第三章:相互作用 经典习题检测
(90分钟 100分)
一、选择题(共12小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项符合题目要求,有的小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得5分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1. 如图所示,A、B两物体均处于静止状态,则关于B物体的受力情况,下列叙述中不正确的是( )
A.B物体可能受三个力,也可能受四个力
B.B物体一定受四个力
C.B物体必受到地面的静摩擦力作用
D.B物体必受到地面的支持力作用
2.如图所示,A、B两物体并排放在水平桌面上,C物体叠放在A、B上;D物体悬挂在竖直悬线的下端,且与斜面接触,若接触面均光滑,下列说法正确的是( )
A.C对桌面的压力大小等于C的重力
B.B对A的弹力方向水平向左
C.斜面对D的支持力方向垂直斜面向上
D.D对斜面没有压力作用
3.某物体在n个共点力的作用下处于静止状态,若把其中一个力F1的方向沿顺时针方向转过90°,而保持其大小不变,其余力保持不变,则此时物体所受的合力大小为( )
A.F1 B.F1 C.2F1 D.0
4.如图所示,轻弹簧的两端各受10 N的拉力F的作用,弹簧平衡时伸长了5 cm(在弹性限度内);那么下列说法中正确的是( )
A.该弹簧的劲度系数k为400 N/m
B.该弹簧的劲度系数k为200 N/m
C.根据公式k=,弹簧的劲度系数k会随弹簧弹力F的增大而增大
D.弹簧的劲度系数k不会随弹簧弹力F的增大而增大
5. 如图所示,有一重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是( )
A.容器受到的摩擦力不变
B.容器受到的摩擦力逐渐增大
C.水平力F可能不变
D.水平力F必须逐渐增大
6.(多选)如图所示,轻质弹簧连接A、B两物体,A放在水平地面上,B通过细线挂在天花板上.已知A的重力为8 N,B的重力为6 N,弹簧的弹力为4 N,则地面受到的压力大小和细线受到的拉力大小可能分别是 ( )
A.18 N和10 N B.4 N和10 N C.12 N和2 N D.14 N和2 N
7.(多选)木箱重为G1,人重为G2,人站在木箱里用力F向上推木箱,如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.人对木箱底的压力大小为G2+F B.人对木箱底的压力大小为G2-F
C.木箱对地面的压力大小为G1+G2-F D.木箱对地面的压力大小为G1+G2
8.一物块在水平力拉动下沿静止的水平传送带由A端运动到B端,如图甲所示,这时所受摩擦力为f1;现开动机械让传送带向左逆时针传动,再次将同样的物块由传送带的A端匀速拉动到B端,如图乙所示,这时所受摩擦力大小为f2,则f1、f2的大小关系满足 ( )
A.f1=f2 B.f1f2 D.上述三种情况都有可能
9.如图所示,一个人站在放于水平地面的长木板上用力F向右推箱子,木板、人、箱子均处于静止状态,三者的质量均为m,重力加速度为g.下列说法正确的是 ( )
A.箱子受到的摩擦力方向向右,大小为F
B.地面对木板的摩擦力方向向左
C.木板对地面的压力大小为3mg
D.若人用斜向下的力推箱子,则木板对地面的压力会大于3mg
10.如图所示,物体b在力F作用下将物体a压向光滑的竖直墙壁,a处于静止状态.关于a所受的摩擦力,下列说法中正确的是 ( )
A.a受到的摩擦力有两个
B.a受到的摩擦力大小不随F变化
C.a受到的摩擦力大小随F的增大而增大
D.a受到的摩擦力方向始终竖直向下
11.(多选)物体b在水平推力F作用下将物体a挤压在竖直墙壁上,如图所示,a、b处于静止状态.关于a、b两物体的受力情况,下列说法正确的是 ( )
A.a受到两个摩擦力的作用
B.a共受到四个力的作用
C.b共受到三个力的作用
D.a受到墙壁的摩擦力大小不随F的增大而增大
12.(多选)如图所示,物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时,传送带突然启动,方向如图中箭头所示.若传送带的速度大小也为v,则传送带启动后 ( )
A.M静止在传送带上
B.M可能沿传送带向上运动
C.M受到的摩擦力不变
D.M下滑的速度不变
二、计算题(共4小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(10分)如图所示,与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m=1.0 kg的物体.细绳的一端通过摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连.物体静止在斜面上,弹簧测力计的示数为6 N.取g=10 N/kg,求物体受到的摩擦力和支持力.
14.(10分)如图所示,在水平粗糙横杆上,有一质量为m的小圆环A,用一细线悬吊一个质量为m的球B.现用一水平拉力缓慢地拉起球B,使细线与竖直方向成37°角,此时环A仍保持静止.求:
(1)此时水平拉力F的大小;
(2)横杆对环的支持力;
(3)横杆对环的摩擦力.
15.(10分)如图所示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2.上面的木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面的弹簧.求上述过程中下面的木块移动的距离.(重力加速度为g)
16.(10分)如图所示,人重为600 N,木块A重为400 N,人与木块间、木块与水平面间的动摩擦因数均为0.2.现人用水平力拉绳,使他与木块一起向右做匀速直线运动,滑轮摩擦不计,求:
(1)绳的拉力大小;
(2)木块A对人的摩擦力的大小和方向.
