2022—2023学年物理人教（2019）必修第一册第三章 相互作用—力分层习题(Word版含答案)

2022—2023学年物理人教（2019）必修第一册第三章 相互作用—力分层习题含答案
人教（2019）必修第一册第三章 相互作用—力
一、选择题。
1、三个质量均为1 kg的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500 N/m的相同轻弹簧p、q，用轻绳连接如图所示，其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长，木块都静止。现用水平力F缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止，g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　)
A．q弹簧上端移动的距离为2 cm，p弹簧的左端向左移动的距离是4 cm
B．q弹簧上端移动的距离为4 cm，p弹簧的左端向左移动的距离是2 cm
C．q弹簧上端移动的距离为4 cm，p弹簧的左端向左移动的距离是8 cm
D．q弹簧上端移动的距离为2 cm，p弹簧的左端向左移动的距离是6 cm
2、(双选)如图所示，消防战士正在沿绳进行爬绳练习，若消防战士用双手握住竖直的绳子匀速上攀和匀速下滑，他所受的摩擦力分别是Ff1和Ff2，关于Ff1和Ff2的大小和方向，下列说法正确的是(　　)
A．Ff1＝G，方向竖直向上 B．Ff1>G，方向竖直向上
C．Ff2＝G，方向竖直向上 D．Ff23、如图所示，马拉车在水平路面上前进，下列说法正确的是(　　)
A．马对车的拉力大于车对马的拉力
B．马对车的拉力小于车对马的拉力
C．马对车的拉力等于车对马的拉力
D．只有当马车匀速前进时，马对车的拉力才等于车对马的拉力
4、如图所示，两个体重相同的人静止坐在秋千上，两秋千绳子能承受的最大张力是一样的．往两人身上同时慢慢加相同重量的物体，直到绳子断开，则下面的叙述正确的是(　　)
A．甲中绳子先断 B．甲、乙中绳子同时断
C．乙中绳子先断 D．不确定
5、如图所示，一根绳的两端分别固定在两座山的A、B处，A、B两点水平距离BD＝16 m，竖直距离AD＝2 m，A、B间绳长为20 m．重为120 N的猴子抓住套在绳子上的滑环在A、B间滑动，某时刻猴子在最低点C处静止，则此时绳的张力大小为(绳处于拉直状态)(　　)
A．75 N B．100 N C．150 N D．200 N
6、如图甲所示，一只小鸟沿着较粗的树枝从A缓慢移动到B，将该过程抽象为质点从圆弧A点移动到B点，如图乙所示．下列说法正确的是(　　)
A．树枝对小鸟的合力减小 B．树枝对小鸟的摩擦力减小
C．树枝对小鸟的摩擦力增大 D．树枝对小鸟的弹力增大
7、一根大弹簧内套一根小弹簧，大弹簧比小弹簧长0．20 m，它们的下端固定在地面上，上端自由，如图甲所示。当加力压缩此组合弹簧时，测得力和弹簧压缩距离之间的关系如图乙所示，则两根弹簧的劲度系数分别是(设大弹簧劲度系数为k1，小弹簧劲度系数为k2)(　　)
A．k1＝100 N/m，k2＝200 N/m B．k1＝200 N/m，k2＝100 N/m
C．k1＝100 N/m，k2＝300 N/m D．k1＝300 N/m，k2＝200 N/m
8、如图所示，铁质的棋盘竖直放置，每个棋子都是一个小磁铁，能吸在棋盘上，不计棋子间的相互作用力，下列说法正确的是(　　)
A．棋子共受三个力作用
B．棋子对棋盘的压力大小一定等于重力
C．磁性越强的棋子所受的摩擦力越大
D．质量不同的棋子所受的摩擦力不同
9、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，下列说法中正确的是(　　)
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
10、如图所示，F1、F2为两个相互垂直的共点力，F是它们的合力．已知F1的大小等于3 N，F的大小等于5 N．若改变F1、F2的夹角，则它们的合力的大小还可能是(　　)
A．0 B．4 N C．8 N D．12 N
11、物体受到共点力的作用,下列说法中正确的是 (　　)
A.速度在某一时刻等于0的物体一定处于平衡状态
B.相对于另一物体保持静止的物体一定处于平衡状态
C.物体所受合力为0时,一定处于平衡状态
D.物体做匀加速直线运动时,一定处于平衡状态
12、下列关于重力的说法正确的是(　　)
A．同一物体所受的重力在地球各处都相等
B．物体静止时，对支持物的压力大小与重力相等
C．用细线将物体悬挂起来，静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上
D．重心就是物体所受重力的等效作用点，故重心一定在物体上
13、(多选)以下关于滑动摩擦力的说法中正确的是(　　)
A．滑动摩擦力的方向可能与物体的运动方向一致
