，系气球的绳子与水平方向成θ＝60°角．则绳子的拉力和水平方向的风力分别为多大？
[解析]　分析气球受力如图所示，气球静止，故水平方向有F风＝F1＝F拉cos θ
竖直方向有F浮＝G＋F2＝G＋F拉sin θ
代入数值解得F拉＝4 N，
F风＝2 N.
[答案]　4 N　2 N
16．(14分)两质量分别为M和m的物体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°和60°，M重20 N，m静止在水平面上．求：
(1)OA绳和OB绳的拉力大小；
(2)m受到的摩擦力．
[解析]　(1)结点O的受力如图所示．
根据平衡条件得，竖直方向上
FTAcos 60°＋FTBcos 30°－Mg＝0
水平方向上FTAsin 60°－FTBsin 30°＝0
解得FTA＝10 N ，
FTB＝10 N＝17.3 N.
(2)由于m也处于平衡状态，故在水平方向上
FTB－FTA－Ff＝0
所以摩擦力大小Ff＝FTB－FTA＝7.3 N，方向水平向左．
[答案]　(1)10 N　17.3 N　(2)7.3 N　方向水平向左
1