人教版高中物理必修第一册第三章单元检测
相互作用——力(解析版)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本题共8个小题,每题3分,共24分)
1.(23-24高一上·安徽宿州·期末)一人用轻绳提升重物加速上升的过程中,不计绳子的重力,以下说法正确的是( )
A.绳子对物体的拉力大于物体对绳子的拉力
B.物体对绳子的拉力与绳子对物体的拉力是一对作用力和反作用力
C.绳子对物体的拉力等于物体的重力
D.人对绳子的拉力大于物体对绳子的拉力
【答案】B
【知识点】牛顿第三定律
【详解】AB.绳子对物体的拉力和物体对绳子的拉力是作用力和反作用力,根据牛顿第三定律,两个力大小相等,方向相反,故A错误,B正确;
C.人用轻绳提升重物加速上升的过程中,加速度方向向上,根据牛顿第二定律得绳子对物体的拉力大于物体的重力,故C错误;
D.人对绳子的拉力等于绳子对人的拉力,物体对绳子的拉力等于绳子对物体的拉力,所以人对绳子的拉力等于物体对绳子的拉力,故D错误。
故选B。
2.(24-25高一上·安徽芜湖·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.由磁铁间不接触也能相互作用的现象可知:力可以离开物体而单独存在
B.形状规则的物体其重心一定在物体的几何中心上
C.放在桌面上的书本受到一个向上的弹力是由于桌面发生微小形变而产生的
D.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
【答案】C
【知识点】力的概念、重心、滑动摩擦力的大小与方向、弹力定义及产生条件
【详解】A.力是物体与物体间相互作用的,不能单独存在,故A错误
B.质量均匀分布,形状规则的物体其重心在物体几何中心上,故B错误;
C.书本放在水平桌面上受到一个向上的弹力,这是由于桌面发生微小形变在恢复形变时对书本产生的力,故C正确;
D.摩擦力方向总是与相对运动方向相反,则可能与物体运动方向相同,也可能与物体的运动方向相反,故D错误。
故选C。
3.(24-25高三上·安徽六安·期末)如图所示,在竖直面内轻绳的一端与质量为的物块连接,另一端跨过光滑定滑轮与轻绳拴接于点,与水平方向成角的力的作用在点,质量为的物块恰好与地面间没有作用力。已知,定滑轮右侧的轻绳与竖直方向的夹角也为、重力加速度为。当从图中所示的状态开始顺时针缓慢转动的过程中,保持结点、的位置始终不变,则下列说法中正确的是( )
A.
B.力先减小后变大
C.地面对物块的支持力始终不变
D.的变化范围为
【答案】B
【知识点】直接合成法解决三力平衡问题、动态平衡问题
【详解】A.对结点O受力分析如图所示
则
可知
故A错误;
B.将从图中所示的状态开始顺时针缓慢转动,如图所示
由图可知,轻绳的拉力大小方向均不变,轻绳的拉力大小逐渐变小但方向不变,力F先减小后变大,故B正确;
D.当力F与轻绳b垂直时,力F有最小值为,故D错误;
C.F从图中所示的状态顺时针转动的过程中,轻绳b的拉力变小,故地面对物块B的支持力变大,故C错误。
故选B。
4.(24-25高三上·安徽·期中)2024年巴黎奥运会,中华健儿奋勇拼搏,获得40枚金牌,金牌数与美国队并列第一,完美的诠释了“更快、更高、更强”的奥林匹克格言。如图所示为奥运会中的四个比赛场景,下列对各场景的阐述中正确的是( )
A.图1所示,在邓雅文展示小轮车骑行技巧时,其可视为质点
B.图2所示,杨家玉获得田径女子20公里竞走冠军,“20公里”指的是比赛过程中杨家玉的位移
C.图3所示,刘洋展示“十字撑”保持静止时,两根吊环悬绳每根承受的拉力大小均等于刘洋重力的一半
D.图4所示,陈艺文在女子三米跳板决赛中跳板被压到最低点的瞬间,对跳板的作用力大于自身的重力
【答案】D
【知识点】质点、位移的定义、路程与位移、利用平衡推论求力大小或方向、牛顿第三定律
【详解】A.因要观察展示“技巧”,需分析邓雅文的动作,故不能将其视为质点,故A错误;