B．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动
C．滑动摩擦力的方向总是与物体间的相对运动方向相反
D．静止的物体有可能受滑动摩擦力
14、一根轻绳的上端悬挂在天花板上，下端挂一灯泡，则(　　)
A．灯泡受的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力
B．灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力
C．灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力
D．绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对平衡力
二、填空含实验题。
15、在做“探究共点力合成规律”的实验时，可以先将橡皮条的一端固定在木板上，再用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一位置O，之后只用一个弹簧测力计拉橡皮条使其伸长，如图所示。关于实验操作，下列说法中正确的是__ __(填写相应序号)。
①同一次实验中O点的位置允许变动
②实验中弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时要正视弹簧测力计的刻度
③实验中需要记录弹簧测力计的示数和弹簧测力计所施加拉力的方向
16、“探究力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是 。
(2)在实验中，如果只将细绳换成橡皮条，其他步骤没有改变，那么实验结果是否会发生变化？
答： 。(选填“变”或“不变”)
(3)本实验采用的科学方法是(　　)
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法
三、计算类题。
17、“强台风”是一个巨大的能量库，其风速都在17 m/s以上，甚至在60 m/s以上．据测，当风力达到12级时，垂直于风向平面上每平方米风力可达数千牛顿．台风登陆以后，会给沿海居民的生产和生活带来一定的危害，不少在台风登陆地区做新闻报道的记者，需要用绳子系在腰上才能保证不被台风吹走．大风真的能把人吹走吗？为方便研究这一问题，我们只考虑一种简单情况，即看大风能不能把人吹得在地面上滑动．设某次台风登陆时的风力为9级，水平方向风速大小可达到22 m/s，经过流体阻力测算，在经过一个身高为一米七左右人体的面积时所产生的水平风力约为164 N．假设这个人重60 kg，台风来临时人站立在水平地面上，人与地面间的动摩擦因数为0.26.g取10 m/s2试通过计算分析：
(1)当风速达到22 m/s时，人能不能被吹动？
(2)当风速达到15 m/s时，吹在人身上的水平风力达到76 N，站在地上的人受到的摩擦力多大？
(3)当风速达到25 m/s时，吹在人身上的水平风力达到212 N，站在地上的人受到的摩擦力多大？
18、如图所示，一条小船在河中向正东方向行驶，船上挂起一风帆，帆受侧向风作用，风力大小F1为100 N，方向为东偏南30°，为了使船受到的合力能恰沿正东方向，岸上一人用一根绳子拉船，绳子取向与河岸垂直，求出风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力F2的大小。
19、如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳相连，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲及人均处于静止状态．(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，tan 37°＝0.75，g取10 m/s2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求：
(1)轻绳OA、OB的拉力是多大？
(2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？
2022—2023学年物理人教（2019）必修第一册第三章 相互作用—力分层习题含答案
人教（2019）必修第一册第三章 相互作用—力
一、选择题。
1、三个质量均为1 kg的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500 N/m的相同轻弹簧p、q，用轻绳连接如图所示，其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长，木块都静止。现用水平力F缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止，g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　)
