第三章相互作用练习和习题解答

1、第三章相互作用练习和习题解答练习一(1) 举出几个实例，说明力是物体之间的相互作用.答：放在课桌上的书本对课桌施加了压力，同时课桌对它有支持力；踢足球时，脚对足球有弹力的作用，同时受到足球的弹力.(2) 画出以下几个力的图示，并指出受力物体和施力物体.a 人对车水平向右的推力 250N.b. 铁锤对钉子竖直向下的打击力 400N.c. 水对船竖直向上的浮力 3.5 X 105N.答：人对车水平向右的推力如图1 1.铁锤对钉子竖直向下的打击力如图1 2.水对船竖直向上的浮力如图1 3.50W.100N011* F匿1 1-1图 1-2图 1-3(3) 画出下面几个物体受到的重力的图示.a. 放在

2、水平桌面上的质量 mi= 0.05kg的墨水瓶.b. 竖直向上飞行的质量 mi= 2X 103kg的火箭.c. 沿着滑梯下滑的质量m 30kg的小孩.抛出后在空中飞行的质量vm= 4kg的铅球.01 0X1OS1I團1-4答：a：如图1 4所示.b:如图1 5所示.c：如图1 6所示.d:如图1 7所示.圉1-5图1-69. 3F怪1 1-7（4）重量为12N质量分布均匀的等厚正三角形薄板，被一根细绳悬吊着静止（图1 8）.试求出薄板重心的位置.根据初中学过的二力平衡条件，求出绳对 薄板作用力的大小和方向，画出薄板受力的图示.團1-9答：三角形三条中线的交点是三角形的几何重心，均匀正三角形薄板

3、的重心 就在正三角形的几何重心上（图19中的C点）.作用在薄板上的重力 G和绳的 拉力F平衡，由二力平衡条件可知，F = G= 12N, F的方向竖直向上.图1 9 是薄板的受力图.(1) 在水平桌面上有两个球，它们靠在一起，但不互相压挤，它们之间有弹 力的相互作用吗？为什么？答：没有因为两球不互相压挤，没有发生形变.(2) 停放在地板上的篮球，受到几个力的作用？施力物体各是什么物体？各 是哪种性质的力？各力的方向是怎样的？画出篮球受力的示意图.答：受到重力和地板的支持力重力的施力物体是地球，方向竖直向下支 持力的施力物体是地板，是弹力，方向竖直向上.篮球受力的示意图略.(3) 用两根绳子把一

4、个小工艺品挂起来(图1 10)，小工艺品受到几个力的作 用？各是什么物体对它的作用？各是哪种性质的力？各力的方向是怎样的？画 出受力的示意图.答：小工艺品受到3个力的作用：重力G两根绳子的拉力Fa和Fb.重力 竖直向下.拉力是弹力，沿着绳子的方向.受力图如图1 11所示.團 1-11(4) 质量均匀的钢管，一端支在水平地面上，另一端被一根竖直绳悬吊着(图1 12)，钢管受到几个力的作用？各是什么物体对它的作用？各是哪种性质的 力？各力的方向是怎样的？画出钢管受力的示意图.g 1-12圉ri3答：钢管受到3个力的作用：重力G,地面的支持力F1,绳的拉力F2(图1 13).重力G的方向竖直向下.地

5、面支持力F1的施力物体是地面，方向垂直于 水平地面竖直向上，是弹力绳的拉力的施力物体是绳，方向沿着绳竖直向上， 是弹力.(5) 个重量 3 10N的物体静止地放在斜面上，斜面的倾角(斜面与水平面 的夹角)为45,斜面对物体的支持力F= 7N.画出所给情景的示意图，并选择 一定的标度，画出重力G和支持力F的图示.答：如图1 14所示.(1) 手压着桌面向前移动，会明显地感觉到有阻力阻碍手的移动.手对桌面 的压力越大，会感到阻力越大.试一试，并说明道理.答：手压着桌面向前移动时手受到桌面的滑动摩擦力作用，滑动摩擦力的方 向与手指移动的方向相反，阻碍手的移动.滑动摩擦力的大小与压力成正比，手 对桌面

