2011届高中物理《相互作用》专题练习 新人教版必修1

用心 爱心 专心1 相互作用相互作用 1 如图所示 在水平力 F 作用下 A B 保持静止 若 A 与 B 的接触面是水平的 且 F 0 则关于 B 的受力个数可能为 A 3 个 B 4 个 C 5 个 D 6 个 2 如图所示 质量均为 m 的物体 A B 通过一劲度系数 k 的弹簧相连 开始时 B 放在地面上 A B 均处于静止状态 现通过细绳将 A 向上拉起 当 B 刚要离开 地面时 A 上升距离为 L 假设弹簧一直在弹性限度内 则 A L B L 2mg k 2mg k C L D L mg k mg k 3 如图所示 一条细绳跨过定滑轮连接物体 A B A 悬挂起来 B 穿在一根竖直 杆上 两物体均保持静止 不计绳与滑轮 B 与竖直杆间的摩擦 已知绳与竖直 杆间的夹角 则物体 A B 的质量之比 mA mB等于 A cos 1 B 1 cos C tan 1 D 1 sin 4 如图所示 质量为 m 的木块 P 在质量为 M 的长木板 ab 上滑行 长木板放 在水平地面上一直处于静止状态 若长木板 ab 与地面间的动摩擦因数为 1 木块 P 与长木板 ab 间的动摩擦因数为 2 则长木板 ab 受到地面的摩 擦力大小为 A 1Mg B 1 m M g C 2mg D 1Mg 2mg 5 如图所示 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 A 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 拉力大小应是 2mgsin D 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 6 一轻杆 BO 其 O 端用光滑铰链铰于固定竖直杆 AO 上 B 端挂一重物 且系一 细绳 细绳跨过杆顶 A 处的光滑小滑轮 用力 F 拉住 如图所示 现将细绳缓慢 往左拉 使杆 BO 与杆 AO 间的夹角 逐渐减小 则在此过程中 拉力 F 及杆 BO 所受压力 FN的大小变化情况是 A FN先减小 后增大 B FN始终不变 C F 先减小 后增大 D F 逐渐减小 7 A B C 三个物体通过细线和光滑的滑轮相连 处于静止状态 如图所示 C 是一箱砂子 砂子 和箱的重力都等于 G 动滑轮的质量不计 打开箱子下端开口 使砂子均匀流出 经过时间 t0流 完 则下图中的哪个图线表示在这个过程中桌面对物体 B 的摩擦力 Ff随时间的变化关系 8 如图所示 一固定斜面上两个质量相同的小物块 A 和 B 紧挨着匀速下滑 A 与 B 的接触面光滑 已知 A 与斜面之间的动摩擦因数是 B 与斜面之间动摩擦 因数的 2 倍 斜面倾角为 B 与斜面之间的动摩擦因数是 A tan B cot C tan D cot 2 3 2 3 9 长直木板的上表面的一端放置一个铁块 木板放置在水平面上 将放置铁块的一端由水平位置缓 慢地向上抬起 木板另一端相对水平面的位置保持不变 如图所示 铁块受到的摩擦力 Ff随木板 倾角 变化的图线在图中正确的是 设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小 10 如图所示 倾角为 的斜面体 C 置于水平面上 B 置于斜面上 通过细 绳跨过光滑的定滑轮与 A 相连接 连接 B 的一段细绳与斜面平行 A B C 都处于静止状态 则 A B 受到 C 的摩擦力一定不为零 B C 受到水平面的摩擦力一定为零 C 水平面对 C 的支持力与 B C 的总重力大小相等 D 若将细绳剪断 B 物体依然静止在斜面上 水平面对 C 的摩擦力为零 11 为了探究弹簧弹力 F 和弹簧伸长量 x 的关系 某同学选了 A B 两根规 格不同的弹簧进行测试 根据测得的数据绘出如图所示的图象 从图象 上看 该同学没能完全按实验要求做 使图象上端成为曲线 图象上端 成为曲线的原因是 B 弹簧的劲度系数为 若 要制作一个精确度较高的弹簧测力计 应选弹簧 填 A 或 B 12 在 验证力的平行四边形定则 的实验中 需要将橡皮条的一端固定在 水平木板上 另一端系上两根细绳 细绳的另一端都有绳套 如图 14 实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套 并互成角度地拉橡皮条 使橡皮条伸长 结点到达某一位置 O 某同学在做该实验时认为 A 拉橡皮条的绳细一些且长一些 实验效果较好 B 拉橡皮条时 弹簧测力计 橡皮条 细绳应贴近木板且与木板平面平行 C 橡皮条弹性要好 拉结点到达某一位置 O 时 拉力要适当大些 D 拉力 F1和 F2的夹角越大越好 其中正确的是 填入相应的字母 若两个弹簧测力计的读数均为 