1、第4章相互作用单元测试一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分)1如图1所示，质量为m的物体静止在倾角为的斜面上关于物体之所以能静止在斜面上的原因，同学之间有不同的看法，你认为正确的是()图1A物体所受的重力小于物体所受的摩擦力B物体所受的下滑力小于物体所受的摩擦力C物体所受的重力和弹力的合力小于或等于物体与斜面间的最大静摩擦力D物体所受的弹力和最大静摩擦力的合力等于物体所受的重力解析：物体受重力、弹力、摩擦力这三个力，故B错；这三个力合力为零，所以摩擦力等于重力沿斜
2、面方向的分力，故A错；但摩擦力不一定就是最大静摩擦力，故D错答案：C2如图2所示，在水平力作用下，木块A、B保持静止若木块A与B的接触面是水平的，且F0.则关于木块B的受力个数可能是()图2A3个或4个B3个或5个C4个或5个D4个或6个解析：木块B静止，必受到重力、斜面的支持力、A给的压力和水平向左的摩擦力这4个力，斜面给的摩擦力可有可无，故C正确答案：C3(2010年山东青岛质检)如图3所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别静止于水平地面的台秤P、Q上，他们用手分别竖直牵拉一只弹簧秤的两端，稳定后弹簧秤的示数为F，若弹簧秤的质量不计，下列说法正确的是()图3A甲同学处于超重状态，乙同学处于失
3、重状态B台秤P的读数等于mgFC台秤Q的读数为mg2FD两台秤的读数之和为2mg解析：甲、乙均静止(无加速度)，故A错；对甲、乙分别受力分析可知，台秤P的读数等于mgF，台秤Q的读数为mgF，故BC错，D对答案：D4如图4所示，倾角为30，重为80 N的斜面体静止在水平面上一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上，杆的另一端固定一个重为2 N的小球，小球处于静止状态时，下列说法正确的是()图4A斜面有向左运动的趋势B地面对斜面的支持力为80 NC球对弹性轻杆的作用力为2 N，方向竖直向下D弹性轻杆对小球的作用力为2 N，方向垂直斜面向上解析：把小球、杆和斜面作为整体受力分析可知，仅受重力和地面的支持
4、力，且二力平衡，故A、B错；对小球受力分析知，只受竖直向下的重力和杆给的竖直向上的弹力(杆对小球的力不一定沿杆)，故C对D错答案：C5如图5所示是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图使用时，用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到墙上撑竿的重力和墙壁的摩擦均不计，且撑竿足够长，粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚，设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，则()AF1增大，F2减小BF1增大，F2增大CF1减小，F2减小 DF1减小，F2增大解析：如图6，设撑竿与竖直方向的夹角为，涂料滚的重力为G.涂料滚受力平衡，对其受力分析可得，推力F1G/
5、cos，涂料滚对墙的压力等于墙对涂料滚的弹力，则F2Gtan，撑竿上升过程角变小，则F1减小，F2也减小，故C正确 答案：C6如图7所示，水平地面上固定着一竖直立柱，某人通过柱顶的定滑轮将200 N的重物拉住不动，已知人拉着绳的一端，绳与水平地面夹角为30，则定滑轮所受的压力大小为()图7A400 NB200 NC300 N D200 N解析：两绳对定滑轮作用力如图8，图8Fmg200 N由几何关系F合2Fcos30200 N滑轮受的压力FNF合200 N.答案：B7(2010年广东模拟)如图9中弹簧测力计、绳和滑轮的重量均不计，绳与滑轮间的摩擦力不计，物体的重力都是G，在图(甲)、(乙)、(
6、丙)三种情况下，弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3，则以下判断正确的是()图9AF3F1F2BF3F1F2CF1F2F3 DF1F2F3解析：弹簧测力计的示数即为与其挂钩相连的细线的拉力大小，对三种情况下的物体各自进行受力分析，由平衡条件得题图(甲)中F1G，题图(乙)中F2Gcos30，题图(丙)中F3G，故B正确答案：B8如图10所示，一个重为30 N的物体，放在倾角30的斜面上静止不动，若用F5 N的竖直向上的力提物体，物体仍静止，下述结论正确的是()图10A物体受到的摩擦力减小2.5 NB物体对斜面的作用力减小5 NC斜面受到的压力减小5 ND物体受到的合外力减小5 N解析：对物体