6、的压力越大，滑动摩擦力也越大，阻力就越大.(2) 重量为100 N的木箱放在水平地板上，至少要用 40N的水平推力，才能使它从原地开始运动.木箱与地板间的最大静摩擦力Fm=.木箱从原地移动以后，用38N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速运动.这 时木箱所受的滑动摩擦力F=.答：Fm= 40N, F= 38N.(3) 在上题中，如果用20N的水平推力推木箱，木箱是否会从原地移动？有没有相对运动的趋势？所受静摩擦力 F=.用80N的水平推力推着木箱运动，木箱所受的滑动摩擦力F=.答：用20N的水平力推木箱，木箱不会移动，但有相对运动的趋势.静摩擦 力F= 20N.滑动摩擦力F= 38N.(4) 用

7、20N的水平力拉着一块重量为 40N的砖，可以使砖在水平地面上匀速 滑动，求砖和地面之间的动摩擦因数.解：砖在地面上匀速滑动，砖和地面之间的滑动摩擦力F等于水平拉力，F=20N.砖在水平地面上，对地面的压力 Fn等于砖的重量，FnF 20N=40N,动摩擦因数|1 = = = 05rN 40N练习四(1) 有两个力，一个是8N, 个是12N,合力的最大值等于 ，最小值等于.答: 20N, 4N.(2)有两个力，一个是10N, 个是2N,它们的合力能等于5N, 10N, 15N吗？答：两个力的夹角为0时，合力最大，等于12N；两个力的夹角等于180 时，合力最小，等于8N.在夹角由0增大到180

8、的过程中，合力的大小逐渐 减小.即合力的大小在12N和8N之间.可见合力能够等于10N,不能等于5N和 15N.(3)用两根结实的绳子拉一辆陷在泥地里的车，两条绳对车的拉力都是 2000N,两绳互成45角.用作图法求出合力的大小和方向.1QODN答：如图1 15所示，选1cm的线段表示1000N的力，作出力的平行四边形, 用刻度尺量得表示合力F的对角线长3.7cm,所以合力的37大 bF = WOOXN= 3700RF是Fl和F2的角平分线，所以合力F与F1的夹角为22.5 .(4)两个力互成30角，大小分别是90N和120N.用作图法求出合力的大小 和方向如果这两个力的大小不变，两力间的夹角

9、变为 150，用作图法求出合 力的大小和方向.答：如图1 16所示，选1cm的线段表示30N的力，作出力的平 0行四边形，量旱表不合力F的对角线长6-合力F二30Xj-N=204N. F与F1的夹角为17.两力夹角为150时，解答略.练习五(1)在图1 17甲中已知力F和它的一个分力F1，在图1 17乙中已知力F 和两个分力的方向，在图1 32丙中已知力F和它的两个大小均为F的分力，用 作图法分别画出未知的分力.答：分别如图1 18甲、乙、丙所示.Q 1-17乙E) 1-19(2) 个物体的重量为20N,把它放在一个斜面上，斜面长与斜面高之比是 5： 3.把重力分解，求出平行于斜面使物体下滑的

10、分力和垂直于斜面使物体压紧 斜面的分力.解：由图1 - 19可知,3FGsine =G= 20NX = 12NACE = Gcos 9 = G 聖=G 皿仙=20NX 遁=】6N.2ACAC5(3) 把竖直向下的180N的力分解为两个分力，一个分力在水平方向上并等于 240N,求另一个分力的大小和方向.解：如图1-20,已知F= 180N, F1 = 240N.由直角三角形 OFF可得F3 = Jf? + F；二 300K由tan卑二三可得p=53F(4) 如图1 21所示，垂直作用在帆上的风力F= 2X 1MN. F沿着船身方向的 分力F1使帆船前进，垂直于船身方向的分力 F2使船身侧移设F

11、与船身方向成 45角，则分力 F1 =，分力F2 =.图 1-21解：F1 = Fcos45= 2X 1Q4NX cos45= 1.4 X 104N.F2= Fcos45= 1.4 X 10 4N.习题(1) 水平射出的箭，斜向上方投出的篮球，斜向下方击出的网球 它们各受几个力的作用？画出受力示意图.不计空气阻力.（图 1 22）， 1-22答：都只受到重力的作用.受力图略.(2) 放在水平光滑冰面上的木块，受到斜向上方的拉力F,沿冰面向右运动(图 1 23).画出木块的受力示意图.图 1-23所谓光滑，是指木块与冰面间的摩擦力很小，可以忽略不计.答：如图1-24所示.(3) 如图1 25所示

