2016年秋高中物理 第3章 相互作用（课件+试题）（打包12套）新人教版必修1.zip

1第 3 章 相互作用本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分 100 分，时间 90 分钟。第Ⅰ卷(选择题 共 40 分)一、选择题(共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分，在每小题给出的四个选项中，第1～6 小题只有一个选项符合题目要求，第 7～10 小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分)1．(盐城中学 2015～2016 学年高一上学期检测)如图所示，壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行，关于它在此平面内的受力分析，下列图示中正确的是 ( )导 学 号 96930432答案：A解析：壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行，受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，故 A 正确。2．(济南市 2014～2015 学年高一检测)力是物体间的相互作用。下列有关力的图示及表述错误的是 ( )导 学 号 96930433答案：C解析：由于在不同纬度处重力加速度 g 不同，旅客所受重力不同，故对飞机的压力不同，故 A 正确。充足气的篮球的球壳对内部气体有压力作用，即内外气体对篮球壳压力的差值等于篮球壳对内部气体的压力，故 B 正确。书对桌子的压力作用在桌子上，箭尾应位于桌面上，故 C 错误。平地上匀速行驶的汽车，其主动轮受到地面的静摩擦力是前进的动力，地面对其从动轮的摩擦力是阻力，汽车受到的动力与阻力平衡时才能匀速前进，故 D正确。23.图为节日里悬挂灯笼的一种方式， A、 B 点等高， O 为结点，轻绳 AO、 BO 长度相等，拉力分别为 FA、 FB。灯笼受到的重力为 G。下列表述正确的是 ( )导 学 号 96930434A． FA一定小于 GB． FA与 FB大小相等C． FA与 FB是一对平衡力D． FA与 FB大小之和等于 G答案：B解析：由 A、 B 两点等高， AO、 BO 等长可知， AO 绳与 BO 绳的拉力对称，B 选项正确；若两绳间的夹角 θ ＝120°时， FA＝ FB＝ G；当 θ 120°时：FA＝ FBG，A 选项错误；这两个力的矢量和与重力是平衡力，C 选项错误，这两个力不是大小之和而是矢量之和等于 G，D 选项错误。4．(九江一中 2015～2016 学年高一上学期期末)图中弹簧秤、绳和滑轮的重量均不计，绳与滑轮间的摩擦力不计，物体的质量都是 m，在图甲、乙、丙三种情况下，弹簧秤的读数分别是 F1、 F2、 F3，则 ( )导 学 号 96930435A． F3＝ F1F2 B． F1F2＝ F3C． F1＝ F2＝ F3 D． F3F1＝ F2答案：A解析：根据图可知，甲和丙的弹簧秤读数相等即 F1＝ F3＝ mg，乙图中弹簧秤的读数F2＝ mgcos60°＝ mg，故有 F1＝ F3F2，所以选项 A 正确。125．(沈阳二中 2015～2016 学年高一上学期检测)体育器材室里，篮球摆放在如图所示的球架上。已知球架的宽度为 d，每个篮球的质量为 m，直径为 D，不计球与球架之间的摩擦，重力加速度为 g。则每个篮球对一侧球架的压力大小为 ( )导 学 号 969304363A. mg B．12 mgDdC. D.mgD2D2－ d2 2mgD2－ d2D答案：C解析：以任意一只篮球为研究对象，分析受力情况，设球架对篮球的支持力 FN与竖直方向的夹角为 α 。由几何知识得：cosα ＝ ＝ ，根据平衡条件得：2 FNcosα ＝ mg，解得： FN＝ D2 2－  d2 2D2 D2－ d2D，则得篮球对球架的压力大小为： FN′＝ FN＝ 。故选 C。mgD2D2－ d2 mgD2D2－ d26．(内蒙古鄂尔多斯一中 2015～2016 学年高一上学期期中)三个木块 a、 b、 c 和两个劲度系数均为 500N/m 的相同轻弹簧 p、 q 用轻绳连接如图， a 放在光滑水平桌面上， a、 b质量均为 1kg， c 的质量为 2kg。开始时 p 弹簧处于原长，木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉 p 弹簧的左端，直到 c 木块刚好离开水平地面为止， g 取 10m/s2。该过程 p 弹簧的左端向左移动的距离是 ( )导 学 号 96930437A．6cm B．8cmC．10cm D．