沪科版（2019）物理 必修第一册 第3章 力与相互作用 单元练习（含解析）

沪科版（2019）高中物理必修第一册第3章力与相互作用单元练习
一、单选题
1．如图所示，用力F把铁块压在竖直墙上不动，那么，当F增大时，关于铁块对墙的压力N，铁块受墙的摩擦力f，下列判断正确的是（　　）
A．N增大，f不变 B．N增大，f增大 C．N变小，f不变 D．N不变，f不变
2．如图，在水平桌面上放置一斜面体P，两长方体物块a和b叠放在P的斜面上，整个系统处于静止状态。若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则（　　）
A．f1=0，f2≠0，f3≠0 B．f1≠0，f2=0，f3=0
C．f1≠0，f2≠0，f3=0 D．f1≠0，f2≠0，f3≠0
3．如图所示，质量为20kg的物体水平面上向右运动，物体与地面间的动摩擦因素，在运动过程中，物体还受到一个水平向左的大小为10N的拉力作用，则物体受到的滑动摩擦力为（g=10m/s2）（　　）
A．10N，向右 B．10N，向左 C．20N，向右 D．20N，向左
4．以下关于滑动摩擦力的说法中正确的是（　　）
A．滑动摩擦力的方向可能与物体的运动方向一致 B．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动
C．滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反 D．静止的物体不可能受滑动摩擦力
5．如图所示，AB、AC两光滑斜面互相垂直。AC与水平方向成30°角。若把球O的重力G按照其作用效果分解，则两个分力的大小分别为（　　）

A．G，G B．，G C．G，G D．G，G
6．叠罗汉是一种二人以上层层叠成各种造型的游戏娱乐形式，也是一种高难度的杂技。如图所示为六人叠成的三层静态造型，假设每个人的重量均为G，下面五人的背部均呈水平状态，则最底层正中间的人的一只脚对水平地面的压力约为（　　）
A．0.875G B．0.75G C．1.25G D．1.5G
7．如图所示，倾斜的滑杆上套有一个圆环（所受重力不可忽略），圆环通过轻绳拉着一个物体，在圆环沿滑杆下滑的过程中，轻绳始终竖直。下列说法正确的是（　　）
A．圆环受三个力作用 B．物体做匀速直线运动
C．圆环可能不受摩擦力的作用 D．轻绳对物体的拉力大于物体受到的重力
8．如图所示，某同学通过滑轮组将一重物缓慢吊起的过程中，该同学对绳的拉力将（滑轮与绳的重力及摩擦均不计）（　　）
A．越来越小 B．越来越大 C．先变大后变小 D．先变小后变大
9．如图所示，甲、乙、丙三个物体叠放在水平面上，用水平力F拉位于中间的物体乙，它们仍保楚静止状态，三个物体的水平接触面均粗糙，则乙物体受力的个数为（　　）
A．3个 B．4个 C．5个 D．6个
10．如图，一个小球用两根轻绳挂于细杆上，球静止，绳①倾斜，绳②恰竖直，则小球所受的作用力个数（　　）
A．一定是两个 B．一定是三个 C．可能是四个 D．可能是两个，也可能是三个
11．如图所示，重为10N的物体悬挂在弹簧的下端时，弹簧伸长了2cm，现换用另一重为20N的物体悬挂在弹簧的下端（形变仍在弹性限度内），这时弹簧的弹力大小、劲度系数分别是（　　）
A．10N，500N/m B．10N，1000N/m C．20N，500N/m D．20N，1000N/m
12．如图所示，三角形ABC三边中点分别为D、E、F，在三角形中任取一点O，如果OE、OF、DO三个矢量代表三个力，那么这三个力的合力是（　　）
A．OA B．OB C．OC D．DO
二、填空题
