高中物理 章节复习与测试

第三章第三章 相互作用相互作用 单元小结单元小结 考纲解读考纲解读 知识内容知识内容考纲要求考纲要求说明说明 滑动摩擦力 动摩擦因 数 静摩擦力 形变 胡 克定律 矢量和标量 力的合成和分解 对于 滑动摩擦力 动摩擦因数 静摩擦力 一般不要求判断不在一条直线上做相对运动时的 滑动摩擦力方向 而 形变 胡克定律 多个弹 簧的串 并联问题不作要求 其中的 I 的含义如下 I 相当于课程标准中的 了解 和 认识 即对所列知识要知道其内容及含义 并能在有关问题中识别和直接使用 相当于课程标准中的 理解 和 应用 即对所列知识要理解其确切含义及 其他知识的联系 能够进行叙述和解释 并能在实际问题的分析 综合 推理和判断等过 程中运用 相互作用 这部分内容可能单独命题 并且均是以选择题的形式出现 更多的是结 合共点力的平衡条件 牛顿运动定律 功和功率等以选择题和计算题的形式出题 解决这类 问题的关键是对物体进行受力分析 知识梳理知识梳理 一 三种常见力的比较一 三种常见力的比较 力 产生原因 条件 产生原因 条件 大小大小方向方向作用点作用点 重力 由于地球对物体 的吸引而产生 G mg竖直向下重心 弹力 物体直接接触且 相互挤压 弹簧的弹力 F kx 其他弹力一般 根据物体的运动状态由平衡条 件或牛顿运动定律求解 与受力物体 的形变方向 相同 在物体的接 触面上 一 定条件可平 移到物体重 心上 摩擦力 物体直接接触 相互挤压 接触面粗糙 有相对运动或相 对运动趋势 静摩擦力 0 Ff FfM 静摩擦力的大小一般根据物体 的运动状态由平衡条件或牛顿 运动定律求解 滑动摩擦力 Ff FN 沿接触面的 切线与相对 运动或相对 运动趋势方 向相反 在物体的接 触面上 一 定条件可平 移到物体重 心上 1 重心重心 物体的重心跟物体的形状及质量分布情况有关 质量分布均匀的有规则形状 的物体的重心在其几何中心上 重心不一定在物体上 2 2 弹力的方向弹力的方向 在接触面上产生的弹力的方向一定与接触面垂直 绳产生的弹力方向一定沿绳且指向绳收缩的方向 而杆产生的弹力可沿杆收缩的方向 可沿杆伸长的方向 也可不沿杆的方向 3 3 摩擦力的特性摩擦力的特性 1 接触性 接触性 摩擦力是接触力 物体之间只有相互接触才有可能产生摩擦力 它是摩 擦力产生的必要条件 2 被动性 被动性 摩擦力是被动力 即摩擦力随外界条件变化而发生变化 受外来的因素 制约 3 3 与接触面的大小无关性 与接触面的大小无关性 滑动摩擦力的大小取决于两接触面的粗糙程度以及它们 之间的正压力 与接触面的大小无关 4 4 静摩擦力和滑动摩擦力的计算静摩擦力和滑动摩擦力的计算 在计算摩擦力的大小时 首先要判断是静摩擦力还是滑动摩擦力 以便采用合适的方 法求解 注意 注意 并非只有静止的物体才受到静摩擦力的作用 运动的物体也可能受到静摩擦力 的作用 反之 并非只有运动的物体才受到滑动摩擦力的作用 静止的物体也可能受到滑 动摩擦力的作用 5 5 摩擦力方向的判断 摩擦力方向的判断 判断摩擦力的方向时 特别要注意 相对 二字 摩擦力的方向总是与物体的相对运动或相对运动趋势方向相反 但不一定与物体的运 动方向相反 即摩擦力可以是阻力 也可以是动力 二 力的合成与分解二 力的合成与分解 一 合力与分力的关系 一 合力与分力的关系 1 等效性等效性 等效性 是指力的相互代替要保证力的效果不变 力的合成的平行四 边形定则是经过等效性检验的 因此是可靠的 具体来说 如果一个力 F 的作用效果与力 的作用效果相同 那么 F 就是 的合力 