12cm答案：D解析：开始未用水平力拉 p 弹簧时，弹簧 q 处于压缩状态，受到的压力等于 b 物体的重力，由胡克定律得到，弹簧 q 压缩的长度为： x1＝ ；mgk当 c 木块刚好离开水平地面时，弹簧 q 处于伸长状态，受到的拉力等于 c 物体的重力，根据胡克定律得，弹簧 q 伸长的长度： x2＝ ；m′ gk此时，弹簧 p 处于伸长状态，受到的拉力等于 b、 c 的总重力，则弹簧 p 伸长的长度为：4x3＝ m＋ m′  gk所以，该过程 p 弹簧的左端向左移动的距离为： l＝ x1＋ x2＋ x3＝ ，2 m＋ m′  gk代入解得： l＝0.12m＝12cm，故选 D。7．(河南师大附中 2013～2014 学年高一上学期期中)用手握住一个油瓶(瓶始终处于竖直方向且静止不动，如右图所示)，下列说法中正确的是 ( )导 学 号 96930438A．瓶中油越多，手必须握得越紧B．手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大C．不管手握得多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的D．摩擦力等于油瓶与油的总重力答案：ACD解析：手握住油瓶，油瓶不掉落下来，表明手对油瓶竖直向上的静摩擦力跟油瓶重力平衡——静摩擦力的大小由瓶的重力(大小)决定。油瓶越重，它受到的静摩擦力必须随之增大，手握得紧一点，相应的最大静摩擦力值也就大一点，就能保障油瓶不会掉下来；如果手握得不够紧，正压力不够大，最大静摩擦力小于油瓶的重力，油瓶就会掉下来，所以选项 A、D 正确。手握得越紧，手与瓶间的压力越大，最大静摩擦力也越大，但只要最大静摩擦力大于油瓶的总重力，油瓶受到的静摩擦力(此情况下应小于最大静摩擦力)就与油瓶的总重力平衡，是一个定值——等于油瓶的重力，可见选项 B 错误，C 正确。8．某研究性学习小组为颈椎病人设计了一个牵引装置：如图，一根绳绕过两个定滑轮和一个动滑轮后两端挂着相同的重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验)，整个装置在同一竖直平面内。如果要增大手指所受的拉力，可采取的方法是 ( )导 学 号 969304395A．只增加绳的长度 B．只增加重物的重量C．只将手指向下移动 D．只将手指向上移动答案：BC解析：当 θ 不变时，要增大合力需增大分力即增加重物的重量，B 正确，当重物的重量不变时，要增大合力，需减小 θ 角即将手指下移，C 正确。9．(湖北黄冈中学 2014～2015 学年高一上学期期中)如图所示，表面光滑且竖直的墙壁，用轻绳挂着一个重为 G，半径为 R 的小球 A，在 A 球的下面又挂着一个重为 的球 B，G2挂 A 球的绳长为 R。对于图中小球的受力，有下列说法，其中正确的是 ( )导 学 号 96930440A．墙壁对 A 球的支持力为 ，斜绳对 A 的拉力为G3 2G3B． A 球对墙壁的压力为 ，斜绳对 A 球的拉力为 G3G2 3C． A 球所受重力、支持力、斜绳拉力之比为 1.533D．当球 B 的重力变大时， A 球所受的力都变大答案：BC解析： A 球受力如图所示，由题意知 α ＝30°所以 FA＝ ＝ G1.5Gcos30° 3FN＝1.5 Gtan30°＝ G32故选项 B、C 正确，A 错误； A 球所受的重力不变，D 错。10．(苏州实验中学 2015～2016 学年高一上学期期中)木块 A、 B 分别重 50N 和 60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数为 0.25。夹在 A、 B 之间的轻弹簧被压缩了 2cm，弹簧的劲度系数为 400N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用 F＝1N 的水平拉力作用在木块 B上，如图所示。力 F 作用后 ( )导 学 号 969304416A．木块 A 所受摩擦力大小是 12.5NB．木块 A 所受摩擦力大小是 8NC．木块 B 所受摩擦力大小是 7ND．木块 B 所受摩擦力大小是 9N答案：BD解析：用力拉 F 之前，以 A 为研究对象进行受力分析有fA＝ kx＝0.02×400N＝8N μm Ag＝12.5N；施加水平拉力之后，假设物体 B 依然静止，以 B 为研究对象进行受力分析有fB＝ F＋ kx＝1N＋0.02×400N＝9N μm Bg＝15N，故物体 B 依然静止，弹簧保持原状态，即木块 A 所受摩擦力不变，大小依然是 8N，木块 B 所受摩擦力是 9N，所以选项 B、D 正确。第Ⅱ卷(非选择题 共 60 分)二、填空题(共 3 小题，共 18 分。把答案直接填在横线上)11．(5 分)(北京市顺义区牛栏山一中 2015～2016 学年高一上学期期中)如图，把一个弹簧测力计的一端固定在墙上，用另一个弹簧测力计水平向左拉金属板，金属板向左运动，此时两个测力计的示数稳定(图中已把弹簧测力计的示数放大画出)，则物块 P 与金属板间的滑动摩擦力的大小是_____N。