第三章 相互作用 期末复习过关卷（Word版含答案）

第三章 相互作用 期末复习过关卷
一、单选题
1．码头上两个人用水平力推集装箱，想让它动一下，但都推不动，其原因是
A．集装箱太重 B．推力总小于摩擦力
C．推力总小于重力 D．推力总小于最大静摩擦力
2．一个质量为m的皮球用一根轻质细绳悬挂在光滑的竖直墙面上，已知细绳与墙壁的夹角为，若细绳的拉力为，墙对球的支持力为下列说法正确的是　　
A．
B．
C．若增加悬绳的长度，则拉力将会增大
D．若增加悬绳的长度，则支持力将会减小
3．某同学把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，当弹簧拉力F依次为、、时木块均保持静止，达到时木块开始移动则木块运动时，下列哪个数值有可能是木块所受滑动摩擦力的大小　　
A．0N B． C． D．
4．物体受到三个共点力、、作用做匀速直线运动，则三个力可能的取值是　　
A．3N、5N、10N
B．4N、6N、8N
C．12N、7N、4N
D．1N、3N、5N
5．如图所示，将倾角为α的粗糙斜面体置于水平地面上，斜面体上有一木块，对木块施加一斜向上的拉力F，整个系统处于静止状态，下列说法正确的是(　　)
A．木块和斜面体间可能无摩擦
B．木块和斜面体间一定有摩擦
C．斜面体和水平地面间可能无摩擦
D．撤掉拉力F后，斜面体和水平地面间一定有摩擦
6．如图所示，用光滑的粗铁丝做成一直角三角形，BC水平，AC边竖直，∠ABC＝α，AB及AC两边上分别套用有细线连着的铜环，当它们静止时，细线跟AB所成的角θ的大小为（细线长度小于BC）（ ）
A．θ＝α
B．θ＞
C．θ＜α
D．α＜θ＜
7．如图所示，物体A靠在竖直的墙面C上，在竖直向上的力F作用下，A、B物体均保持静止，则物体A受力分析示意图正确的是（　　）
A．B．C．D．
8．拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具，如图所示．设拖把头的质量为m，拖杆质量可以忽略，拖杆与竖直方向的夹角为θ．某同学用该拖把在水平地板上拖地，当沿拖杆方向的推力为F时，拖把头在地板上匀速移动，则拖把头与地板之间的动摩擦因数μ为（重力加速度为g）（　　）
A． B． C． D．
9．如图所示，一根橡皮筋固定在水平天花板的两点，在其中点悬挂一物体．当所挂物体的质量M=m时，橡皮筋与天花板夹角θ=θ1，橡皮筋张力T=T1；当M=2m时，θ=θ2，T=T2．则（ ）
A． B．
C． D．
10．如图所示，挡板AB和竖直墙壁之间夹有质量为m的小球，当挡板和竖直墙壁之间的夹角θ从90°缓慢减小至30°的过程中，以下说法正确的是（ ）
A．小球对挡板AB的压力先增大后减小
B．小球对挡板AB的压力逐渐减小
C．小球对竖直墙壁的弹力逐渐增大
D．小球对竖直墙壁的弹力先减小后增大
11．完全相同的两物体P、Q，质量均为m，叠放在一起置于水平面上，如图所示．现用两根等长的细线系在两物体上，在细线的结点处施加一水平拉力F，两物体始终保持静止状态，则下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　）
A．两物体间的摩擦力大小为F B．两物体间弹力大小可能为0
C．物体Q对地面的压力大小为2mg D．物体P受到细线的拉力大小为
12．如图所示，将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑、半径为R的半球形容器底部O′处(O为球心)，弹簧另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点．已知容器与水平面间的动摩擦因数为μ，OP与水平方向间的夹角为θ＝30°．下列说法正确的是
A．水平面对容器有向右的摩擦力 B．弹簧对小球的作用力大小为mg
C．容器对小球的作用力大小为mg D．弹簧原长为R
二、填空题
13．某个物体在F1、F2、F3、F4四个力的作用下处于静止状态，若F4的方向沿逆时针转过180°而保持其大小不变化，其余三个力的大小和方向不变，则此时物体所受到的合力大小为________。
14．已知木箱重200 N，木箱与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，当木箱在水平桌面上以10 m/s的速度运动时，木箱所受桌面的摩擦力大小为________ N；当木箱以15 m/s的速度运动时，木箱所受摩擦力大小为________ N；当在该木箱上放一相同的木箱，两箱一起以10 m/s的速度运动时，下面木箱所受桌面的摩擦力大小为________ N.
