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第三章 研究物体间的相互作用 (时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分)1.两个大小相等的共点力,当它们间的夹角为120时,合力大小为F,则当它们间夹角为90时,合力大小为() A.FB.FC.2FD.F答案:B解析:大小相等的两个共点力夹角为120时,合力大小为F,由平行四边形定则可知,F1=F2=F,即合力F的大小与其两个分力大小相等;当F1与F2间夹角为90时,合力大小为F,B选项正确.2.一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为()A.B.C.D.答案:C解析:根据胡克定律得F1=k(l0-l1),F2=k(l2-l0),解得k=.3.如图所示,置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机,三脚架的三根轻质支架等长,与竖直方向均成30,则每根支架中承受的压力大小为()(导学号51090142)A.mgB.mgC.mgD.mg答案:D解析:由平衡条件得3Fcos 30=mg,解得F=mg,故D项正确.4.如图所示,物块A静置于固定的斜面上,A所受的重力为G、支持力为FN、摩擦力为f.下列说法中正确的是()A.G与FN的合力方向水平向左B.物块对斜面的作用力竖直向下C.减小斜面倾斜角,f保持不变D.FN和f是一对作用力和反作用力答案:B解析:物体在重力G、支持力FN和摩擦力f的作用下平衡,任一力与其他两力的合力大小相等、方向相反,选项A错误,B正确;减小斜面倾角,f变小,C项错误;FN与物体对斜面的压力是一对作用力与反作用力,D项错误.5.如图所示,电灯悬于两壁之间,保持O点及绳OB的位置不变,而将绳端A向上移动,则()(导学号51090143)A.绳OA所受的拉力逐渐增大B.绳OA所受的拉力逐渐减小C.绳OA所受的拉力先增大后减小D.绳OA所受的拉力先减小后增大答案:D解析:对结点O进行受力分析,如图所示,由图解法可知,绳OA所受的拉力先减小后增大,OB绳所受的力逐渐减小.D选项正确.6.(多选)下列说法中正确的是()A.人走路时,人受到静摩擦力的作用B.猴子抓住竖直的竹竿匀速向上爬时,所受摩擦力的方向是向下的C.减小物体间的接触面积可以减小摩擦力D.在冰面上撒些细土,人走上去不易滑倒,是因为人与冰面间的静摩擦力增大了答案:AD7.(多选)物体同时受到同一平面内的三个共点力作用,下列几组力中,可能使物体处于平衡状态的是()A.5 N、7 N、8 NB.2 N、3 N、6 NC.1 N、5 N、10 ND.1 N、10 N、10 N答案:AD8.(多选)如图所示,A、B两物体均处于静止状态,关于B物体的受力情况,下列说法中正确的是()A.B物体可能受三个力,也可能受四个力B.B物体一定受到四个力C.B物体必受到地面的静摩擦力作用D.B物体可能不受地面的支持力作用答案:BC解析:对B受力分析,B受到重力、地面的支持力和摩擦力、绳子的拉力四个力的作用,选项B、C正确.9.(多选)如图所示,质量分别为m1、m2的A、B两物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(A在地面,B在空中),力F与水平方向成角.则A所受支持力FN和摩擦力f表达正确的是()(导学号51090144)A.FN=m1g+m2g-Fsin B.FN=m1g+m2g-Fcos C.f=Fcos D.f=Fsin 答案:AC解析:用整体法分析受力可知正确选项为A、C.10.(多选)一根长为l的易断的均匀细绳,两端固定在天花板上的A、B两点.若在细绳的C处悬一重物,已知ACCB,如图所示.则下列说法中正确的是()A.增加重物的重力,BC段先断B.增加重物的重力,AC段先断C.将A端往左移比往右移时绳子容易断D.将A端往右移比往左移时绳子容易断答案:AC解析:研究C点,C点受重物的拉力,其大小等于重物的重力,即FT=G.将重物对C点的拉力分解为对AC和BC两段绳的拉力,如图所示.因为ACCB,所以FBCFAC.当增加重物的重力G时,按比例FBC增大的较多.所以BC段绳先断,因此选项A正确,B不正确.将A端往左移时,FBC与FAC两力夹角变大,合力FT=G一定,则两分力FBC与FAC都增大.将A端向右移时两分力夹角变小,两分力也变小,由此可知选项C中说法是正确的,而选项D错误.二、非选择题(共50分)11.(8分)如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系.(1)为完成实验,还需要的实验器材有.(2)实验中需要测量的物理量有.(3)图乙是弹簧所受弹力F与弹簧伸长量x的F-x 图线,由此可求出弹簧的劲度系数为N/m.图线不过原点的原因是由于.答案:(1)刻度尺(2)弹簧原长、弹簧所受外力及与外力对应的长度(3)200自身重力12.(8分)(2015安徽理综)在“验证力的平行四边形定则”实验中,某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上,将橡皮条的一端固定在板上一点,两个细绳套系在橡皮条的另一端.用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度地施加拉力,使橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,如图所示.请将以下的实验操作和处理补充完整:(导学号51090145)用铅笔描下结点位置,记为O;记录两个弹簧测力计的示数F1和F2,沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点,用刻度尺把相应的点连成线;只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O,记录测力计的示数F3,;按照力的图示要求,作出拉力F1、F2、F3;根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F;比较的一致程度,若有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改进后再次进行实验.答案:沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点,用刻度尺把这些点连成直线F和F3解析:确定力的方向时,不要用铅笔沿细绳方向画线,而应沿细绳(套)的方向描出几个点,再用刻度尺把这些点连成直线,即可确定力的方向;根据题意,F3为合力的实际值,F为合力的理论值,比较F和F3,若误差较小,即可验证力的平行四边形定则;若有较大差异,应分析原因,再次进行实验.13.(10分)在倾角为30的光滑斜面上放着一个质量m=2 kg 的物体A,由轻绳与质量为m0的物体B相连,如图所示,A和B都处于静止状态,求B物体的质量.(g取10 N/kg)答案:1 kg解析:将A物体所受的重力分解为沿斜面向下的分力GA1和垂直斜面向下的分力GA2,则GA1=mgsin 30=2100.5 N=10 N,它与绳子对A物体的拉力FT平衡,所以FT=GA1=10 N;对于物体B:绳子拉力FT与重力GB=m0g平衡,因此GB=FT=10 N,即m0g=FT,所以m0=1 kg.14.(12分)一个物体A的重力为G,放在粗糙水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为,如图所示,拉力与水平方向的夹角为,且拉动物体做匀速直线运动,求拉力F的大小.答案:解析:物体受到四个力作用,分别为拉力F、重力G、支持力FN、摩擦力f,如图所示,将F分解为Fx、Fy.由图可知Fx=Fcos ,Fy=Fsin ,FN=G-Fy,f=FN,Fx=f由以上各式得Fcos =(G-Fsin )解得F=.15.(12分)如图所示,在倾角=37的斜面上有一块竖直放置的挡板,在挡板和斜面之间放有一个m=2 kg的光滑圆球,处于平衡状态.(导学号51090146)(1)试画出球体的受力图.(2)求出球体对挡板和斜面的压力.(sin 37=0.6,cos 37=0.8,重力加速度g取10 N/kg)答案:(1)见解析:(2)15 N25 N解析:(1)球体受力如图所示球受到斜面的支持力为FN1,球受到挡板的压力为FN2.(2)小球的受力分析如图所示,由共点力的平衡条件可得FN2=FN1sin 37G=FN1cos 37根据牛顿第三定律,球对挡板的压力FN2=FN2球体对斜面的压力FN1=FN1联立以上各式解得FN2=15 N,方向水平向左;
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