《第三章 相互作用——力》章节复习及训练(含答案)
高一上册物理 第三章 相互作用——力章末训练(Word版 含解析)

一、第三章 相互作用——力易错题培优(难) 1.如图所示,质量为M 的四分之一圆柱体放在粗糙水平地面上,质量为m 的正方体放在圆柱体和光滑墙壁之间,且不计圆柱体与正方体之间的摩擦,正方体与圆柱体的接触点的切线与右侧墙壁成θ角,圆柱体处于静止状态,则( )A .地面对圆柱体的支持力大于(M +m )gB .地面对圆柱体的摩擦力为mg tan θC .墙壁对正方体的弹力为tan mg θD .正方体对圆柱体的压力为cos mg θ 【答案】C【解析】【分析】【详解】CD .以正方体为研究对象,受力分析,并运用合成法如图所示墙壁对正方体的弹力N 1=tan mg θ圆柱体对正方体的支持力为 2sin mg N θ= 根据牛顿第三定律,正方体对圆柱体的压力为sin mg θ。
选项C 正确,D 错误;AB .以圆柱体和正方体整体为研究对象,地面对圆柱体的支持力N =(M +m )g水平方向受力平衡,地面对圆柱体的摩擦力f =N 1=tan mg θ选项AB 错误。
故选C 。
2.如图所示,斜面体置于粗糙水平地面上,斜面体上方水平固定一根光滑直杆,直杆上套有一个滑块.滑块连接一根细线,细线的另一端连接一个置于斜面上的光滑小球.最初斜面与小球都保持静止,现对滑块施加水平向右的外力使其缓慢向右滑动至A 点,如果整个过程斜面保持静止,小球未滑离斜面,滑块滑动到A 点时细线恰好平行于斜面,则下列说法正确的是( )A .斜面对小球的支持力逐渐减小B .细线对小球的拉力逐渐增大C .滑块受到水平向右的外力逐渐增大D .水平地面对斜面体的支持力保持不变【答案】C【解析】【分析】【详解】AB .对小球受力分析可知,沿斜面方向cos sin T mg αθ=在垂直斜面方向sin cos N F T mg αθ+=(其中α是细线与斜面的夹角,θ为斜面的倾角),现对滑块施加水平向右的外力使其缓慢向右滑动至A 点,α变小,则细线对小球的拉力T 变小,斜面对小球的支持力N F 变大,故A B 错误;C .对滑块受力分析可知,在水平方向则有sin cos()cos()sin (cos tan sin )cos mg F T mg θαθαθθθαθα+=+==- 由于α变小,则有滑块受到水平向右的外力逐渐增大,故C 正确;D .对斜面和小球为对象受力分析可知,在竖直方向则有sin()N mg Mg F T θα'+=++由于()αθ+变小,所以水平地面对斜面体的支持力逐渐增大,故D 错误。
人教版高一物理上册 第三章 相互作用——力章末训练(Word版 含解析)

一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,在粗糙地面上放有一装有定滑轮的粗糙斜面体,将两相同的A 、B 两物体通过细绳连接处于静止状态,用水平力F 作用于物体B 上,缓慢拉开一小角度,斜面体与物体A 仍然静止。
则下列说法正确的是( )(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)A .水平力F 变小B .物体A 所受合力变大C .物体A 所受摩擦力不变D .斜面体所受地面的摩擦力变大【答案】D【解析】【分析】 先对物体B 进行受力分析,根据共点力平衡条件求出绳的拉力,再对A 进行受力分析,同样根据共点力平衡条件得出各个力的情况,对斜面体所受地面的摩擦力可以用整体法进行分析。
【详解】A .对B 物体进行受力分析,如图根据共点力平衡条件B tan F m g θ=,B cos m g T θ= 在缓慢拉开B 的过程中,θ角度变大,故绳上的张力T 变大,水平力F 增大,故A 错误; B .因物体A 始终处于静止,故A 所受合外力为0,B 错误;C .物体A 受重力、支持力、细线的拉力,可能没有摩擦力,也可能有沿斜面向下的静摩擦力,还有可能受斜面向上的静摩擦力。
故拉力T 增大后,静摩擦力可能变小,也可能变大,故C 错误;D .对整体分析可以知道,整体在水平方向受拉力和静摩擦力作用,因拉力变大,故静摩擦力一定变大,故D 正确。
故选D 。
【点睛】整体法与隔离法相结合。
2.内壁光滑的球体半径为R ,一长度小于直径的轻杆两端固定质量分别为m A 、m B 的小球A 、B 。
将轻秆置于球体内部后。
最终静止在图示位置不动,球心O 与轩在同一竖直平面内,过球心O 竖直向下的半径与杆的交点为M ,2R OM =。
