1、第4章 相互作用 时间：30分钟满分：100分1关于力的概念，下列说法正确的是 ()A一个力必定联系着两个物体，其中每个物体既是受力物体，又是施力物体B放在桌面上的木块受到桌面对它向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的C压缩弹簧时，手先给弹簧一个压力F，等弹簧再压缩x距离后才反过来给手一个弹力D根据力的作用效果命名的不同名称的力，性质可能也不相同解析：力是物体间的相互作用，受力物体同时也是施力物体，施力物体同时也是受力物体，所以A正确；产生弹力时，施力物体和受力物体同时发生形变，但弹力是由施力物体形变引起的，反作用力是由受力物体形变引起的，放在桌面上的木块受到桌面给它向上的弹力，这是由于
2、桌面发生微小形变而产生的，故B不正确；力的作用是相互的，作用力和反作用力同时产生、同时消失，故C选项错误；根据力的作用效果命名的力，性质可能相同，也可能不相同，如向心力，可以是绳子的拉力，也可以是电场力，还可以是其他性质的力，D选项正确答案：AD2三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆球a、b、c，支点P、Q在同一水平面上a的重心位于球心，b、c的重心分别位于球心的正上方和正下方，如图1甲，三球皆静止，支点P对a球的弹力为FNa，对b球和c球的弹力分别为FNb和FNc，则()图1AFNaFNbFNcBFNbFNaFNcCFNbFNaFNbFNc解析：本题的研究对象是：三个光滑圆球
3、a、b、c.这三个光滑圆球均受到重力G和两个弹力的作用球与支架的接触特征为圆(曲面)与点的接触方式此特征的接触方式的弹力方向：沿圆半径指向受力物体(球)，如题图乙所示球所处的状态为静止状态，即平衡状态，此状态应满足的条件是合外力为零，依据此条件可求支持力FN.三种情况下，支点P、Q对球的弹力都沿着它们与球心的连线指向球心，而不是想当然地错误认为弹力都沿着它们与重心的连线而指向重心，由对称性可知：P、Q两点对球的作用力大小相等，平衡时，每一种情景下，P、Q两点对球的弹力的夹角一定，故由三力平衡知识可得：三种情景下P点对球的弹力相等，正确答案选A.答案：A3混凝土价廉且坚固耐压，但不耐拉，通常在混
4、凝土建筑物须承受张力的部分用钢筋来加固，如下图所示楼板和阳台的加固钢筋位置都正确的是 ()解析：当有物体压在钢筋混凝土上的时候，在平台上表面受的是压力，下表面受的是拉力，在阳台的上表面受的是拉力，下表面受的是压力，为了使钢筋受到的是拉力，所以应当采用D所示的放置方式答案：D图24如图2所示，A、B两个物块的重力分别是GA3 N，GB4 N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F2 N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力，有可能是 ()A1 N和6 NB5 N和6 NC1 N和2 ND5 N和2 N解析：弹簧的弹力为2 N，有两种可能情形：弹簧处于拉伸状态；弹簧处于压缩
5、状态，因此对应的解应有两组当弹簧处于拉伸状态时，由A、B受力均平衡可知，D正确若弹簧处于压缩状态，同理可知，A正确答案：AD图35如图3所示，将一根不能伸长、柔软的轻绳两端分别系于A、B两点上，一物体用动滑轮悬挂在绳子上，达到平衡时，两段绳子间的夹角为1，绳子张力为F1；将绳子B端移至C点，待整个系统达到平衡时，两段绳子间的夹角为2，绳子张力为F2；将绳子B端移至D点，待整个系统达到平衡时，两段绳子间的夹角为3，绳子张力为F3，不计摩擦，则 ()A123 B12F2F3 DF1F2F3解析：由于跨过滑轮上两边绳子的拉力大小相等具有对称性，而它们的合力与物体的重力为一对平衡力，在将绳子B端移至C
6、点的过程中，通过滑轮的移动，滑轮左边绳子的方向仍沿AO方向，滑轮右边绳子的方向仍与OB方向平行，故12，T1T2；再从C点移到D点时，由于“轻绳不可伸长”，所以3肯定大于2，该过程绳子对滑轮的拉力合力与物体的重力仍然平衡，由于合力一定，而两个分力夹角增大，根据力的合成规律，两个分力一定增大，即T2T2.答案：BD图46S1、S2表示劲度系数分别为k1、k2的两根弹簧，k1k2；a和b表示质量分别为ma和mb的两个小物块，mamb，将弹簧与物块按图4所示的方式悬挂起来，现要求两根弹簧的总长度最短，则应使 ()AS1在上，a在上BS1在上，b在上CS2在上，a在上DS2在上，b在上解析：根据胡克定
