第3章 相互作用—力 训练 （含解析） 2024-2025学年物理人教版（2019）必修第一册

第3章 相互作用—力 训练2024-2025学年物理人教版（2019）必修第一册
一、选择题。
1、（双选）关于弹力,下列说法正确的是( )
A. 放在水平桌面上的物体对桌面的压力就是该物体的重力
B. 压力、支持力、绳中的张力的大小都可以根据胡克定律求出
C. 弹力的大小与物体的形变程度有关，在弹性限度内形变程度越大，弹力越大
D. 弹力的方向总是与施力物体恢复形变的方向相同
2、图示为某同学课桌上整齐摆放的一堆书，中间夹了一本物理课本，其他书对物理课本的压力为10 N，已知书与书之间的动摩擦因数为0.25，为了将物理课本水平抽出，该同学提供的拉力至少为(　　)
A．2.5N　　B．5 N　　C．10 N　　D．15 N
3、如图所示,人站立在体重计上,下列说法正确的是 (　　)
A.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力
B.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力
C.人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力
D.人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力和反作用力
4、一个体操运动员在水平地面上做倒立动作，下列哪个图中沿每支手臂向下的力最大(　　)
5、（双选）如图所示，物块a、b的质量均为m，水平地面和竖直墙面均光滑，在水平推力F的作用下，两物块均处于静止状态．则(　　)
A．b受到的摩擦力大小等于mg
B．b受到的摩擦力大小等于2mg
C．b对地面的压力大小等于mg
D．b对地面的压力大小等于2mg
6、某同学做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中，先把弹簧放在水平桌面上使其自然伸展，用刻度尺测出其长度L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码，平衡后测出其长度L，令x＝L－L0。改变钩码数，进行多次测量，用F表示弹簧下端受到的钩码的拉力，则下列F－x图线，你认为符合实际情况的是(　　)
7、水平桌面上一重为200 N的物体，与桌面间的动摩擦因数为0.2，当依次用15 N、30 N、80 N的水平力拉此物体时，物体受到的摩擦力依次为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　)
A．15 N、30 N、40 N B．15 N、30 N、80 N
C．0、0、40 N D．40 N、40 N、40 N
8、如图A、B、C三个物体叠放在水平桌面上处于静止状态，那么以下说法正确的是（ ）
A. 物体A对C有向下的压力作用
B. 物体A和B对地面都有压力作用
C. 地面对C的支持力是由于地面发生形变要恢复原状产生的
D. 物体A对B的压力是由于B物体发生形变要恢复原状产生的
9、（双选）如图所示，人握住旗杆匀速上爬，则下列说法正确的是(　　)
A．人受到的摩擦力的方向是向上的
B．人受到的摩擦力的方向是向下的
C．若手握旗杆的力增加，人受到摩擦力仍保持不变
D．手握旗杆的力越大，人受到的摩擦力越大
10、复兴号高铁平稳运行时硬币可以在直立的笔上不倒。当高铁、硬币和笔一起做匀速运动时,下列说法正确的是(　　)
A.笔受到自身重力、硬币的重力和桌面对笔的支持力作用
B.笔受到自身重力、硬币的压力、桌面的支持力和静摩擦力作用
C.桌面对笔的支持力与硬币对笔的压力是一对平衡力
D.笔对桌面的压力和桌面对笔的支持力是一对相互作用力
11、如图所示，欲借助汽车的力量，将光滑凹槽中的铁球缓慢拉出，随着汽车对铁球的作用力越来越大，凹槽对球的弹力(　　)
A．始终水平向左，越来越大 B．始终竖直向上，越来越大
C．斜向左上方，越来越大 D．斜向左上方，大小不变
12、物体在共点力作用下，下列说法中正确的是(　　)
A．物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态
B．物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态
C．物体处于平衡状态，所受合力一定为零
D．物体处于平衡状态时，物体一定做匀速直线运动
13、如图所示，三个相同的轻质弹簧连接在O点，弹簧1的另一端固定在天花板上，且与竖直方向的夹角为30°，弹簧2水平且右端固定在竖直墙壁上，弹簧3的另一端悬挂质量为m的物体且处于静止状态，此时弹簧1、2、3的形变量分别为x1、x2、x3，则(　　)
A．x1:x2:x3＝:1:2 B．x1:x2:x3＝:2:1
C．x1:x2:x3＝1:2: D．x1:x2:x3＝2:1:
14、匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触。下列说法正确的是（ ）
A. 细线可能对小球没有拉力作用
B. 小球受重力、细线对它的拉力和斜面对它的支持力
C. 若细线对小球有拉力，则这个拉力是细线发生形变产生的
D. 斜面对小球一定有支持力
15、（双选）如图所示，在探究摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块，小木块的运动状态与弹簧测力计的读数如下表所示(每次实验时，木块与桌面的接触面相同)则由下表分析可知，下列哪些选项是正确的(　　)
实验次数 小木块的运动状态 弹簧测力计读数(N)
1 静止 0.4
2 静止 0.6
3 直线加速 0.7
4 匀速直线 0.5
5 直线减速 0.3
A．木块受到的最大摩擦力为0.7N
B．木块受到最大静摩擦力可能为0.6N
C．在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小有三次是相同的
D．在这五次实验中，木块受到摩擦力大小各不相同
16、某学校教室里的磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁,小磁铁被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案,如图所示。关于小磁铁,下列说法中正确的是
(　　)
A.磁铁受到黑板的吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上
B.磁铁与黑板间在水平方向上存在两对作用力与反作用力
C.磁铁受到五个力的作用
D.磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力
三、填空与实验题。
17、牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小__ __，方向__ __，作用在同一条直线上。
18、某同学做“验证平行四边形定则”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。
(1)实验记录纸如图乙所示，两弹簧测力计共同作用时，O点为结点的位置，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过P3点。力F1的大小如弹簧测力计所示，F1＝__ __ N(已知F2＝2.63 N，F3＝4.41 N)。
(2)请在答题纸上作出F1和F2的合力F(标度已给出)；并求出合力F＝__ __ N。
三、简答题。
19、小发明——设计一个自动冲水装置。有一个排污沟，需要每隔十多分钟用水冲洗一次。为此，请你应用重心的知识设计一个自动冲水装置。设计的思路是：用一个可以转动的容器接住从水龙头细细流出的水，容器中的水装到一定体积时，由于重心位置的变化，容器失去平衡而翻倒，容器中的水被全部倒出冲洗排污沟，倒完水的容器又能自动恢复到原来的位置重新接水，如此往复。调节水龙头的流量，还可以控制两次冲水的时间间隔。请你在图的圆圈中画出你构思的这个装置的图示。
四、计算题。
20、“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？
21、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，风力大小为F1＝100 N，方向为东偏南30°，为了使船受到的合力恰能沿正东方向，岸上一人用一根绳子拉船，绳子取向与河岸垂直，求风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力F2的大小。
22、在动画片《》中，用一根轻绳绕过树枝将悬挂起来，如图所示，此时轻绳与水平地面的夹角θ＝37°。已知的质量为60 kg，的质量为300 kg，不计轻绳与树枝间的摩擦。(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10 m/s2)求：
(1)轻绳对的拉力的大小；
(2)地面对的支持力的大小；
(3)对地面的摩擦力的大小和方向。
23、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？
第3章 相互作用—力 训练2024-2025学年物理人教版（2019）必修第一册
一、选择题。
1、（双选）关于弹力,下列说法正确的是( )
A. 放在水平桌面上的物体对桌面的压力就是该物体的重力
B. 压力、支持力、绳中的张力的大小都可以根据胡克定律求出
C. 弹力的大小与物体的形变程度有关，在弹性限度内形变程度越大，弹力越大
D. 弹力的方向总是与施力物体恢复形变的方向相同
【答案】CD
