章末综合检测3相互作用——力-2020-2021学年高中物理同步备课学案（2019人教版必修第一册）

PAGEPAGE5章末综合检测3相互作用——力(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(每小题5分，共60分)1．甲、乙两拳击运动员竞技，甲一拳击中乙肩部，观众可认为甲运动员(的拳头)是施力物体，乙运动员(的肩部)是受力物体，但是在甲一拳打空的情况下，下列说法中正确的是(　　)A．这是一种只有施力物体，没有受力物体的特殊情况B．此时的受力物体是空气C．甲的拳头、胳膊与自身躯干构成相互作用的物体D．以上说法都不正确解析　力的作用是相互的，只要有力产生，必然存在着施力物体和受力物体．甲运动员击空了，但在其击拳过程中，其拳头、胳膊与躯干的相互作用系统内由于相互作用而产生力，故C正确．答案　C2．如图所示，物块在力F作用下向右沿水平方向匀速运动，则物块受到的摩擦力Ff与拉力F的合力方向应该是(　　)A．水平向右　　　　　　　B．竖直向上C．向右偏上D．向左偏上解析　物体受四个力平衡，重力和支持力的合力竖直向下，所以F与Ff的合力与其等大反向，B正确．答案　B3．物体受到两个方向相反的力的作用，F1＝4N，F2＝8N，保持F1不变，将F2由8N逐渐减小到零的过程中，它们的合力大小变化是(　　)A．逐渐减小B．逐渐变大C．先变小后变大D．先变大后变小解析　F1与F2共线反向，所以当F2≥4N时其合力F＝F2－F1，其方向与F2同向，F2减小时F减小，F2＝4N时最小为零；当F2≤4N时，其合力F＝F1－F2，其方向与F1同向，F2从4N减到零时，F逐渐从零增大到4N.故F2从8N减到0N的过程中，其合力先减小后增大，所以选C.答案　C4．如图所示，在水平力F作用下，A、B保持静止．若A与B的接触面是水平的，且F≠0.则关于B的受力个数可能为(　　)A．3个B．4个C．5个D．6个解析　对于B物体，一定受到的力有重力、斜面支持力、A的压力和A对B的摩擦力，若以整体为研究对象，当F较大或较小时，斜面对B有摩擦力，当F大小适当时，斜面对B摩擦力为零，故B可能受4个力，也可能受5个力．答案　BC5．如图所示，修建铁路、公路的路堤和路堑时，允许的边坡倾角最大值叫做“自然休止角”．如果边坡倾角超过自然休止角α会导致路基不稳定，下列关于自然休止角α与土壤颗粒之间的动摩擦因数μ的关系式正确的是(　　)A．cotα＝μB．cotα>μC．tanα＝μD．tanα>μ解析　以土壤颗粒为研究对象，当边坡倾角达到自然休止角α时，颗粒达到最大静摩擦力，而最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力，将重力分解，则mgsinα＝μmgcosα，得μ＝tanα，故C正确．答案　C6．如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与地面间的动摩擦因数为μ，现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是(　　)A．L＋eq\f(μ,k)m1gB．L＋eq\f(μ,k)(m1＋m2)gC．L＋eq\f(μ,k)m2gD．L＋eq\f(μ(m1m2g),k(m1＋m2))解析　对物块1受力分析可知F＝kx＝μm1g，故弹簧的长度为L＋eq\f(μm1g,k)，A正确．答案　A7．“街下儿童仰面时，清明妆点正堪宜，游丝一断浑无力，莫向东风怨别离．”这是《红楼梦》中咏风筝的诗．风筝在风力F、线的拉力FT以及重力G的作用下，能够平稳地飞在蓝天上．下面各图是某同学关于风筝此时在空中的受力分析的四种可能性，其中正确的是(　　)解析　近年取材于古代文学作品中的诗词来命题的题目越来越多，本题物理情景简洁，集美学与力学于一体，如何让学生从本题中体验物理学的美妙和实用有很大帮助．本题考查物体在三个力作用下的平衡问题．风筝在风力F、线的拉力FT以及重力G的作用下处于平衡状态，则任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反，分析选项各图知，A正确，B、C、D错误．答案　A8．如图所示，质量为m1的木块在质量为m2的长木板上滑行，长木板与地面间动摩擦因数为μ1，木块与长木板间动摩擦因数为μ2，若长木板仍处于静止状态，则长木板受地面摩擦力大小一定为(　　)A．μ1(m1＋m2)g　　　　B．μ2m1gC．μ1m1gD．μ1m1g＋μ2m2g解析　木块在木板上滑行，木板上表面所受滑动摩擦力Ff＝μ2m1g；木板处于静止状态，水平方向上受到木块对木板的滑动摩擦力和地面对木板的静摩擦力，根据力的平衡条件可知，地面对木板的静摩擦力的大小等于木块对木板的滑动摩擦力的大小，B项正确．答案　B9．如图所示是皮带传动示意图，A是主动轮，B是从动轮，两轮水平放置，当皮带按图示方向传动时，重10N的物体随皮带一起匀速运动，若物体与皮带间的最大静摩擦力为5N，则(　　)A．物体m受到的摩擦力方向向右，大小为5NB．物体m受到的摩擦力为零C．皮带上P点所受摩擦力方向向下D．