B.“20公里”为杨家玉行进轨迹的长度,即路程,而非起点到终点的直线距离位移,故B错误;
C.由图3可知,刘洋展示“十字撑”保持静止时,两根悬绳并不平行,刘洋受三力平衡,绳所受拉力大于其重力的一半,故C错误;
D.陈艺文起跳时具有向上的加速度,合力向上,分析可知跳板对陈艺文的作用力一定大于重力,故其对跳板的作用力一定大于重力,故D正确。
故选D。
5.(24-25高一下·安徽芜湖·竞赛)如图示,物体放在弹簧台秤的托盘A上,处于静止状态,现用力F竖直向上拉物体,使它向上做匀速运动。从某一时刻开始计时,则下列四个图象中,哪一个图象能表示物体在脱离台秤托盘之前的过程中,力F的大小随时间t变化的规律( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】利用平衡推论求力大小或方向
【详解】由平衡可知
F+kx=mg
而物块匀速上升,则
x0-x=vt
可得
F=mg-kx0+kvt
故选A。
6.(2024·安徽·模拟预测)有P、Q、N三物块质量均为m,它们竖直叠放在水平面上且处于静止状态,现对Q施加一个水平向右的推力F,三个物块依然保持静止状态,则施加力F之后( )
A.P、Q两物体之间的摩擦力增大 B.Q、N两物体之间的摩擦力减小
C.Q一定受到6个力的作用 D.Q、N两物体之间的压力增大
【答案】D
【知识点】整体法与隔离法解决共点力平衡问题
【详解】A.对P受力分析可知,P受重力、支持力和沿P、Q间斜面向上的摩擦力,P受力情况不变,故P、Q间的摩擦力不变,A错误;
B.对PQ整体受力分析可知,PQ原来受重力、支持力和沿Q、N间斜面向上的摩擦力,施加力F之后,由于水平推力的作用,故Q、N间的摩擦力可能减小,也可能增加,B错误;
C.若F沿斜面向上的分力与PQ重力沿斜面方向上的分力平衡,则Q可以不受N的摩擦力作用;故Q将受重力、压力、支持力PQ的摩擦力及推力五个力的作用;若QN间有摩擦力,则B受6个力的作用,C错误;
D.由于F有垂直于斜面向下的分效果,故Q、N间的压力一定增大,D正确。
故选D。
7.(24-25高二下·广东揭阳·期末)如图所示,倾角为的长方形斜面的宽为L、长为。c点放有一个质量为m的物块,某同学给物块一个平行于斜面的推力F(方向、大小均未知),将物块沿着方向匀速运动推到a。已知物块与斜面间的动摩擦因数为,重力加速度为g。则( )
A.推力大小为 B.推力大小为
C.推力的方向与成角 D.推力的方向与成角
【答案】B
【知识点】三维空间的共点力平衡问题
【详解】
对物块进行受力分析,如图所示,在斜面内物块受到的摩擦力大小,沿方向,物块重力沿斜面向下的分力大小,方向与平行,两者夹角为,因为物块匀速运动,所以推力的大小为摩擦力和重力沿斜面向下的分力的合力,即
方向与成角,故B正确。
故选B。
8.(2024·浙江金华·三模)如图所示,甲,乙两柱体的截面分别为半径均为R的圆和半圆,甲的右侧顶着一块竖直的挡板。若甲和乙的质量相等,柱体的曲面和挡板可视为光滑,开始两圆柱体柱心连线沿竖直方向,将挡板缓慢地向右移动,直到圆柱体甲刚要落至地面为止,整个过程半圆柱乙始终保持静止,那么半圆柱乙与水平面间动摩擦因数的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】恰好发生相对滑动的临界问题
【详解】分析可知,只要摩擦力最大时刚好不滑动,此时对应的摩擦因数最小。整体分析有
设与水平面的夹角,对甲,由平衡条件得
联立解得
可知角越小,f越大,由几何关系得,最小为。则
解得
故选A。
二、多选题(本题共4个小题,每题4分,共16分)
9.(23-24高一上·陕西榆林·阶段练习)如图所示,两小球A、B通过轻杆连接斜靠在静止的车厢里,两小球处于静止状态,则( )
A.A球可能受到三个力的作用
B.A球一定受到三个力的作用
C.B球一定受到三个力的作用
D.B球一定受到四个力的作用
【答案】AD
【知识点】分析物体受力个数
