章末检测卷(三)
(时间：90分钟 满分：100分)
一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分．每小题给出的选项中只有一项符合题目要求．)
1．关于作用力与反作用力，正确的说法是( )
A．一对作用力和反作用力性质相同，总是同时产生，同时变化，同时消失
B．某物体若只受一个力的作用，说明可以只有作用力，而没有反作用力
C．凡是大小相等，方向相反，作用在同一物体上的两个力必定是一对作用力和反作用力
D．一对作用力和反作用力的合力为零
答案 A
解析 一对作用力与反作用力具有同时性，即 ( http: / / www.21cnjy.com )它们同时产生，同时变化，同时消失，A对，B错．大小相等、方向相反、作用在同一物体上的两个力为一对平衡力，C错．一对作用力与反作用力是作用在两个物体上的力，它们不能求合力，D错．
2．下列说法正确的是( )
A．木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的
B．质量均匀分布、形状规则的物体的重心可能在物体上，也可能在物体外
C．摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
D．由磁铁间存在相互作用可知：力可以离开物体而单独存在
答案 B
3．如图1所示，P是位于水平粗糙桌面上的物 ( http: / / www.21cnjy.com )块．用跨过定滑轮的轻绳将P与小盘相连，小盘内有砝码，小盘与砝码的总质量为m.在P运动的过程中，若不计空气阻力，则关于P在水平方向受到的作用力与相应的施力物体，下列说法正确的是( )
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图1
A．拉力和摩擦力，施力物体是地球和桌面
B．拉力和摩擦力，施力物体是绳和桌面
C．重力mg和摩擦力，施力物体是地球和桌面
D．重力mg和摩擦力，施力物体是绳和桌面
答案 B
解析 以P为研究对象，水平方向P受到绳的拉力和桌面对P的摩擦力的作用，拉力的施力物体是绳，摩擦力的施力物体是桌面．B正确．
4.如图2所示，A、B两均匀直杆上端分别用 ( http: / / www.21cnjy.com )细线悬挂于天花板上，下端放在水平地面上处于静止状态，悬挂A杆的绳倾斜，悬挂B杆的绳恰好竖直，则关于两杆所受摩擦力情况．下列说法正确的是(接触面粗糙)( )
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图2
A．A、B杆都受静摩擦力
B．A、B杆都不受静摩擦力
C．A杆受静摩擦力、B杆不受静摩擦力
D．A杆一定受静摩擦力、B杆可能受静摩擦力
答案 C
5.如图3所示，球A靠在光滑斜面上，并用竖直悬绳吊起．A保持静止状态，球A受力的个数为( )
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图3
A．2个 B．3个
C．4个 D．无法判断
答案 A
解析 以A为研究对象，把它与B隔离开来，对其进行受力分析．
A受到重力G，绳对它竖直向 ( http: / / www.21cnjy.com )上的拉力F；假设斜面对它有支持力N，受力分析如图甲，则球水平方向的合力将不是零，即无法平衡，故斜面对球无支持力，受力分析如图乙．
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甲 乙
6.如图4所示，三角形劈块放在粗糙的水平面上，劈块上放一个质量为m的物块，物块和劈块处于静止状态，则粗糙水平面对三角形劈块( )
图4
A．有摩擦力作用，方向向左
B．有摩擦力作用，方向向右
C．没有摩擦力作用
D．条件不足，无法判定
答案 C
二、多项选择题(本题共4小题，每小题5 ( http: / / www.21cnjy.com )分，共20分．每小题给出的选项中有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)
7．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．集装箱所受合力始终为零
D．推力总小于最大静摩擦力
答案 CD
8.如图5所示，两根相同的轻弹簧S ( http: / / www.21cnjy.com )1、S2劲度系数都为k＝4×102N/m，悬挂重物的质量分别为m1＝2 kg，m2＝4 kg，取g＝10 m/s2，则静止时S1、S2的伸长量x1、x2分别为( )
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图5
A．x1＝5cm
B．x1＝15cm
C．x2＝10cm
D．x2＝15cm
答案 BC
解析 由kx2＝m2g，kx1＝(m1＋m2)g，代入数据可得x1＝15cm，x2＝10cm，故选项B、C正确．
9.木块A、B分别重50N和60N ( http: / / www.21cnjy.com )，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25，夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m，A、B和弹簧组成的系统置于水平地面上静止不动，现用F＝1N的水平拉力作用在木块B上，如图6所示，则力F作用后( )