下列判断正确的是( )A .AB m m <B .球体内壁对A 球的支持力A A 2N m g =C .轻杆对B 球的支持力有可能小于B 球的重力D .若增大m A ,θ角会增大 【答案】B【解析】【分析】【详解】 A .假设两球质量相等,则杆应处于水平位置,现A 位于B 的下方,可知m A >m B .故A 错误;B .以A 球为研究对象,A 球受到重力m A g 、球体内壁对A 球的支持力N A 、杆的压力F 。
高一上册物理 第三章 相互作用——力单元练习(Word版 含答案)

一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,竖直面内有一圆环,轻绳OA 的一端O 固定在此圆环的圆心,另一端A 拴一球,轻绳AB 的一端拴球,另一端固定在圆环上的B 点。
最初,两绳均被拉直,夹角为θ(2πθ>)且OA 水平。
现将圆环绕圆心O 顺时针缓慢转过90°的过程中(夹角θ始终不变),以下说法正确的是( )A .OA 上的张力逐渐增大B .OA 上的张力先增大后减小C .AB 上的张力逐渐增大D .AB 上的张力先增大后减小【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】取球为研究对象,缓慢转动过程可视为平衡状态,物体受到重力mg ,OA 绳子的拉力OA F ,AB 绳子的拉力AB F ,这三个力合力为零,可构成如图所示的矢量三角形,由动态图分析可知OA F 先增大后减小,AB F 一直减小到零。
故选择B 。
2.如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,质量分别为m 和2m 的物块A 、B ,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,A 、B 间的接触面和轻绳均与木板平行。
A 与B 间、B 与木板间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
当木板与水平面的夹角为45°时,物块A 、B 刚好要滑动,则μ的值为( )A .13B .14C .15D .16【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】当木板与水平面的夹角为45︒时,两物块刚好滑动,对A 物块受力分析如图沿斜面方向,A 、B 之间的滑动摩擦力1cos 45f N mg μμ==︒根据平衡条件可知sin 45cos45T mg mg μ=︒+︒对B 物块受力分析如图沿斜面方向,B 与斜面之间的滑动摩擦力23cos 45f N mg μμ='=⋅︒根据平衡条件可知2sin 45cos453cos45mg T mg mg μμ︒=+︒+⋅︒两式相加,可得2sin 45sin 45cos45cos453cos45mg mg mg mg mg μμμ︒=︒+︒+︒+⋅︒解得15μ=故选C 。
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一、第三章相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,O点有一个很小的光滑轻质圆环,一根轻绳AB穿过圆环,A端固定,B端悬挂一个重物。
另一根轻绳一端固定在C点,另一端系在圆环上,力F作用在圆环上。
圆环静止时,绳OC与绳OA水平,F与OA的夹角为45°。
现改变力F,圆环位置不变,且重物始终处于平衡状态,则下列说法中正确的是()A.改变F方向时绳AB中拉力将改变B.当F沿逆时针旋转时,F先增大后减小C.当F沿顺时针旋转时,绳OC中的拉力先增大后减小D.F沿逆时转过的角度不能大于90°【答案】D【解析】【分析】【详解】A.因为重物始终处于平衡状态,所以AB绳子的拉力的大小与重物的重力大小相等,不变化,选项A错误;BC.对环受力分析,环受AO和BO两绳子的拉力,以及绳子CO和F的拉力;环的位置不变,则AB绳子的拉力不变,AO与BO的合力也不变,方向沿它们的角平分线,根据共点力平衡的特点可知,CO与F的合力与AO、BO的合力大小相等,方向相反;当力F的方向变化时,做出F与CO上的拉力的变化如图:由图可知,当沿逆时针族转时,F先减小后增大,绳OC的拉力减小;而当F沿顺时针旋转时,F逐渐增大,绳OC的拉力增大,选项BC错误;D.由于F与CO绳子的拉力的合力方向与水平方向之间的夹角是45°,可知F沿逆时转过的角度不能大于90°,选项D正确。