15．细线下挂一个质量为m的小球，现用一个力F拉小球使悬线偏离竖直方向θ角处于静止状态，如图所示，则拉力F的最小值为________，与竖立方向间夹角为________．
16．如图所示，在水平桌面上放两物体，已知A、B两物体与地面的最大静摩擦力分别为8N和4N，若一水平力F = 6N作用于A物体时，此时B受到的摩擦力大小为_____ N，当水平力作用于B时，则A受到的摩擦力为___________N．
17．质量为 5.0 103 kg 的物体，在高空受到的重力为 4.8 104 N,该处的重力加速度g= _____m/s2 ．如果该处有另一质量为 5kg 的物体，放在竖直放置的劲度系数 k=1000N/m的弹簧上，物体处于静止状态，则弹簧的压缩量 x=________ m．
三、实验题
18．为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码。实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出。（g取9.8m/s2）
(1)作出m－l的关系图线______；
(2)弹簧的劲度系数为______N/m。
19．“探究求合力的方法”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。
(1)某次实验中，拉OC细绳的弹簧秤指针位置如甲图所示，其读数为________N；乙图中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是____________；
(2)关于此实验下列说法正确的是__________
A.与橡皮筋连接的细绳必须等长
B．用两只弹簧秤拉橡皮筋时，应使两弹簧秤的拉力相等，以便算出合力的大小
C．用两只弹簧秤拉橡皮筋时，结点位置必须与用一只弹簧秤拉时结点的位置重合
D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要短一些
四、解答题
20．一质量不计的弹簧原长为12cm，一端固定于质量的物体上，另一端施一水平拉力若物体与水平面间的动摩擦因数为，当弹簧拉长至17cm时，物体恰好被拉动， ，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等
弹簧的劲度系数多大？
若将弹簧拉长至15cm时物体在滑动过程中，物体所受的摩擦力大小为多少？
物体静止时，若将弹簧拉长至15cm，物体所受到的摩擦力大小为多少？
21．如图所示，放在粗糙斜面上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态，轻绳AO绕过光滑的定滑轮与轻质弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点。轻质弹簧中轴线沿水平方向，轻绳的OC段与竖直方向的夹角θ=60°，斜面倾角α=30°，物块A和B的质量分别为mA=5kg，mB=1.5kg，弹簧的劲度系数为k=500N/m，重力加速度g=10m/s2。求
（1）弹簧的伸长量x；
（2）物块A受到的摩擦力f的大小和方向。
22．如图，在水平桌面上放一重为GA=20N的物体A，它与桌面间的动摩擦因数为μ1=0.5。
（1）使这个物体沿桌面匀速运动时，水平拉力应为多大？
（2）如果在A上加一个重为GB=10N的物体B，B与A间的摩擦系数为μ2=0.2，那么当A、B两物体一起沿桌面匀速运动时，对A的水平拉力应为多大？此时B所受的摩擦力多大？
（3）如果拉力与水平面呈θ=53°角斜向上，那么当A、B两木块一起沿桌面匀速滑动时，对木块A的拉力应为多大？（sin53°=0.8，cos53°=0.6）
参考答案
1．D
【解析】集装箱推不动，因为集装箱在水平方向上受推力和静摩擦力平衡，根据牛顿运动定律可知，合力为零，但推力总小于最大静摩擦力．故D正确，AB C错误．故选D．
【点睛】
解决本题的关键知道静摩擦力介于0和最大静摩擦力之间，物体推不动，因为推力和静摩擦力平衡．
2．D
【解析】AB．小球的受力如图所示：
根据平衡条件可知，绳子对圆球的拉力大小：
，
FN=mgtanθ，
故AB错误；
C．若增加悬绳的长度，则θ变小，由，可知拉力FT将会减小，故C错误；
D．若增加悬绳的长度，则θ变小，由FN=mgtanθ，可知支持力FN将会减小，故D正确。
故选D。
3．B
【解析】由题可知，拉力达到10.0N时木块开始移动，所以木块与木板之间的最大静摩擦力是10N．由于滑动摩擦力一般略小于最大静摩擦力，可知四个选项中可能是木块所受滑动摩擦力的大小是9N．故选B正确，ACD错误。
【点睛】
在研究摩擦力时，首先要根据物体的状态确定是滑动摩擦还是静摩擦，同时要注意静摩擦力是否到达了最大值．
4．B