就是 F 的两个分力 1 F 2 F 1 F 2 F 1 F 2 F 2 力和分力必共点力和分力必共点 即合力与分力必定作用在同一个物体上 也就是说 只有共点 的两个力才能谈它们的合力 3 合力与分力的位置关系合力与分力的位置关系 可以简记为 合力在中间 分 力在两边 如图 1 所示 4 合力与分力的大小关系合力与分力的大小关系 合力可以比分力大 也可等于 分力 也可比分力小 1 两个共点力的合力 F 随两个分力夹角的增大而减小 2 对于大小相等的两个共点力 当其夹角为时 其合力大小与两个分力大小120 相等 且在两个分力交加的平分线上 5 合力与分力的替代关系 合力与分力的替代关系 是指在进行力的合成活力的分解的计算时 若考虑合力 不能再考虑分力 若考虑分力 不能再考虑合力 注意注意 1 合力与分力不是同时作用在物体上 在受力分析时一定注意 2 分力在数量上是两个或两个以上 而合力在数量上只有一个 3 只有同一物体同时所受的力方能合成 4 不同性质的力也可以合成 因为合力与分力是作用效果上的一种等效 二 力的合成 二 力的合成 1 力的合成必须遵守平行四边形定则力的合成必须遵守平行四边形定则 力的合成是唯一的 常见的有以下几种情况 1 只受两力情况 合力范围 F1 F2 F F1 F2 合成法则 遵循平行四边形定则 在两分力 F1 F2的大小不变的情况下 合力 F 的大小随两分力间夹角的增大而减 小 合力可能大于 等于或小于分力 2 求三个或三个以上共点力的合力 O F2 分力 图 1 F1 分力 F 合力 合力范围 0 F F1 F2 F3 合成法则 先将其中两个分力合成 再将这两个分力的合力和另一分力合成就得到 三力的合力 多于三力的合力依此次类推 合力可能大于 等于或小于分力 2 2 合力的最小值的判定方法 三个力的合成 合力的最小值的判定方法 三个力的合成 用三个力中最大的一个力的值减去其余两个力 其结果为正 则这个正值为三个 力合力的最小值 将其中的任意两个力先合成 确定出这两个力的合力的取值范围 若余下的第三 个力在两个力的合力范围之内 则三个力的合力的最小值为零 若不在合理范围之内 则合力的最小值为其中最大的一个力的值减去其余两个力的值 三 力的分解 三 力的分解 没有条件限制 一个已知力可分解为无数对分力 若要得到确定的解 则须给出一些 附加条件 1 已知两个分力的方向 力的分解是唯一的 正交分解及按力的实际作用效果进行 分解均属于该种情形 2 已知一个分力的大小和方向 力的分解也是唯一的 3 已知一个分力 F1的方向 设 F1与合力 F 的夹角为 和另一个分力 F2的大小 力的分解有三种可能 若 F2Fsin 力的分解有两组解 四 力的合成与分解的求解方法 四 力的合成与分解的求解方法 力的合成与分解都遵循平行四边形定则或三角形定则 但在处理实际问题时 又有不 同的方法和技巧 1 正交分解法正交分解法 将力沿选定的两个互相垂直的方向进行分解 便于运用代数运算来解决矢量运算问题 正交分解往往是为了最终求出合力 特别是在求解多个力的合成时 经常采用此法 2 矢量三角形法矢量三角形法 把两个分力首尾相接 连接从始端到末端的有向线段 即表示它们的合力 运用本法 关键是弄清分力或合力与三角形的各边的对应关系 3 作图法作图法 所谓作图法 就是将已知力用图示的方法表示出来 然后按照平行四边形定则做出相 应的平行四边形 作出其对角线就是原来两个力的合力 若是两个以上的力作用在一个物 体上 也可以应用平行四边形定则求出它们的合力 方法上利用上述方法先求出其中任意 两个力的合力 