2、图示为某同学课桌上整齐摆放的一堆书，中间夹了一本物理课本，其他书对物理课本的压力为10 N，已知书与书之间的动摩擦因数为0.25，为了将物理课本水平抽出，该同学提供的拉力至少为(　　)
A．2.5N　　B．5 N　　C．10 N　　D．15 N
【答案】B
3、如图所示,人站立在体重计上,下列说法正确的是 (　　)
A.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力
B.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力
C.人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力
D.人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力和反作用力
【答案】B
4、一个体操运动员在水平地面上做倒立动作，下列哪个图中沿每支手臂向下的力最大(　　)
【答案】D
5、（双选）如图所示，物块a、b的质量均为m，水平地面和竖直墙面均光滑，在水平推力F的作用下，两物块均处于静止状态．则(　　)
A．b受到的摩擦力大小等于mg
B．b受到的摩擦力大小等于2mg
C．b对地面的压力大小等于mg
D．b对地面的压力大小等于2mg
【答案】AD
6、某同学做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中，先把弹簧放在水平桌面上使其自然伸展，用刻度尺测出其长度L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码，平衡后测出其长度L，令x＝L－L0。改变钩码数，进行多次测量，用F表示弹簧下端受到的钩码的拉力，则下列F－x图线，你认为符合实际情况的是(　　)
【答案】C
7、水平桌面上一重为200 N的物体，与桌面间的动摩擦因数为0.2，当依次用15 N、30 N、80 N的水平力拉此物体时，物体受到的摩擦力依次为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　)
A．15 N、30 N、40 N B．15 N、30 N、80 N
C．0、0、40 N D．40 N、40 N、40 N
【答案】A
8、如图A、B、C三个物体叠放在水平桌面上处于静止状态，那么以下说法正确的是（ ）
A. 物体A对C有向下的压力作用
B. 物体A和B对地面都有压力作用
C. 地面对C的支持力是由于地面发生形变要恢复原状产生的
D. 物体A对B的压力是由于B物体发生形变要恢复原状产生的
【答案】C
9、（双选）如图所示，人握住旗杆匀速上爬，则下列说法正确的是(　　)
A．人受到的摩擦力的方向是向上的
B．人受到的摩擦力的方向是向下的
C．若手握旗杆的力增加，人受到摩擦力仍保持不变
D．手握旗杆的力越大，人受到的摩擦力越大
【答案】AC
10、复兴号高铁平稳运行时硬币可以在直立的笔上不倒。当高铁、硬币和笔一起做匀速运动时,下列说法正确的是(　　)
A.笔受到自身重力、硬币的重力和桌面对笔的支持力作用
B.笔受到自身重力、硬币的压力、桌面的支持力和静摩擦力作用
C.桌面对笔的支持力与硬币对笔的压力是一对平衡力
D.笔对桌面的压力和桌面对笔的支持力是一对相互作用力
【答案】D
11、如图所示，欲借助汽车的力量，将光滑凹槽中的铁球缓慢拉出，随着汽车对铁球的作用力越来越大，凹槽对球的弹力(　　)
A．始终水平向左，越来越大 B．始终竖直向上，越来越大
C．斜向左上方，越来越大 D．斜向左上方，大小不变
【答案】C
12、物体在共点力作用下，下列说法中正确的是(　　)
A．物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态
B．物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态
C．物体处于平衡状态，所受合力一定为零
D．物体处于平衡状态时，物体一定做匀速直线运动
【答案】C
13、如图所示，三个相同的轻质弹簧连接在O点，弹簧1的另一端固定在天花板上，且与竖直方向的夹角为30°，弹簧2水平且右端固定在竖直墙壁上，弹簧3的另一端悬挂质量为m的物体且处于静止状态，此时弹簧1、2、3的形变量分别为x1、x2、x3，则(　　)
A．x1:x2:x3＝:1:2 B．x1:x2:x3＝:2:1
C．x1:x2:x3＝1:2: D．x1:x2:x3＝2:1:
【答案】D
14、匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触。下列说法正确的是（ ）
A. 细线可能对小球没有拉力作用
B. 小球受重力、细线对它的拉力和斜面对它的支持力
C. 若细线对小球有拉力，则这个拉力是细线发生形变产生的
D. 斜面对小球一定有支持力
【答案】C