若用弹簧测力计测得物块 P 重 13N，根据表中给出的动摩擦因数，可推算出物块 P 的材料为_____。 导 学 号 96930442(A)材料 动摩擦因数金属—金属 0.10橡胶—金属 0.50木头—金属 0.20皮革—金属 0.28答案：2.60N 木头解析：分析物块 P 的受力情况可知，物块 P 受金属板给 P 的滑动摩擦力 Ff，方向向左，受弹簧测力计向右的拉力 F，由二力平衡可知， Ff＝ F，测力计读数为 2.60N，所以Ff＝2.60N；又根据 Ff＝ μG 可得： μ ＝ ＝0.2，从表中对比得知，物块 P 为木头。FfG12．(6 分)(沈阳二中 2015～2016 学年高一上学期检测)在“探究弹力和弹簧伸长的关7系”时，某同学把两根弹簧如图 1 连接起来进行探究。 导 学 号 96930443钩码数 1 2 3 4LA/cm 15.71 19.71 23.66 27.76LB/cm 29.96 35.76 41.51 47.36(1)某次测量如图 2 所示，指针示数为_____cm。(2)在弹性限度内，将 50g 的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针 A、 B 的示数 LA和 LB如表。用表中数据计算弹簧 1 的劲度系数为_____N/m(重力加速度 g＝10m/s 2)。由表中数据_____(填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。答案：(1)(15.95～16.05)cm(2)k1＝(12.2－12.0)N/m 能解析：(1)读数时要在最小刻度后，再加估读位，本题应读数为 16.00cm。(2)相邻两次实验弹簧受拉力的差均为 Δ F＝ mg＝50×10 －3 ×10N＝0.5N，用表中1、2、3、4 相邻两组数据分别求劲度系数有：k1＝ ＝ N/m＝12.50N/m， k2＝ ＝Δ FΔ x1 0.5 19.71－ 15.71 ×10－ 2 Δ FΔ x2N/m＝12.66N/m， k3＝ ＝ N/m0.5 23.66－ 19.71 ×10－ 2 Δ FΔ x3 0.5 27.76－ 23.66 ×10－ 2＝12.20N/m取平均值得 I 的劲度系数， k＝ ＝12.5N/mk1＋ k2＋ k33两条弹簧串联受到拉力大小相等，也能由表中数据计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。13．(7 分)(辽宁锦州中学 2015～2016 学年高一上学期检测)在“验证力的平行四边形定则”实验中： 导 学 号 96930444(1)部分实验步骤如下，请完成有关内容：A．将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端绑上两根细线。B．在其中一根细线上挂上 5 个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录_____、_______、_______。8C．将步骤 B 中的钩码取下，分别在两根细线上挂上 4 个和 3 个质量相等的钩码，用两光滑硬棒 B、 C 使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整 B、 C 的位置，使____，记录____。(2)如果力的平行四边形定则得到验证，那么图乙中 ＝_____。cosαcosβ答案：(1)钩码个数(或细线拉力)、橡皮筋与细线结点的位置 O、细线的方向；橡皮筋与细线结点的位置与步骤 B 中结点位置重合；钩码个数和对应的细线方向 (2)34解析：(1)根据实验原理可知，图甲中需要记录合力的大小和方向后，画出来的合力是实际值，该实验中根据钩码个数来表示拉力大小，因此需要记录的是：钩码个数(或细线拉力)，橡皮筋与细线结点的位置 O，细线的方向；该实验采用“等效代替”法，因此在用两个绳套拉橡皮筋时，要将橡皮筋与细线结点拉到与步骤 B 中结点位置重合，同时记录钩码个数和对应的细线方向。(2)根据 O 点处于平衡状态，正交分解有：竖直方向：4 mgsinα ＋3 mgsinβ ＝5 mg①水平方向：4 mgcosα ＝3 mgcosβ ②联立①②解得： ＝ 。cosαcosβ 34三、论述、计算题(本题共 4 小题，共 42 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)14．(9 分)(大连市 2013～2014 学年高一上学期期末)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。( g 均取 10m/s2)求： 导 学 号 96930445(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为多大？