故选D。
2.如图所示,在粗糙地面上放有一装有定滑轮的粗糙斜面体,将两相同的A 、B 两物体通过细绳连接处于静止状态,用水平力F 作用于物体B 上,缓慢拉开一小角度,斜面体与物体A 仍然静止。
则下列说法正确的是( )(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)A .水平力F 变小B .物体A 所受合力变大C .物体A 所受摩擦力不变D .斜面体所受地面的摩擦力变大【答案】D【解析】【分析】 先对物体B 进行受力分析,根据共点力平衡条件求出绳的拉力,再对A 进行受力分析,同样根据共点力平衡条件得出各个力的情况,对斜面体所受地面的摩擦力可以用整体法进行分析。
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一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.水平传感器可以测量器械摆放所处的水平角度,属于角度传感器的一种,其作用就是测量载体的水平度,又叫倾角传感器。
如图为一个简易模型,截面为内壁光滑的竖直放置的正三角形,内部有一个小球,其半径略小于内接圆半径,三角形各边有压力传感器,分别感受小球对三边压力的大小,根据压力的大小,信息处理单元能将各边与水平面间的夹角通过显示屏显示出来。
如果图中此时BC 边恰好处于水平状态,将其以C 为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动,直到AC 边水平,则在转动过程中( )A .当BC 边与AC 边所受压力大小相等时,AB 处于水平状态B .球对AC 边的压力一直增大C .球对BC 边的压力一直减小D .BC 边所受压力不可能大于球的重力【答案】A【解析】【分析】 【详解】对正三角形内部的小球受力分析,如图所示由几何关系可知,随着角度θ从0°到120°增大过程中,角α与角θ之和保持不变,且α + θ = 120°,所以角β也保持不变,β = 60°,由平衡条件和正弦定理得()sin sin sin 120AC BC N N G βθθ==︒- 所以球对AC 边的压力23sin sin sin sin sin 60ACAC G G N N θθθβ'====︒ 球对BC 边的压力()()()23sin 120sin 120sin 120sin sin 60BC BC G G N N G θθθβ'==︒-=︒-=︒-︒ A .当BC 边与AC 边所受压力大小相等时,即ACBC N N ''=,则θ = 60°,此时AB 处于水平状态,故A 正确;BC .角度θ从0°到120°增大过程中,sin θ和()sin 120θ︒-都是先增大后减小,所以球对AC 边的压力和球对BC 边的压力都是先增大后减小,BC 错误;D .当0 < θ < 60°时,BCN G '>,即BC 边所受压力有可能大于球的重力,故D 错误。
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一、第三章相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,一固定的细直杆与水平面的夹角为α=15°,一个质量忽略不计的小轻环C套在直杆上,一根轻质细线的两端分别固定于直杆上的A、B两点,细线依次穿过小环甲、小轻环C和小环乙,且小环甲和小环乙分居在小轻环C的两侧.调节A、B间细线的长度,当系统处于静止状态时β=45°.不计一切摩擦.设小环甲的质量为m1,小环乙的质量为m2,则m1∶m2等于( )A.tan 15°B.tan 30°C.tan 60°D.tan 75°【答案】C【解析】试题分析:小球C为轻环,重力不计,受两边细线的拉力的合力与杆垂直,C环与乙环的连线与竖直方向的夹角为600,C环与甲环的连线与竖直方向的夹角为300,A点与甲环的连线与竖直方向的夹角为300,乙环与B点的连线与竖直方向的夹角为600,根据平衡条件,对甲环:,对乙环有:,得,故选C.【名师点睛】小球C为轻环,受两边细线的拉力的合力与杆垂直,可以根据平衡条件得到A段与竖直方向的夹角,然后分别对甲环和乙环进行受力分析,根据平衡条件并结合力的合成和分解列式求解.考点:共点力的平衡条件的应用、弹力.2.如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,质量分别为m和2m的物块A、B,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。