再求出这个合力跟第三个力的合力 直到把所有的力都合成进去 此外 还有计算法 图解法 填补法 代换法等等 在解决实际问题时灵活选择合适 的求解方法 不仅能节省时间 达到事半功倍的效果 更重要的是能培养创新能力和提高 思维的发散性 单元测试单元测试 相互作用相互作用 章末复习测试卷章末复习测试卷 时间时间 100 100 分钟分钟 满分满分 120 120 分分 一 选择题 一 选择题 本题包括 12 个小题 每小题 4 分 共 48 分 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 选错或不选的不得分 1 下列说法中正确的是 A 不相互接触的物体之间也会产生力的作用 可见力是可以离开物体而独立存在的 B 只要确定了力的大小和方向 那么这个力就完全确定了 C 画某力的图示时 选定的标度不同 那么表示这个力的线段的长度也不同 但箭 头的指向是相同的 D 日常生活中 人们常用天平来测量力 2 如图 1 所示 一辆拖拉机停在水平地面上 下列说法中正确的是 A 地面受到了向下的弹力 是因为地面发生了弹性形变 拖拉机没有发生形变 所以拖拉机不受弹力 B 地面受到了向下的弹力 是因为地面发生了弹性形变 拖拉机受到了向上的弹力 是因为拖拉机发生了形变 C 拖拉机受到了向上的弹力 是因为地面发生了形变 地面受到了向下的弹力 是因为拖拉机发生了形变 D 以上说法都不正确 3 如图 2 所示重为G的一本书 静止在水平桌面上 下面相关说法中正确的是 A 书所受重力是由于地球的吸引而产生的 B 书所受弹力是由于书发生微小形变而产生的 C 桌面所受弹力是由于桌面发生微小形变而产生的 D 书所受重力与桌面的弹力是一对平衡力 4 09 年马鞍山市高一质量检测卷 两个物体相互接触 关于接触处的弹力和摩擦力 以下说法中不正确的是 A 一定有弹力 但不一定有摩擦力 B 如果有弹力 则一定有摩擦力 C 如果有摩擦力 则一定有弹力 D 如果有摩擦力 则其大小一定与弹力成正比 5 如图 3 所示 体重为 60kg 的武术运动员 两脚蹬在两堵墙上而站立 若运动员的脚跟墙面间的动摩擦因素为 0 5 两堵墙之间的距离和运动员的 腿长相等 关于运动员跟墙之间的摩擦力大小 正确的是 g 10m s2 A 一定等于 600N B 可能等于 600N C 可能大于 600N D 可能小于 600N 6 如图 4 所示 沿光滑水平面运动的小滑块 当它冲上光滑的斜面时 它受到的力是 A 重力 弹力 上冲力 B 重力 弹力 C 重力 弹力 下滑力 D 重力 弹力 上冲力 下滑力 7 如图 5 所示 用弹簧测力计来拉静止在水平桌面上的木块 A 逐渐增加拉力 直到 木块运动为止 这一探究性的实验是用来说明 A 静摩擦力大小不是一个固定的值 B 静摩擦力有一个最大限度 C 动摩擦因数与接触面的材料及粗糙程度有关 D 作用力和反作用力大小总是相等 8 用大小为 100N 的握力握住一个重为 40N 的瓶子 瓶子竖直处于静止状态 已 知手掌与瓶子间动摩擦因数 0 5 则 瓶子受到的摩擦力大小为 50N 瓶子受到的摩擦力大小为 40N 当握力进一步增大时 瓶子受到的摩擦力将成正比增大 图 2 图 3 图 4 当握力减小时 瓶子受到的摩擦力大小可能先保持不变后逐渐减小 以上说法正确的是 A B C D 9 如图 6 所示 某同学做引体向上时处于图示位置静止 两 手臂间的夹角为 60 已知该同学体重为 60kg 则该同学手臂的 拉力约为 A 30N B 200N C 300N D 600N 10 如图 