图6
A．木块A受摩擦力的大小是12.5N
B．木块A受摩擦力的大小是8N
C．木块B受摩擦力的大小是9N
D．木块B受摩擦力的大小是7N
答案 BC
解析 未加F时，木块A在水平方向上受弹簧的弹 ( http: / / www.21cnjy.com )力F1和静摩擦力fA作用，且F1＝fA＝kx＝8N，木块B在水平方向上受弹簧弹力F2和静摩擦力fB作用，且F2＝fB＝kx＝8N；在木块B上施加F＝1N向右的拉力后，由于F2＋F<μGB，故木块B所受摩擦力仍为静摩擦力，其大小fB′＝F2＋F＝9N，木块A的受力情况不变．
10．水平的皮带传输装置如 ( http: / / www.21cnjy.com )图7所示，皮带的速度保持不变，物体被轻轻地放在皮带A端，开始时物体在皮带上滑动，到达位置C后停止滑动，随后就随皮带一起匀速运动，直至传送到目的地B端，在传输过程中，该物体受摩擦力的情况是( )
图7
A．在AC段受水平向左的滑动摩擦力
B．在AC段受水平向右的滑动摩擦力
C．在CB段不受静摩擦力
D．在CB段受水平向右的静摩擦力
答案 BC
解析 物体在AC段的速度 ( http: / / www.21cnjy.com )小于皮带的速度，相对皮带向左运动，故受向右的滑动摩擦力，A错误，B正确；在BC段，物体与皮带一起匀速运动，没有相对运动(趋势)，故不受静摩擦力，C正确，D错误．
三、实验题(本题2小题，共12分)
11.(4分)一个实验小组在做“探究弹 ( http: / / www.21cnjy.com )簧弹力和弹簧伸长量的关系”的实验时，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图像，如图8所示，下列说法正确的是__________．
图8
A．a的原长比b的短
B．a的劲度系数比b的大
C．a的劲度系数比b的小
D．测得的弹力与弹簧的长度成正比
答案 AB
解析 题中图像的横轴截距表示弹簧的原长，A正确．图像的斜率表示弹簧的劲度系数，B正确，C错误；图像不过原点，不是正比关系，D错误．
12．(8分)科学探究活动通常包括以下 ( http: / / www.21cnjy.com )环节：提出问题，作出假设，制订计划，设计实验，进行实验，收集证据，分析论证，评估交流等．一位同学学习了滑动摩擦力后，怀疑滑动摩擦力可能与接触面积有关，于是他准备用实验探究这个问题．
(1)这位同学认为：滑动摩擦力的大小与接触面积成正比，这属于科学探究活动中的________环节．
(2)为完成本实验，需要自己制作木块，他应制作的木块是下列选项中的________．
A．各面粗糙程度相同的正方体木块
B．各面粗糙程度不相同的正方体木块
C．各面粗糙程度相同，长宽高各不相等的长方体木块
D．各面粗糙程度不相同，长宽高各不相等的长方体木块
(3)为了测量木块与木板之间的滑动 ( http: / / www.21cnjy.com )摩擦力，他设计了两种方案，如图9甲和乙所示，甲是将木板固定在水平面上，用弹簧测力计水平拉动木板上的木块；乙是用弹簧测力计水平拉住木块，他再用手水平拉动木块下的木板，你认为更利于操作的方案是________(填“甲”或“乙”)．理由是______________________________________________________．
图9
答案 (1)作出假设 (2)C (3)乙 乙方案中木块处于静止状态，弹簧测力计的读数就等于木块所受的摩擦力的大小
四、计算题(本大题共4小题，共44分．要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
13．(10分)在研究摩擦力特点的实验中 ( http: / / www.21cnjy.com )，将木块放在水平长木板上，如图10甲所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大．分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力的信息，并用计算机绘制出摩擦力f随拉力F的变化图像，如图乙所示．已知木块质量为0.78kg，重力加速度g取10m/s2，求木块与长木板间的动摩擦因数和木块受到的最大静摩擦力．
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图10
答案 0.4 4N
解析 由题图乙可知，木块所受到的滑动摩擦力
f＝3.12N，最大静摩擦力为4N.
木块对木板的压力等于木块受到的重力，即
N＝mg＝0.78×10N＝7.8N
由f＝μN得：μ＝＝＝0.4.
14．(10分)质量为2kg的物体放 ( http: / / www.21cnjy.com )在水平地面上，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.5，现给物体加一个水平拉力F，物体恰在水平面上匀速运动，若在该物体运动的过程中，突然将拉力F改为大小不变，方向竖直向下的压力，这时物体受到的摩擦力的大小是多少？(g＝10m/s2)
答案 15N
解析 物体在水平拉力F的作用下匀速运动时f＝μN＝μmg，所以F＝0.5×2×10N＝10N
当F竖直向下时，F′＝F＋mg，
即F′＝10N＋2×10N＝30N
这时f＝μF′＝0.5×30N＝15N.