A与B间、B 与木板间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
当木板与水平面的夹角为45°时,物块A、B刚好要滑动,则μ的值为()A.13B.14C.15D.16【答案】C【解析】 【分析】 【详解】当木板与水平面的夹角为45︒时,两物块刚好滑动,对A 物块受力分析如图沿斜面方向,A 、B 之间的滑动摩擦力1cos 45f N mg μμ==︒根据平衡条件可知sin 45cos45T mg mg μ=︒+︒对B 物块受力分析如图沿斜面方向,B 与斜面之间的滑动摩擦力23cos 45f N mg μμ='=⋅︒根据平衡条件可知2sin 45cos453cos45mg T mg mg μμ︒=+︒+⋅︒两式相加,可得2sin 45sin 45cos45cos453cos45mg mg mg mg mg μμμ︒=︒+︒+︒+⋅︒解得15μ=故选C 。
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一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,在固定光滑半球体球心正上方某点悬挂一定滑轮,小球用绕过滑轮的绳子被站在地面上的人拉住。
人拉动绳子,球在与球面相切的某点缓慢运动到接近顶点的过程中,试分析半球对小球的支持力N 和绳子拉力T 大小如何变化( )A .N 增大,T 增大B .N 增大,T 减小C .N 不变,T 减小D .N 不变,T 增大【答案】C【解析】【分析】【详解】 对球受力分析,受重力、支持力和拉力,根据平衡条件作图,如图所示图中矢量三角形与三角形ABC 相似,故mg N T AC BC AB== 解得BC N mg AC =AB T mg AC= 由于AB 变小,AC 不变、BC 也不变,故N 不变,T 变小,故ABD 错误,C 正确; 故选C 。
【点睛】利用相似三角形求解物体的平衡,根据受力分析找到力的三角形,和空间几何三角形相似,对应边成比例。
2.如图所示,水平直杆OP 右端固定于竖直墙上的O 点,长为2L m =的轻绳一端固定于直杆P 点,另一端固定于墙上O 点正下方的Q 点,OP 长为 1.2d m =,重为8N 的钩码由光滑挂钩挂在轻绳上处于静止状态,则轻绳的弹力大小为( )A .10NB .8NC .6ND .5N【答案】D【解析】【分析】 根据几何关系得到两边绳子与竖直方向的夹角,再根据竖直方向的平衡条件列方程求解.【详解】设挂钩所在处为N 点,延长PN 交墙于M 点,如图所示:同一条绳子拉力相等,根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等,设为α,则根据几何关系可知NQ =MN ,即PM 等于绳长;根据几何关系可得:1.2sin 0.62PO PM α===,则α=37°,根据平衡条件可得:2T cos α=mg ,解得:T =5N ,故D 正确,A 、B 、C 错误.故选D.【点睛】 本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、然后建立平衡方程进行解答.3.如图所示,光滑的圆柱置于斜面上,挡板AB 可绕固定轴B 转动,使挡板AB 从图示位置(90θ<︒)缓慢转到水平位置,在此过程中,挡板AB 受到的压力大小将( )A.逐渐变大B.逐渐变小C.先变大后变小D.先变小后变大【答案】D【解析】【分析】【详解】在挡板角度变化的过程中,圆柱在重力及两个接触面的弹力作用下处于动态平衡,受力分析如下三个力可以构成一个闭合的矢量三角形如下图由图可知,随着木板的转动,木板对圆柱体的压力1F先变小后变大,根据牛顿第三定律,挡板受到的压力1F'也先变小后变大。
高一上册物理 第三章 相互作用——力单元练习(Word版 含答案)

一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,竖直面内有一圆环,轻绳OA 的一端O 固定在此圆环的圆心,另一端A 拴一球,轻绳AB 的一端拴球,另一端固定在圆环上的B 点。
最初,两绳均被拉直,夹角为θ(2πθ>)且OA 水平。