(3)物体与地板间的动摩擦因数是多少？答案：(1)6N (2)5N (3)0.259解析：(1)当物体刚开始被拉动时，弹簧的伸长量为 Δx 1＝11cm－8cm＝3cm，根据胡克定律可得：弹簧的弹力为： F1＝ kΔx ＝200N/m×0.03m＝6N，此时物体所受的最大静摩擦力等于弹簧的弹力，即 Ffmax＝6N。(2)当物体匀速滑动时，弹簧的伸长量为 Δx 2＝10.5cm－8cm＝2.5cm，根据胡克定律可得：弹簧的弹力为： F2＝ kΔx 2＝200N/m×0.025m＝5N，此时物体所受的滑动摩擦力等于弹簧的弹力，即 Ff＝5N。(3)由滑动摩擦力公式可得： Ff＝ μF N＝ μmg ，求得 μ ＝0.25。15．(10 分)(福建省八县一中 2015～2016 学年高一上学期期末联考)如图所示，质量为 m1的物体甲通过三段轻绳相连，三段轻绳的结点为 O，轻绳 OB 水平且 B 端与站在水平面上的质量为 m2的人相连，轻绳 OA 与竖直方向的夹角 θ ＝37°，物体甲及人均处于静止状态。(已知 sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，tan37°＝0.75， g 取 10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求： 导 学 号 96930446(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 m2＝60kg，人与水平面之间的动摩擦因数为 μ ＝0.3，则欲使人在水平面上不滑动，物体甲的质量 m1最大不能超过多少？答案：(1) m1g m1g (2) m1g 方向水平向左54 34 34(3)24 kg解析：(1)以结点 O 为研究对象，如图，沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系，将FOA分解，由平衡条件有： FOB－ FOAsinθ ＝0， FOAcosθ － m1g＝0联立得： FOA＝ ＝ m1gm1gcosθ 54FOB＝ m1gtanθ ＝ m1g3410故轻绳 OA、 OB 受到的拉力分别为 m1g、 m1g54 34(2)人水平方向受到 OB 绳的拉力和水平面的静摩擦力，f＝ FOB＝ m1g 方向水平向左34(3)当甲的质量增大到人刚要滑动时，质量达到最大，此时人受到的静摩擦力达到最大值。当人刚要滑动时，静摩擦力达到最大值 fm＝ μm 2g由平衡条件得： FOBm＝ fm又 FOBm＝ m1mgtanθ ＝ m1mg34联立得： m1m＝ ＝ ＝24kg4FOBm3g 4μ m2g3g即物体甲的质量 m1最大不能超过 24kg。16．(11 分)滑板运动是一项非常刺激的水上运动。研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力 FN垂直于板面，大小为 kv2，其中 v 为滑板速率(水可视为静止)。某次运动中，在水平牵引力作用下，当滑板和水面的夹角 θ ＝37°时(如图)，滑板做匀速直线运动，相应的 k＝54kg/m，人和滑板的总质量为 108kg，试求(重力加速度 g 取10m/s2，sin37°取 ，忽略空气阻力)：35 导 学 号 96930447(1)水平牵引力的大小；(2)滑板的速率。答案：(1)810N (2)5m/s解析：(1)以滑板和运动员为研究对象，其受力如图所示由共点力平衡条件可得FNcosθ ＝ mg①FNsinθ ＝ F②由①、②联立，得F＝810N11(2)FN＝ mg/cosθFN＝ kv2得 v＝ ＝5m/smgkcosθ17．(12 分)(重庆一中 2015～2016 学年高一上学期期中)如图所示，放在粗糙斜面上的物块 A 和悬挂的物块 B 均处于静止状态，轻绳 AO 绕过光滑的定滑轮与轻质弹簧的右端及轻绳 BO 的上端连接于 O 点。轻质弹簧中轴线沿水平方向，轻绳的 OC 段与竖直方向的夹角θ ＝60°，斜面倾角 α ＝30°，物块 A 和 B 的质量分别为 mA＝5kg， mB＝1.5kg，弹簧的劲度系数为 k＝500N/m，重力加速度 g＝10m/s 2。求： 导 学 号 96930448(1)弹簧的伸长量 x；(2)物块 A 受到的摩擦力 f 的大小和方向。答案：(1)弹簧的伸长量 x 为 3 cm；(2)物块 A 受到的摩擦力 f 的大小为 5N，方向沿3斜面向下。解析：(1)以结点 O 为研究对象，受力如图并正交分解，据平衡条件有x： kx－ Fsin60°＝0①y： Fcos60°－ mBg＝0②由②解得： F＝ ＝30NmBgcos60°代入①解得： x＝ ＝ m＝ m＝3 cmFsin60°k 30×32500 33100 3(2)物块 A 受力如图并正交分解，12据平衡条件有x： F－ mAgsin30°－ f＝0解得： f＝ F－ mAgsin30°＝30－5×10× N＝5N，方向：沿斜面向下。