15、（双选）如图所示，在探究摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块，小木块的运动状态与弹簧测力计的读数如下表所示(每次实验时，木块与桌面的接触面相同)则由下表分析可知，下列哪些选项是正确的(　　)
实验次数 小木块的运动状态 弹簧测力计读数(N)
1 静止 0.4
2 静止 0.6
3 直线加速 0.7
4 匀速直线 0.5
5 直线减速 0.3
A．木块受到的最大摩擦力为0.7N
B．木块受到最大静摩擦力可能为0.6N
C．在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小有三次是相同的
D．在这五次实验中，木块受到摩擦力大小各不相同
【答案】BC
16、某学校教室里的磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁,小磁铁被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案,如图所示。关于小磁铁,下列说法中正确的是
(　　)
A.磁铁受到黑板的吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上
B.磁铁与黑板间在水平方向上存在两对作用力与反作用力
C.磁铁受到五个力的作用
D.磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力
【答案】B
三、填空与实验题。
17、牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小__ __，方向__ __，作用在同一条直线上。
【答案】相等 相反
18、某同学做“验证平行四边形定则”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。
(1)实验记录纸如图乙所示，两弹簧测力计共同作用时，O点为结点的位置，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过P3点。力F1的大小如弹簧测力计所示，F1＝__ __ N(已知F2＝2.63 N，F3＝4.41 N)。
(2)请在答题纸上作出F1和F2的合力F(标度已给出)；并求出合力F＝__ __ N。
【答案】（1）2.92 (2)如图所示：
4.30
三、简答题。
19、小发明——设计一个自动冲水装置。有一个排污沟，需要每隔十多分钟用水冲洗一次。为此，请你应用重心的知识设计一个自动冲水装置。设计的思路是：用一个可以转动的容器接住从水龙头细细流出的水，容器中的水装到一定体积时，由于重心位置的变化，容器失去平衡而翻倒，容器中的水被全部倒出冲洗排污沟，倒完水的容器又能自动恢复到原来的位置重新接水，如此往复。调节水龙头的流量，还可以控制两次冲水的时间间隔。请你在图的圆圈中画出你构思的这个装置的图示。
【答案与解析】如图所示，将轴固定在中心上方偏上少许位置(位置1)，容器上口大，下方直径偏小；无水时容器重心在轴下侧(位置2下方)，随着水量增多，重心上移，当重心位置较高时，容器失去平衡，绕轴转动，将水倾出，之后容器再竖起，重新蓄水，过一段时间再倾出。
四、计算题。
20、“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.
21、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，风力大小为F1＝100 N，方向为东偏南30°，为了使船受到的合力恰能沿正东方向，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】作出F1与F2的合力示意图，如图所示，
根据几何关系，有：F2＝F1sin 30°＝100× N＝50 N
F合＝F1cos 30°＝100× N＝50 N
22、在动画片《》中，用一根轻绳绕过树枝将悬挂起来，如图所示，此时轻绳与水平地面的夹角θ＝37°。已知的质量为60 kg，的质量为300 kg，不计轻绳与树枝间的摩擦。(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10 m/s2)求：
(1)轻绳对的拉力的大小；
(2)地面对的支持力的大小；
(3)对地面的摩擦力的大小和方向。
【答案】(1)600 N　(2)2 640 N　(3)480 N, 方向水平向左
【解析】(1)以为研究对象，受力分析，得到拉力T＝mg＝600 N；
(2)以为研究对象，受力分析：
竖直方向FN＋Tsin θ＝Mg，得到FN＝2 640 N；
(3)水平方向Ff＝Tcos θ，得到：Ff＝480 N；
由牛顿第三定律，对地面的摩擦力的大小：Ff′＝Ff＝480 N，方向水平向左。
23、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。