【详解】AB.对于A球,一定受到重力、杆的支持力、车厢的支持力这三个力的作用,车厢的摩擦力可能有,也可能没有,故选项A正确,B错误;
CD.对于B球,一定受到重力、车厢的支持力、轻杆的弹力、车厢的摩擦力这四个力的作用,选项C错误,D正确。
故选AD。
10.(2025·福建泉州·三模)“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”。一小孩站在水平地面上放风筝,慢慢地释放拉线,风筝越飞越高,先后经过同一竖直面的两点,如图所示,若风筝在两点时,拉线的张力大小相等,风筝的重力不能忽略,小孩受到的风力不计,则风筝在点时( )
A.小孩受到地面的支持力比在a点时的大
B.小孩受到地面的摩擦力比在a点时的小
C.风筝受到的风力方向与在a点时的相同
D.风筝受到的风力比在a点时的大
【答案】BD
【知识点】利用平衡推论求力大小或方向、动态平衡问题
【详解】AB.根据题意,对小孩受力分析,受重力、地面的摩擦力、地面的支持力和绳子的拉力,如图所示
由几何关系有
风筝在点时,拉力的大小不变,与水平面夹角变大,可知,变小,变小,即小孩受到地面的支持力比在a点时的小,受到地面的摩擦力比在a点时的小,故A错误,B正确;
CD.根据题意,在两点分别对风筝受力分析,由共点力平衡的特点可知,风筝受到风力与绳子拉力和风筝重力的合力等大反向,如图所示
由平行四边形法则可知,风筝受到的风力方向与在a点时的不同,由于绳子的拉力和风筝的重力大小不变,在时两个力间夹角小,则合力大,即风筝受到的风力比在a点时的大,故C错误,D正确。
故选BD。
11.(23-24高三上·安徽·阶段练习)如图为通过轻杆相连的A、B两小球,用两根细线将其悬挂在水平天花板上的O点。已知A、B的质量分别为、,轻杆长度为,细线OA长为L,重力加速度为g。现对B施加一个水平外力F使系统保持静止状态,A球在悬点正下方,细线OB与轻杆恰好垂直。现保持两小球位置不变,使F缓慢从水平向右逆时针转过90°的过程中,下面说法正确的是( )
A.细线OA的拉力一定大于m g且不断增大
B.轻杆AB对B的作用力大小一直不变
C.细线OB的拉力一定大于m g且不断增大
D.外力F一定不小于且先减小后增大
【答案】BD
【知识点】动态平衡问题
【详解】AB.由于系统处于静止状态,A球在悬点正下方,故A球只受重力和细绳OA拉力作用,且二力平衡,故细线OA的拉力不变,轻杆对A、B均没有作用力,故A错误,B正确;
C.小球B受竖直向下的重力、沿悬线OB斜向上的拉力和F的作用而处于静止状态,三力的合力为零,表示三力的线段构成封闭三角形如图所示
由于重力的大小及方向不变,悬线拉力的方向不变,F缓慢从水平向右逆时针转过的过程中,细线OB的拉力不断减小,外力F先减小后增大,故C错误;
D.细线OB与轻杆恰好垂直,由几何关系可知,当F的方向与OB垂直时最小,由几何关系知此时
由C项可得,F先减小后增大,故D正确。
故选BD。
12.(2025·安徽安庆·三模)如图所示,把倾角为的粗糙斜面体C置于粗糙水平地面上,质量为的物块A通过跨过光滑轻定滑轮的轻绳与质量为m的小球B连接,O点为轻绳与定滑轮的接触点,初始时,小球B在水平向右的拉力F作用下,使轻绳段与水平拉力F的夹角为,A、B均保持静止状态。现改变拉力F,并保持夹角大小不变,将小球B向右上方缓慢拉起至水平,物块A始终保持静止状态。g为重力加速度,下列关于该过程的说法正确的是( )
A.拉力F一直变大
B.拉力F最小为
C.物块C所受地面摩擦力一直变小
D.物块C所受地面摩擦力先变小后增大
【答案】AB
【知识点】整体法与隔离法解决共点力平衡问题、用正弦定理解决平衡问题
【详解】AB.对B球受力分析,如图所示
由动态平衡的特点,根据正弦定理得
改变拉力,保持夹角大小不变,将小球向右上方缓慢拉起至水平,从钝角减小至,从大至,一直增大,拉力一直增大;最小就是初始状态,为,拉力最小为,AB正确;
CD.以ABC三个物体为整体进行受力分析,地面所受静摩擦力大小等于拉力F的水平分力,做辅助圆如图所示