121力的分解基础夯实一、选择题(1、2 题为单选题，3、4 题为多选题)1．关于力的合成与分解，下列说法正确的是 ( )导 学 号 96930412A．合力与分力是等效替代关系，都同时作用在物体上B．合力一定大于每一个分力C．当已知合力，和其中一个分力，则分解的结果可能是无数D．已知合力和两个分力的方向，分解结果是唯一的答案：D解析：力的合成与分解是一种等效替代，根据需要可以将一个力分解为两个分力或用一个力代替两个分力叫做力的分解或力的合成，既然替代，就不能同时作用，所以 A 错误；合力可以大于分力也可能等于或小于分力，所以 B 错误；若已知合力和一个分力，根据平行四边形法则可以知道，分解结果唯一，所以 C 错误；同样道理，若已知合力和两个分力的方向，根据平行四边形法则，结果唯一，故 D 正确。2．(泰安市 2014～2015 学年高一上学期检测)如图所示， a、 b、 c 三根绳子完全相同，其中 b 绳水平， c 绳下挂一个重物。若使重物加重，则这三根绳子最先断的是( )导 学 号 96930413A． a 绳B． b 绳C． c 绳D．无法确定答案：A解析：将重物分解为拉 a 绳和拉 b 绳的力，如图所示，显然 a 绳受力最大，所以 A 选项正确。3．力的合成和分解在生产和生活中有着重要的作用，下列说法中正确的是( )导 学 号 96930414A．高大的桥要建很长的引桥，减小斜面的倾角，是为了减小汽车重力沿桥面向下的分力，达到行车方便和安全的目的B．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩滑梯时受到的重力，使小孩下滑得更快C．运动员做引体向上(缓慢上升)动作时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时2觉得手臂用力大，是因为张开时手臂产生的合力增大的缘故D．帆船能逆风行驶，说明风力一定能分解出沿船前进方向的分力答案：AD解析：汽车上桥时重力沿斜面向下分力为 mgsinθ ，当引桥长时 θ 角小，重力向下分力很小，使得小车行驶方便安全，A 对；B 中滑梯陡与小孩重力互不相干，B 错，C 中双臂产生的合力大小均等于人的重力，C 错，风吹船帆使之向前航行一定是风力分解力前进方向的分力，D 正确。4．如图所示，把光滑斜面上物体的重力 mg 分解为 F1、 F2两个力，下列说法正确的是( )导 学 号 96930415A． F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力， F2是物体对斜面的压力B．物体受到 mg、 FN、 F1、 F2共 4 个力作用C．物体受到的合力为 mgsinθ ，方向沿斜面向下D．力 FN、 F1、 F2这 3 个力的作用效果和 mg 与 FN两个力的作用效果相同答案：CD解析： F1、 F2两个力是 mg 的两个正交分力，其作用效果与重力 mg 等效， F1的作用是使物体沿斜面下滑， F2的作用是使物体压紧斜面。物体只受重力 mg 和斜面对物体的支持力FN的作用。综上所述，选项 C、D 正确。二、非选择题5．(德州市 2014～2015 学年六校联考)如图所示，表面光滑、质量不计的尖劈插在缝A、 B 之间，在尖劈背上加一压力 F，则尖壁对 A 侧压力为_____，对 B 侧压力为_____。导 学 号 96930416答案： FcotαFsinα解析：将力 F 沿垂直劈两侧面分解，如图所示。则 tanα ＝FF13sinα ＝FF2所以 F1＝ ＝ FcotαFtanαF2＝ 。Fsinα6．用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，如下图所示。若鸟笼重 19.6 N，求绳子 OA 和 OB的拉力各是多大。 导 学 号 96930417答案：16.97 N 9.8 N解析：如图所示，将重力按作用效果分解，由数学知识得F1＝ G·cos30°＝19.6×0.866 N＝16.97 NF2＝ G·sin30°＝19.6×0.5 N＝9.8 N绳子 OA 段的拉力大小是 16.97 N， OB 段的拉力大小为 9.8 N。7．(苏州实验中学 2015～2016 学年高一上学期期中)在我国东北寒冷的冬季，狗拉雪橇是人们出行的常见交通工具，如图所示，一质量为 30kg 的小孩坐在 10.6kg 的钢制滑板的雪橇上，狗用与水平方向成 37°斜向上的拉力拉雪橇，雪橇与冰道间的动摩擦因数为0.02，求狗要用多大的力才能够拉雪橇匀速前进。