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1、(三) 第三章 研究物体间的相互作用 （90分钟 100分）,一、单项选择题(本大题共5小题，每小题4分，共20分.每小题只有一个选项正确) 1.(2011湛江高一检测)关于以下三个共点力，不能平衡的是( ) A.6 N,7 N,8 N B.9 N,9 N,1 N C.2 N,5 N,10 N D.25 N,20 N,40 N,【解析】选C.共点力的平衡条件是合力为零.将各组中的力任取其中的两个，根据F1-F2FF1+F2，求得合力的取值范围，看第三个力是否在该范围内，若在，则三力合力可能为零，能平衡；若不在，则不能平衡.经检验知，C不能平衡.,2.作用在同一个物体上的两个共点力，它们的方向之
2、间的夹角是90，这两个力的合力大小为10 N，其中一个力大小是 6 N，则另一个力大小是( ) A.4 N B.8 N C.10 N D.16 N 【解析】选B.由于两力垂直，所以合力F2=F12+F22，即102=62+F22，解得F2=8 N,故B正确.,3.(2010广东高考)如图为节日里悬挂 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、 FB，灯笼受到的重力为G.下列表述正确 的是( ) A.FA一定小于G B.FA与FB大小相等 C.FA与FB是一对平衡力 D.FA与FB大小之和等于G,【解析】选B.由A、B两点等高，AO、BO等长可知，AO绳与
3、BO绳两力对称，B正确；若两绳间的夹角=120时，FA=FB=G；当120时：FA=FBG，故A错误；这两个力不在一条直线上不是平衡力，C错误；这两个力不是大小之和而是矢量之和的大小等于G，D错误.,【规律方法】平衡类问题的求解方法 1.力的合成法 物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反;“力的合成法”是解决三力平衡问题的基本方法. 2.正交分解法 物体受到三个或三个以上力的作用时，常用正交分解法列平衡方程求解:Fx合=0,Fy合=0.为方便计算，建立坐标系时以尽可能多的力落在坐标轴上为原则.,3.整体法与隔离法 整体法是把两个或两个以上物体组
4、成的系统作为一个整体来研究的分析方法;当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的受力和运动时，一般可采用整体法. 隔离法是将所确定的研究对象从周围物体(连接体)系统中隔离出来进行分析的方法，其目的是便于进一步对该物体进行受力分析，得出与之关联的力.为了研究系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况，通常可采用隔离法.一般情况下，整体法和隔离法是结合在一起使用的.,4.三角形法 对受三力作用而平衡的物体，将力矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的封闭力三角形，进而处理物体平衡问题的方法叫三角形法;力三角形法在处理动态平衡问题时方便、直观、容易判断. 5.相似三角形法 物体受到三个共点力的作用而处于
5、平衡状态，画出其中任意两个力的合力与第三个力等值反向的平行四边形中，可能有力三角形与题设图中的几何三角形相似，进而力三角形与几何三角形对应成比例，根据比值便可计算出未知力的大小与方向.,6.正弦定理法 正弦定理:在同一个三角形中，三角形的边长与所对角的正弦比值相等; 同样在力的三角形中也满足上述关系，即力的大小与所对角的正弦比值相等.,4.(2011徐州高一检测)一个质量 可以不计的弹簧，其弹力FN的大小 与长度l的关系如图中的直线a、b所 示，这根弹簧的劲度系数为( ) A.1 250 N/m B.625 N/m C.2 500 N/m D.833 N/m,【解析】选C.由图象可以看出在直线
6、a对应的阶段，弹簧处 于压缩状态，弹力FN随着缩短量的减小而线性递减，当弹 簧长度为12 cm时恢复原长；直线b对应的是弹簧的伸长 阶段，弹力FN随伸长量的增大线性递增.由此可看出当弹力 FN100 N时，弹簧对应的形变量x4 cm，根据胡克定律 可求出弹簧的劲度系数k 2 500 N/m，C对.,5.(2011郑州高一检测)如图所示， 重80 N的物体A放在倾角为30的粗 糙斜面上，有一根原长为10 cm，劲 度系数为1 000 N/m的弹簧，其一端 固定在斜面底端，另一端放置物体A后，弹簧长度缩短为 8 cm，现用一测力计沿斜面向上拉物体，若物体与斜面间最大静摩擦力为25 N，当弹簧的长度
7、仍保持8 cm时，测力计读数不可能为( ) A.10 N B.20 N C.40 N D.60 N,【解析】选D.设物体与斜面的静摩擦力f沿斜面向上，由平衡条件得：Ffkxmgsin30，可得：Ff20 N，F由0逐渐增大，f逐渐减小，当f0时，F为20 N；故A、B均可能；当f沿斜面向下时，Fkxfmgsin30，有：Ff20 N，随着F增大，f也逐渐增大，直到f25 N，此时F45 N，当F45 N，物体就沿斜面滑动，测力计的读数不可能为60 N.故C有可能，D不可能.,二、双项选择题(本大题共5小题，每小题4分，共20分，只选一个且正确得3分，错选不得分) 6.如图甲所示，一物块放在粗糙
8、的斜面上，在平行斜面向上的外力F作用下，斜面和物块始终处于静止状态，当F按图乙所示规律变化时，关于物块与斜面间摩擦力的大小变化的说法中正确的是( ),A.一定增大 B.可能一直减小 C.可能先减小后增大 D.可能一直增大 【解析】选C、D.当开始Fmgsin 时，随力F的减小，f可能先向下减小再向上增大，当开始Fmgsin 时，f一直向上增大，故C、D正确.,7.如图所示，一滑块静止在圆弧形的 曲面上.下列说法正确的是( ) A.曲面对滑块的作用力方向沿接触面 向上 B.曲面对滑块的作用力方向垂直于接触面向上 C.曲面对滑块的作用力方向竖直向上 D.曲面对滑块的作用力大小等于滑块的重力大小,【