拉力F的水平分力先变大后变小,所以物块C所受地面摩擦力先变大后变小,故CD错误。
故选AB。
三、填空题(本题共2个小题,每空4分,共12分)
13.(25-26高一上·安徽·开学考试)如图所示,两块相同的竖直挡板A、B之间有质量均为m的4块相同的砖,用大小相同的均为F的水平力压住挡板,使砖保持静止不动,那么1、2块砖之间的摩擦力大小为 (重力加速度用表示)。
【答案】
【知识点】整体法与隔离法解决共点力平衡问题
【详解】以4块砖整体为研究对象进行受力分析,对于4块砖这个整体来说受到的总重力是,两边的压力相同,所以两边受到的摩擦力也相同。根据平衡关系可知向下的重力与两边的摩擦力之和相等,设每个挡板对砖的摩擦力为,则有
可得
即每个挡板对砖的摩擦力大小为,方向竖直向上;以1号砖为研究对象进行受力分析,它竖直方向上受到竖直向下的重力,挡板对它竖直向上的摩擦力,设2对1的摩擦力大小为,方向竖直向下。根据平衡关系有
解得
所以1、2块砖之间的摩擦力大小为。
14.(24-25高一上·安徽安庆·期末)将一横截面为扇形的物体B放在水平面上,一小滑块A放在物体B上,如图所示,已知物体B的质量为M,滑块A的质量为m,除了物体B与水平面间的摩擦力之外,其余接触面的摩擦力均可忽略不计。当整个装置静止时,滑块A和物体B接触的一面与竖直挡板之间的夹角为,重力加速度为g,则物体B对水平面的压力大小为 ,物体B受水平面的摩擦力大小为 。
【答案】
【详解】[1]对整体根据平衡条件
根据牛顿第三定律
解得
[2]对A根据平衡条件得
对AB根据平衡条件得
解得
四、实验题(本题共2个小题,每题6分,共12分)
15.(23-24高二下·重庆巴南·阶段练习)物理兴趣小组通过查阅资料发现弹性绳的弹力与形变量满足胡克定律。
(1)如图甲所示,弹性绳一端固定在水平天花板上,另一端悬挂一重力为8N的重物,重物静止后弹性绳长度为14cm,已知弹性绳的自然长度(原长)为9cm,则弹性绳的劲度系数为 N/m。
(2)原长未知的弹性绳的两端分别固定在天花板上A、B两点,A、B两点间的距离为d,在弹性绳的中点C挂一个质量为m的钩码(钩码的挂钩光滑),钩码静止后∠ACB为θ。当钩码的重力为2N时,θ为,此时弹性绳的弹力为 N。改变钩码的质量m,同时调整A、B两点间的距离d,使得钩码静止后θ始终为,得到图像如图丙,图像的斜率为a,弹性绳的劲度系数k,则当地的重力加速度为 (用k、a表示)。
【答案】(1)160
(2) 2
【知识点】探究弹簧弹力与形变量的关系
【详解】(1)由题意可知,该弹性绳的伸长量为
其弹力为8N,由胡克定律有
解得
(2)[1]由题意可知两条弹性绳上的弹力大小相等,其合力与钩码重力相等,所以有
解得
[2]由平衡知识可知,弹性绳的拉力为
设弹性绳原长为,则
解得
由图像可知
解得
16.(24-25高一上·安徽·期中)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上从点开始每5个计时点取一个计数点,依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6,其中相邻点间的距离如图所示,交流电的频率为。
(1)打计数点3时,小车的速度大小 。(结果保留两位有效数字)
(2)小车的加速度大小 (结果保留两位有效数字),方向 (填“由A指向”或“由指向A”)。
(3)若当时电网中交变电流的频率变为,但该同学并不知道,仍按计算,那么这个同学实验测得的加速度与实际值相比 (选填“偏大“偏小”或“不变”)。
(4)若当时电源中交变电流的电压是,但该同学并不知道,那么这个同学实验测得的加速度与实际值相比 (选填“偏大“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)0.26
(2) 0.50 由指向A
(3)偏小
(4)不变
【知识点】计算某点的瞬时速度、用逐差法计算加速度
【详解】(1)每5个计时点取一个计数点,则相邻计数点间的时间间隔为
