粤教版物理必修1同步测试：第3章章末复习课 研究物体间的相互作用

第三章章末复习课
【知识体系】
[答案填写]　①直接接触　②弹性形变　③相反　④垂直　⑤收缩　⑥F＝kx　⑦静止　⑧匀速直线运动　⑨大小相等　⑩方向相反　 作用在一条直线上
主题1　对摩擦力的理解
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)摩擦力的方向不一定与运动方向共线，但一定沿接触面的切线方向．如图所示，A、B一起向右做匀加速运动，则A所受摩擦力方向与运动方向不一致．
2．求解摩擦力的方法．
(1)静摩擦力用二力平衡来求解．
(2)滑动摩擦力用公式f＝μFN来求解，其中FN是物体所受的正压力，不一定是物体所受的重力，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．
【典例1】　(多选)某人骑一普通自行车，在水平路面上正用脚蹬车前进，两轮皆不打滑，下列说法正确的是(　　)
A．前轮受静摩擦力，方向向后
B．前轮受静摩擦力，方向向前
C．后轮受静摩擦力，方向向后
D．后轮受静摩擦力，方向向前
解析：本题采用假设法，对后轮，假设地面光滑，后轮不受静摩擦力，后轮是主动轮，人用力蹬车时，后轮一定打滑，与地面接触的点必向后滑动，故有向后的滑动趋势．实际情况是后轮并不打滑，说明后轮一定受地面施给它向前的摩擦力，以保持后轮不打滑，此力正是自行车的动力．对于前轮，也可假设前轮光滑，前轮不受摩擦力，由于前轮是被动轮，人用脚蹬车时，整个车要向前运动，前轮若不受地面施给的摩擦力，则前轮会向前滑动而不转动．而实际情况前轮是转动的，故有向前的滑动趋势，这正说明前轮受到向后的静摩擦力．正确的答案是A、D.
答案：AD
针对训练
1．(多选)如图所示，位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力(　　)
A．方向一定沿斜面向下
B．方向可能沿斜面向下
C．大小可能等于零
D．大小不可能等于F
解析：以物块M为研究对象进行受力分析可知，物块M受竖直向下的重力、垂直斜面向上的弹力FN、平行斜面向上的力F以及平行于斜面方向的静摩擦力，如图所示(静摩擦力未画出)．静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反，但这里无法直接确定，则可假设斜面光滑，此时物块向上还是向下运动取决于沿斜面方向向上的力F及沿斜面向下的重力的分力Gsin
θ的大小．
当F＞Gsin
θ时，物块有向上运动的趋势，此时静摩擦力应沿斜面向下，B正确．
当F＝Gsin
θ时，无相对运动趋势，此时静摩擦力为零，C正确．
当F＜Gsin
θ时，物块有向下运动的趋势，此时静摩擦力沿斜面向上，A错误．
当F＝Gsin
θ时，静摩擦力等于Gsin
θ且方向沿斜面向上，D错误．
答案：BC
主题2　物体的受力分析
1．准确把握力学中常见三种不同性质力的产生的条件，并结合物体的运动状态对物体进行受力分析．
2．按重力、弹力、摩擦力和其他力的顺序进行受力分析，做到不漏力；通过寻找施力物体，防止添力和漏力．
3．合力与分力是等效替代关系，不能同时存在，不要重复出现．
4．摩擦力产生条件之一是接触面有弹力，没有弹力的接触面不存在摩擦力．
【典例2】　(多选)如图所示，质量为m的物体在水平力F作用下沿竖直墙向下匀速运动，物体与墙之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则(　　)
A．物体受重力、弹力F、摩擦力的作用
B．物体受到竖直墙的摩擦力大小等于μF
C．物体受到竖直墙的摩擦力大小等于μmg
D．墙壁对物体的弹力的反作用力是物体对墙壁的压力
解析：物体受到重力、竖直墙的弹力、竖直墙的摩擦力和F四个力的作用，A错；根据平衡条件，竖直墙的弹力N＝F，f＝mg，另滑动摩擦力f＝μN＝μF，所以B对，C错；墙壁对物体的弹力与物体对墙壁的压力是一对作用力和反作用力，D对．
答案：BD
针对训练
2．(多选)一质量为m的物块能在倾角为θ的斜面上匀速下滑．现同时对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图所示．则物块(　　)
A．施加F后，物体受到四个力的作用
B．仍沿斜面匀速下滑
C．沿斜面减速下滑
D．沿斜面加速下滑
解析：物体在未加F前受重力、支持力及摩擦力作用而处于平衡状态，合外力为零，加上F后，可看作增加了重力，增大了对斜面的压力，也增大了摩擦力，仍可处于平衡状态．选AB.
答案：AB
主题3　共点力的平衡问题
1．平衡状态、平衡力．
物体在几个力作用下处于静止状态或匀速直线运动状态，叫做平衡状态，这几个力叫做平衡力(或其中的一个力叫其余几个力的平衡力)．
2．共点力作用下物体的平衡条件：合外力为零，即F合＝0或F合x＝0，F合y＝0.