9、解析】选C、D.曲面对滑块的作用力有两个，垂直于接触面的支持力和沿着接触面的摩擦力，这两个力的合力与重力大小相等方向相反，C和D正确.,8.“嫦娥一号”卫星的姐妹星“嫦娥二号”于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心由长征三号丙火箭发射升空，并获得了圆满成功.下面关于飞船与火箭起飞的情形叙述正确的是( ),A火箭尾部向下喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向上的推力 B火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力 C火箭飞出大气层后，由于没有空气，火箭虽然向下喷气，但也无法获得前进的动力 D飞船进入运行轨道之后，与地球之
10、间仍然存在一对作用力与反作用力,【解析】选A、D.火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体，火箭向下喷气时，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上升的推力，此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的，因而与是否飞出大气层，是否在空气中飞行无关，因而B、C项错误，A项正确；当飞船进入轨道后，飞船与地球之间依然存在着相互吸引力，即地球吸引飞船，飞船也吸引地球，这是一对作用力和反作用力，故D项正确,9.(2010山东高考)如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面，m2在空中)，力F与水
11、平方向成角.则m1所受支持力FN和摩擦力f正确的是( ) A.FN=m1g+m2g-Fsin B.FN=m1g+m2g-Fcos C.f=Fcos D.f=Fsin,【解析】选A、C.把质量分别为m1、m2的两个物体看成一个整体进行研究，进行受力分析，水平方向上：f=Fcos，C正确；竖直方向上：FN+Fsin=m1g+m2g，所以FN=m1g+m2g-Fsin，A正确.故正确选项为A、C.,10.如图所示，水平地面上的物体受重力 G和水平作用力F，物体保持静止，现在 作用力F保持大小不变，方向沿逆时针方 向缓缓转过180，而物体始终保持静止，则在这个过程中，物体对地面的正压力FN的大小和地面
12、给物体的摩擦力f的大小的变化情况是( ) A.f不变 B.f先变小后变大 C.FN先变小后变大 D.FN先变大后变小,【解析】选B、C.将力F进行正交分解，F的水平分量Fx=Fcos，先变小后变大，故静摩擦力f先变小后变大，B正确，A错误；F的竖直分量Fy=Fsin,先变大后变小，而Fy+FN=G，故对地面的压力FN先变小后变大，C正确，D错误.,三、实验题(本大题共2小题，共15分) 11.(5分)在“验证力的平行四边形定 则”的实验中，某小组得出如图所示 的图(F与AO共线)，图中_ 是F1与 F2合成的理论值；_是F1与F2合成的 实际值，在实验中如果将两个细绳套 换成两根橡皮条，那么实
13、验结果是否 变化？ 答：_(选填“变”或“不变”).,【解析】由题图可知：F为理论值，F为实际值.将两个细绳套换成两根橡皮条不会影响实验结果，因为换成橡皮条后，还必须用弹簧测力计拉着橡皮条，将结点拉到原来的O点位置.两个分力的大小以及方向都不会发生变化，只是两个弹簧测力计要多移动一段距离，故应填“不变”. 答案：F F 不变,12.(10分)某同学用如图甲所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验.他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：(重力加速度g取 9.8 m/s2),(1)根据所测数据，在图乙所示的坐标
14、纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与钩码质量m的关系曲线. (2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在 _N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格的弹簧的劲度系数为 _N/m.,【解析】(1)根据题目中所测量的数据进行描点，然后用平滑的曲线(或直线)连接各点，在连接时应让尽量多的点落在线上(偏差比较大的点舍去)，不在线上的点尽量平均分配在线的两侧，如图所示.,(2)根据所画图象可以看出，当m5.00102 g=0.5 kg时，标尺刻度x与钩码质量m成一次函数关系，所以在F4.9 N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律.由胡克定律F = kx可得 k= N/m=25.0 N/m
15、答案：(1)见解析图 (2)4.9 25.0,四、计算题(本大题共4小题，共45分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 13.(9分)如图所示，物体A重40 N，物体B重20 N，A与B、B与地的动摩擦因数相同，物体B用细绳系住，当水平力F= 32 N时，才能将A匀速拉出，求接触面间的动摩擦因数.,【解析】以A物体为研究对象，其受力情况如图所示： 物体B对其压力 =GB=20 N (1分) 地面对A的支持力 =GA+ GB=60 N (1分),因此A受B的滑动摩擦力 f2= =20 N (1分) A受地面的摩擦力 f1= =60 N (1分) 又由题意得：F=f1+f2=60 N+20 N=80 N (2分) F=32 N (1分) 代入即可得到=0.4 (2分) 答案：0.4,14.(10分)如图所示，质量为m1的 物体甲通过三段轻绳悬挂，三段 轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B 端与放置在水平面上的质量为m2 的物体乙相连，轻绳OA与竖直方 向的夹角=37，物体甲、乙均 处于静止状态.(已知：sin 37=0.6，cos 37=0.8，tan 37=0.75，g取10 m/s2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求：,(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大? (2)物体乙受到的摩擦力是多大?方向如何? (3)