13．如图，重500N的人站在重为100N的木板P上，人拉动绳子使人和木板一起向左做匀速直线运动。滑轮的摩擦不计，人与木板、木板与地面之间的动摩擦因数均为0.2，则此时人的拉力是________N。
14．用两根绳子悬挂一重物，使重物保持静止，如图，如使BO绳B端慢慢向上移动，且保持O点位置不变，则两绳对重物的合力将_____，BO绳的拉力将______（填如何变化）。
15．有两个共点力，F1=3N，F2=4N，这两个力合力的最大值为________N，当F1与F2垂直时，合力为________N。
16．如图所示，质量为m的物块在水平力F的作用下，静止在竖直墙面上，物块与墙面间的动摩擦因数为μ，则物块受到的摩擦力的大小是__________．若物块在水平推力F作用下沿竖直墙面加速下滑，则物块受到的摩擦力的大小是________．
三、解答题
17．如图所示，质量为2kg的物体放在水平地板上，用一原长为8cm的轻质弹簧水平拉该物体，当其刚开始运动时，弹簧的长度为11cm，当弹簧拉着物体匀速前进时，弹簧的长度为10.5cm，已知弹簧的劲度系数k=200N/m。求：
(1)物体所受的最大静摩擦力为多大；
(2)物体所受的滑动摩擦力的大小；
(3)物体与地板间的动摩擦因数是多少。（g均取10m/s2）
18．如图所示，质量为m=4kg的物体放在水平地面上，给物体施加一个水平恒力F1=32N时，恰好可以匀速滑动（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）求：
(1)物体与水平面间的动摩擦因数；
(2)若把原来的水平力改成与水平面成的斜向下力F2，为了让物体匀速运动，F2应为多大？
19．三个重力为Ga=10N，Gb=20N，Gc=30N的木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q，用细线连接如图，其中a放在光滑的水平桌面上，开始时，p弹簧处于原长，木块都处于静止状态，现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开平地面为止。（轻弹簧和细线的重量都忽略不计）求：
(1)开始时轻弹簧q的压缩量是多少?
(2)该过程木块b上升的高度?
(3)该过程p弹簧的左端向左移动的距离是多少？
参考答案
1．A
【详解】
当重力小于最大静摩擦力时，物体处于静止，摩擦力大小等于外力大小；当重力大于最大静摩擦力时，物体处于滑动，则摩擦力等于动摩擦力因数与正压力的乘积。用水平力F压铁块于竖直墙壁上不动，设墙壁对铁块的压力为N，对铁块的摩擦力为f，当F增大时，它的反作用力即墙壁对铁块的压力为N也增大。而铁块的摩擦力是由铁块的重力引起的，所以摩擦力不变。由于铁块处于静止状态，所以所受的合力为零，故A正确，BCD错误。
故选A。
2．C
【详解】
对整体受力分析可知，整体相对地面没有相对运动趋势，故
f3=0
再将a和b看成一个整体，a、b整体有相对斜面向下运动的趋势，故b与P之间有摩擦力，即
f2≠0
再对a受力分析可知，a相对于b有向下运动的趋势，a和b之间存在摩擦力作用，即
f1≠0
故C正确，ABD错误。
故选C。
3．D
【详解】
物体在向右运动，故受到地面的滑动摩擦力，则摩擦力的大小
方向与运动方向相反，向左
故选D。
4．A
【详解】
ABC．滑动摩擦力的方向总是与物体间的相对运动方向相反，可能与物体的运动方向一致，如在匀速运行的传送带上无初速度的释放一个物块，小物块的加速阶段，物块所受滑动摩擦力的方向就与物块的运动方向一致，滑动摩擦力是物块运动的动力，故A正确，BC错误；
D．静止的物体可以受滑动摩擦力，如物体在地面上滑动时，地面受到的是滑动摩擦力，故D错误。
故选A。
5．B
【详解】
根据重力压两个光滑斜面的作用效果，将重力分解为与两斜面分别垂直的G1和G2，根据平行四边形定则作出力的示意图，如图所示