15．(12分)如图11所示，一个质量 ( http: / / www.21cnjy.com )为M＝2kg的物体放在粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只质量为m0＝0.1kg的小桶相连，已知：M受到的最大静摩擦力Fmax＝4.5N，细绳水平，滑轮上的摩擦不计，g取10N/kg，求在以下情况中，M受到的摩擦力的大小．
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图11
(1)只挂m0处于静止状态时；
(2)只挂m0但在M上再放一个M′＝3kg的物体时；
(3)只在桶内加入m1＝0.33kg的砂子时；
(4)只在桶内加入m2＝0.5kg的砂子时．
答案 (1)1N (2)1N (3)4.3N (4)4N
解析 (1)因为m0g＝1N(2)在M上再放一个M′＝3kg的物体，M仍静止，仍受静摩擦力F2＝F1＝m0g＝1N.
(3)因为(m0＋m1)g＝4.3N(4)因为(m0＋m2)g＝6N>Fmax，故物体运动，受到滑动摩擦力作用，所以F4＝μFN＝μMg＝4N.
16．(12分)质量分别为0. ( http: / / www.21cnjy.com )1kg和0.2kg的两物块A、B，其间用一根原长为l0＝20cm、劲度系数为k＝10.0N/m的轻弹簧相连，置于粗糙的水平面上．如图12所示，初始时弹簧处于原长状态．若两物块与水平面间的动摩擦力因数均为μ＝0.2，现要使A、B一起做匀速运动．(取g＝10 m/s2)
图12
(1)则对A应施加多大的水平推力F的大小？
(2)此时A、B间的距离为多少？
答案 (1)0.6N (2)16cm
解析 (1)取A、B为一整体，因A、B两物体一起向左匀速运动，有：
F＝μ(mA＋mB)g
代入数据得：F＝0.6N
(2)取B为研究对象，设弹簧的压缩量为Δx，
有：kΔx＝μmBg
得：Δx＝＝0.04m＝4cm
所以A、B间的距离为
l0－Δx＝16cm学案6 章末总结
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一、摩擦力的分析和计算
1．对摩擦力的认识
(1)摩擦力不一定是阻力，也可以是动力．
(2)静摩擦力的方向不一定与运动方向共线，但 ( http: / / www.21cnjy.com )一定沿接触面的切线方向．如图1所示，A、B一起向右做匀加速运动，则A所受静摩擦力方向与运动方向不一致．
图1
2．摩擦力的计算
摩擦力大小的计算，应先分析是静摩擦力还是滑动摩擦力．
(1)静摩擦力
静摩擦力在0～fmax内随外力的变化而变化，一般根据平衡条件求解．
(2)滑动摩擦力
①根据f＝μN进行计算，其中N为接触面受到的正压力，不一定等于物体所受的重力，而且要注意滑动摩擦力的大小与运动速度和接触面积无关．
②根据平衡条件．
例1 如图2所示，质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行，长木板放在水平地面上一直处于静止状态．若长木板ab与地面间的动摩擦因数为μ1，木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2，则长木板ab受到地面的摩擦力大小为( )
图2
A．μ1Mg B．μ1(m＋M)g
C．μ2mg D．μ1Mg＋μ2mg
解析 长木板ab未动即地面对长木板ab的摩擦 ( http: / / www.21cnjy.com )力为静摩擦力，由于P在长木板ab上滑动，即P对长木板ab的摩擦力大小为μ2mg.由平衡条件可知地面对ab的静摩擦力大小为μ2mg，C正确．
答案 C
例2 如图3所示，用水平力F将木块压在竖直墙壁上，已知木块重力G＝6N，木块与墙壁间的动摩擦因数μ＝0.25，求：
图3
(1)当F＝25N时，木块不动，木块受到的摩擦力为多大？
(2)当F增大为30N时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？
(3)当F＝10N时木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？
(4)当F＝6N时，木块受到的摩擦力为多大？
解析 分析木块的受力情况，如图所示．
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(1)、(2)问中木块静止，根据二力平衡，竖直方向上的静摩擦力等于重力，f1＝f2＝G＝6N，与压力大小无关．
(3)木块沿墙面下滑时，木块与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力，
f3＝μN
N＝F
所以f3＝μF＝0.25×10N＝2.5N.
(4)当F＝6N时，木块与墙壁间的摩擦力也为滑动摩擦力，所以f4＝μF＝0.25×6N＝1.5N.