7、律确定弹簧伸长量的大小要使两根弹簧的总长度最短，则应使两弹簧的总伸长量最小两物体的总重力要由上弹簧承担，故上弹簧一定用劲度系数大的弹簧，即弹簧S1在上，下弹簧要承担下面物体的重力，则为了使弹簧的形变量小，则应使物体重力小的在下面，即b物体在下面，而a物体在上综上所述，A选项正确答案：A7图5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，物体的重力都是G，在图甲、乙、丙三种情况下，弹簧秤的读数分别是F1、F2、F3，则以下判断正确的是 ()图5AF3F1F2 BF3F1F2CF1F2F3 DF1F2F3解析：弹簧秤的示数即为与其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，
8、利用平衡方程确定大小即可甲图中，F1G；乙图中F2Gcos30；丙图中F3G.图6答案：B8如图6所示，用拇指、食指捏住圆规的一个针脚，另一个有铅笔芯的脚支撑在手掌心位置，使OA水平，然后在外端挂上一些不太重的物品，这时针脚A、B对手指和手掌均有作用力，对这两个作用力方向的判断，下列各图中大致正确的是 ()答案：C9如图7所示，AO是具有一定质量的均匀细杆，可绕O点在竖直平面内自由转动细杆上的P点与放在水平桌面上的圆柱体接触，圆柱体靠在竖直的挡板上而保持平衡已知杆的倾角60，圆柱体的重力大小为G，竖直挡板对圆柱体的压力大小为2G，各处的摩擦都不计，试回答下列问题：(1)作出圆柱体的受力分析图；
9、(2)通过计算求出圆柱体对均匀细杆AO的作用力的大小和水平地面对圆柱体作用力的大小图8解析：(1)对圆柱体进行受力分析，受力分析图如图8所示，其中N1、N2、N3分别为桌面、挡板、细杆对圆柱体的弹力(2)已知竖直挡板对圆柱体的弹力大小2G，根据平衡关系：N3sin60N2，N34G设圆柱体对均匀细杆AO的作用力大小为N3，根据牛顿第三定律知，N34G.竖直方向的平衡关系为N1N3cosG，将数据代入得，N13G.10如图9(a)所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体，ACB30；如图9(b)中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水
10、平方向也成30，轻杆的G点用细绳CF拉住一个质量为M2的物体，求：图9(1)细绳AC段的张力TAC与细绳EG的张力TEG之比；(2)轻杆BC对C端的支持力；(3)轻杆HG对G端的支持力解析：图9(a)和图9(b)中的两个物体M1、M2都处于平衡状态，根据平衡的条件，首先判断与物体相连的细绳，其拉力大小等于物体的重力；分别取C点和G点为研究对象，进行受力分析如图10(a)和如图10(b)所示，根据平衡规律可求解(1)图10(a)中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M1的物体，物体处于平衡状态，绳AC段的拉力TACTCDM1g；图10(b)中由于TEGsin30M2g得TEG2M2g，所以得TAC/TE
11、GM1/2M2；(2)图10(a)中，根据平衡规律，由拉密定理可得，NCTACM1g，方向和水平方向成30，指向斜右上方；(3)图10(b)中，根据平衡方程有TEGsin30M2g、TEGcos30NG所以NGM2gcot30M2g，方向水平向右11人们在日常生产中已经体会到，用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长其实，早在17世纪英国物理学家胡克就发现，金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础现有一根用新材料制成的金属杆，长为4 m，横截面积为0.8 cm2，设计要求它受到拉力后的伸长量不超过原长的，选用同种材料制成样
12、品进行测试，通过测试取得数据如下：长度L拉力F伸长x横截面S250 N500 N750 N1000 N1 m0.05 cm20.04 cm0.08 cm0.12 cm0.16 cm2 m0.05 cm20.08 cm0.16 cm0.24 cm0.32 cm3 m0.05 cm20.12 cm0.24 cm0.36 cm0.46 cm4 m0.10 cm20.08 cm0.16 cm0.22 cm0.32 cm4 m0.20 cm20.04 cm0.08 cm0.12 cm0.16 cm(1)请根据测试结果，推导出伸长量x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F之间的函数关系(形式为x_)(2)通过对样品的测试，求出现有金属杆在不超过设计要求伸长量前提下能承受的最大拉力(写出过程)(3)在表中把有明显误差的数据圈出来解析：(1)根据测试结果，可推导关系xk，其中k81012m2/N；(2)设计要求材料受到拉力后的伸长量不超过原长的，所以现有金属杆最大伸长量xm0.4 cm；由(1)中公式得，现有金属杆在不超过设计要求伸长量前提下能承受的最大拉力Fm，代入数据解得Fm104 N；(3)有明显误差的数据是(3 m,1000 N)时的0.46 cm，应为0.48 cm；(4 m,750 N)时的0.22 cm，应为0.24 cm.SS