【解析】因物体做匀速直线运动，所以所受的合力为零．因为是三个力，我们可让前两个先合成，再和第三个合成：
A、前两个力的合力范围是[2，8]，第三个力是10N，所以合力不可能为零；故A错误．
B、前两个力的合力范围是[2，10]，第三个力是8N，所以合力可能为零；故B正确．
C、前两个力的合力范围是[5，19]，第三个力是4N，所以合力不可能为零；故C错误．
D、前两个力的合力范围是[2，4]，第三个力是5N，所以合力不可能为零；故D错误．
故选B．
【点睛】
求三个力的合力时我们可以先合成前两个力，再与第三个力进行合成即可．
5．A
【解析】以木块为研究对象受力分析，根据平衡条件，若F沿斜面向上的分量等于物块重力沿斜面向下的分量，则木块与斜面体间无摩擦力，故A正确，B错误；以斜面和木块整体为研究对象，根据平衡条件：斜面体和水平地面间的摩擦力等于F水平方向的分力，方向向左，故C错误；撤掉拉力F后，若物块仍然保持静止，以斜面和木块整体为研究对象，根据平衡条件则斜面不受地面的摩擦力，D错误；故选A．
6．D
【解析】两铜环都静止，都处于平衡状态．以右侧的铜环为对象，从竖直方向的平衡考虑，θ＞α；以左侧的铜环为对象，从沿AB方向的平衡考虑，θ＜；所以细线跟AB所成的角θ的大小必须满足α＜θ＜．
故本题选D．
7．A
【解析】首先对A.B利用整体法分析受力，可知墙面对A无弹力，则墙面对A也没有摩擦力；再以B为研究对象，它受四个力作用，重力竖直向下、推力竖直向上、A对B的压力垂直斜面斜向下，A对B沿斜面向下的摩擦力；以A为研究对象，它受三个力作用，本身受到的重力、B对A的支持力和B对A沿斜面向上的摩擦力．故A正确，BCD错误．
故选A.
8．B
【解析】对拖把头，受重力mg，地面的支持力N，拖杆沿杆斜向下的推力F和地面的滑动摩擦力f作用，根据共点力平衡条件可知，在水平方向上有：Fx＝Fsinθ－f＝0，在竖直方向上有：Fy＝N－mg－Fcosθ＝0，根据滑动摩擦定律有：f＝μN，由以上三式联立解得：μ＝，故B正确，ACD错误。
9．D
【解析】
【分析】
以结点为研究对象，受力分析，根据竖直方向合力为零列方程即可求解出T的表达式．
【解析】所挂物体的质量时，橡皮筋与天花板夹角，橡皮筋张力，根据平衡条件得
当，时，根据平衡条件得
得
D正确，ABC错误；
故选D．
【点睛】
本题考查平衡条件的应用，要抓住绳中的拉力大小左右相等的特点，竖直方向的合力等于物体的重力，由平衡条件求解绳子的拉力．
10．C
【解析】
【分析】
对球进行正确受力分析，把握其受力特点：一个力大小和方向不变（重力），一个力方向不变（墙给球的支持力），另一个力的大小、方向均发生变化（挡板给球的作用力），对于这类动态平衡问题，即可以采用“图解法”进行．
【解析】以小球为研究对象，处于平衡状态，根据受力平衡，有
由图可知，在减小时挡板给球的支持力与竖直方向的夹角增大，逐渐增大，根据牛顿第三定律可知小球对挡板AB的压力逐渐增大，AB错误；墙壁给球的压力逐渐增大，所以挡板给球的支持力逐渐增大，根据牛顿第三定律可知小球对竖直墙壁的弹力逐渐增大，C正确D错误；
【点睛】
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．本题是利用图解法来分析的．
11．C
【解析】以PQ整体为研究对象进行受力分析可知，竖直方向上受到重力和支持力，二力平衡，由牛顿第三定律可知，物体Q对地面的压力大小为2mg，所以选项C正确；水平方向上受拉力和地面的摩擦力，二力平衡，设两绳间的夹角为，以结点为研究对象进行受力分析可知，细线的拉力为，所以选项D错误；以物体P为研究对象进行受力分析可知，两物体间的摩擦力为，所以选项A错误；很显然，P对Q有压力，两物体间弹力不为零，故选项B错误；
12．C
【解析】A．以容器和小球整体为研究对象，分析受力可知：竖直方向有：总重力、地面的支持力，容器相对于水平面无滑动趋势，地面对半球形容器没有摩擦力，故A错误；
BC．对小球受力分析：重力G、弹簧的弹力F和容器的支持力N，如图所示
由平衡条件和几何关系可知
故B错误，C正确；
D．由胡克定律得：弹簧的压缩量为
则弹簧的原长为
故D错误；
故选C．
13．2F4
【解析】因物体在四个力作用下平衡，则其余三个力的合力与之前的F4等大反向，若再将F4转过180°，则合力为2F4。
14．40 40 80
【解析】当木箱在水平桌面上以10 m/s的速度运动时，木箱所受桌面的摩擦力为滑动摩擦力：即为：
；
当木箱以15 m/s的速度运动时，木箱所受摩擦力为滑动摩擦力：即为：
；
两箱看成整体，下面木箱肥桌面的摩擦仍为滑运摩擦力，即：
．
15．mgsinθ； 90°﹣θ
【解析】以物体为研究对象，根据图解法可知，当拉力F与细线垂直时最小．
根据平衡条件得F的最小值为：Fmin=mgsinθ；此时该力与竖立方向间夹角为：90°﹣θ.