则打计数点3时,小车的速度大小
(2)[1]根据逐差法可知,小车的加速度大小为
[2]根据纸带上的数据可知,小车在相等时间内的位移越来越大,即小车向左做加速运动,即加速度的方向为指向A。
(3)根据
由于
可知,实验测得的加速度与实际值相比偏小。
(4)结合上述可知,如果当时电网中交变电流的电压变成,频率不变,则打点周期不变,那么加速度的测量值与实际值相比不变。
五、解答题(本题共6个小题,每题6分,共36分)
17.(24-25高一上·福建福州·期末)如图,质量分别为mA=1kg、mB=0.5kg的物块A、B,通过一根绕过光滑定滑轮的细绳相连,处于静止状态,细绳与水平面夹角α=53°。(sin53°=0.8,cos53°=0.6, g取10m/s2)。求:
(1)细绳对物块B的拉力的大小F;
(2)细绳对物块A的拉力在水平方向上的分力Fx和竖直方向上的分力Fy的大小;
(3)物块A对水平面的压力N的大小和方向。
【答案】(1)5N;(2)3N,4N;(3)6N,方向竖直向下
【知识点】正交分解法解共点力平衡问题、牛顿第三定律
【详解】(1)对物体B,由平衡条件可知细绳对物块B的拉力的大小
F=mBg=5N
(2)对A用正交分解可得细绳对物块A的拉力在水平方向上的分力
Fx=F cos53°=3N
竖直方向上的分力
Fy=F sin 53°=4N
(3)对A由平衡条件可知地面对物块A的支持力为
N1= mAg- Fy=6N
由牛顿第三定律可知,物块A对水平面的压力N的大小为
N1= N=6N
方向竖直向下。
18.(24-25高一上·安徽安庆·阶段练习)水平面上有一质量为m的物体,在与水平方向成角的拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动。问:物体与水平面的动摩擦因数μ=?(结果用m、、F表示)
【答案】
【知识点】正交分解法解共点力平衡问题
【详解】由于物体匀速运动,受力平衡,则得
Fcos=f,N+Fsin =mg,f=μN
解得
19.(24-25高三上·安徽阜阳·阶段练习)如图所示,光滑的硬杆AB竖直固定放置,粗糙的硬杆CD水平固定放置,原长为L的弹性橡皮筋(弹力满足胡克定律)一端悬挂在天花板上,另一端连接质量为m的小球,若将小球穿过AB杆,静止时橡皮筋与竖直方向的夹角为37°,天花板与小球间的高度差为L,若将小球穿在硬杆CD上,当小球刚好不滑动时,橡皮筋与水平方向的夹角为53°,橡皮筋的总长为3L(未超过最大弹性限度),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,sin37=0.6,cos37=0.8。求:
(1)橡皮筋的劲度系数;
(2)杆CD与小球之间的动摩擦因数以及杆CD对小球的弹力与杆AB对小球的弹力大小之比。
【答案】(1);(2),
【知识点】胡克定律、正交分解法解共点力平衡问题
【详解】(1)小球穿过AB杆,对小球受力分析,把橡皮筋的弹力分别沿水平方向和竖直方向分解,由力的平衡可得
由胡克定律可得
综合解得
,,
(2)小球穿过CD杆,对小球受力分析,把橡皮筋的弹力分别沿水平方向和竖直方向分解,由力的平衡可得
由胡克定律可得
由滑动摩擦力的定义可得
结合,综合解得
、
可得
20.(24-25高一上·安徽芜湖·阶段练习)如图所示,质量为m的物体甲通过3段轻绳悬挂,3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M的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角,物体甲及人均处于静止状态。求:(已知,,取。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大?
(2)人受到的摩擦力是多大?方向如何?
(3)若人的质量,人与水平面之间的动摩擦因数为,则欲使人在水平面上不滑动,物体甲的质量m最大不能超过多少?