7、受力分析可知，没施加F前，摩擦力FfGsin15 N，支持力FNGcos15 N，物体对斜面的作用力大于等于G30 N施加F后，摩擦力变为Ff(GF)sin12.5 N，支持力变为FN(GF)cos12.5 N，物体对斜面的作用力大小变为GF25 N，故A、B对C错；物体始终静止在斜面上，合外力始终为0，故D错答案：AB9(2010年江苏淮安、宿迁、徐州、连云港期末调研)如图11所示，横截面为直角三角形斜劈A，放在粗糙的水平地面上，在劈与竖直墙壁之间放置一光滑球B，系统处于静止状态在球B上施一通过球心的力F，系统仍保持静止，下列说法正确的是()图11AB所受合外力增大BB对竖直墙壁的压力增大C
8、地面对A的摩擦力减小DA对地面的摩擦力将小于B对墙壁的压力解析：球B始终静止，则其所受合外力始终为0，故A错；以A、B为整体受力分析可知，墙给B的压力始终等于地面对A的摩擦力，故D错；对B受力分析易得墙对B的压力变大，结合牛顿第三定律可知B对C错答案：B10(2009年北京卷)如图12所示，将质量为m的滑块放在倾角为的固定斜面上滑块与斜面之间的动摩擦因数为.若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则()图12A将滑块由静止释放，如果tan，滑块将下滑B给滑块沿斜面向下的初速度，如果tan，滑块将减速下滑C用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果tan，拉力大小应
9、是2mgsinD用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果tan，拉力大小应是mgsin解析：由tan条件可知mgcosmgsin，即滑动摩擦力等于重力沿斜面向下的分力，在沿斜面向上的拉力作用下滑块匀速上滑，滑块沿斜面方向合力为零，即拉力F拉mgsinmgcos2mgsin.答案：C二、实验题(本题包括2小题，共10分)11(2010年山东潍坊模拟)某同学为了验证力的平行四边形定则，在一块竖直放置的木板上钉了一枚大头针A，将一根橡皮筋的一端拴在A上第一次通过细线悬吊4个钩码时，橡皮筋的另一端被拉伸到O处(如图13甲)；第二次在木板上固定了两个光滑小轮B和C，细绳通过两轮分别悬挂2个和3个钩码
10、，他发现橡皮筋沿AO方向伸长但另一端O与O还未重合(如图13乙)已知该同学使用的钩码质量均相同，为了使O与O点能够重合，他采取了以下措施，其中合理的是_图13A在小轮B、C下继续增加钩码B将小轮B、C适当向下方移动C将小轮B、C适当向下方移动，同时减小B、C间距D将小轮B适当向左方移动，同时将C适当向下方移动解析：第二次O未与O重合，说明此时两绳的合力比第一次小，为使O与O重合，应增大合力题中两分力大小一定，使两分力夹角减小可增大合力，可知B、C均可达到目的，故B、C正确答案：BC12做“验证力的平行四边形定则”实验时，其中的三个实验步骤是：(1)在水平放置的木板上铺一张白纸，把橡皮条的一端固
11、定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O，在白纸上记下O点和两弹簧测力计的读数F1和F2.(2)在纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F.(3)只用一个弹簧测力计通过细线拉橡皮条，使它的伸长量与两个弹簧测力计拉时相同，记下此时弹簧测力计的读数F及细绳的方向以上三个步骤中均有错误或疏漏，指出错在哪里？在(1)中是_在(2)中是_在(3)中是_解析：本题主要考查该实验的重要步骤，(1)中读取F1和F2时，还应描绘F1、F2的方向；(2)中在“大小”后面加“方向”；(3)中“使它的相同”改为“把橡皮条与细线的结点