12、，一个球停放在两块光滑夹板 a和b中间球受几个力 的作用？画出受力示意图.答：球受a板的支持力Fa、b板的支持力Fb和重力G的作用如图1-26 所示.图 1-25图 1-26(4)把竖直向下的150N的力F分解为两个分力，分力F1水平向东，分力F2 的方向和竖直方向成30角，试作出力的分解的图示，分别用作图法和计算法 求出两个分力的大小.F團 1-27解：如图1 27所示,=173.2N,cos a=86.6N.用作图法求解，略.(5) 只啤酒瓶，在下列情况下是否受到摩擦力？如果受到，摩擦力的方向 如何？a啤酒瓶放在粗糙水平桌面上静止.b. 啤酒瓶放在倾斜的桌面上静止.c. 啤酒瓶被握在手中，

13、瓶口朝上.d. 啤酒瓶压着一张纸，挡住啤酒瓶把纸抽出时.答：a.不受摩擦力.b.受到摩擦力，方向沿倾斜的桌面向上.c受到摩擦力，方向竖直向上.d.受到摩擦力，方向与抽出纸的方向相同.(6) 如图1 28所示，为了防止电线杆倾倒，常在两侧对称地拉上钢绳.设 两条钢绳间的夹角是60，两条钢绳的拉力都是 300N求两条钢绳作用在电线 杆上的合力.图 1-30解：以5mm长的线段表示100N的力，作出力的平行四边形，如图1 29所 示.用刻度尺量得合力F的对角线长26mm合力的大小F= 100XyN=520K由于两条撫电对称且拉力相等，可判断合力的方向竖直向下.(7) 两人共提一桶水(图1 30),提

14、绳间的夹角大些省力，还是小些省力？说 明理由，并用橡皮筋做个简单的实验，证明你的结论.答：夹角小些省力.两人所用的力的合力应等于桶和水所受的重力，即此合力的大小是一定的夹角小些，两人用较小的力，合成后即等于此一定的合力.参考题(1) 一个球在墙角处挨着竖直墙壁 a停放在水平地板b上，在图1 31给出 的球的受力示意图中，正确的是哪个图？图中的 G表示球所受的重力，Fa表示 墙壁a对球的作用力，Fb表示地板b对球的作用力.S 1-31答：乙图正确.(2) 下列说法中正确的是：A .两个互相接触的物体之间一定有弹力作用.B. 个物体静止在另一个物体的表面上，它们之间一定不存在摩擦力的作 用.C.

15、两物体之间如果有弹力的作用，就一定有摩擦力的作用.D. 两物体之间如果有摩擦力的作用，就一定有弹力的作用.答：D.(3) 个物体在压力F的作用下静止在竖直墙壁上，如图 1 32所示.画出 物体受力示意图.在作图之前，依次回答下列问题：a设想墙壁是光滑的，物体还会静止在墙壁上吗？物体对墙壁的相对运动 方向如何？b.现在物体静止在墙壁上，物体对墙壁有没有相对运动趋势？相对运动趋 势的方向如何？C.静止在墙上的物体除了受到压力 力的作用？此力的方向如何？答：a.不会.相对运动方向向下.b.有.相对运动趋势方向向下.c静摩擦力F/.方向向上.F、重力G和墙壁支持力Fn,还受什么图 1-32團 1-33物体受力示意图如图1 33所示.(4) 图1 34表示用平行四边形定则求三个力 F1、F2、F3的合力F,先求出F1、F2的合力，再求出这个合力与 F3的合力F.改变求和的顺序，再用平行四 边形定则求出这三个力的合力.合力的大小和方向跟求和的顺序有关吗？答：如图1 35所示.合力的大小和方向跟求合力的顺序无关.H 1-34图 1-35(5) 有大小分别为4N 9N、11N的三个力，它们彼此之间的夹角可以变化， 它们的合力的最大值是多大？最小值是多大？答：当三个力的方向相同时合力最大，为 24N;