第三章相互作用---力單元復習與檢測【測】一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分。其中1～8題為單項選擇題，9～12題為多項選擇題。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，錯選和不選的得0分)1.胡克定律是英國科學家胡克于1678年發(fā)現(xiàn)的。實際上早于他1500年前，我國東漢時期的經(jīng)學家和教育家鄭玄就提出了與胡克定律類似的觀點，他在為“量其力，有三鈞”作注解時寫到：“假令弓力勝三石，引之中三尺，馳其弦，以繩緩擐之，每加物一石，則張一尺?！编嵭挠^點表明，在彈性限度內()A.弓的彈力與弓的形變量成正比 B.弓的彈力與弓的形變量成反比C.弓的彈力與弓的長度成正比 D.弓的彈力與弓的長度成反比【答案】A【解析】“每加物一石，則張一尺”說明每增加一石物體的重力，則再張開一尺，揭示了弓的彈力和形變量成正比關系，故A正確，B錯誤；“每加物一石，則張一尺”指的是弓的形變量而非弓的長度，故C、D錯誤。2.人站在地面上，先將兩腿彎曲，再用力蹬地，就能跳離地面，人能跳起離開地面的原因是()A.人除了受到地面的彈力外，還受到一個向上的力B.地面對人的支持力大于人受到的重力C.地面對人的支持力大于人對地面的壓力D.人對地面的壓力大于地面對人的支持力【答案】B【解析】人站在地面上，先將兩腿彎曲，再用力蹬地，就能跳離地面，在這段時間內人從靜止到運動，分析人的受力情況，受到重力和地面對人的支持力，人向上運動，合力方向向上，地面對人的支持力大于人的重力，A錯誤，B正確；地面對人的作用力與人對地面的作用力是一對作用力和反作用力，大小相等，故C、D錯誤。3.用如圖所示裝置研究摩擦力的變化規(guī)律，把木塊放在水平長木板上，在彈簧測力計的指針下輕放一個小紙團，它只能被指針向左推動。用彈簧測力計沿水平方向拉木塊，使拉力由零緩慢增大。下列說法正確的是()A.木塊開始運動前，摩擦力可以用公式Ff＝μFN計算B.該實驗裝置可以記錄最大靜摩擦力的大小C.木塊開始運動前，拉力小于摩擦力D.當拉力達到某一數(shù)值時木塊開始移動，運動過程中木塊受到的摩擦力會越來越大【答案】B【解析】由題意可知，開始時木塊保持不動，木塊受靜摩擦力，不可以用公式Ff＝μFN計算，根據(jù)平衡條件可知摩擦力大小始終等于拉力，故摩擦力大小隨拉力的增大而增大；而當拉力達到某一值時，木塊開始滑動，此時說明木塊恰好達到最大靜摩擦力；而由于滑動摩擦力要略小于最大靜摩擦力，所以木塊移動后拉力將減小，運動過程中木塊受到的摩擦力保持不變，根據(jù)紙團的位置即可記錄下最大靜摩擦力，故B正確，A、C、D錯誤。4.如圖所示，A、B、C、D四個物體的質量相等，與傳送帶間的動摩擦因數(shù)也相同。A、B、C隨傳送帶一起勻速運動，運動方向如圖中箭頭所示，將D輕輕地放在正在運動的傳送帶上。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。在D剛開始運動時，下列敘述正確的是()A.A、D受到的摩擦力都不為零B.D受到的摩擦力最大C.B受到的摩擦力大于C受到的摩擦力D.B、C受到的摩擦力大小相等，方向相反【答案】B【解析】A與傳送帶一起勻速運動，沒有發(fā)生相對運動，也沒有相對運動趨勢，所以A不受摩擦力，選項A錯誤；對D進行受力分析，D與傳送帶發(fā)生相對運動，且對傳送帶壓力最大，所以受到的摩擦力最大，選項B正確；對B、C進行受力分析，根據(jù)平衡條件可知B、C所受的靜摩擦力大小均為mgsinθ，方向均沿傳送帶向上，故選項C、D錯誤。5.