【答案】(1)1.25mg,
(2),方向水平向左
(3)21kg
【知识点】利用平衡推论求力大小或方向、直接合成法解决三力平衡问题、恰好发生相对滑动的临界问题
【详解】(1)对结点O与物体进行受力分析,如图所示
受甲通过绳子对O的拉力mg,OB的拉力F和OA的拉力T,处于平衡状态,则有
,
解得
,
(2)对人受力分析,在水平方向上受OB的拉力和地面对人的摩擦力f处于平衡状态,则有
根据牛顿第三定律有
结合上述解得
方向水平向左。
(3)人在竖直方向上受重力Mg和支持力N,若人的质量,人与水平面之间的动摩擦因数,则人受到的最大静摩擦力为
此时物体甲的质量达到最大,结合上述有
解得
21.(24-25高一上·安徽安庆·期末)如图,固定在水平地面上的斜面倾角为,现在斜面上放一个质量为的滑块,对滑块施加一个沿斜面向上的的推力时(如图甲),滑块刚好可以沿斜面向上做匀速直线运动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取。
(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数;
(2)如图乙所示,现改对滑块施加一个水平向右的推力,为保证滑块在斜面上静止,求大小的取值范围。
【答案】(1)
(2)
【知识点】正交分解法解共点力平衡问题
【详解】(1)物体恰好能沿斜面匀速向上滑动时,对其受力分析,如图所示
根据平衡条件得
+=
又
解得
(2)若F2很小时,物体沿斜面有向下的运动趋势,受力分析如图所示
根据平衡条件有,
又
解得
若F2很大时,物体沿斜面有向上的运动趋势,受力分析如图所示
根据平衡条件有
,
又
解得
所以要使质量为m物体始终能静止于斜面上,则F2的范围为
22.(24-25高一上·安徽安庆·期末)如图,固定在水平地面上的斜面倾角为,现在斜面上放一个质量为的滑块,对滑块施加一个沿斜面向上的的推力时(如图甲),滑块刚好可以沿斜面向上做匀速直线运动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取。
(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数;
(2)如图乙所示,现改对滑块施加一个水平向右的推力,为保证滑块在斜面上静止,求大小的取值范围。
【答案】(1)
(2)
【知识点】正交分解法解共点力平衡问题
【详解】(1)物体恰好能沿斜面匀速向上滑动时,对其受力分析,如图所示
根据平衡条件得
+=
又
解得
(2)若F2很小时,物体沿斜面有向下的运动趋势,受力分析如图所示
根据平衡条件有,
又
解得
若F2很大时,物体沿斜面有向上的运动趋势,受力分析如图所示
根据平衡条件有
,
又
解得
所以要使质量为m物体始终能静止于斜面上,则F2的范围为
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页人教版高中物理必修第一册第三章单元检测
相互作用——力(原卷版)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本题共8个小题,每题3分,共24分)
1.(23-24高一上·安徽宿州·期末)一人用轻绳提升重物加速上升的过程中,不计绳子的重力,以下说法正确的是( )
A.绳子对物体的拉力大于物体对绳子的拉力
B.物体对绳子的拉力与绳子对物体的拉力是一对作用力和反作用力
C.绳子对物体的拉力等于物体的重力
D.人对绳子的拉力大于物体对绳子的拉力
2.(24-25高一上·安徽芜湖·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.由磁铁间不接触也能相互作用的现象可知:力可以离开物体而单独存在
B.形状规则的物体其重心一定在物体的几何中心上
C.放在桌面上的书本受到一个向上的弹力是由于桌面发生微小形变而产生的
D.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
3.(24-25高三上·安徽六安·期末)如图所示,在竖直面内轻绳的一端与质量为的物块连接,另一端跨过光滑定滑轮与轻绳拴接于点,与水平方向成角的力的作用在点,质量为的物块恰好与地面间没有作用力。已知,定滑轮右侧的轻绳与竖直方向的夹角也为、重力加速度为。当从图中所示的状态开始顺时针缓慢转动的过程中,保持结点、的位置始终不变,则下列说法中正确的是( )
A.
B.力先减小后变大
C.地面对物块的支持力始终不变
D.的变化范围为
4.(24-25高三上·安徽·期中)2024年巴黎奥运会,中华健儿奋勇拼搏,获得40枚金牌,金牌数与美国队并列第一,完美的诠释了“更快、更高、更强”的奥林匹克格言。如图所示为奥运会中的四个比赛场景,下列对各场景的阐述中正确的是( )
A.图1所示,在邓雅文展示小轮车骑行技巧时,其可视为质点
B.图2所示,杨家玉获得田径女子20公里竞走冠军,“20公里”指的是比赛过程中杨家玉的位移
C.图3所示,刘洋展示“十字撑”保持静止时,两根吊环悬绳每根承受的拉力大小均等于刘洋重力的一半
D.图4所示,陈艺文在女子三米跳板决赛中跳板被压到最低点的瞬间,对跳板的作用力大于自身的重力
5.(24-25高一下·安徽芜湖·竞赛)如图示,物体放在弹簧台秤的托盘A上,处于静止状态,现用力F竖直向上拉物体,使它向上做匀速运动。从某一时刻开始计时,则下列四个图象中,哪一个图象能表示物体在脱离台秤托盘之前的过程中,力F的大小随时间t变化的规律( )