(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8， g＝10m/s 2)导 学 号 96930418答案：10N4解析：对小孩和雪橇整体受力分析如图所示，雪橇匀速运动时有竖直方向：( M＋ m)g＝ FN＋ Fsin37°①水平方向： Fcos37°＝ f②又 f＝ μF N③由①②③得：狗拉雪橇匀速前进要用力为F＝ ＝10 Nμ  M＋ m gcos37°＋ μ sin37°能力提升一、选择题(1、2 题为单选题，3、4 题为多选题)1．如图所示，吊床用绳子拴在两棵树上等高位置。某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态。设吊床两端系绳的拉力为 F1、吊床对该人的作用力为 F2，则( )导 学 号 96930419A．躺着比坐着时 F1大 B．坐着比躺着时 F1大C．坐着比躺着时 F2大 D．躺着比坐着时 F2大答案：B解析：人坐在吊床上时，可把人视为一个质点挂在吊床中间；人躺在吊床上时，可把人视为一根等于人身高的杆。显然，人坐在吊床上时，吊床两端系绳的拉力夹角较大，根据力的平行四边形定则，坐着比躺着时 F1大，选项 B 正确，A 错误；人坐在吊床上或躺在吊床上，处于静止状态时，吊床对该人的作用力都等于重力，选项 C、D 错误。2．(河北冀州中学 2013～2014 学年高一上学期期中)如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为 m 的照相机。三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成 30°角，则每根支架中承受的压力大小为 ( )导 学 号 96930420A. mg B． mg13 23C. mg D. mg36 239答案：D解析：照相机受力平衡，在竖直方向上有：3 F·cos30°＝ mg，得 F＝ ，所以 D23mg9选项正确。3.(扬州市 2015～2016 学年高一上学期期末)自卸式运输车是车厢配有自动倾卸装置的汽车，又称为翻斗车、工程车，由汽车底盘、5液压举升机构、取力装置和货厢组成。如图所示，在车厢由水平位置逐渐抬起的过程中，有关货物所受车厢的支持力 FN和摩擦力 Ff，下列说法中正确的是 ( )导 学 号 96930421A．摩擦力 Ff逐渐减小B．摩擦力 Ff先增大后减小C．支持力 FN逐渐减小D．支持力 FN先增大后减小答案：BC解析：开始时物体受重力和支持力，抬起后受到向上的静摩擦力；静摩擦力等于重力沿斜面向下的分力，即 Ff＝ mgsinθ ，随角度的增大，摩擦力增大；当角度达一定程度时，物体开始滑动，由静摩擦力变为滑动摩擦力，而滑动摩擦力 Ff＝ μmg cosθ ，cos θ 随角度的增加而减小，故摩擦力将减小，所以摩擦力是先增大后减小的，故 B 正确，A 错误；支持力 FN＝ mgcosθ 逐渐减小，C 正确，D 错误，故选 BC。4．(北京大学附中河南分校 2015～2016 学年高一上学期期末)如图所示，用绳跨过定滑轮牵引小船，设水的阻力不变，则在小船匀速靠岸的过程中 ( )导 学 号 96930422A．绳子的拉力不断增大 B．绳子的拉力不变C．船所受浮力增大 D．船所受浮力变小答案：AD解析：对小船进行受力分析，因为小船做匀速直线运动，所以小船处于平衡状态，合力为零；设拉力与水平方向的夹角为 θ ，有：Fcosθ ＝ f①Fsinθ ＋ F 浮 ＝ mg②船在匀速靠岸的过程中， θ 增大，阻力不变，根据平衡方程①知，绳子的拉力增大，根据平衡方程②知，拉力增大，sin θ 增大，所以船的浮力减小。故 A、D 正确，B、C 错误。二、非选择题5．(辽宁省实验中学 2014～2015 学年高一上学期期中)如图所示，长为 10m 的细绳的两端分别系于竖直立在地面上相距 8m 的两杆的顶端 A、 B，绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个重为 18N 的物体，平衡时，问： 导 学 号 969304236(1)绳中的张力 T＝_____N。(已知 cos53°＝0.6，sin53°＝0.8)(2)A 点向下移动少许(重物未与地面接触)，重新平衡后，绳中张力_____(变大，不变，变小)。答案：(1)15 (2)不变解析：(1)由题目所给数据可求得 α ＝53°，将重力沿两绳的方向分解得T＝ ＝15N。G2sinα(2)因为绳子光滑，将 A 点下移少许，夹角 α 不变，所以绳中张力不变。6．如图所示，楔形物体倾角为 θ ＝30°，放在水平地面上，轻质硬杆下端带有滑轮，上端顶有重 1000N 的物体，硬杆只能沿滑槽上下滑动。不计一切摩擦，求作用于楔形物体上的水平推力至少多大才能将重物顶起？导 学 号 96930424答案： N100033解析：水平推力 F 有两个效果，垂直于斜面向上支持滑轮和垂直于水平面压地面，如图所示，斜面对杆的支持力大小为 FN＝ ，方向垂Fsinθ直于斜面斜向上。要使轻杆顶起重物，则应使 FNcosθ ≥ G，即 ·cosθ ≥ G，FsinθF≥ Gtanθ ＝ N。