1、章末综合检测(三) 相互作用(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1.如图所示的是幽默大师卓别林常用的一个艺术造型，他身子侧倾，依靠手杖的支持使身躯平衡。下列说法正确的是()A水平地面对手杖没有摩擦力的作用B水平地面对卓别林没有摩擦力的作用C水平地面对手杖的弹力方向沿杆向上D水平地面对卓别林的作用力方向一定不是竖直向上的解析：选D手杖有向右滑动的趋势，卓别林有向左滑动的趋势，水平地面对手杖和卓别林均有摩擦力的作用，A、B错误；水平地面对手杖的弹力方向垂直于地面向上，C错误；地面对卓别林的摩擦力方向
2、向右，所以水平地面对卓别林的作用力方向斜向右上方，一定不是竖直向上的，D正确。2.如图所示，一木块沿光滑斜面下滑，下列说法正确的是()A木块受重力、支持力的作用B木块受下滑力、支持力的作用C木块受下滑力、对斜面的压力、支持力的作用D木块对斜面的压力是由于斜面发生微小形变而产生的解析：选A木块下滑过程中，由于斜面是光滑的，所以不受摩擦力作用，受到竖直向下的重力和垂直斜面向上的支持力作用，下滑力为重力沿斜面向下的分力，对斜面的压力的受力物体是斜面，不是木块，A正确，B、C均错误；木块对斜面的压力是由于木块发生形变而产生的，D错误。3.当直升机倾斜飞行时，螺旋桨产生的升力F垂直于机身，升力F与竖直方
3、向的夹角为。现沿水平和竖直两个方向分解力F，如图所示。下列说法正确的是()A水平分力大小为FxFcos B水平分力大小为FxFtan C竖直分力大小为FyFcos D竖直分力大小为FyFtan 解析：选C将力F分解为两个相互垂直的分力，其中沿水平方向的分力大小为FxFsin ，竖直方向的分力大小为FyFcos ，故C正确，A、B、D错误。4.如图所示，一只半球形碗倒扣在水平桌面上处于静止状态，球的半径为R，质量为m的蚂蚁只有在离桌面的高度大于或等于R时，才能停在碗上，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，那么蚂蚁和碗面间的动摩擦因数为()A.B.C. D.解析：选C蚂蚁在重力、支持力和摩擦力作用下处于
4、平衡状态，根据共点力的的平衡条件，有fmgsin ，FNmgcos ，fFN，而cos ，所以tan ，故C正确。5.两个物体M、m 用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，如图所示放置，OA、OB与水平面的夹角分别为30、60，物体M的重力大小为20 N，M、m均处于静止状态。则()A绳OA对M的拉力大小为10 NB绳OB对M的拉力大小为10 NCm受到水平面的静摩擦力大小为10 NDm受到水平面的静摩擦力的方向水平向左解析：选AD先对结点O受力分析，如图所示，结点O受OA、OB、OM三根绳子的拉力，通过条件由几何知识得知OA和OB的夹角为90，因此利用力的平衡有，FOM20 N，FOAFOMsin 3
5、010 N，FOBFOMcos 3010 N，故A对，B错；对物体m受力分析，受向左的拉力10 N，向右的拉力10 N，因此物体m受到的静摩擦力水平向左，大小为(1010)N，C错，D对。6.如图所示，一长直木板的上表面放有一小木块，当木板以远离木块的一端O为轴，由水平位置缓慢向上转动(角变大)时，则木块受到的摩擦力f随转过的角度变化的图像，可能正确的是()解析：选C角增大时，木块先受到的摩擦力为静摩擦力，则fmgsin ，当木块相对木板滑动时变为滑动摩擦力，则fmgcos ，又知角在增大，故C正确。7.用来粉刷墙壁的涂料滚的示意图如图所示。使用时，用撑竿推着涂料滚沿着墙壁上下滚动，把涂料均匀
6、地粉刷到墙壁上。撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长。粉刷工人站在离墙壁某一距离处缓缓上推涂料滚，使撑竿与墙壁间的夹角越来越小。该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1，涂料滚对墙壁的压力为F2，下列说法正确的是()AF1、F2均减小BF1、F2均增大CF1减小，F2增大 D.F1增大，F2减小解析：选A以涂料滚为研究对象，分析受力情况，受力图如图所示。设撑竿与墙壁间的夹角为，根据共点力平衡的条件，得F1，F2Gtan ；根据题意可得，撑竿与墙壁间的夹角减小，cos 增大，tan 减小，则F1、F2均减小，A正确。8.如图所示，一倾角为30的光滑斜面固定在地面上，一质量为m的小木块在水平力F的
7、作用下静止在斜面上。若只改变F的方向而不改变F的大小，仍使木块静止，则此时力F与水平面的夹角为()A60 B.45C30 D.15解析：选A木块受重力、支持力和力F处于平衡状态，受力如图所示，根据矢量三角形知，F向上偏转60后，大小不变，且木块仍然能处于平衡状态，所以此时力F与水平面的夹角为60，故A正确。二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)9.如图所示，一铁架台放于水平地面上，其上有一轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直，现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位