A. B.
C. D.
6.(2024·安徽·模拟预测)有P、Q、N三物块质量均为m,它们竖直叠放在水平面上且处于静止状态,现对Q施加一个水平向右的推力F,三个物块依然保持静止状态,则施加力F之后( )
A.P、Q两物体之间的摩擦力增大 B.Q、N两物体之间的摩擦力减小
C.Q一定受到6个力的作用 D.Q、N两物体之间的压力增大
7.(24-25高二下·广东揭阳·期末)如图所示,倾角为的长方形斜面的宽为L、长为。c点放有一个质量为m的物块,某同学给物块一个平行于斜面的推力F(方向、大小均未知),将物块沿着方向匀速运动推到a。已知物块与斜面间的动摩擦因数为,重力加速度为g。则( )
A.推力大小为 B.推力大小为
C.推力的方向与成角 D.推力的方向与成角
8.(2024·浙江金华·三模)如图所示,甲,乙两柱体的截面分别为半径均为R的圆和半圆,甲的右侧顶着一块竖直的挡板。若甲和乙的质量相等,柱体的曲面和挡板可视为光滑,开始两圆柱体柱心连线沿竖直方向,将挡板缓慢地向右移动,直到圆柱体甲刚要落至地面为止,整个过程半圆柱乙始终保持静止,那么半圆柱乙与水平面间动摩擦因数的最小值为( )
A. B. C. D.
二、多选题(本题共4个小题,每题4分,共16分)
9.(23-24高一上·陕西榆林·阶段练习)如图所示,两小球A、B通过轻杆连接斜靠在静止的车厢里,两小球处于静止状态,则( )
A.A球可能受到三个力的作用
B.A球一定受到三个力的作用
C.B球一定受到三个力的作用
D.B球一定受到四个力的作用
10.(2025·福建泉州·三模)“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”。一小孩站在水平地面上放风筝,慢慢地释放拉线,风筝越飞越高,先后经过同一竖直面的两点,如图所示,若风筝在两点时,拉线的张力大小相等,风筝的重力不能忽略,小孩受到的风力不计,则风筝在点时( )
A.小孩受到地面的支持力比在a点时的大
B.小孩受到地面的摩擦力比在a点时的小
C.风筝受到的风力方向与在a点时的相同
D.风筝受到的风力比在a点时的大
11.(23-24高三上·安徽·阶段练习)如图为通过轻杆相连的A、B两小球,用两根细线将其悬挂在水平天花板上的O点。已知A、B的质量分别为、,轻杆长度为,细线OA长为L,重力加速度为g。现对B施加一个水平外力F使系统保持静止状态,A球在悬点正下方,细线OB与轻杆恰好垂直。现保持两小球位置不变,使F缓慢从水平向右逆时针转过90°的过程中,下面说法正确的是( )
A.细线OA的拉力一定大于m g且不断增大
B.轻杆AB对B的作用力大小一直不变
C.细线OB的拉力一定大于m g且不断增大
D.外力F一定不小于且先减小后增大
12.(2025·安徽安庆·三模)如图所示,把倾角为的粗糙斜面体C置于粗糙水平地面上,质量为的物块A通过跨过光滑轻定滑轮的轻绳与质量为m的小球B连接,O点为轻绳与定滑轮的接触点,初始时,小球B在水平向右的拉力F作用下,使轻绳段与水平拉力F的夹角为,A、B均保持静止状态。现改变拉力F,并保持夹角大小不变,将小球B向右上方缓慢拉起至水平,物块A始终保持静止状态。g为重力加速度,下列关于该过程的说法正确的是( )
A.拉力F一直变大
B.拉力F最小为
C.物块C所受地面摩擦力一直变小
D.物块C所受地面摩擦力先变小后增大
三、填空题(本题共2个小题,每空4分,共12分)
13.(25-26高一上·安徽·开学考试)如图所示,两块相同的竖直挡板A、B之间有质量均为m的4块相同的砖,用大小相同的均为F的水平力压住挡板,使砖保持静止不动,那么1、2块砖之间的摩擦力大小为 (重力加速度用表示)。
14.(24-25高一上·安徽安庆·期末)将一横截面为扇形的物体B放在水平面上,一小滑块A放在物体B上,如图所示,已知物体B的质量为M,滑块A的质量为m,除了物体B与水平面间的摩擦力之外,其余接触面的摩擦力均可忽略不计。当整个装置静止时,滑块A和物体B接触的一面与竖直挡板之间的夹角为,重力加速度为g,则物体B对水平面的压力大小为 ,物体B受水平面的摩擦力大小为 。
四、实验题(本题共2个小题,每题6分,共12分)
15.(23-24高二下·重庆巴南·阶段练习)物理兴趣小组通过查阅资料发现弹性绳的弹力与形变量满足胡克定律。
(1)如图甲所示,弹性绳一端固定在水平天花板上,另一端悬挂一重力为8N的重物,重物静止后弹性绳长度为14cm,已知弹性绳的自然长度(原长)为9cm,则弹性绳的劲度系数为 N/m。
(2)原长未知的弹性绳的两端分别固定在天花板上A、B两点,A、B两点间的距离为d,在弹性绳的中点C挂一个质量为m的钩码(钩码的挂钩光滑),钩码静止后∠ACB为θ。当钩码的重力为2N时,θ为,此时弹性绳的弹力为 N。改变钩码的质量m,同时调整A、B两点间的距离d,使得钩码静止后θ始终为,得到图像如图丙,图像的斜率为a,弹性绳的劲度系数k,则当地的重力加速度为 (用k、a表示)。
