1、1第二章 相互作用章末检测一、选择题1.如图所示,水平地面上堆放着原木,关于原木 P 在支撑点 M、N 处受力的方向,下列说法正确的是( )A.M 处受到的支持力竖直向上B.N 处受到的支持力竖直向上C.M 处受到的静摩擦力沿 MN 方向D.N 处受到的静摩擦力沿水平方向答案 A 支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体,因此 M 处受到的支持力垂直于地面竖直向上,N处受到的支持力过 N 垂直于切面斜向上,A 项正确、B 项错;静摩擦力方向平行于接触面与相对运动趋势的方向相反,因此 M 处受到的静摩擦力沿水平方向,N 处受到的静摩擦力沿 MN 方向,C、D 项都错误。2.如图所示,一物体在粗糙
2、水平地面上受斜向上的恒定拉力 F 作用而做匀速直线运动,则下列说法正确的是( )A.物体可能只受两个力作用B.物体可能受三个力作用C.物体可能不受摩擦力作用D.物体一定受四个力作用答案 D 物体受到竖直向下的重力、地面给的支持力、恒定拉力 F 和地面给的摩擦力四个力的作用,缺少一个,则物体受到的合力就不能为零,所以物体一定受四个力作用,D 项正确。3.图为节日里悬挂灯笼的一种方式,A、B 点等高,O 为结点,轻绳 AO、BO 长度相等,拉力分别为 FA、F B,灯笼受到的重力为 G。下列表述正确的是( )2A.FA一定小于 GB.FA与 FB大小相等C.FA与 FB是一对平衡力D.FA与 FB
3、大小之和等于 G答案 B 由题意知,A、B 两点等高 ,且两绳等长,故 FA与 FB大小相等,B 选项正确。若两绳夹角大于120,则 FA=FBG;若夹角小于 120,则 FA=FBmg=5 N,所以杆对环的弹力 FN垂直杆向下,杆对环还有沿杆向下的静摩擦力 Ff,则 FN与 Ff的合力应竖直向下,大小为 F 合 =F-mg=5 N,所以 FN=F 合 cos 30=N,Ff=F 合 sin 30=2.5 N,综上可知选项 D 正确。52 36.如图所示,一小球在斜面上处于静止状态,不考虑一切摩擦,如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕 O 点转至水平位置,则此过程中球对挡板的压力 F1和球对斜面的压
4、力 F2的变化情况是( )A.F1先增大后减小,F 2一直减小B.F1先减小后增大,F 2一直减小C.F1和 F2都一直减小D.F1和 F2都一直增大答案 B 小球受力如图甲所示 ,因挡板缓慢转动,所以小球处于动态平衡状态 ,在挡板转动过程中,小球所受三力(重力 G、斜面的支持力 FN、挡板的弹力 F)组合成的矢量三角形的变化情况如图乙所示(重力大小方向均不变,斜面对其支持力方向始终不变),由图可知此过程中斜面对小球的支持力不断减小,挡板对小球的弹力先减小后增大,再由牛顿第三定律知 B 对。47.木块 A、B 分别重 50 N 和 60 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为 0.25。夹在
5、A、B 之间的轻弹簧被压缩了 2 cm,弹簧的劲度系数为 400 N/m。系统置于水平地面上静止不动,现用 F=1 N 的水平拉力作用在木块 B 上,如图所示。力 F 作用后( )A.木块 A 所受摩擦力大小是 12.5 NB.木块 A 所受摩擦力大小是 11.5 NC.木块 B 所受摩擦力大小是 9 ND.木块 B 所受摩擦力大小是 7 N答案 C 对木块 B,未加力 F 时,木块 B 受力平衡,所受静摩擦力等于弹簧弹力 FfB=kx=8 N,施加力 F 后,由于 F+F 弹 G B,故 B 所受摩擦力仍为静摩擦力,其大小为 FfB=F+F 弹 =9 N。未加力 F 时,木块 A 受力平衡,