由几何关系可得
故选B。
6．C
【详解】
最上面的人受到的竖直向下重力为G，所以每个腿上的力都是，中间层最左边的人，受到竖直向下的力为
G+=
所以每个腿上的力都是；由对称性，中间层最右边的人每个腿上的力也是，最底层中间的人，受到竖直向下的力为
G++=
所以其每根腿上的力为，即最底层正中间的人的一只脚对水平地面的压力约为
故选C。
7．B
【详解】
因绳子竖直，则物体受力平衡，可知物体做匀速直线运动，轻绳对物体的拉力等于物体受到的重力；圆环受重力、细绳的拉力、杆的支持力和摩擦力作用。
故选B。
8．B
【详解】
对结点受力分析，如图
由于为同一根绳子，故
设与夹角为，则
在重物被吊起的过程中，变大，故与同时越来越大。
故选B。
9．C
【详解】
与物体发生相互作用的有地球、丙物体及甲物体；则乙物体受重力、物体丙的支持力、甲对乙的压力及水平力F；因在拉力作用下，物体乙相对于丙有相对运动的趋势，故乙受丙对物体乙的摩擦力；而甲与乙相对静止，无相对滑动趋势，故甲对乙没有摩擦力；故乙受五个力；
故选C。
10．A
【详解】
由题意，绳②恰好竖直，小球处于平衡状态，则由平衡条件可知，绳①对小球没有作用力，小球受到重力和绳②的拉力两个力作用，故选A。
11．C
【详解】
当重为10N的物体悬挂在弹簧的下端时，根据平衡条件和胡克定律有
解得
当重为20N的物体悬挂在弹簧的下端时，由平衡条件可得。
故选C。
12．A
【详解】
由于OE、OF、DO均表示矢量，故
则
而根据三角形定则，有
由于，则
所以
故选A。
13．60
【详解】
［1］以人和木板组成的整体为研究对象，向左做匀速直线运动，所以受平衡力，水平方向受到的拉力与地面的摩擦力平衡，有两段绳子承担人和木板的摩擦力，则人拉绳子的力
14．不变 先减小后增大
【详解】
[1]对小球受力分析，受重力、两个拉力，如图所示
将两个拉力合成，其合力与第三个力（重力）平衡，所以两绳对重物的合力保持不变；
[2]由图象可以看出，绳所受的拉力先减小后增大，
15．7 5
【详解】
[1]当两个共点力的方向相同时，这两个力的合力最大，当F1=3N，F2=4N方向相同时，这两个力的合力最大，最大值为3N+4N=7N。
[2]当F1与F2垂直时，根据平行四边形定则可知，其合力为
16．mg；μF
【详解】
[1][2]物体静止在竖直墙面上，则竖直方向受力平衡，则物块受到的摩擦力等于物体的重力：f=mg；若物块在水平推力F作用下沿竖直墙面加速下滑，则物块受到的摩擦力是滑动摩擦力，其大小是μF.
17．(1)6N；(2)5N；(3) 0.25
【详解】
(1)物体所受的最大静摩擦力就等于物体刚开始滑动时的弹簧拉力大小，由胡克定律可求得
(2)匀速前进时，弹簧伸长2.5cm，则弹簧的拉力等于滑动摩擦力，所以滑动摩擦力
(3)由
得
18．(1)0.8；(2) 100N
【详解】
(1)物体做匀速直线运动时，有
f=F1=32N
支持力
N=mg=40N
则动摩擦因数
(2)在水平方向上有
F2cos37°=f′
竖直方向上有
N=F2sin37°+mg
代入数据联立解得
F2=100N
19．(1)4cm；(2)10cm；(3)20cm
【详解】
(1)刚开始弹簧p处于原长，而弹簧q被压缩，设压缩量为x1，根据胡克定律，有
Gb=kx1
解得

(2)用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止，此时，对物体C受力分析，受重力和拉力，设弹簧伸长量为x2，根据胡克定律，有
Gc=kx2
解得
该过程木块b上升的高度
xb=x1+x2=10cm
(3)c木块刚好离开平地面时，对bc的整体，则

解得
该过程p弹簧的左端向左移动的距离是