答案 (1)6N (2)6N (3)2.5N (4)1.5N
二、弹力和摩擦力是否存在的判断依据
进行受力分析时，有些力要判断是否存在，可以从以下三个方面进行．
1．“条件判断法”：即根据是否满足力的产生条件来判断物体是否受到某个力的作用．
例如：(1)弹力产生的条件是相互接触并且发生了弹性形变；(2)摩擦力产生的条件是物体间存在弹力、接触面粗糙、有相对运动或相对运动趋势．
2．“效果判断法”：即根据力的作用效果是否得以体现来判断物体是否受到某个力的作用．
例如：可根据力产生的“拉、压 ( http: / / www.21cnjy.com )、支持、推动、阻碍、吸引、排斥”等效果对它们作出存在或不存在的假设，然后再从该力是否对物体的运动状态产生影响来判断该力是否存在．
3．“相互作用判断法”：根据牛顿第三定律，从一个物体是否受到某个力的作用来判断另一个物体是否受到相应的反作用力．
例3 如图4所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P的斜面与固定挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此时所受的外力个数有可能为( )
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图4
A．2个 B．3个
C．4个 D．5个
解析 若斜面体P受到的弹簧弹力F ( http: / / www.21cnjy.com )等于其重力mg，则MN对P没有力的作用，如图甲所示，此时P受到2个力，A对；若弹簧弹力大于P的重力，则MN对P有压力N，若只有压力N，则P不能平衡，故一定存在向右的力，只能是MN对P的摩擦力f，因此P此时受到4个力，如图乙所示，C对．
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答案 AC
三、整体法和隔离法在受力分析中的应用
1．隔离法：把某个物体(或物体的一部分)与周围的物体分隔出来，单独分析它的受力情况的方法．
2．整体法：将几个物体作为一个整体从周围环境中隔离出来分析其受力的方法．
3．选取原则
(1)当所涉及的物理问题是整体与外界作用时，应用整体分析法，可使问题简单明了，而不必考虑内力的作用．
(2)当涉及的物理问题是物体间的作用时，要应用隔离分析法，这时系统中物体间的相互作用的内力就会变为各个独立于物体的外力．
注意 在很多时候，隔离法和整体法需交替使用，才会更方便地解决问题．
例4 如图5所示，物体a、b叠放在水平桌面上，水平力F＝3N作用于物体b上，a与b保持静止，则
图5
(1)a与b之间的摩擦力大小为多少？
(2)a与桌面间的摩擦力大小为多少？
解析 把b隔离出来，选b为研究对象，b处于 ( http: / / www.21cnjy.com )静止状态，则b受到的重力与a对b的支持力是一对平衡力，力F必定与a对b的静摩擦力是一对平衡力，则a对b的摩擦力大小等于F，即a与b之间的摩擦力大小为3 N；
把a、b作为整体研究，ab整体处于静止状态，所以桌面必定对a施加向右的大小为3 N的摩擦力，即摩擦力与F是一对平衡力．
答案 3N 3N
针对训练 如图6所示，直角三棱柱A放在 ( http: / / www.21cnjy.com )水平地面上，光滑球B放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，试分别画出A和B的受力示意图．
图6
答案 见解析图
解析 隔离A为研究对象，它受到重力mAg、B对它的压力FBA、地面支持力N和地面对它的摩擦力f，如图甲所示．
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再以B为研究对象，它受到重力mBg、三棱柱对它的支持力FAB、墙壁对它的弹力N′的作用，如图乙所示．
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1．(受力分析)如图7是姚明在比赛 ( http: / / www.21cnjy.com )中的一张照片，记者给出的标题是“姚明对球施魔力”．下面是几位同学关于照片中篮球的说法，其中正确的是(空气阻力忽略不计)( )
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图7
A．球只受到重力的作用
B．球只受到一个沿运动方向的力的作用
C．球此时此刻不受到任何外力作用
D．球受到姚明给的一个力和重力的共同作用
答案 A
2．(受力分析)如图8所示，物体A和B一起沿斜面匀速下滑，则物体A受到的力是( )
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图8
A．重力、B对A的支持力
B．重力、B对A的支持力、下滑力
C．重力、B对A的支持力、摩擦力
D．重力、B对A的支持力、摩擦力、下滑力
答案 A
3．(力是否存在的判断)如图9所示，钢球A静止于水平面C与固定在C上的挡板B之间，则球A与水平面C和挡板B间的摩擦力情况为( )
图9
A．球A与挡板B间无摩擦力，与水平面C间有摩擦力
B．球A与挡板B间有摩擦力，与水平面C间有摩擦力
C．球A与挡板B间有摩擦力，与水平面C间无摩擦力
D．球A与挡板B间无摩擦力，与水平面C间无摩擦力
答案 D
4．(摩擦力的计算)如图10所示 ( http: / / www.21cnjy.com )，物体A重40N，物体B重20N，A与B、A与地面间的动摩擦因数相同，物体B用水平细绳系住，当水平力F＝32N时，才能将A匀速拉出，求接触面间的动摩擦因数．
图10
答案 0.4
解析 以物体A为研究对象，物体B对物体A的正压力N＝GB，地面对A的支持力N1＝GA＋N
A受B的滑动摩擦力f＝μN
A受地面的滑动摩擦力f1＝μN1
水平方向：F＝f＋f1
代入数据即可得到μ＝0.4.