10003 37．(石家庄二中 2015～2016 学年高一上学期期中)如图所示，为拔桩装置，当用力大小为 F 且方向垂直向下的作用力拉图中 E 点时，绳 CE 被水平拉直，绳 CA 被拉为竖直，绳DE 与水平方向夹角为 α ，绳 BC 与竖直方向的夹角为 β ，求绳 CA 拔桩的作用力的大小。导 学 号 96930425答案： Fcotα ·cotβ解析：以结点 E 为研究对象，分析受力情况，如图 1 所示，由平衡条件得：绳子 CE 的7拉力大小为：TCE＝ Fcotα再以 C 点为研究对象，分析受力情况，如图 2 所示，则有：TAC＝ TCEcotβ ＝ Fcotα cotβ 。1力的合成基础夯实一、选择题(1～4 题为单选题，5 题为多选题)1．用两条细绳把一个镜框悬挂在墙上，在如图所示的四种挂法中，细绳对镜框拉力最小的是 ( )导 学 号 96930389答案：B解析：由力的合成知，合力一定时夹角越大分力越大，夹角越小时分力越小，故选项B 正确。2．如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角 θ 。若此人所受重力为 G，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为 ( )导 学 号 96930390A． G B． G sinθC． G cosθ D． G tanθ答案：A解析：人受到的重力 G 和椅子各部分作用力的合力 F 合 ，大小相等，方向相反，人才处于平衡状态，即 F 合 ＝ G，选项 A 正确。3．两个共点力同向时合力为 a，反向时合力为 b ，当两个力垂直时合力大小为( )导 学 号 96930391A. B．a2＋ b2  a2＋ b2 /2C. D.a＋ b  a＋ b /2答案：B解析：假设两个力分别为 F1， F2，则：同向时： F1＋ F2＝ a，①2反向时： F1－ F2＝ b，②当两力垂直时： F＝ ，③F21＋ F2由①②得： F1＝( a＋ b)/2， F2＝( a－ b)/2，代入③得： F＝ 。B 正确。 a2＋ b2 /24．(黄冈中学 2014～2015 学年高一上学期期中)如图所示，挑水时，水桶上同一根绳子的状况分别为 a、 b、 c 三种情况，则在哪种情况下挑的水最多(桶足够大，绳子足够长)( )导 学 号 96930392A． a B． bC． c D．一样多答案：A解析：绳子夹角越小，合力越大，故 A 正确。5．(山东实验中学 2014～2015 学年高一检测)三个力， F1＝3N， F2＝7N， F3＝9N，关于三个力的合力，下列说法正确的是 ( )导 学 号 96930393A．三个力的合力的最小值为 1NB．三个力的合力的最大值为 19NC．三个力的合力可能为 9ND．三个力的合力不可能为 3N答案：BC解析：由于 F1与 F2的合力范围为 4N≤ F12≤10N，包含 F3＝9N，故三个力的合力的最小值可以为 0，合力的最大值为 19N，故 A、D 错误，B、C 正确。二、非选择题6．(昌乐二中 2015～2016 学年高一上学期检测)将橡皮筋的一端固定在 A 点，另一端拴上两根细绳，两根细绳分别连着一个量程为 5 N、最小刻度为 0.1 N 的弹簧测力计，当橡皮筋的活动端拉到 O 点时，两根细绳相互垂直，如下图所示，这时弹簧测力计的读数可从图中读出。 导 学 号 96930394(1)由图中可读得两个相互垂直的拉力大小分别是_____ N 和_____ N。(只需读到 0.1 N)(2)在本题的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。3答案：(1)由图读出水平测力计示数为 4.0 N，竖直测力计示数为 2.5 N(2)作图如下图所示7．如图所示，一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演，如果钢索所承受的最大拉力是 2000N，演员和独轮车的总质量为 80kg，独轮车两侧的钢索最大成 150°夹角，钢索能安全使用吗？(cos75°＝0.259， g 取 10N/kg)导 学 号 96930395答案：能解析：对钢索上与车轮接触的点受力分析，如图所示。其中 FT1、 FT2为两侧钢索对 O 点的拉力，且 FT1＝ FT2， FN为 O 点受到的独轮车的压力，FT1和 FT2合力 FT的大小与 FN大小相等， FN在数值上等于人和车的重力 G。由几何关系得2FT1cos75°＝ G，所以 FT1＝ ＝ N≈1544N，即 FT12000N，钢索能安全使G2cos75° 80×102×0.259用。能力提升一、选择题(单选题)1．某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，在如图所示的四种情况中(坐标纸中每格边长表示 1N 的大小的力)，该物体所受的合外力大小正确的是 ( )导 学 号 969303964A．