7 所示 大小分别为 F1 F2 F3的三个力恰好围成 一个闭合的三角形 且三个力的大小关系是 F1 F2 F3 则下列四 个图中 这三个力的合力最大的是 11 如图 8 所示 小洁要在客厅里挂上一幅质量为 1 0kg 的画 含画 框 画框背面有两个相距 1 0m 位置固定挂钩 她将轻质细绳两端分别 固定在两个挂钩上 把画对称地挂在竖直 墙壁的钉子上 挂好后整条 细绳呈绷紧状态 设细绳能够承受最大拉力为 10N g 取 10m s2 则 细绳至少需要多长才不至于断掉 A 1 2m B 1 5m C 2 0m D 3 5m 12 如图 9 所示 这是斧头劈木柴的剖面图 图中 BC 边为斧头背 AB AC 为斧头的刃面 要使斧头更容易劈开木柴 则应该 A BC 边短一些 AB 边更短一些 B BC 边长一些 AB 边更短一些 C BC 边短一些 AB 边长一些 D AB 边长一些 BC 边更长一些 图 8 二 填空题 本题共填空题 本题共 3 3 个小题 共个小题 共 1818 分 分 13 4 分 静止在水平地面上质量为 50 kg 的物体 与水平面间的动摩擦因数为 0 2 取 10N kg 试求 g 1 当作用在该物体上的水平拉力为 30N 时 它所受的是 摩擦力 大小为 N 2 当作用力增大到 110N 时 物体刚好开始滑动 则物体与地面间的最大静摩擦力为 N 3 当物体滑动后要使其做匀速直线运动 则应对它施加 N 的水平拉力 14 4 分 如图 10 所示 为了防止电线杆倾倒 常在两侧对称地拉上 钢绳 设两条钢绳间的夹角为 60 两条钢绳对电线杆竖直向下的合力为 1000N 则每条钢绳的拉力大小为 3 15 10 分 在 探究求合力的方法 的实验中 某同学采取了以下三个步骤做实验 1 在水平放置的木板上固定一张白纸 把橡皮条的一端固定在木板上 另一端拴两根 细绳套 通过细绳套同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条 使它与细绳套的结点到达某 一位置 O 点 在白纸上记下 O 点和两个测力计F1和F2的示数 2 在白纸上根据F1和F2的大小 应用平行四边形定则作图求出它们的合力的大小 合 F 3 只用一个测力计通过细绳套拉橡皮条 使它的伸长量与两个测力计拉时相同 记下 此时测力计的示数 F 和细绳套的方向 以上三个步骤均有错误或疏漏 请指出它们错在哪里 在 1 中是 在 2 中是 在 3 中是 在 探究求合力的方法 的实验中 下述哪些方法可减少实验误差 A 两个分力 F1和 F2间的夹角要尽量大一些 B 两个分力 F1和 F2的大小要适当大一些 C 拉橡皮筋的细绳套要稍长一些 图 10 D 实验中 弹簧秤必须与木板平行 读数时视线要正对弹簧秤的刻度 3 计算题 本题共计算题 本题共 5 5 个小题 共个小题 共 5454 分分 16 12 分 一个重为 200N 的物体 放在水平面上 物体与平面间的动摩擦因数 0 1 试求该物体在下列几种情况下受到的摩擦力 1 物体静止时用 F 8N 的水平力向右拉物体 2 物体静止时用 F 30N 的水平力向右拉物体 3 物体以 15m s 的初速度向左运动 用 F 18N 的水平向右的力拉物体 17 10 分 用劲度系数 k 490 N m 的弹簧沿水平方向拉一木板 在水平桌面上做匀速 直线运动 弹簧的长度为 12 cm 若在木板上放一质量为 5 kg 的物体 仍用原弹簧沿水平方 向匀速拉动木板 弹簧的长度变为 14 cm 试求木板与水平桌面间的动摩擦因数 18 10 分 