现将圆环绕圆心O 顺时针缓慢转过90°的过程中(夹角θ始终不变),以下说法正确的是( )A .OA 上的张力逐渐增大B .OA 上的张力先增大后减小C .AB 上的张力逐渐增大D .AB 上的张力先增大后减小【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】取球为研究对象,缓慢转动过程可视为平衡状态,物体受到重力mg ,OA 绳子的拉力OA F ,AB 绳子的拉力AB F ,这三个力合力为零,可构成如图所示的矢量三角形,由动态图分析可知OA F 先增大后减小,AB F 一直减小到零。
故选择B 。
2.如图所示,木块B 静止在水平地面上,木块A 叠放在B 上。
A 的左侧靠在光滑的竖起墙面上。
关于A 、B 的受力情况,下列说法中正确的是( )A.B对A的作用力方向一定竖直向上B.B对A的作用力一定大于A的重力C.地面对B的摩擦力方向可能向右D.地面对B的支持力大小等于A、B的总重力【答案】D【解析】【分析】【详解】AB.对A受力分析可知:若A与B的接触面光滑,则A受重力、支持力及墙壁对A的支持力作用,A处于静止状态,合力为零,由于A、B之间的接触面倾斜,则B对A的支持力垂直接触面斜向上,且大于A的重力。
若接触面粗糙,A受到重力、B对A的支持力,还可能受到B对A的摩擦力,有可能A还受到墙壁的支持力;当墙壁对A没有支持力时,B 对A的支持力与摩擦力的合力与A的重力大小相等,方向相反。
由以上分析可知,故A错误,B错误;C.若A与B的接触面光滑,木块B受重力、地面的支持力、A对B斜向下的压力以及地面的摩擦力处于静止状态,合力为零,则摩擦力方向水平向左。
若接触面粗糙,木块B受重力、地面的支持力、A对B斜向下的压力以及A对B的静摩擦力,其中A对B斜向下的压力以及A对B的静摩擦力的合力与A的重力大小相等,方向竖直向下,所以B不受地面的摩擦力,故C错误;D.对整体进行受力分析可知,整体在竖直方向合外力为零,故地面对B的支持力一定等于两物体的重力,故D正确。
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《第三章相互作用——力》章节复习及训练(一)易错点一对重心理解不到位1.(多选)一个空心球壳里面注满水,球的正下方有一个小孔,当水从小孔慢慢流出直至流完的过程中,下列关于重心说法正确的是( ) A.重心始终在球壳上B.重心有可能不在球壳上C.先升高后降低D.先降低后升高答案BD解析物体的重心不仅与物体的形状有关,还与质量分布有关。
装满水的球壳和水整体的重心在球心,随着水的不断流出,重心位置不断下降,当水快要流完时,重心又上升,最终处于球心,故重心的位置先下降后升高,重心有可能不在球壳上,A、C错误,B、D正确。
易错点二不会分析杆的弹力2.如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,杆的另一端固定一个重力为2 N的小球,小球处于静止状态,则弹性杆对小球的弹力( )A.大小为2 N,方向平行于斜面向上B.大小为2 N,方向垂直于斜面向上C.大小为2 N,方向竖直向上D.大小为1 N,方向沿杆的切线方向答案 C解析要注意活动杆的弹力一定沿着杆,而固定杆的弹力可以沿任意方向。
对小球受力分析,小球受到重力G和弹性杆对小球的弹力F,由于小球处于静止状态,弹力与重力平衡,故弹性杆对小球的弹力方向应竖直向上,大小F=G=2 N,故A、B、D错误,C正确。
易错点三不会判定摩擦力的方向3.用一水平力F将两铁块A和B紧压在竖直墙上而静止,如图所示,对此,下列说法中正确的是( )A.铁块B受A给它的摩擦力的方向可能向上,也可能向下B.铁块B肯定受墙给它的竖直向上的摩擦力C.铁块A肯定对B施加竖直向上的摩擦力D.铁块B受墙的摩擦力方向可能向上,也可能向下答案 B解析A处于静止状态,在竖直方向上受到竖直向下的重力,有向下运动的趋势,故B对A施加的摩擦力方向竖直向上,根据牛顿第三定律知A对B的摩擦力竖直向下,B的重力竖直向下,所以B相对墙有向下运动的趋势,墙给B向上的摩擦力,所以A、C、D错误,B正确。