从动轮上Q点所受摩擦力方向向下解析　物体随皮带一起匀速运动，若受摩擦力，必为沿皮带切线方向，物体将不再匀速运动，故m不受摩擦力的作用；A为主动轮，若光滑，则皮带有相对轮A逆时针运动的趋势，故皮带上P点受摩擦力方向向下；B为从动轮，皮带上Q点向上运动，B轮在摩擦力作用下，顺时针转动，即从动轮上Q点受摩擦力向上．答案　BC10．放在光滑水平面上的一个物体，同时受到两个力的作用，其中F1＝10N，方向水平向右，F2＝18N，方向水平向左，在力F2由18N逐渐减小到零的过程中，这两个力的合力的变化情况是(　　)A．大小逐渐减小，方向水平向左B．大小逐渐增大，方向水平向右C．大小先减小后增大，方向先水平向左后水平向右D．大小先增大后减小，方向先水平向右后水平向左解析　当18N≥F2>10N时，合力的大小由8N逐渐减小，合力的方向水平向左；当F2＝10N时，合力为零；当10N>F2≥0时，合力的大小逐渐增大到10N，合力的方向水平向右．故只有选项C正确．答案　C11．完全相同的直角三角形滑块A、B，按如图所示叠放，设A、B接触的斜面光滑，A与桌面间的动摩擦因数为μ.现在B上作用一水平推力F，恰好使A、B一起在桌面上匀速运动，且A、B保持相对静止，则动摩擦因数μ跟斜面倾角θ的关系为(　　)A．μ＝tanθB．μ＝eq\f(1,2)tanθC．μ＝2tanθD．μ与θ无关解析　取AB为一整体，受力分析如图甲，由平衡条件得：F＝Ff，FN＝2mg，又Ff＝μFN，可得：F＝2μmg，再隔离滑块B，受力分析如图乙，有：FNBcosθ＝mg，FNBsinθ＝F，得：F＝mgtanθ，故有：2μmg＝mgtanθ，μ＝eq\f(1,2)tanθ，故B正确．答案　B12．如图所示，质量为m的物体放在倾角为θ的斜面上，它跟斜面间的动摩擦因数为μ，在水平恒力F的作用下沿斜面做匀速运动，则物体所受的摩擦力不可能的是(　　)A．mgsinθ－FcosθB．Fcosθ－mgsinθC．μ(mgcosθ＋Fsinθ)D．μ(mgcosθ－Fsinθ)解析　物体在水平恒力F的作用下沿斜面做匀速运动，没有说明向上还是向下，另外，在建立坐标系时，可以水平竖直，也可以沿斜面和垂直斜面，建立不同的坐标系，有时会有不同的数学表达式．答案　D二、解答题(每题10分，共40分)13．用一弹簧测力计水平拉一端固定的弹簧，以此来测定此弹簧的劲度系数k，测出的拉力F与弹簧长度L之间的数据如下表所示F/N1.101.502.003.003.503.804.00L/cm22.0022.3522.7023.3123.6523.8024.00(1)在图中作出此弹簧的F－L图．(2)图线与L轴交点表示________，其值为________cm，此弹簧的劲度系数为________N/m.解析　如图与L轴的交点表示F＝0时弹簧的长度，即原长，求劲度系数可用相距较远的两组点求出斜率并求平均值．答案　(1)如图所示(2)弹簧原长　21.2　145(在误差允许范围内即可)14．如图所示的物体A、B被水平压力F压在竖直墙上静止不动．已知A物体重力为GA，B物体的重力为GB，试分析物体A、B的受力，并求出各力的大小．解析　由于研究对象涉及到两个物体，因此采用隔离法分析．先分析B物体受力，B物体受到重力GB、外加水平压力F、A物体对B物体的弹力FNB和A物体对B物体的摩擦力FfB作用而处于静止状态．受力方向如下图甲所示，且FNB＝F，FfB＝GB.A物体受到重力GA、B物体对A物体的压力FNB′、墙对A物体的弹力FNA、B物体对A物体的摩擦力FfB′和墙对A物体的摩擦力FfA作用，而处于静止状态，方向如下图乙所示．其中：FNA＝FNB′＝F，FfA＝GA＋FfB′＝GA＋GB答案　见解析15．在水平路面上用绳子拉一个重力为G＝183N的木箱，绳子与水平路面的夹角为30°，如图所示．木箱与路面间的动摩擦因数μ＝0.10，要使木箱能在水平路面上匀速直线移动，则绳上所加拉力F应为多大？解析　物体的受力分析如下图所示，木箱受到了四个力的作用．将拉力F按水平方向与竖直方向分解为两个分力F1和F2，得F1=Fcosθ，F2=Fsinθ.在水平方向上由二力平衡可得：F1=Ff=Fcosθ①在竖直方向上：G＝F2＋FN＝FN＋Fsinθ②又Ff＝μFN③解得F＝20N.答案　20N16．如图所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角．若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物．已知重物的质量m＝30kg，人的质量M＝50kg，g取10m/s2.试求：(1)此时地面对人的支持力；(2)轻杆BC和绳AB所受的力．解析　(1)绳对人的拉力为mg，所以地面对人的支持力为：FN＝Mg－mg＝(50－30)×10N＝200N方向竖直向上(2)定滑轮对B点的拉力方向竖直向下，大小为2mg，杆对B点的弹力方向沿杆的方向，由共点力平衡条件得：FAB＝2mgtan30°＝2×30×10×eq\f(\r(3),3)N＝200eq\r(3)NFBC＝eq\f(2mg,cos30°)＝eq\f(2×30×10,\f(\r(3),2))N＝400eq\r(3)N.答案　(1)200N　(2)400eq\r(3)N　200eq\r(3)N