如图 9 所示 质量m的均匀球 置于内壁光滑的直 角容器OAB中处于静止状态 已知容器壁OA与水平面成 45 夹角 求 球对容器壁OA和容器壁OB的压力的大小分别是多少 19 10 分 表面光滑 质量不计的尖劈插在缝 A B 之间 如图 15 所示 在尖劈背上加一压力 F 求尖劈对 A 侧的压力和对 B 侧的压 力 20 12 分 物体在水平面上和倾角为 的斜面上都受到推力 F 的作用 如图 11 所示 试分 别说明两种情况推力 F 产生的作用效果 并求出每种情况下推力 F 的两个分力的大小 O AB 图 9 图 11 参考答案参考答案 1 C 提示提示 力不能离开物体而独立存在 故 A 错误 确定了力的大小 方向 作 用点 这个力才完全确定 故 B 错误 天平是用来测量物体质量的 弹簧测力计才是用来 测量力的 故 D 错误 2 C 提示提示 拖拉机停在水平地面上 与地面之间存在相互的弹力 因为地面发生了形 变而对拖拉机产生竖直向上的弹力 同理 由于拖拉机发生了形变而对地面产生向下的弹 力 故选项 C 正确 3 AD 提示 由重力的定义知 选项 A 正确 书所受桌面的弹力是由桌面的微小形变 而产生的 桌面所受书的弹力是由书发生微小形变而产生的 因此选项 B C 错误 书在重 力和弹力作用下处于静止状态 所以二力平衡 故选项 D 正确 4 ABD 提示提示 产生摩擦力的条件是接触面不光滑 物体间有相互的弹力 物体间有 相对运动 或趋势 所以物体间有弹力不一定有摩擦力 但若有摩擦力 则一定有弹力 故选项 C 正确 摩擦力的大小与压力不一定成正比 除了与接触面的粗糙程度有关外 还 与摩擦力性质有关 故选项 D 错误 5 A 提示提示 因运动员在竖直方向上平衡 故受向上的摩擦力一定等于重力 故 A 正 确 6 B 提示提示 根据力的作用的相互性可知 物体只受重力 施力物体为地球 斜面 对它的支持力 施力物体为斜面 上冲力 下滑力 无施力物体 所以这两个力不存 在 7 AB 8 C 提示提示 瓶子静止时手对瓶子的摩擦力是静摩擦力 增大握力时摩擦力仍等 于重力 当减小握力时 瓶子可能先仍受到静摩擦力 后受到滑动摩擦力 9 B 提示 人受到三个力作用 重力 两臂拉力 可以将两个拉力合成 求拉力 的合力 该合力与重力大小相等 也可以按重力产生的效果采用分解法 10 C 提示 根据力的三角形定则 求出三个力的合力判断可得 11 B 提示 当绳上力达到最大时 根据平行四边形定则做出力的三角形 结合三角 形相似可以求出 12 C 提示提示 根据力 F 的作用效果将其分解 作出分力 F 1 F2 的矢量图 如 右图 F 一定时 越小 F 1 F2 就越大 13 1 静 30 2 110 3 100 14 1000 N 提示提示 应用平行四边形定则画出钢绳拉力的合成图 如 图所示 根据正弦定理得 解得 F 1000N 120sin30sin 0 FF 15 1 中是 应记下两个细绳套的方向即F1和F2的方向 2 中是 应依据F1和F2的大小和方向作图 3 中是 应将橡皮条与细绳套的结点拉至同一位置 O 点 4 BCD 提示 在 探究求合力的方法 的实验中 在减少实验误差的方法中 两个分力 F1和 F2间的夹角要适当大一些 而不是尽量大 当夹角接近 180 时 两分 力的合力产生的效果并不明显 两个分力 F1和 F2的大小要适当大一些 这样合力产生 的效果较明显 有利于减小实验误差 拉橡皮筋的细绳套要稍长一些 这样在确定力 的方向时更准确 有利于减小实验误差 实验中弹簧秤必须与木板平行 确保两分力 在与木板平行的