甲图中物体所受的合外力大小等于 4NB．乙图中物体所受的合外力大小等于 2NC．丙图中物体所受的合外力大小等于 0D．丁图中物体所受的合外力大小等于 0答案：D解析：用作图法可得甲图中合力等于 5N，乙图中合力等于 5N，丙图中合力等于 6N，丁图中合力等于 0，故选 D。2．两个共点力 F1和 F2的大小不变，它们的合力 F 跟两力 F1、 F2之间的夹角 θ 的关系如图所示，则合力 F 大小的范围是 ( )导 学 号 96930397A．0～1N B．1N～3NC．1N～5N D．1N～7N答案：D解析：由图象可得： θ ＝π 时，| F1－ F2|＝1N； θ ＝0.5π 时， ＝5N，解得F21＋ F2F1＝3N， F2＝4N，故合力 F 的范围是 1N≤ F≤7N。故 D 正确。3．如图所示， AB 是半圆的直径， O 为圆心， P 点是圆上的一点，在 P 点作用了三个共点力 F1、 F2、 F3。若 F2的大小已知，则这三个力的合力为 ( )导 学 号 96930398A． F2 B．2 F25C．3 F2 D．4 F2答案：C解析：由几何知识知，力 F1与 F3垂直，以 F1、 F3为邻边作平行四边形，如图所示，则 F1、 F3的合力大小为 PC 代表的线段，由于 ＝2 ，即 PC 代表的力等于 2F2，故三个力PC PO的合力为 3F2，C 正确。4．(沈阳二中 2015～2016 学年高一上学期检测)射箭是奥运会比赛项目之一，如图甲为选手射箭场景。已知弓的顶部跨度为 l，弦均匀且弹性良好，其自由长度为 l。发射时弦和箭可等效为图乙的情景，假设弓的跨度保持不变，即箭在弦的正中间，弦夹住类似动滑轮的附加装置上，将箭发射出去。已知弦的劲度系数为 k，发射箭时弦的最大长度为 l 54(弹性限度内)，则箭被发射瞬间所受的最大弹力为(设弦的弹力满足胡克定律)( )导 学 号 96930399A． kl B． kl1615C. kl D．2 kl310答案：C解析：弦的张力 F＝ k( l－ l)＝ kl，由力的合成得弦对箭的合力54 14F′＝2 Fcosθ ＝2 F ＝ kl，故 C 选项正确。35 310二、非选择题5．(广东实验中学 2015～2016 学年高一上学期期末)在“探究求合力的方法”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套(如图)。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置 O。 导 学 号 969304006(1)有关此实验，下列叙述正确的是_____。A．两弹簧秤的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧秤的拉力是分力C．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置 O。这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同D．若只增大某一只弹簧秤的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧秤拉力的大小即可(2)本实验采用的科学方法是_____。A．理想实验法 B．等效替代法C．控制变量法 D．建立物理模型法(3)阿吕同学在做实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置 O 点以及两只弹簧秤拉力的大小和方向如图(a)所示。①用如图(b)的线段长度表示 1N 力的大小，作出力 F1、 F2、 F′的图示。②用作图的方法求出 F1、 F2的合力 F。答案：(1)AC (2)B (3)如图解析：(1)根据合力与分力的关系可知 A 正确；橡皮筋的拉力与两弹簧秤的拉力是等效替代关系，B 错误；将橡皮筋拉到同一位置O，其目的是保证两次拉力的效果相同，C 正确；若增大一只弹簧秤的拉力大小，要保证结点位置 O 不变，需调整另一只弹簧秤拉力的大小和方向，D 错误。(2)本实验采用的科学方法是等效替代法。(3)见答案图。6．(杭州二中 2015～2016 学年高一上学期期中)薇薇老师课间在办公室玩转健身球，现将薇薇老师的手掌和健身球简化成如图所示的模型。假设每个健身球质量为 280g，直径d＝50mm，手掌围成的圆弧半径 R＝50cm，此时手掌和健身球均静止，不计摩擦。请你估算7此时 A 球对薇薇老师的正压力为多大( g＝10m/s 2)？ 导 学 号 96930401答案：2.8N解析：设一个健身球的质量为 m，半径 r＝ d/2， O 点和健身球圆心连线与竖直方向夹角为 θ ， A 球受力如图，则有＝cos θmgNAcosθ ＝ ≈1 R－ r 2－ r2 R－ rNA≈ mg＝2.8N