3．平衡条件的应用．
(1)当物体受两个共点力的作用而处于平衡状态时，则这两个力必然大小相等，方向相反，作用在同一直线上．
(2)当物体受三个共点力的作用而处于平衡状态时，则这三个力的作用线必相交于同一点，其中任意两个力的合力，一定与第三个力等值反向；画出力的平行四边形后，应用直角三角形的边角关系、正弦定理或余弦定理或者相似三角形对应边成比例等方法求解．
(3)当物体受三个以上共点力的作用而处于平衡状态时，常用正交分解法．
【典例3】　如图所示，物体甲重20
N，物体乙重100
N，乙与水平桌面间的最大静摩擦力是30
N，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲、乙均处于静止状态．(已知sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8)求：
(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大？
(2)设甲的重力可变，为使乙物体保持静止，求甲最重不能超过多少？
解析：(1)以O点为研究对象，由受力分析可知：
轻绳OA受到的拉力F2＝＝25
N，
轻绳OB受到的拉力F1＝Gtan
37°＝15
N.
(2)当乙与水平桌面间的摩擦力达到最大30
N时，甲可以加到最重为G′，此时OB绳拉力F＝30
N，
则G′＝＝40
N.
答案：见解析
针对训练
3．如图所示，质量为2
kg的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角θ为37°.质量为1
kg的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少？
解析：设小球和斜面体的质量分别为m、M，小球受力如图甲所示，因球处于静止状态，由平衡条件知：N2cos
θ＝mg，N2sin
θ＝N1，解得N1＝mgtan
θ＝7.5
N，把小球和斜面体当作一整体，受力如图乙所示，由平衡条件知，地面对斜面体的支持力FN＝mg＋Mg＝30
N，地面对斜面体的摩擦力f＝N1＝mgtan
θ＝7.5
N.
答案：见解析
统揽考情
本章知识是历年高考的重点，主要考查力的有无和方向的判断．常考受力分析方法及共点力的平衡，考查的题型一般为选择题，在动力学中也常在计算题中被考查到．
真题例析
　(2015·山东卷)如图，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑．已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．A与B的质量之比为(　　)
A.　　　　　　
B.
C.
D.
解析：对B，μ1F＝mBg，对A、B整体，μ2(mA＋mB)g＝F，
联立即得＝，B正确．
答案：B
针对训练
(多选)两个物体如图放置，水平力F＝1
N作用在b上，两物体保持相对静止向左做匀速直线运动，则以下说法正确的是(　　)
A．物体b对物体a的摩擦力为1
N
B．物体b与物体a之间可能是光滑的
C．地面对物体b的摩擦力为0.5
N
D．地面对物体b的摩擦力为1
N
解析：对a，由平衡条件水平方向合力为零，则受摩擦力为0，即a与b之间没有摩擦力，则b与物体a之间可能是光滑的，故A错误，B正确；对b受力分析，受重力、支持力、压力、向左的拉力和向右的摩擦力，根据共点力平衡，则有地面对物体b的摩擦力为1
N，故C错误，D正确．故选BD.
答案：BD
1．关于两物体之间的弹力和摩擦力的关系，下列说法正确的是(　　)
A．两物体间若有弹力，就一定有摩擦力
B．两物体间若有摩擦力，就一定有弹力
C．弹力和摩擦力的方向可能平行
D．当两物体间的弹力消失时，摩擦力仍可存在一段时间
解析：根据弹力和摩擦力的产生条件可得两物体间有摩擦力就一定有弹力，弹力消失，摩擦力立即消失，而两物体间有弹力不一定有摩擦力，A、D错误，B正确；弹力的方向是垂直于接触面的，摩擦力的方向是平行于接触面的，弹力的方向和摩擦力的方向一定是垂直的，C错误．
答案：B
2．作用在一个物体上的两个力，F1＝30
N、F2＝40
N，它们的夹角是90°，要使物体沿F1的方向做匀速直线运动，必须再施加一个力F3，它的大小是(　　)
A．30
N　　　B．35
N　　　C．50
N　　　D．70
N
解析：由力的平衡条件，可知F3与前两个力的合力大小相等，方向相反，即50
N，与物体速度方向无关．
答案：C
3．L形木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示．若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力．则木板P的受力个数为(　　)
A．3
B．4
C．5
D．6
解析：对木板P进行受力分析：木板P受重力、斜面的支持力、滑块Q的压力、弹簧的弹力和与斜面间的摩擦力5个力的作用，故选C.
答案：C
4．如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α，重力加速度为g.若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为(　　)
A.
B.
C.mgtan
α
D.mgcot
α
解析：石块受力如图所示，由对称性可知两侧面所受弹力大小相等，设为FN，由三力平衡可知四边形OABC为菱形，故△ODC为直角三角形，且∠OCD为α，则由mg＝FNsin
α可得FN＝，故A正确．
答案：A
5．沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点，如图所示，足球的质量为m，网兜的质量不计，足球与墙壁的接触点为B，悬绳与墙壁的夹角为α，求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力．
解析：取足球和网兜作为研究对象，它们受重力G＝mg、墙壁的支持力N和悬绳的拉力T三个共点力作用而平衡．由共点力平衡的条件可知，
N和T的合力F与G大小相等、方向相反，即F＝G，作平行四边形如图所示．由三角形知识得：
N＝Ftan
α＝mgtan
α，T＝＝.
答案：见解析