答案与解析
1.A 由于B受绳的拉力,大小等于A的重力,其水平分量必然使物体B产生沿地面向左运动的趋势,因此B必受地面向右的静摩擦力,据摩擦力的产生条件,B与地面间必有相互作用的弹力,所以B共受四个力作用,选项A错误,B、C、D正确.
2.D C与桌面间无压力作用,因为它们之间没有直接接触,所以A错误;由平衡条件可判断B与A之间没有弹力作用,所以B错误;同样由球受力平衡可知斜面对小球无弹力作用,所以C错误,D正确.
3.B 物体受n个力的作用处于静止状态,则其中(n-1)个力的合力一定与剩余的那个力等大反向,故除F1以外的其他各力的合力大小等于F1,方向与F1的方向相反,故当F1转过90°后,物体受到的合力大小应为F1,选项B正确.
4.BD 弹簧中产生的拉力等于F即10 N,由胡克定律F=kx得k== N/m=200 N/m;弹簧的劲度系数由弹簧本身的性质决定,与弹力大小无关.
5.BC 容器处于平衡状态,在竖直方向上重力与摩擦力平衡,盛满水前墙面对容器的静摩擦力一直增大,如果一直没有达到正压力F作用下的最大静摩擦力,则水平力F可能不变,选项B、C正确.
6.BC [解析] 题目没有具体说明弹簧是被拉伸还是被压缩.如果弹簧被拉伸,对A、B两物体进行受力分析,A物体满足FN=GA-F=4 N,B物体满足FT=GB+F=10 N,选项B正确.如果弹簧被压缩,对A、B两物体进行受力分析,A物体满足FN=GA+F=12 N,B物体满足FT=GB-F=2 N,选项C正确.
7.AD [解析] 对人分析,人受到重力、箱底对人的支持力、箱顶对人的压力,根据平衡条件有FN=G2+F,故A正确,B错误;对整体分析,整体受总重力和地面的支持力,有FN'=G1+G2,木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力的大小相等,为G1+G2,故C错误,D正确.
8.A [解析] 滑动摩擦力的大小与相对速度的大小无关,A正确.
9.C [解析] 将木板、人、箱子看成整体,在水平方向上不受摩擦力作用,在竖直方向上支持力与重力平衡,即FN=3mg,与人推箱子的内力无关,选项B、D错误,选项C正确;对箱子,其受到的向左的静摩擦力与向右的推力而平衡,选项A错误.
10.B [解析] 对于a,由于墙壁光滑,只受到b对a的摩擦力,b对a的摩擦力大小等于a的重力,方向竖直向上,F增大时,摩擦力大小不变,故B正确,A、C、D错误.
11.AD [解析] b共受到四个力的作用:重力、F、a对b向右的弹力和向上的静摩擦力,故选项C错误;a受到五个力:重力、墙对a向右的弹力和向上的静摩擦力、b对a向左的压力和向下的静摩擦力,故选项A正确,B错误;由平衡条件知,墙壁对a的摩擦力大小等于a和b的总重力之和,不随F的增大而增大,故选项D正确.
12.CD [解析] 传送带启动以后对M的受力没有影响,自然也不会影响其运动状态,故C、D正确.
13.1 N 方向沿斜面向下 5 N 方向垂直于斜面向上
解析:物体受力情况如图所示.物体所受重力沿斜面方向向下的分力Gx=mgsin30°=5.0 N小于弹簧测力计的拉力FT,故摩擦力方向沿斜面向下.
根据共点力平衡
FT=mgsin30°+Ff,FN=mgcos30°,
解得Ff=1 N,方向沿斜面向下,FN=5 N,方向垂直于斜面向上.
14.(1)mg (2)2mg 方向竖直向上
(3)mg 方向水平向左
解析:(1)取小球为研究对象进行受力分析,由平衡条件得
FTsin37°=F,FTcos37°=mg,
联立解得F=mg.
(2)取A、B组成的系统为研究对象,环受到杆的支持力FN=2mg,方向竖直向上.
(3)取A、B组成的系统为研究对象,环受到的摩擦力Ff=F=mg,方向水平向左.
15.
[解析] 未提木块之前,下面弹簧上的弹力F1=(m1+m2)g
根据胡克定律得,下面弹簧的压缩量x2=
当上面的木块被提离弹簧时,下面弹簧上的弹力F2=m2g
下面弹簧的压缩量x2'=
所以下面木块向上移动的距离Δx=x2-x2'=.
16.(1)100 N (2)100 N 水平向左
[解析] (1)设绳子的拉力大小为FT,木块与地面间的摩擦力大小为fA.以人和木块整体为研究对象,对其进行受力分析,如图甲所示,由于系统处于平衡状态,故2FT=fA,又fA=μ(GA+G人),所以FT=100 N.
(2)以人为研究对象,对其进行受力分析,如图乙所示,由于人处于平衡状态,故f人=FT=100 N,方向水平向左.
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