高三物理相互作用试题

高三物理相互作用试题

1.小明用如图所示的装置测量弹簧的劲度系数．其中，直角三角架底面水平，斜面可视为光滑，待测轻弹簧固定在斜面顶端．现在弹簧下端分别挂1个、2个、3个相同的钩码，静止时，弹簧

分别伸长了x

1、x

2

、x

3

．已知每个钩码的质量为50g，重力加速度g=l0m/s2．所测数据如表所示

（单位：cm）．

X

1 X

2

X

3

斜面顶端高度h 斜面长度s

12.50 24.00 37.50 30.00 50.00

（1）挂一个钩码时弹簧受到的拉力为 N．

（2）由表中数据得，弹簧的劲度系数k= N/m（保留3位有效数字）．

【答案】（1）0.3

（2）2.40

【解析】解：（1）斜面顶端高度h=30.00cm，斜面长度s=50.00cm，

挂一个钩码时，对钩码受力分析，钩码受重力和弹簧拉力，

根据共点力平衡条件得弹簧受到的拉力F=mgsinθ=0.05×10×=0.3N．

（2）由表格中的数据可知，根据胡克定律知：k==2.40N/m．

故答案为：（1）0.3

（2）2.40

【点评】解决本题的关键掌握胡克定律，知道F=kx，x表示形变量，以及知道其变形式△F=k△x，△x为形变量的变化量．

2.如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直粗糙墙壁，处

于静止状态．现用力F沿斜面向上推A，A、B仍处于静止状态．下列说法正确的是()

A. A、B之间的摩擦力大小可能不变

B. A、B之间的摩擦力一定变小

C. B受到的弹簧弹力一定变小

D. B与墙之间可能没有摩擦力

【答案】A

【解析】A、A开始受重力、B对A的支持力和静摩擦力平衡，当施加F后，仍然处于静止，开

始A所受的静摩擦力大小为mAgsinθ，若F=2mAgsinθ，则A. B之间的摩擦力大小可能不变，A

正确、B错误；

C、以A为研究对象受力分析，垂直于斜面方向始终有N=mgcosθ，根据牛顿第三定律B受到的

弹力不变，C错误；

D、对整体分析，由于AB不动，弹簧的形变量不变，则弹簧的弹力不变，开始弹簧的弹力等于

A. B的总重力，施加F后，弹簧的弹力不变，总重力不变，根据竖直方向受力平衡，B与墙之间

一定有摩擦力，摩擦力f等于F在竖直方向的分量，D错误。

故选A。

【名师】

隔离对A分析，通过A受力平衡判断A、B之间摩擦力的变化．通过对整体分析，抓住AB不动，弹簧的弹力不变，判断B与墙之间有无摩擦力。

3.我国国家大剧院外部呈椭球型，将国家大剧院的屋顶近似为半球形，一警卫人员为执行特殊任务，必须冒险在半球形屋顶上向上缓慢爬行(如图所示)，他在向上爬的过程中（）

A．屋顶对他的支持力变大

B．屋顶对他的支持力变小

C．屋顶对他的摩擦力变大

D．屋顶对他的摩擦力大小不变

【答案】A

【解析】对警卫人员受力分析，如图所示：

根据共点力平衡条件，将F

支、F

f

进行力的合成，可得：F

支

=Gcosθ，F

f

=Gsinθ，当缓慢向上爬行

时，θ渐渐变小，则F

支变大，F

f

变小，故A正确，BCD错误。

4.如图所示的装置，用两根细绳拉住一个小球，两细绳间的夹角为θ，细绳AC呈水平状态。现将整个装置在纸面内顺时针缓慢转动，共转过90。在转动的过程中，CA绳中的拉力F

1

和CB绳

中的拉力F

2

的大小发生变化，即( )

A．F

1先变大后变小B．F

1

先变小后变大C．F

2

逐渐减小D．F

2

最后减小到零

【答案】ACD

【解析】取小球为研究对象，对其做受力分析重力、AC拉力、BC拉力，设AC与竖直方向的夹角为，BC与竖直方向的夹角就为，水平建立坐标系，水平方向，竖直方向上，，根据题意从变为，可以得出先变大后变小，逐渐减小，当时，,A、C、D项正确；B项错误。

【考点】本题考查了共点力平衡动态分析

5.如图所示，质量为的质点与三根相同的轻弹簧相连，静止时相邻两弹簧间的夹角均为，已知弹簧对质点的作用力均为，则弹簧对质点作用力的大小可能为 ( )

A．F B．F+mg C．F-mg D．F+2mg

【答案】ABC

【解析】(1)对小球受力分析并合成如图：假设ab弹簧是拉力，假设c弹簧是拉力

弹簧a、b对质点的作用力大小均为F，所以合力竖直向上且平行四边形为菱形，连接对角线便可找出直角三角形。

在直角三角形中：，

解得：F′=F

由平衡条件得：F=mg+F1

所以：F1=F−mg

①当F=2mg时：F1=mg=2F

②当F>mg时：F1=F−mg故C正确

③当F<mg时：F1大小为：mg−F；方向竖直向上；

④当F<mg时，FC的方向竖直向上，弹簧C处于压缩状态，弹簧C对小球的弹力大小为

=mg−F，若F=0.5mg时，F1=F=0.5mg，故A正确；

F

C

(2)当ab弹簧是弹力时，c弹簧一定是弹力，

ab弹簧的弹力的合力竖直向下大小为F

由平衡条件得：

F1=mg+F故B正确

故选：ABC。

【名师】

小球处于平衡状态，对小球进行受力分析，应用平衡条件计算出小球竖直方向受到的力的大小，再进行讨论即可。注意弹簧的弹力可能是拉力，也可能是推力。

6.在“验证力的平行四边形定则”的实验中

（1）采用的科学方法是

A．理想实验法 B．等效替代法

C．控制变量法 D．建立物理模型法

（2）下列是某同学在做该实验的一些看法，其中正确的是（填相应的字母）．

A．拉橡皮筋的绳线要细长，实验中弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行

B．拉橡皮筋结点到某一位置O时，拉力要适当大些，读数时视线要正对弹簧秤刻度

C．拉橡皮筋结点到某一位置O时，两个弹簧秤之间夹角应取90°以便于算出合力大小

D．实验中，橡皮筋应该与两个弹簧秤之间夹角的平分线在同一直线上

E．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮筋另一端拉到O点

（3）实验中的情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，OB和OC为绳线．O为橡皮筋与绳线的结点，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO

方向的是（填F或F′）