4 N 且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直 则 选填 能 或 不能 用一个量程为 5 N 的弹簧测力计测量出它们的合力 理由是 13 如图所示 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 m 30 kg 人的质量 M 50kg g 取 10 m s2 试求 此时地面对人的支持力的大小 轻杆 BC 和绳 AB 所受力的大小 用心 爱心 专心2 14 如图所示 光滑小圆环 A 吊着一个重为 G1的砝码套在另一个竖直放置的大圆环上 今有一细绳 拴在小圆环 A 上 另一端跨过固定在大圆环最高点 B 处的一个小滑轮后吊着一个重为 G2的砝码 如果不计小环 滑轮 绳子的重量大小 绳子又不可伸长 求平衡时弦 AB 所对的圆心角 15 雨滴接近地面的过程可以看做匀速直线运动 此时雨滴的速度称为收尾速度 某同学在一本资料 上看到 雨滴的收尾速度 v 与雨滴的半径 r 成正比 由此该同学对雨滴运动中所受的阻力 F 作了 如下几种假设 阻力只与雨滴的半径成正比 即 F kr k 为常数 阻力只与速度的平方成正比 即 F kv2 k 为常数 阻力与速度的平方和半径的乘积成正比 即 F krv2 k 为常数 你认为哪种假设能够解释雨滴收尾速度与半径成正比这一关系 请写出推导过程 16 如图所示 光滑匀质圆球的直径 d 40 cm 质量为 M 20 kg 悬线长 L 30 cm 正方形物块 A 的厚度 b 10 cm 质量为 m 2 kg 物块 A 与墙之间的动摩擦因数 0 2 现将物块 A 轻放 于球和墙之间后放手 取 g 10 m s2 求 墙对 A 的摩擦力为多大 施加一个与墙面平行的外力于物体 A 上 使物体 A 在未脱离圆球前贴着墙沿水平方向做加速度 a 5 m s2的匀加速直线运动 那么这个外力的大小和方向如何 17 如图所示 一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演 如果演员与独轮车的总质量为 80 kg 两侧的 钢索互成 150 夹角 求钢索所受拉力有多大 钢索自重不计 取 cos 75 0 259 18 如图所示 一球 A 夹在竖直墙与三角劈 B 的斜面之间 三角劈的重力为 G 劈的底部与水平地面 间的动摩擦因数为 劈的斜面与竖直墙面是光滑的 问 欲使三角劈静止不动 球的重力不能 超过多 大 设劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力 19 一光滑圆环固定在竖直平面内 环上套着两个小球 A 和 B 中央有孔 A B 间由细绳连接着 它们处于如图所示位置时恰好都能保持静止状态 此情况下 B 球与环中心 O 处于同一水平面 上 A B 间的细绳呈伸直状态 且与水平线成 30 角 已知 B 球的质量为 3 kg 求细绳对 B 球 的拉力和 A 球的质量 g 取 10 m s2 20 有人想水平地拿一叠书 他用手在这些书的两端加一压力 F 225 N 如图所示 如每本书的质 量为 0 95 kg 手与书之间的静摩擦因数为 0 45 书与书之间的静摩擦因数为 0 40 求此人可能 拿书的最大数目 g 取 9 8 m s2 用心 爱心 专心3 参考答案 1 BC 对于 B 物体 一定受到的力有重力 斜面支持力 A 的压力和 A 对 B 的摩擦力 若以整体 为研究对象 当 F 较大或较小时 斜面对 B 有摩擦力 当 F 大小适当时 斜面对 B 摩擦力为零 故 B 可能受 4 个力 也可能受 5 个力 2 A 拉 A 之前 A 静止时 mg kx1 弹簧的压缩量为 x1 当 B 刚要离开地面时 弹簧的伸长量为 x2 mg kx2 所以 A 上升的距离为 L x1 x2 故 A 正确 2mg k 3 B 对 A B 受力分析可知 mAgcos mBg 则有 mA mB 1 cos B 项正确 4 C 若长木板 ab 未动即地面对长木板 ab 的摩擦力为静摩擦力 由于 P 在长木板 ab 上滑动 即 P 对长木板 ab 的摩擦力大小为 2mg 由平衡条件可知地面对 ab 的静摩擦力大小为 2mg 5 C 对放在斜面上的滑块进行受力分析 当 mgsin mgcos 即 tan 时 滑块受力平衡 若先前静止 则滑块静止 若有向下的初速度 则做匀速运动 A 中 tan 滑块静止在斜面 上不会下滑 B 中 滑块要加速下滑 C 中 拉力沿斜面向上 滑动摩擦力向下 则拉力的大小 为 2mgsin D 中 滑块沿斜面向下匀速滑动 不需要外力作用 6 BD 取 BO 杆的 B 端为研究对象 受到绳子拉力 大小为 F BO 杆的支持力 FN和悬挂重物的绳子的拉力 