6、所受静摩擦力等于弹簧的弹力,F fA=kx=8 N,施加力 F 后,弹簧形变量没变,故 FfA=8 N,A、B 错。故 D 错,C对。8.某同学利用如图所示的装置验证力的平行四边形定则。图甲中 GE 是橡皮条,轻质小圆环挂在橡皮条的下端;图乙中用两个互成角度的拉力 F1、F 2将小圆环拉至 O 点;图丙中用一个拉力 F 将小圆环仍拉至O 点。下列说法正确的是( )A.进行图乙中的操作时,拉力 F1、F 2的方向一定相互垂直B.在图乙、丙中,橡皮条必须沿竖直方向拉伸C.在图乙、丙中,必须将小圆环拉至相同的位置5D.图乙操作完成后,可更换橡皮条,继续完成图丙所示的实验步骤答案 C 进行图乙中的操作
7、时 ,只需两拉力 F1、F 2的大小、方向明确 ,不一定相互垂直,选项 A 错误;图乙、丙中橡皮条拉伸的效果相同,都是将小圆环拉至相同的位置,不一定要沿竖直方向,图乙操作完成后,若更换橡皮条,则不能验证力的平行四边形定则,选项 C 正确,B、D 错误。二、非选择题9.某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验。实验时,先把弹簧平放在桌面上,用刻度尺测出弹簧的原长 L0=4.6 cm,再把弹簧竖直悬挂起来,在下端挂钩码,每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度 x,数据记录如下表所示。钩码个数 1 2 3 4 5弹力 F/N 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0弹簧的长度x/cm7.0 9.0
8、 11.0 13.0 15.0(1)根据表中数据在图中作出 F-x 图线;(2)由此图线可得,该弹簧劲度系数 k= N/ m; (3)图线与 x 轴的交点坐标大于 L0的原因是 。 答案 (1)如图所示(2)50 (3)弹簧自身重力的影响解析 (1)用作图法研究弹簧的弹力与其伸长量的关系 ,由于实验误差,依据实验数据描成的点有时不会完全在一条直线上,这时所作直线应尽量多地通过这些点,并使不在直线上的点尽量均匀分布在所作6直线两侧,明显与其他的点相差很远的点应该舍去。该题中所给出数据恰好可以在一条直线上,所以直接描点由刻度尺作图即可。(2)在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比。由 F=k
9、x 得 k= =50 N/m,即图线的斜率 F x为弹簧的劲度系数。(3)由于弹簧有一定重量,将其自然悬挂时的长度与平放时的长度不一样,平放时稍短一些,量取 L0时,应将弹簧一端固定在铁架台上的铁夹上,让其自然下垂,再用毫米刻度尺量得自然状态下的原长。10.如图所示,在光滑的水平杆上穿两个重均为 2 N 的球 A、B,在两球之间夹一弹簧,弹簧的劲度系数为10 N/m,用两条等长的线将球 C 与 A、B 相连,此时弹簧被压缩了 10 cm,两条线的夹角为 60,求:(1)杆对 A 球的支持力为多大?(2)C 球的重力为多大?答案 (1)(2+ ) N (2)2 N3 3解析 (1)A、C 球的受
10、力情况分别如图所示 :其中 F=kx=1 N对于 A 球,由平衡条件得:F=FT sin 30FN=GA+FT cos 30解得:F N=(2+ ) N3(2)由(1)可得两线的张力为:FT=2 N对于 C 球,由平衡条件得:2FT cos 30=GC7解得:G C=2 N311.如图所示,质量为 m1=5 kg 的滑块,置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小为 30 N 的力 F 推滑块,滑块沿斜面向上匀速运动,斜面体质量 m2=10 kg,且始终静止,取 g=10 m/s2,求:(1)斜面对滑块的摩擦力。(2)地面对斜面体的摩擦力和支持力。答案 见解析解析 (1)用隔离法:对滑块受力分析 ,如图甲所示,在平行于斜面的方向上 :F=m1g sin 30+Ff,Ff=F-m1g sin 30=30 N-5100.5 N=5 N,方向沿斜面向下。(2)用整体法:因两个物体均处于平衡状态,故可以将滑块与斜面体当做一个整体来研究,其受力如图乙所示,由图乙可知:在水平方向上有 Ff 地 =F cos 30=15 N,方向水平向左;在竖直方向上有 FN 地3=(m1+m2)g-F sin 30=135 N,方向竖直向上。