如圖所示，高空走鋼絲的表演中，若表演者走到鋼絲中點時，使原來水平的鋼絲下垂與水平面成θ角，此時鋼絲上的彈力應是表演者和平衡桿重力的()A.eq\f(1,2) B.eq\f(1,2)cosθC.eq\f(1,2sinθ) D.eq\f(1,2)tanθ【答案】C【解析】以表演者和桿整體為研究對象，分析受力情況，如圖所示，根據(jù)平衡條件，兩繩子合力與重力等大反向，有2Fsinθ＝mg，解得F＝eq\f(mg,2sinθ)，鋼絲上的彈力應是表演者和平衡桿重力的eq\f(1,2sinθ)，故C正確，A、B、D錯誤。6.如圖所示，電動遙控小車放在水平長木板上面，當它在長木板上水平向左加速運動時，長木板保持靜止，此時()A.小車只受重力、支持力作用B.木板對小車的作用力方向水平向左C.木板對小車的作用力大于小車對木板的作用力D.木板對小車的作用力與小車對木板的作用力大小一定相等【答案】D【解析】小車在木板上水平向左加速運動時，受重力、支持力、水平向左的摩擦力，而木板對小車的作用力是支持力與摩擦力的合力，方向指向左上方，并不是水平向左，故A、B錯誤；根據(jù)牛頓第三定律，木板對小車的作用力與小車對木板的作用力一定大小相等，方向相反，故C錯誤，D正確。7.如圖所示，兩等高的豎直木樁ab、cd固定，一不可伸長的輕繩兩端固定在a、c端，繩長為L，一質量為m的物體A通過輕質光滑掛鉤掛在輕繩中間，靜止時兩側輕繩夾角為120°。若把輕繩換成自然長度為L的橡皮筋，物體A懸掛后仍處于靜止狀態(tài)，橡皮筋處于彈性限度內。若重力加速度大小為g，關于上述兩種情況，下列說法正確的是()A.輕繩的彈力大小為2mg B.輕繩的彈力大小為eq\f(1,2)mgC.橡皮筋的彈力等于mg D.橡皮筋的彈力小于mg【答案】D【解析】輕繩的彈力F＝2mgcos60°＝mg，A、B錯誤；若把輕繩換成自然長度為L的橡皮筋，物體A懸掛后仍處于靜止狀態(tài)，由于橡皮筋的伸長，兩繩的夾角小于120°，根據(jù)平行四邊形定則作圖，合力不變夾角減小時，分力減小，所以橡皮筋的彈力小于mg，D正確，C錯誤。8.如圖所示，一木板B放在水平地面上，木塊A放在木板B的上面，木塊A的右端通過輕質彈簧固定在豎直墻壁上。木塊與木板之間、木板與地面之間的動摩擦因數(shù)相同，用力F向左拉木板B，使B以速度v勻速運動，穩(wěn)定后，彈簧的拉力為T。下列說法正確的是()A．木板B受到A的滑動摩擦力的大小等于TB．地面受到的滑動摩擦力的大小等于TC．若木板B以2v的速度勻速運動，木塊A受到的滑動摩擦力的大小等于2TD．若用力2F拉木板B，木塊A受到的滑動摩擦力的大小等于2T【答案】A【解析】A受力平衡，故fA＝μmAg＝T，即A受B的滑動摩擦力大小為T，則B受A的滑動摩擦力大小等于T，故A正確；木板B受地面的滑動摩擦力大小f＝μ(mA＋mB)g＞μmAg＝T，故地面受到的摩擦力大小大于T，故B錯誤；滑動摩擦力的大小與相對速度無關，故木板B以2v的速度勻速運動時，木塊A受到的滑動摩擦力的大小仍為T，故C錯誤；若用2F的力拉木板B，A與B間壓力不變，動摩擦因數(shù)不變，故滑動摩擦力大小不變，木塊A所受摩擦力大小仍為T，故D錯誤。9.如圖所示，對靜止于水平地面上的重為G的木塊，施加一豎直向上的逐漸增大的力F，若F總小于G，下列說法正確的是()A．木塊對地面的壓力隨F增大而減小B．木塊受到地面的支持力是由于木塊發(fā)生微小形變而產生的C．木塊對地面的壓力就是木塊的重力D．地面對木塊的支持力N＝G－F【答案】AD【解析】對木塊受力分析，木塊受豎直向下的重力G，豎直向上的力F和支持力N，F(xiàn)總小于G，所以木塊一直處于平衡狀態(tài)，所以N＋F＝G，即N＝G－F，當F逐漸增大時，N逐漸減小，即木塊對地面的壓力和地面對木塊的支持力均減小，故選項A、D正確；木塊是受力物體，它受到的支持力是地面產生的，故選項B錯誤；壓力和重力不是同一性質的力，不能說壓力就是重力，故選項C錯誤。10.如圖所示，一重力為G的木塊在推力F作用下，始終靜止在水平地面上；已知推力F與水平面夾角為θ，木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，則()A.木塊與地面間摩擦力為FcosθB.