16．0 2
【解析】对于A；F=6N作用于A，A 的最大静摩擦力为8N，F=6N＜8N，所以F推不动物体A．所以A相对桌面静止，A既然静止，所以A与B之间没有作用力．
对于B；如上所述，F=6N大于B的最大静摩擦力4N，所以F能推动B，B与A接触，B给A一个作用力f=F-4N=2N．f=2N，小于A的最大静摩擦力8N，AB静止．
17．9.6 0.048
【解析】由题，根据G=mg得，加速度
根据平衡条件得知，物体受到的弹力大小等于物体的重力大小，即F=mg=50N
由胡克定律F=kx得弹簧伸长的长度为：
18． 0.250(0.248~0.262均可)
【解析】（1）作出m-l的关系图线，用平滑的曲线将点描绘出，如图所示∶
（2）根据胡克定律
则
所以劲度系数
19．2.60 F′ C
【解析】(1)由图可知，甲图所示弹簧秤的最小分度为0.1N，则读数为2.60N
F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力。故方向一定沿AO方向的是F′，由于误差的存在F和F′方向并不在重合
(2)A．与橡皮筋连接的细绳是为了确定细绳拉力的方向，两绳的长度不一定相等，故A错误；
B．用两只弹簧秤拉橡皮筋时，只要使两弹簧秤拉力的合力与一只弹簧秤拉力的效果相同就行，两弹簧秤的拉力不需要相等，故B错误；
C．为了保证效果相同，两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉至同一位置，故C正确；
D．标记同一细绳方向的两点要长一些，这样引起的拉力方向的误差会小些，故D错误。
故选C。
20．（1）120N/m；（2）6N；（3）3.6N
【解析】（1）由题意得，物体与地面间最大静摩擦力为
物体恰好被拉动，物体所受弹力等于最大静摩擦力为
弹簧的原长为
形变后长度为
得
（2）若将弹簧拉长至时（物体在滑动过程中），物体相对地面滑动，受到滑动摩擦力为
（3）弹簧弹力为
则物体处于静止状态，则物体受到静摩擦力大小为
点睛：对于摩擦力问题，首先要根据物体的受力情况，判断物体的状态，确定是何种摩擦力，再选择解题方法，静摩擦力由平衡条件求解，而滑动摩擦力可由摩擦力公式或平衡条件求解．
21．（1）cm；（2）摩擦力f的大小为5N，方向沿斜面向下
【解析】（1）以轻绳OB和物块B为研究对象，受力如图并正交分解
根据平衡条件，在x上有
kx﹣Fsin60°=0
在y轴上有
Fcos60°﹣mBg=0
联立解得
F=30N，x=cm
（2）物块A受力如图并正交分解
据平衡条件，在x方向上有
F﹣mAgsin30°﹣f=0
解得
f=5N
方向：沿斜面向下
22．(1) 10N (2) 15N，0 （3）15N
【解析】（1）当拉力等于木块受到的滑动摩擦力时，木块沿桌面作匀速运动所以
（2）当A、B两木块一起沿桌面匀速滑动时，拉力等于木块受到的滑动摩擦力，
，
由于木块B匀速运动，所以受到的摩擦力
（3）x方向:①
y方向：②
联立①②解得
F=15N