1、1第三章 研究物体间的相互作用章末检测试卷(三)(时间：90 分钟 满分：100 分)一、选择题(本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分.其中 18 题为单项选择题，912 题为多项选择题.全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，错选和不选的得 0 分)1.物体在斜面上匀速下滑，如图所示的四个受力示意图中能正确反映物体受力情况的是( )答案 A2.同一物体在下列几组共点力作用下可能处于静止状态的是( )A.3 N、4 N、5 N B.3 N、5 N、9 NC.4 N、6 N、11 N D.5 N、6 N、12 N答案 A解析 处于静止状态的物体所受到的合力为零，根据三个共点力的
2、合力范围可知：3 N、4 N、5 N 的合力范围是 0 F 合 12 N，故 A 可能；3 N、5 N、9 N 的合力范围是 1 N F 合17 N，故 B 不可能；4 N、6 N、11 N 的合力范围是 1 N F 合 21 N，故 C 不可能；5 N、6 N、12 N 的合力范围是 1 N F 合 23 N，故 D 不可能.3.如图 1 所示，一个大人拉着载有两个小孩的小车(其拉杆可自由转动)沿水平地面匀速前进，2则下列说法正确的是( )图 1A.拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力B.拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小C.拉力与摩擦力的合力方向竖直向上D.小孩和车所受的合力方向向前答案
3、C解析 小孩和车整体受重力、支持力、拉力和摩擦力，利用正交分解法分析易知，拉力的水平分力等于小孩和车所受的摩擦力，故选项 A 错误；根据力的合成和二力平衡易知，拉力、摩擦力的合力与重力、支持力的合力平衡，重力、支持力的合力方向竖直向下，故拉力与摩擦力的合力方向竖直向上，故选项 B 错误，C 正确；小孩和车做匀速直线运动，故所受的合力为零，故选项 D 错误.【考点】共点力及平衡【题点】简单的共点力的平衡问题4.如图 2 所示，三个相同的轻质弹簧连接在 O 点，弹簧 1 的另一端固定在天花板上，且与竖直方向的夹角为 30，弹簧 2 水平且右端固定在竖直墙壁上，弹簧 3 的另一端悬挂质量为m 的物体
4、且处于静止状态，此时弹簧 1、2、3 的形变量分别为 x1、 x2、 x3，则( )图 2A.x1 x2 x3 123B.x1 x2 x3 213C.x1 x2 x312 3D.x1 x2 x321 3答案 D解析 以结点 O 为研究对象进行受力分析如图所示，运用合成法：3由几何知识知： FT1mgcos 30FT2 mgtan 30， FT3 mg故 FT1 FT2 FT321 3根据胡克定律： F kx则 x1 x2 x321 3故选 D.5.在图 3 中， AB、 AC 两光滑斜面互相垂直， AC 与水平面成 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(
5、)图 3A. G， G B. G， G12 32 33 3C. G， G D. G， G23 22 22 32答案 A解析 对球所受重力进行分解如图所示，由几何关系得 F1 Gsin 60 G， F2 Gsin 3230 G，A 正确.12【考点】按力的效果分解力【题点】按力的效果分解力6.如图 4 所示，一个足球用网兜悬挂于 O 点， A 点为网兜上对称分布的网绳的结点， OA 为一4段竖直绳，设网绳的长短和足球重力不变，网绳重力忽略不计，若足球越大，则( )图 4A.网绳的拉力越大B.网绳的拉力不变C.网绳的拉力越小D.竖直绳 OA 的拉力越大答案 A解析 设网兜有 n 根网绳，每根网绳与
6、竖直方向的夹角为 ，则 nFTcos mg， FT，若足球越大，网绳与竖直方向的夹角越大，cos 越小，则 FT越大，故 A 正确，mgncos B、C 错误；以网绳和足球整体为研究对象，根据平衡条件，竖直绳 OA 的拉力大小总是与足球的重力相等，保持不变，故 D 错误.7.如图 5 所示，质量为 m 的物体置于倾角为 的固定斜面上，物体与斜面之间的动摩擦因数为 ，先用平行于斜面的推力 F1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑，若改用水平推力F2作用于物体上，也能使物体沿斜面匀速上滑，则两次推力 的值为( )F1F2图 5A.cos sin B.cos sin C.1 tan D.1 tan 答案
7、 B解析 对物体受力进行正交分解，结合力的平衡条件可知：第一次推力 F1 mgsin mg cos ；由 F2cos mgsin (mgcos F2sin )，解得第二次推力 F2，故两次推力的比值 cos sin ，B 正确.mgsin mgcos cos sin F1F2【考点】静态平衡问题分析【题点】多力平衡问题8.如图 6 所示，物块 A 放在木板上，当缓慢抬起木板的一端，使木板与水平面夹角 分别为 30、45时，物块受到的摩擦力相等，则物块和木板间的动摩擦因数为( )5图 6A. B.22 32C. D.12 33答案 A解析 木板的倾角 分别为 30、45时，物块受到的摩擦力大小相