大小为 G 的作用 将 FN与 G 合成 其合力与 F 等值反向 如图所示 得到一个力三角形 如图中画斜线部分 此力三角形 与几何三角形 OBA 相似 可利用相似三角形对应边成比例来解 如图所示 力三角形与几何三角形 OBA 相似 设 AO 高为 H BO 长为 L 绳长 AB 为 l 则由对应边成比例可得 N FGF HLl 式中 G H L 均不变 l 逐渐变小 所以可知 FN 不变 F 逐渐变小 7 B 选择 A B 整体作为研究对象 由于这个整体开始处于静止状态 所以后来应该一直处于静止 状态 整体共受到 5 个力的作用 即 重力 G GA GB 支持力 FN 静摩擦力 Ff 两根绳子的 拉力 F1和 F2 其中 F1 F2 根据平衡条件得 Ff F1 F2 GC 所以当砂子均匀流出时 B 正 GC 2 确 8 A A B 两物体受到斜面的支持力均为 mgcos 所受滑动摩擦力分别为 FfA Amgcos FfB Bmgcos 对整体受力分析结合平衡条件可得 2mgsin Amgcos Bmgcos 且 A 2 B 解之得 B tan A 项正确 2 3 9 C 本题应分三种情况进行分析 当 0 arctan 为铁块与木板间的动摩擦因数 时 铁块相对木板处于静止状态 铁块受静摩擦力作用 其大小与重力沿木板 斜面 方向分力大小 相等 即 Ff mgsin 0 时 Ff 0 Ff随 的增大按正弦规律增大 当 arctan 时处 于临界状态 此时摩擦力达到最大静摩擦力 由题设条件可知其等于滑动摩擦力大小 当 arctan 90 时 铁块相对木板向下滑动 铁块受到滑动摩擦力的作用 可知 Ff FN mgcos Ff随 的增大按余弦规律减小 10 D 若绳对 B 的拉力恰好与 B 的重力沿斜面向下的分力相等 则 B 与 C 间的摩擦力为零 A 项 错误 利用整体法判断 C 一定受到水平面向左的摩擦力 B 项错误 同理在竖直方向利用整体 法判断 水平面对 C 的支持力小于 B C 的总重力 C 项错误 利用整体法判断 BC 系统在水平 方向不受外力作用 D 项正确 11 拉力过大 超过了弹簧的弹性限度 100 N m A 在弹簧的弹性限度以内 弹力与形变量是成正比的 图象上端出现弯曲是因为拉力过大 超过了 弹簧的弹性限度 由胡克定律得 x F k 则图线斜率的倒数等于弹簧的劲度系数 k 100 N m 精 确度高意味着相同拉力下形变量大 相同刻度线下最小分度值小 故应选用劲度系数小的弹簧 A 12 A B C 不能 量程太小 拉力 F1和 F2的夹角越大 而合力小 作图时相对误差太大 正确的选项为 A B C 若两个弹簧测力计的读数均为 4 N 且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直 则其合力为 4 N 5 2 N 故不能用一个量程为 5 N 的弹簧测力计测量出它们的合力 13 因匀速提起重物 则 FT mg 且绳对人的拉力为 mg 所以地面对人的支持力为 FN Mg mg 50 30 10 N 200 N 方向竖直向上 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 FAB 2mgtan30 2 30 10 N 200 N 3 33 FBC N 400 N 2mg cos30 2 30 10 3 23 14 以小圆环 A 为研究对象 它受到的力有 竖直绳对它的拉力 F1 G1 其方向竖 直向下 AB 绳对它的拉力 F2 G2 其方向沿 AB 方向 大圆环对它的弹力 FN 其方向沿半径指向圆外 在 F1 F2 FN三力的共同作用下 小圆环处于平 衡状态 将小圆环 A 所受的三个力利用力的合成和力的分解 组成三角形 如图所示 由几何关 系得 OAB 与 FNAF2 相似 得 N1 2 OAOBAB FF F 所以 FN F1 sin 将 F1 G1 F2 G2代入 解得 2arcsin 2 1 2F2 F1 G2 2G1 15 雨滴达到收尾速度状态时 处于平衡状态 只受重力和空气阻力 F 由平衡条件得 F G mg r3 g r 分别为雨滴的半径 密度 由题意知 v k1r k1为常数 4 3 解得 F rv2 krv2 式中 k 由推导知 阻力与速度的平方和半径的乘积成正比 4 g 3k2 1 4 g 3k2 1 即 F krv2假设才能解释 v r 16 球与物体 A 的受力图分别如图所示 对球有 tan 3 4 FN Mgtan 150 N 对物体 A 有 Ff FN 球 FN 30 N mg 所以 A 物体处于静止状态 静摩擦力 Ff mg 20 N A 沿水平方向运动 面对着墙看 作出 A 物体在 竖直平面内的受力图如图所示 有 Fsin mg Fcos FN ma 解出