易错点四对滑动摩擦力和静摩擦力的概念理解不透4.关于摩擦力的说法正确的是( )A.静止的物体受到的摩擦力一定是静摩擦力B.运动的物体受到的摩擦力一定是滑动摩擦力C.滑动摩擦力的方向一定与物体运动的方向相反D.在两个运动的物体之间可以存在静摩擦力,且静摩擦力的方向可以与运动方向成任意角度答案 D解析静止的物体也可能受到滑动摩擦力,例如当一物体在一表面粗糙的木板上滑动时,木板静止,但受到的物体的摩擦力为滑动摩擦力,A错误;运动的物体可能受静摩擦力的作用,例如一物体在倾斜的传送带上并相对传送带静止,当传送带向上匀速运动时,物体有沿传送带向下的运动趋势,受到的传送带的摩擦力为静摩擦力,B错误;滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,但与物体的运动方向可能相同,例如当物体所受的摩擦力为动力时,摩擦力的方向与物体运动的方向相同,C错误;在两个运动的物体之间可以存在静摩擦力,且静摩擦力的方向可以与运动方向成任意角度,例如,在行驶的高铁上的桌面上,可以沿桌面各个方向轻轻推水杯,但使水杯未移动,即水杯受到的静摩擦力的方向可与水杯的运动的方向成任意的角度,D正确。
5.一根质量为m、长度为l的均匀长方体木料放在水平桌面上,木料与桌面间的动摩擦因数为μ,现用水平力F推木料,当木料经过如图所示位置时,桌面对木料的滑动摩擦力等于________。
若在被匀速推动和加速推动的过程中,受到的滑动摩擦力的大小分别为F1和F2,则F1________F2(填“>”“=”或“<”)。
答案μmg=解析滑动摩擦力的大小取决于μ和F N,与接触面积的大小、相对运动速度的快慢均无关。
由于压力F N等于mg,所以桌面对木料的摩擦力为F f=μF N=μmg,由于滑动摩擦力与物体的运动性质无关,所以F=F2。
1易错点五不能区分相互作用力和平衡力6.下列关于作用力、反作用力和一对平衡力的认识,正确的是( )A.一对平衡力的合力为零,作用效果相互抵消,一对作用力与反作用力的合力也为零,作用效果也相互抵消B.作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失,且种类相同,平衡力的种类却不一定相同C.作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失,一对平衡力也是如此D.先有作用力,接着才有反作用力,一对平衡力却是同时作用在同一个物体上答案 B解析一对平衡力的作用效果相互抵消,一对作用力与反作用力作用在两个不同的物体上,作用效果不能相互抵消,A错误;作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失,且种类相同,平衡力的种类却不一定相同,例如物体静止在水平地面上,受到的重力和弹力平衡,B正确;作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失,一对平衡力不一定同时产生、同时变化、同时消失,例如物体放在手上受重力和支持力处于静止状态,突然释放,物体只受重力,C错误;作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失,D错误。
重难点一重力与重心1.关于重力与重心,下列说法正确的是( )A.舞蹈演员在跳舞过程中,其重心可能改变B.登珠穆朗玛峰时,运动员在山底和山顶受到的重力相同C.蚂蚁太小,故蚂蚁不受重力的作用D.质量分布均匀的物体,其重心一定在该物体上答案 A解析重力的等效作用点叫作重心,物体的重心与物体的质量分布及物体形状有关,舞蹈演员在跳舞过程中,其重心可能改变,A正确;因为G=mg,g的大小与海拔高度有关,故重力的大小与海拔高度有关,登珠穆朗玛峰时,运动员在山底和山顶受到的重力不同,B错误;地球上的任何物体均受到重力作用,C 错误;质量分布均匀、形状规则的物体其重心在它的几何中心,但不一定在物体上,D错误。
重难点二分析弹力的有无及方向2.画出下列各图中A物体所受弹力的示意图。
答案解析 根据弹力的定义或用假设法可判断两物体间是否存在弹力。
发生在面上的弹力都垂直于面(曲面时为切面)并指向受力物体,甲、乙两图中A 物体所受弹力的示意图见答案图甲、乙;图丙中M 点属于点与球面相接触,弹力应垂直于球面在该点的切面斜向右上,弹力方向必过球心O ,N 点属于点与杆相接触,弹力应垂直于杆斜向上,图丙中A 物体所受弹力示意图见答案图丙。
重难点三 胡克定律的应用3.橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内伸长量x 与弹力F 成正比,即F =kx ,k 的值与橡皮筋的原长L 、横截面积S 有关,理论与实验都证明k =YS L ,其中Y 是由材料决定的常数,材料力学中称之为杨氏模量。
(1)某同学通过实验测得该橡皮筋的一些数据,作出了外力F 与伸长量x 之间的关系图像如图所示,由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k =________ N/m 。