12、拉至O点”答案：(1)中读取F1和F2时，还应描绘F1、F2的方向；(2)中在“大小”后面加“方向”；(3)中“使它的相同”改为“把橡皮条与细线的结点拉至O点”三、计算题(本题包括5小题，共50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的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)13如图14所示，位于竖直侧面的物体A的质量mA0.2 kg，放在水平面上的物体B的质量mB1.0 kg，绳和滑轮间的摩擦均不计，且绳的OB部分水平，OA部分竖直，A和B恰好一起匀速运动，取g10 m/s2.图14(1)求物体B与桌面间的动摩擦因数；(2)如果用水平力F向左拉物体B，使物
13、体A和B做匀速运动需多大的拉力？解析：(1)因物体A和B恰好一起匀速运动，所以物体B受到的水平绳的拉力T与滑动摩擦力F1的大小相等，且等于物体A的重力mAg.物体B对桌面的压力FN等于物体B的重力mBg.所以有F1FN，FNmBg，解得0.2.TF1mAg.(2)如果用水平力F向左拉物体B，使物体A和B做匀速运动，此时水平绳的拉力T与滑动摩擦力F1的大小均不变，根据物体B水平方向受力平衡有FTF12mAg4 N.答案：(1)0.2(2)4 N14如图15所示，倾角60的斜面上，放一质量为1 kg的物体，用k100 N/m的轻质弹簧平行于斜面拉着，物体放在PQ之间任何位置都能处于静止状态，而超过
14、这一范围，物体就会沿斜面滑动若AP22 cm，AQ8 cm，试求物体与斜面间的最大静摩擦力的大小(取g10 m/s2)图15解析：P、Q两点应是静摩擦力最大的两个临界位置，在P点弹簧处于伸长状态，受力分析如图16(1)所示图16FfF1mgsin在Q点弹簧处于压缩状态，受力分析如图16(2)所示FfF2mgsin设弹簧原长x，则有F1k(0.22x)F2k(x0.08)由得所以2FfF1F2k(0.220.08)Ff1000.14 N7 N.答案：7 N15(2010年连云港模拟)如图17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
15、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m30 kg，人的质量M50 kg，g取10 m/s2.试求：图17(1)此时地面对人的支持力的大小；(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：FNMgmg(5030)10 N200 N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：FAB2mgtan3023010 N200 NFBC N400 N答案：(1)200 N(2)400 N200 N16(2010年名校联考)如图18所示，一根弹性细绳劲度系数为k，将其一端固定，另
16、一端穿过一光滑小孔O系住一质量为m的滑块，滑块放在水平地面上当细绳竖直时，小孔O到悬点的距离恰为弹性细绳原长，小孔O到水平地面的距离为h(h)，滑块与水平地面间的动摩擦因数为，试求当滑块静止时，可处于什么样的位置？图18解析：设滑块静止时离开O的距离为x，离开O的水平距离为r，在此位置处受到4个力的作用，如图19所示图19FNmgFcos，FsinFf，Fkx刚好静止时，FfFNcos，sin，r(h)这表明，滑块可静止于以O为圆心，以(h)为半径的圆区域内的任意位置处答案：可处于以O为圆心，以(h)为半径的圆区域内的任意位置处17在倾角为的斜面上，一条质量不计的皮带一端固定在斜面上端，另一端
17、绕过一中间有一圈凹槽的圆柱体，并用与斜面夹角为的力拉住，使整个装置处于静止状态，如图20所示不计一切摩擦，圆柱体质量为m，求拉力F的大小和斜面对圆柱体的弹力FN的大小某同学分析过程如下：图20将拉力F沿斜面和垂直于斜面方向进行分解沿斜面方向：Fcosmgsin沿垂直于斜面方向：FsinFNmgcos问：你同意上述分析过程吗？若同意，按照这种分析方法求出F及FN的大小；若不同意，指明错误之处并求出你认为正确的结果图21解析：不同意平行于斜面的皮带对圆柱体也有力的作用，其受力如图21所示式应改为：FcosFmgsin由得Fmg将代入，解得FNmgcosFsinmgcosmgsin答案：不同意式应改为FcosFmgsinFNmgcosmgsin