A．q弹簧上端移动的距离为2 cm，p弹簧的左端向左移动的距离是4 cm
B．q弹簧上端移动的距离为4 cm，p弹簧的左端向左移动的距离是2 cm
C．q弹簧上端移动的距离为4 cm，p弹簧的左端向左移动的距离是8 cm
D．q弹簧上端移动的距离为2 cm，p弹簧的左端向左移动的距离是6 cm
【答案】C　
2、(双选)如图所示，消防战士正在沿绳进行爬绳练习，若消防战士用双手握住竖直的绳子匀速上攀和匀速下滑，他所受的摩擦力分别是Ff1和Ff2，关于Ff1和Ff2的大小和方向，下列说法正确的是(　　)
A．Ff1＝G，方向竖直向上 B．Ff1>G，方向竖直向上
C．Ff2＝G，方向竖直向上 D．Ff2【答案】AC
3、如图所示，马拉车在水平路面上前进，下列说法正确的是(　　)
A．马对车的拉力大于车对马的拉力
B．马对车的拉力小于车对马的拉力
C．马对车的拉力等于车对马的拉力
D．只有当马车匀速前进时，马对车的拉力才等于车对马的拉力
【答案】C
4、如图所示，两个体重相同的人静止坐在秋千上，两秋千绳子能承受的最大张力是一样的．往两人身上同时慢慢加相同重量的物体，直到绳子断开，则下面的叙述正确的是(　　)
A．甲中绳子先断 B．甲、乙中绳子同时断
C．乙中绳子先断 D．不确定
【答案】C
5、如图所示，一根绳的两端分别固定在两座山的A、B处，A、B两点水平距离BD＝16 m，竖直距离AD＝2 m，A、B间绳长为20 m．重为120 N的猴子抓住套在绳子上的滑环在A、B间滑动，某时刻猴子在最低点C处静止，则此时绳的张力大小为(绳处于拉直状态)(　　)
A．75 N B．100 N C．150 N D．200 N
【答案】B
6、如图甲所示，一只小鸟沿着较粗的树枝从A缓慢移动到B，将该过程抽象为质点从圆弧A点移动到B点，如图乙所示．下列说法正确的是(　　)
A．树枝对小鸟的合力减小 B．树枝对小鸟的摩擦力减小
C．树枝对小鸟的摩擦力增大 D．树枝对小鸟的弹力增大
【答案】C
7、一根大弹簧内套一根小弹簧，大弹簧比小弹簧长0．20 m，它们的下端固定在地面上，上端自由，如图甲所示。当加力压缩此组合弹簧时，测得力和弹簧压缩距离之间的关系如图乙所示，则两根弹簧的劲度系数分别是(设大弹簧劲度系数为k1，小弹簧劲度系数为k2)(　　)
A．k1＝100 N/m，k2＝200 N/m B．k1＝200 N/m，k2＝100 N/m
C．k1＝100 N/m，k2＝300 N/m D．k1＝300 N/m，k2＝200 N/m
【答案】A　
8、如图所示，铁质的棋盘竖直放置，每个棋子都是一个小磁铁，能吸在棋盘上，不计棋子间的相互作用力，下列说法正确的是(　　)
A．棋子共受三个力作用
B．棋子对棋盘的压力大小一定等于重力
C．磁性越强的棋子所受的摩擦力越大
D．质量不同的棋子所受的摩擦力不同
【答案】D
9、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，下列说法中正确的是(　　)
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
【答案】C
10、如图所示，F1、F2为两个相互垂直的共点力，F是它们的合力．已知F1的大小等于3 N，F的大小等于5 N．若改变F1、F2的夹角，则它们的合力的大小还可能是(　　)
A．0 B．4 N C．8 N D．12 N
【答案】B
11、物体受到共点力的作用,下列说法中正确的是 (　　)
A.速度在某一时刻等于0的物体一定处于平衡状态
B.相对于另一物体保持静止的物体一定处于平衡状态
C.物体所受合力为0时,一定处于平衡状态
D.物体做匀加速直线运动时,一定处于平衡状态
【答案】C
12、下列关于重力的说法正确的是(　　)
A．同一物体所受的重力在地球各处都相等
B．物体静止时，对支持物的压力大小与重力相等
C．用细线将物体悬挂起来，静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上
D．重心就是物体所受重力的等效作用点，故重心一定在物体上
【答案】C
13、(多选)以下关于滑动摩擦力的说法中正确的是(　　)
A．滑动摩擦力的方向可能与物体的运动方向一致
B．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动
C．滑动摩擦力的方向总是与物体间的相对运动方向相反
D．静止的物体有可能受滑动摩擦力
【答案】ACD
14、一根轻绳的上端悬挂在天花板上，下端挂一灯泡，则(　　)
A．灯泡受的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力
B．灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力
C．灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力