(2)若橡皮筋的原长为10.0 cm ,横截面积为1.0 mm 2,则该橡皮筋的杨氏模量Y 的大小是________ N/m 2(结果保留两位有效数字)。
答案 (1)500 (2)5.0×107解析 (1)橡皮筋的劲度系数是F x 图像的斜率,由图像得k =15.03.0×10-2N/m =500 N/m 。
(2)根据公式k =YS L 知,Y =kL S =500×10.0×10-21.0×10-6N/m 2=5.0×107 N/m 2。
重难点四 分析摩擦力的有无、种类和方向4.水平传送带将工件匀速地从一端传送到另一端的过程中(不计空气阻力),关于传送中的工件受力情况的分析正确的是( )A .工件受到与运动方向相同的静摩擦力作用B .工件受到与运动方向相同的滑动摩擦力作用C.工件受到与运动方向相反的滑动摩擦力作用D.工件不受摩擦力作用答案 D解析假设工件受到摩擦力作用,则摩擦力一定在水平方向,没有其他力与之平衡,工件不可能做匀速直线运动,所以工件随传送带一起做匀速运动时不受摩擦力作用,D正确,A、B、C错误。
5.如图所示,皮带运输机把货物运到高处的过程中,货物在皮带上没有滑动,则货物受到的摩擦力是( )A.滑动摩擦力,方向沿皮带向下B.滑动摩擦力,方向沿皮带向上C.静摩擦力,方向沿皮带向下D.静摩擦力,方向沿皮带向上答案 D解析皮带运输机把货物运到高处的过程中,皮带和货物之间保持相对静止,货物有沿皮带向下相对运动的趋势,因此货物受到沿皮带向上的静摩擦力作用,故A、B、C错误,D正确。
6.如图所示,A是主动轮,B是从动轮,它们通过不打滑的皮带传动,轮的转动方向如图所示。
B轮上带有负载,P、Q分别是两轮边缘上的点,则关于P、Q所受摩擦力的判断正确的是( )A.P受到的是静摩擦力,方向向下B.P受到的是滑动摩擦力,方向向上C.Q受到的是静摩擦力,方向向上D.Q受到的是滑动摩擦力,方向向下答案 C解析在皮带传动装置中,皮带阻碍主动轮转动,带动从动轮转动。
A是主动轮,有相对皮带向前运动的趋势,P是A轮边缘上的点,受到皮带向上的静摩擦力,A、B错误;B是从动轮,有相对皮带向后运动的趋势,Q是B轮边缘上的点,受到皮带向上的静摩擦力,C正确,D错误。
重难点五求解摩擦力的大小7.(多选)如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上,受到水平向右的拉力F的作用而向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2。
下列说法正确的是( )A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mgB.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m+M)gC.当F>μ2(m+M)g时,木板便会开始运动D.无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动答案AD解析木板静止,它水平方向受到木块向右的滑动摩擦力f1=μ1mg和地面向左的静摩擦力f2,由平衡条件得:f2=f1=μ1mg,A正确;由于木板静止,地面给它的是静摩擦力,不能用滑动摩擦力公式计算,B错误;当F增大时,木块对木板的摩擦力f1不变,木板受力情况不变,木板仍静止,C错误,D正确。
8.质量为3.0 kg的空木箱,放置在水平地面上,沿水平方向施加拉力,当拉力F1=8.0 N时,木箱静止;当拉力F2=12 N时,木箱做匀速运动,g=10 m/s2。
已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:(1)木箱与地面间的动摩擦因数;(2)木箱在8.0 N的拉力作用下受到的摩擦力大小;(3)木箱在14.0 N的水平拉力作用下,受到的摩擦力大小。
答案(1)0.4 (2)8 N (3)12 N解析(1)当对木箱施加的拉力F2=12 N时,木箱做匀速运动,水平方向受到滑动摩擦力f1与拉力F2作用,根据平衡条件得:f1=F2=12 N,又因为f1=μN=μmg,得:μ=f1mg=0.4。
(2)由题意知,木箱在8.0 N的拉力作用下处于静止状态,根据平衡条件得摩擦力f2=F1=8 N。
(3)由题意知,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,为12 N。