木塊與地面間摩擦力為μGC.若F增大，木塊對地面的壓力增大D.若F減小，木塊的合力減小【答案】AC【解析】對木塊受力分析如圖所示，由于木塊保持靜止狀態(tài)，由水平方向平衡可得Ff＝Fcosθ，A正確，B錯誤；由圖可知，豎直方向平衡可得FN＝G＋Fsinθ，已知木塊的重力以及推力F與水平面夾角為θ不變，若F增大，地面對木塊的支持力增大，則木塊對地面的壓力增大，C正確；若F減小，木塊仍保持靜止，故合力仍為零，合力不變，D錯誤。11.如圖所示，物體A用輕質細繩系在豎直桿MN上的B點?，F(xiàn)用一水平力F作用在繩上的O點，將O點緩慢向左移動，使細繩與豎直方向的夾角θ逐漸增大。關于此過程，下列說法中正確的是()A.水平力F逐漸增大 B.水平力F逐漸減小C.繩OB的彈力逐漸減小 D.繩OB的彈力逐漸增大【答案】AD【解析】對結點O受力分析。運用合成法，則由平衡條件得F＝mgtanθ，θ增大，則F增大，故A正確，B錯誤；設繩子的彈力為FT，F(xiàn)Tcosθ＝mg，F(xiàn)T＝eq\f(mg,cosθ)，θ增大，則FT增大，故選項C錯誤，D正確。12.如圖所示，頂端裝有定滑輪的斜面體放在粗糙水平地面上，A、B兩物體通過細繩連接，并處于靜止狀態(tài)(不計繩的質量和滑輪軸的摩擦)?，F(xiàn)用水平向右的力F作用于物體B上，將物體B緩慢拉高一定的距離，此過程中斜面體與物體A仍然保持靜止。在此過程中()A.地面對斜面體的摩擦力不變B.斜面體所受地面的支持力不變C.水平力F一定變大D.物體A所受斜面體的摩擦力一定變大【答案】BC【解析】取物體B為研究對象受力分析，運用合成法如圖，則有F＝mgtanθ，F(xiàn)T＝eq\f(mg,cosθ)，在物體B緩慢拉高的過程中，θ增大，則水平力F和繩子拉力FT都隨之變大，故C正確；選取物體A、B和斜面體組成的系統(tǒng)為研究對象，該系統(tǒng)受到豎直向下的重力、地面的支持力、水平向右的拉力和地面水平向左的摩擦力的作用，根據(jù)力的平衡條件，斜面體所受地面的支持力等于系統(tǒng)的重力，是恒定不變的，地面對斜面體的摩擦力大小等于F，一定變大，故A錯誤，B正確；該過程中，F(xiàn)T逐漸變大，即繩中的彈力增大，物體A受到的沿斜面向上的拉力逐漸增大，假如剛開始時，斜面體對物體A的摩擦力沿斜面向上，會隨著FT的變大而變小，故D錯誤。二、實驗題(本題共2小題，共20分)13.(10分)(2021·廣州市第五中學期中)在“探究彈力和彈簧伸長的關系”實驗中。(1)某同學先把彈簧放在水平桌面上使其自然伸長，用直尺測出彈簧的原長為L0，再把彈簧豎直懸掛起來，然后用鉤碼掛在彈簧下端，測出彈簧的長度為L，把L－L0作為彈簧的伸長量x1，改變鉤碼個數(shù)重復操作。由于彈簧自身重力的影響，最后作出的F－x圖像，可能是下圖中的________。(2)為了測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質量的砝碼。實驗測出了砝碼質量m與彈簧長度l的相應數(shù)據(jù)，其對應點已在圖上標出。請在圖中作出m－l的關系圖線。彈簧的勁度系數(shù)為________N/m(結果保留3位有效數(shù)字)?！敬鸢浮?1)C(2)見解析圖0.248～0.262【解析】(1)由于彈簧自身重力的影響，在不施加外力，把彈簧豎直懸掛起來時，彈簧有一定的伸長量x0，根據(jù)公式F＝k(x－x0)可知圖像是一條傾斜的直線，則可能為C圖，故C正確。(2)用描點作出m－l的關系圖線，如圖，在圖線上選取相距較遠的兩點，讀出坐標為(19.0cm，2.75g)，(9.5cm，0.25g)，圖線的斜率k斜＝eq\f(Δm,Δl)＝0.0263kg/m由胡克定律F＝kx得勁度系數(shù)k＝eq\f(F,x)＝eq\f(mg,Δl)＝gk斜＝9.8×0.0263N/m＝0.258N/m。14.