8、等，分析可知：当倾角为 30时物块受到的是静摩擦力，当倾角为 45时物块受到的是滑动摩擦力.当倾角为 30时，静摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力，即 f mgsin 30.当倾角为 45时物块受到的是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力公式得f F N mg cos 45得到 mgsin 30 mg cos 45解得 ，故选 A.22【考点】静态平衡问题分析【题点】三力平衡问题9.大小不变的 F1、 F2两个共点力的合力为 F，则下列说法正确的是( )A.合力 F 一定大于任一个分力B.合力 F 的大小既可能等于 F1，也可能等于 F2C.合力有可能小于任一个分力D.在 0至 180的范围内，合力 F
9、 的大小随 F1、 F2间夹角的增大而减小答案 BCD10.如图 7 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( )图 7A.M 静止在传送带上B.M 可能沿斜面向上运动C.M 受到的摩擦力不变D.M 下滑的速度不变6答案 CD解析 由 M 匀速下滑可知其处于平衡状态， M 受重力、滑动摩擦力和支持力，传送带启动以后对 M 的受力情况没有影响，自然也不会影响其运动状态，故 C、D 正确.11.如图 8 所示，物体 P 静止于固定的斜面上， P 的上表面水平，现把物体 Q 轻轻地叠放在P 上，则( )图
10、 8A.P 向下滑动B.P 静止不动C.P 所受的合外力增大D.P 与斜面间的静摩擦力增大答案 BD解析 物体 P 静止于斜面上，则 mgsin mg cos ，把物体 Q 轻轻地叠放在 P 上时，P、 Q 整体质量增加，相对斜面仍然满足 m gsin m gcos ，故 P 静止不动，所受的合外力为零，A、C 错误，B 正确； P 所受的合外力为零， P 与斜面间的静摩擦力增大为m gsin ，D 正确.12.如图 9 是某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图，一根轻绳绕过两个光滑定滑轮和一个光滑动滑轮后两端各挂着一个相同的重物，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
11、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( )图 9A.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 绳上的拉力等于悬挂重物的重力 mg，手指受力分析如图，三个力的合力为零，两个拉力的大小恒定，夹角越大，合力越小，夹角越小，合力越大；只增加绳的长度时，由于两7个绳拉力不变，动滑轮位置不变，故三个力大小方向都不变，故 A 错误；只增加重物的重量，两个拉力变大，动滑轮位置不变，则两拉力夹角不变，故合力变大，故手要用较大的力，故B 正确；手指向下移动，两个拉力大小不变，夹角变小，故两拉力合力变大，故手要用较大的力，故 C
12、正确；手指向上移动，两个拉力大小不变，夹角变大，故两拉力合力变小，故手要用较小的力，故 D 错误.【考点】静态平衡问题分析【题点】三力平衡问题三、实验题(本题共 2 小题，共 12 分)13.(6 分)在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”时，某同学把两根弹簧按如图 10 所示方式连接起来进行探究.图 10 图 11(1)某次测量示数如图 11 所示，则指针示数为_cm.(2)在弹性限度内，将 50 g 的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针 A、 B 的示数 LA和 LB如表所示.用表中数据计算弹簧 的劲度系数为_N/m(重力加速度 g10 m/s2).由表中数据_(填“能”或“不能”)计算出弹簧 的劲
13、度系数.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答案 (1)16.00 (2)12.50 能解析 (1)刻度尺最小分度为 1 mm，读数时需估读到毫米下一位，故指针的示数为 16.00 cm.(2)表中对 LA的测量有四组数据，应采用逐差法计算增加一个钩码时弹簧增加的长度.8L0 0.04 mLA3 LA4 LA1 LA24故 k 12.50 N/mmgL0通过计算 LB LA可得出 A、 B 两指针间的长度，进而计算出增加一个钩码时弹簧增加的长度，从而计算出其劲度系数.14.(6 分)在“探究求