16.(24-25高一上·安徽·期中)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上从点开始每5个计时点取一个计数点,依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6,其中相邻点间的距离如图所示,交流电的频率为。
(1)打计数点3时,小车的速度大小 。(结果保留两位有效数字)
(2)小车的加速度大小 (结果保留两位有效数字),方向 (填“由A指向”或“由指向A”)。
(3)若当时电网中交变电流的频率变为,但该同学并不知道,仍按计算,那么这个同学实验测得的加速度与实际值相比 (选填“偏大“偏小”或“不变”)。
(4)若当时电源中交变电流的电压是,但该同学并不知道,那么这个同学实验测得的加速度与实际值相比 (选填“偏大“偏小”或“不变”)。
五、解答题(本题共6个小题,每题6分,共36分)
17.(24-25高一上·福建福州·期末)如图,质量分别为mA=1kg、mB=0.5kg的物块A、B,通过一根绕过光滑定滑轮的细绳相连,处于静止状态,细绳与水平面夹角α=53°。(sin53°=0.8,cos53°=0.6, g取10m/s2)。求:
(1)细绳对物块B的拉力的大小F;
(2)细绳对物块A的拉力在水平方向上的分力Fx和竖直方向上的分力Fy的大小;
(3)物块A对水平面的压力N的大小和方向。
18.(24-25高一上·安徽安庆·阶段练习)水平面上有一质量为m的物体,在与水平方向成角的拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动。问:物体与水平面的动摩擦因数μ=?(结果用m、、F表示)
19.(24-25高三上·安徽阜阳·阶段练习)如图所示,光滑的硬杆AB竖直固定放置,粗糙的硬杆CD水平固定放置,原长为L的弹性橡皮筋(弹力满足胡克定律)一端悬挂在天花板上,另一端连接质量为m的小球,若将小球穿过AB杆,静止时橡皮筋与竖直方向的夹角为37°,天花板与小球间的高度差为L,若将小球穿在硬杆CD上,当小球刚好不滑动时,橡皮筋与水平方向的夹角为53°,橡皮筋的总长为3L(未超过最大弹性限度),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,sin37=0.6,cos37=0.8。求:
(1)橡皮筋的劲度系数;
(2)杆CD与小球之间的动摩擦因数以及杆CD对小球的弹力与杆AB对小球的弹力大小之比。
20.(24-25高一上·安徽芜湖·阶段练习)如图所示,质量为m的物体甲通过3段轻绳悬挂,3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M的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角,物体甲及人均处于静止状态。求:(已知,,取。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大?
(2)人受到的摩擦力是多大?方向如何?
(3)若人的质量,人与水平面之间的动摩擦因数为,则欲使人在水平面上不滑动,物体甲的质量m最大不能超过多少?
21.(24-25高一上·安徽安庆·期末)如图,固定在水平地面上的斜面倾角为,现在斜面上放一个质量为的滑块,对滑块施加一个沿斜面向上的的推力时(如图甲),滑块刚好可以沿斜面向上做匀速直线运动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取。
(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数;
(2)如图乙所示,现改对滑块施加一个水平向右的推力,为保证滑块在斜面上静止,求大小的取值范围。
22.(24-25高一上·安徽安庆·期末)如图,固定在水平地面上的斜面倾角为,现在斜面上放一个质量为的滑块,对滑块施加一个沿斜面向上的的推力时(如图甲),滑块刚好可以沿斜面向上做匀速直线运动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取。
(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数;
(2)如图乙所示,现改对滑块施加一个水平向右的推力,为保证滑块在斜面上静止,求大小的取值范围。
试卷第1页,共3页
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