8、置，铁架台始终保持静止，则在这一过程中()A水平拉力F是恒力B铁架台对地面的压力一定不变C细线的拉力变小D地面对铁架台的摩擦力增大解析：选BD对小球受力分析如图所示，其受拉力T、重力和水平力F，根据平衡条件，有Fmgtan ，T，逐渐增大，则F逐渐增大，T也增大，故A、C错误；以小球、细线和铁架台整体为研究对象，根据平衡条件得fF，则f逐渐增大，FN(Mm)g，FN保持不变，故B、D正确。10.如图所示，一光滑的轻滑轮用轻绳OO悬挂于O点，另一轻绳跨过滑轮，一端连着斜面上的物块A，另一端悬挂物体B，整个系统处于静止状态。现缓慢向左推动斜面，直到轻绳平行于斜面，在这个过程中物块A与斜面始终保持相
9、对静止。则下列说法正确的是()A物块A受到的摩擦力一定减小B物块A对斜面的压力一定增大C轻绳OO的拉力一定减小D轻绳OO与竖直方向的夹角一定减小解析：选BC对B分析，因为过程缓慢，故B受力平衡，所以绳子的拉力TmBg，由于同一条绳子上的拉力大小相同，故绳子对A的拉力大小恒为TmBg。如图所示，设绳子与斜面的夹角为，斜面与水平面的夹角为，对A分析，在垂直于斜面方向上，有Tsin FNmAgcos ，随着斜面左移，在减小，故FNmAgcos Tsin 在增大；在沿斜面方向上，物块A受到重力沿斜面向下的分力mAgsin 和绳子沿斜面向上的分力为Tcos ，如果mAgsin Tcos ，则有mAgsi
10、n Tcosf，随着减小，f在减小，如果mAgsin h，可知FN减小，T减小，由力的作用是相互的知A对B的压力减小，C错误，D正确。12.质量均为m的两物块A和B之间连接着一根轻质弹簧，其劲度系数为k。现将物块A、B放在水平地面上一斜面的等高处，如图所示，弹簧处于压缩状态，且物块与斜面均能保持静止。已知斜面的倾角为，两物块和斜面间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是()A斜面和水平地面间一定有静摩擦力B斜面对A、B及弹簧组成的系统的静摩擦力大于2mgsin C若将弹簧拿掉，物块也不可能发生滑动D弹簧的最大压缩量为解析：选CD将弹簧、两物块和斜面看作一个整体，对整
11、体分析，整体处于平衡状态，没有相对地面运动或相对地面运动的趋势，故斜面与水平地面间没有摩擦力的作用，A错误；对A、B及弹簧整体分析，整体的重力沿斜面向下的分力为2mgsin ，等于所受斜面的静摩擦力，B错误；拿掉弹簧前，单个物块受到的静摩擦力大于重力沿斜面向下的分力，拿掉弹簧后，静摩擦力瞬间发生变化，与重力沿斜面向下的分力大小相等，物块不会发生滑动，C正确；弹簧弹力沿水平方向，大小为kx，且弹力大小等于mgsin 和静摩擦力f的合力，当弹簧弹力最大时，弹簧的压缩量最大，静摩擦力最大，此时kxm，其中fmmgcos ，故xm，D正确。三、非选择题(本题共6小题，共60分)13(6分)某同学用如图
12、甲所示的装置探究弹力和弹簧伸长量的关系，实验步骤如下：测出不挂钩码时弹簧的自然长度；将1个钩码挂在弹簧的下端，测出弹簧的总长度L；将2、3、4个钩码逐个挂在弹簧的下端，重复。(1)该同学测量后把数据描点在坐标图乙中，请你帮助该同学作出FL图像。(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0_cm，劲度系数k_N/m。(结果保留一位小数)解析：(1)作出FL图像如图所示，(2)由图像可知该弹簧的原长L05.0 cm，劲度系数k25.0 N/m。答案：(1)见解析图(2)5.025.0(24.925.1均可)14(8分)某同学在做“验证平行四边形定则”的实验中，遇到了以下问题，请帮助该同学解答。(1)物理学
13、中有很多物理方法，本实验采用的是_。A类比实验法 B.等效替代法C控制变量法 D.极限法(2)在做实验之前，该同学发现有一只弹簧测力计如图甲所示，则在使用前应该对弹簧测力计_。(3)如图乙所示的四个力中，力_(填图中字母)是由一只弹簧测力计直接拉橡皮筋测得的。(4)该同学已经作出了两个分力的力的图示，如图丙所示，方格中每边的长度表示0.5 N，请帮助该同学用作图法作出合力F的图示，并求出合力的大小为_N。(结果保留两位有效数字)解析：(1)该实验采用的方法是等效替代法，B正确。(2)由题图甲可知，弹簧测力计指针不在零刻度线处，故在进行测量前应先对弹簧测力计进行调零，使指针指在零刻度线处。(3)