14、合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一只弹簧测力计.(1)为了完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：弹力 F(N) 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50伸长量 x(102 m) 0.74 1.80 2.80 3.72 4.60 5.58 6.42根据表中数据作出 F x 图象并求得该弹簧的劲度系数 k_N/m；(2)某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图 12 甲所示，其读数为_N；同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为 2.50 N，请在图乙中画出这两个共点力的合力 F 合 的图示；图 12(3)由题(2
15、)图得到 F 合 _N.答案 (1)见解析图 53(说明：2 范围内都可)(2)2.10(说明：有效数字位数正确，0.02 范围内都可)见解析图 (3)3.3(说明：0.2 范围内都可)解析 (1)以水平方向为 x 轴，竖直方向为 F 轴，建立直角坐标系，然后描点，选尽可能多的点连成一条线，其图线的斜率即为弹簧的劲度系数 k，在直线上任取一点，如(6102, 3.2)，则 k N/m53 N/m.3.2610 29(2)弹簧测力计的读数为 2.10 N，设每单位长度为 1 N，则合力 F 合 的图示如图所示.(3)经测量，合力 F 合 3.3 N.三、计算题(本题共 4 小题，共 40 分.要
16、有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)15.(8 分)如图 13 所示，物体 A 重 GA40 N，物体 B 重 GB20 N， A 与 B、 B 与地面之间的动摩擦因数相同，用水平绳将物体 A 系在竖直墙壁上，用水平力 F 向右拉物体 B，当 F30 N 时，才能将 B 匀速拉出，则接触面间的动摩擦因数多大？图 13答案 0.3解析 设接触面间的动摩擦因数为 ，物体 A 与 B 间的摩擦力为 f1 G A物体 B 与地面间的摩擦力为 f2 (GA GB)将 B 匀速拉出，拉力大小与两个摩擦力的合力大小应相等，有 F f1 f2 (2GA GB)解得 0.3【考点】摩擦力的分析和
17、计算【题点】滑动摩擦力的分析和计算16. (8 分)如图 14 所示，光滑金属球的重力 G40 N.它的左侧紧靠竖直的墙壁，右侧置于倾角 37的斜面体上.已知斜面体处于水平地面上保持静止状态，sin 370.6，cos 370.8.求：图 14(1)墙壁对金属球的弹力大小；(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向.答案 (1)30 N (2)30 N 方向向左解析 (1)金属球静止，则它受到的三个力平衡(如图所示).由平衡条件可得墙壁对金属球的弹力为 FN1 Gtan 40tan 3730 N.10(2)斜面体对金属球的弹力为 FN2 50 NGcos 37由斜面体平衡可知地面对斜面体的摩擦
18、力大小为 f FN2sin 3730 N摩擦力的方向向左.17.(12 分)如图 15 所示，在倾角 37的固定斜面上，用一水平力 F 推一质量为 m10 kg 的物体，欲使物体沿斜面匀速运动，已知物体与斜面间的动摩擦因数 0.2，试求 F 的大小.(sin 370.6，cos 370.8， g10 m/s 2)图 15答案 112 N 或 48 N解析 若物体沿斜面向上匀速运动，对物体受力分析如图甲所示，根据平衡条件： Fcos 37 f mgsin 37f (mgcos 37 Fsin 37)解得： F112 N若物体沿斜面向下匀速运动，对物体受力分析如图乙所示，根据平衡条件： Fcos
19、37 f mgsin 37f (mgcos 37 Fsin 37)解得： F48 N.18.(12 分)如图 16 所示，重为 12 N 的物块 G1在三根细绳悬吊下处于静止状态；细绳 BP 在水平方向，细绳 AP 偏离竖直方向 37角，且连在重为 50 N 的物块 G2上，物块 G2静止于倾角为 37的斜面上(sin 370.6，cos 370.8)，取 g10 m/s 2.求：图 16(1)AP 和 BP 绳的拉力大小；(2)斜面对物块 G2的支持力和摩擦力的大小.11答案 (1)15 N 9 N (2)34.6 N 37.2 N解析 (1)分析 P 点受力，如图甲所示，由平衡条件得 FAcos 37 G1， FAsin 37 FB，解得： FA15 N， FB9 N.(2)分析物块 G2的受力情况，如图乙所示，由物体的平衡条件得：f G2sin 37 FBcos 37FN FBsin 37 G2cos 37FB FB由以上三式得： f37.2 N， FN34.6 N.