(10分)(2021·四川省綿陽江油中學開學考)用如圖所示的器材和方法可以驗證“力的平行四邊形定則”。在圓形桌子透明桌面上平鋪一張白紙，在桌子邊緣安裝三個光滑的滑輪，其中，滑輪P1固定在桌子邊，滑輪P2、P3可沿桌邊移動。第一次實驗中，步驟如下：A.在三根輕繩下掛上一定數(shù)量的鉤碼，并使結點O靜止；B.在白紙上描下O點的位置和三根繩子的方向，以O點為起點，作出三拉力的圖示；C.以繞過P2、P3繩的兩個力為鄰邊作平行四邊形，作出O點為起點的平行四邊形的對角線，量出對角線的長度；D.檢驗對角線的長度和繞過P1繩拉力的圖示的長度是否相等，方向是否在一條直線上。(1)這次實驗中，若一根繩掛的鉤碼質量為m，另一根繩掛的鉤碼質量為2m，則第三根繩掛的質量一定大于________且小于________。(2)第二次實驗時，改變滑輪P2、P3的位置和相應繩上鉤碼的數(shù)量，使結點平衡，繩的結點________(選填“必須”或“不必”)與第一次實驗中白紙上描下的O點重合。實驗中，若桌面不水平________(選填“會”或“不會”)影響實驗的結論?！敬鸢浮?1)m3m(2)不必不會【解析】(1)若一根繩掛的質量為m，另一根繩掛的質量為2m，則兩繩子的拉力分別為mg、2mg，兩繩子拉力的合力F的范圍是|2mg－mg|≤F≤mg＋2mg，即mg≤F≤3mg，三力的合力為零，則第三根繩掛的質量范圍在m～3m之間，即第三根繩掛的質量一定大于m且小于3m。(2)本實驗不是先用一根繩拉，然后用兩根繩去拉，使一根繩拉的作用效果與兩根繩拉的作用效果相同，而是三根繩都直接拉O點，所以O點的位置可以改變，不必與第一次實驗中白紙上描下的O點重合。桌面不水平不影響作用效果的驗證，故不會影響實驗的結論。三、計算題(本題共2小題，共32分)14.(6分)如圖所示，質量為2kg的物體放在水平地面上，用原長為8cm的輕彈簧水平拉該物體，當其剛開始運動時，彈簧的長度為11cm，當彈簧拉著物體勻速前進時，彈簧長度為10.5cm，已知彈簧的勁度系數(shù)為200N/m，g＝10N/kg。求：(1)物體所受的最大靜摩擦力；(2)物體所受的滑動摩擦力大??；(3)物體與地面間的動摩擦因數(shù)?！敬鸢浮?1)6N(2)5N(3)0.25【解析】(1)物體所受的最大靜摩擦力就等于物體剛開始滑動時的彈簧拉力大小，由胡克定律可求得F1＝kΔx＝200×0.03N＝6N因此最大靜摩擦力大小為6N。(2)勻速前進時，彈簧伸長2.5cm。則彈簧的拉力等于滑動摩擦力。所以滑動摩擦力Ff＝kΔx′＝200×0.025N＝5N。(3)根據(jù)受力分析知，地面對物體的支持力FN＝mg＝20N，又Ff＝μFN，則物體與地面間的動摩擦因數(shù)為μ＝eq\f(Ff,FN)＝eq\f(5,20)＝0.25。15.(8分)如圖所示，光滑固定斜面上有一個質量為10kg的小球被輕繩拴住懸掛在天花板上，已知繩子與豎直方向的夾角為45°，斜面傾角為30°，整個裝置處于靜止狀態(tài)。求：(g取10m/s2，所有結果均保留3位有效數(shù)字)(1)繩中拉力的大小和斜面對小球支持力的大?。?2)若另外用一個外力拉小球，能夠把小球拉離斜面，求最小的拉力的大小?！敬鸢浮?1)51.8N73.2N(2)70.7N【解析】(1)如圖，水平豎直建立直角坐標系，對小球受力分析：水平方向FTsin45°＝FNsin30°豎直方向FTcos45°＋FNcos30°＝mg聯(lián)立解得FT＝51.8N，F(xiàn)N＝73.2N。(2)對小球受力分析，利用三角形定則：16.(10分)(2020·湖北高二開學考)小園想用以下兩種方式提起重物。圖甲是一用鉸鏈固定于O點的桿，通過繩PA將掛于P端的重物提起；圖乙是一固定于O′的桿(斜角恒定為67°)，其另一端N有一光滑輕質滑輪，繩CD繞過滑輪提起重物。當圖甲中桿與水平面成67°夾角時，繩與水平方向夾角為30°；圖乙中繩與水平方向夾角也為30°，已知重物的重力為100eq\r(3)N，則此