14、F与橡皮筋在同一条直线上，是由一只弹簧测力计直接拉橡皮筋测得的。(4)以F1、F2为邻边，作出平行四边形，如图所示。由图可知，合力为F70.5 N3.5 N。答案：(1)B(2)调零(3)F(4)见解析图3.515(8分)如图所示，用细线OC的一端将质量m1 kg的物体系住，另一端与细线AO、BO结在一起，O为结点，A端系在竖直的墙壁上，AO与墙壁间的夹角为30，B端与另一个质量M10 kg、放在倾角为30的粗糙斜面上的物体相连，OB与斜面平行，整个系统处于静止状态，最大静摩擦力可认为与滑动摩擦力相等，当地的重力加速度g10 m/s2，求：(1)OA、OB线的拉力大小；(2)B与斜面间动摩擦因
15、数的最小值。解析：(1)对结点O进行受力分析，如图所示，其受OC向下的拉力(大小等于mg)和OA、OB的拉力F1、F2，有F1mgcos 305 N8.66 NF2mgsin 305 N。(2)斜面上的物体在四个力的作用下处于静止状态，如图所示，根据力的平衡条件，有Mgsin 30F2fFNMgcos 30fFNF2F2解得0.64，即动摩擦因数的最小值为0.64。答案：(1)8.66 N5 N(2)0.6416(10分)同学们都有过擦黑板的经历。如图所示，一黑板擦(可视为质点)的质量为m0.2 kg，当手臂对黑板擦的作用力F10 N且F与黑板面所成角度为53时，黑板擦恰好沿黑板表面缓慢竖直向
16、上擦黑板。(g取10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6)(1)求黑板擦与黑板间的动摩擦因数。(2)若作用力F的方向保持不变，当F多大时能完成向下缓慢擦黑板的任务？(3)比较以上两种情况，试判断哪次黑板擦得更干净，并说明理由。解析：(1)在黑板擦缓慢向上擦的过程中，以黑板擦为研究对象进行受力分析如图甲所示，则在水平方向上，有：Fsin 53FN在竖直方向上，有：Fcos 53mgf，fFN解得f4 N，0.5。(2)在黑板擦缓慢向下擦的过程中，以黑板擦为研究对象进行受力分析如图乙所示，则在水平方向上，有：Fsin 53FN在竖直方向上，有：Fcos 53fmg，fFN解得F2 N
17、，f0.8 N。(3)缓慢向上比缓慢向下擦得更干净。因为缓慢向上擦时黑板擦与黑板间的摩擦力更大，擦得更干净。答案：(1)0.5(2)2 N(3)见解析17(12分)如图所示(截面图)，质量为M的直角三棱柱A放在粗糙的水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，斜面倾角为。一质量为m的均匀光滑圆柱体放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，重力加速度大小为g，试求：(1)地面对三棱柱的支持力和摩擦力的大小；(2)若将A水平向左推动一点点后撤去推力，A和B能否静止不动。解析：(1)选取A和B整体为研究对象，它受到重力(Mm)g、地面的支持力FN、墙壁的弹力F和地面的摩擦力f的作用处于平衡状态，如图
18、所示。根据平衡条件，有FN(Mm)g0，Ff可得FN(Mm)g再以B为研究对象，它受到重力、三棱柱对它的支持力FAB、墙壁对它的弹力F的作用处于平衡状态，如图所示，根据平衡条件，在竖直方向上，有FABcos mg在水平方向上，有FABsin F解得Fmgtan 所以fFmgtan 。(2)若将A水平向左推动一点点后撤去推力，由于A、B的受力情况(大小和方向)均不变，所以A和B仍能静止不动。答案：(1)(Mm)gmgtan (2)见解析18(16分)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37
19、，物体甲及人均处于静止状态。已知sin 370.6，cos 370.8，tan 370.75，g取10 m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(1)轻绳OA、OB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m260 kg，人与水平面之间的动摩擦因数为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？解析：(1)以结点O为研究对象，如图所示，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，得FOBFOAsin 0FOAcos m1g0联立解得FOAm1gFOBm1gtan m1g故轻绳OA、OB的拉力大小分别为m1g、m1g。(2)人在水平方向上受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力，则fFOBFOBm1g，方向水平向左。(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fmm2g由平衡条件得FOBmfm又FOBmFOBmm1mgtan m1mg联立解得m1m24 kg即物体甲的质量m1最大不能超过24 kg。答案：(1)m1gm1g(2)m1g方向水平向左(3)24 kg