D．绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对平衡力
【答案】C
二、填空含实验题。
15、在做“探究共点力合成规律”的实验时，可以先将橡皮条的一端固定在木板上，再用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一位置O，之后只用一个弹簧测力计拉橡皮条使其伸长，如图所示。关于实验操作，下列说法中正确的是__ __(填写相应序号)。
①同一次实验中O点的位置允许变动
②实验中弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时要正视弹簧测力计的刻度
③实验中需要记录弹簧测力计的示数和弹簧测力计所施加拉力的方向
【答案】②③
16、“探究力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是 。
(2)在实验中，如果只将细绳换成橡皮条，其他步骤没有改变，那么实验结果是否会发生变化？
答： 。(选填“变”或“不变”)
(3)本实验采用的科学方法是(　　)
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法
【答案】（1）F′ （2）不变 （3）B
三、计算类题。
17、“强台风”是一个巨大的能量库，其风速都在17 m/s以上，甚至在60 m/s以上．据测，当风力达到12级时，垂直于风向平面上每平方米风力可达数千牛顿．台风登陆以后，会给沿海居民的生产和生活带来一定的危害，不少在台风登陆地区做新闻报道的记者，需要用绳子系在腰上才能保证不被台风吹走．大风真的能把人吹走吗？为方便研究这一问题，我们只考虑一种简单情况，即看大风能不能把人吹得在地面上滑动．设某次台风登陆时的风力为9级，水平方向风速大小可达到22 m/s，经过流体阻力测算，在经过一个身高为一米七左右人体的面积时所产生的水平风力约为164 N．假设这个人重60 kg，台风来临时人站立在水平地面上，人与地面间的动摩擦因数为0.26.g取10 m/s2试通过计算分析：
(1)当风速达到22 m/s时，人能不能被吹动？
(2)当风速达到15 m/s时，吹在人身上的水平风力达到76 N，站在地上的人受到的摩擦力多大？
(3)当风速达到25 m/s时，吹在人身上的水平风力达到212 N，站在地上的人受到的摩擦力多大？
【答案】(1)人能被吹走　(2)76 N　(3)156 N
【解析】(1)人和地面之间的压力为：FN＝mg＝600 N，
人和地面之间的最大静摩擦力为：Ff＝μFN＝156 N，
因为F>Ff，所以人能被吹走．
(2)当风力F1＝76 N时，由于F1所以人不能被吹动，人受到地面给他的力是静摩擦力，
其大小为Ff1＝F1＝76 N.
(3)当风力F2＝212 N时，由于F2>Ff，
所以人能被吹动，人受到地面给他的摩擦力为滑动摩擦力，其大小为Ff2＝Ff＝μFN＝156 N。
18、如图所示，一条小船在河中向正东方向行驶，船上挂起一风帆，帆受侧向风作用，风力大小F1为100 N，方向为东偏南30°，为了使船受到的合力能恰沿正东方向，岸上一人用一根绳子拉船，绳子取向与河岸垂直，求出风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力F2的大小。
【答案】50 N　50 N
【解析】如图所示，以F1、F2为邻边作平行四边形，使合力F沿正东方向，则
F＝F1cos30°＝100× N＝50 N
F2＝F1sin30°＝100× N＝50 N。
19、如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳相连，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲及人均处于静止状态．(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，tan 37°＝0.75，g取10 m/s2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求：
(1)轻绳OA、OB的拉力是多大？
(2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？
【答案】(1)m1g　m1g　(2)m1g　方向水平向左
【解析】(1)以结点O为研究对象，如图，沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系，将FOA分解，由平衡条件有：
FOB－FOAsin θ＝0，FOAcos θ－m1g＝0
联立得：FOA＝＝m1g
FOB＝m1gtan θ＝m1g
故轻绳OA、OB的拉力大小分别为m1g、m1g
(2)人水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力，
f＝FOB＝m1g，方向水平向左。