2020_2021学年高中物理寒假作业3相互作用含解析20210226133

相互作用
1．如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。

一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。

现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。

已知M始终保持静止，则在此过程中( )
A．水平拉力的大小可能保持不变
B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加
C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
【答案】BD
【解析】用水平拉力向左缓慢拉动N，受力分析如图所示，水平拉力F逐渐增大，细绳的拉力T逐渐增大，则细绳对M的拉力逐渐增大，故A错误，B正确。

当物块M的质量满足m M g sin θ＞m N g时，初始时M受到的摩擦力方向沿斜面向上，这时随着对物块N的缓慢拉动，细绳的拉力T逐渐增大，物块M所受的摩擦力先向上逐渐减小，然后可能再向下逐渐增大，故C错误，D正确。

2．物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。

已知物
块与斜面之间的动摩擦因数为
3
3
，重力加速度取10 m/s2。

若轻绳能承受的最大X力为
1500 N，则物块的质量最大为( )
A．150 kg B．100 3 kg C．200 kg D．200 3 kg 【答案】A
【解析】如图，物块沿斜面向上匀速运动，则物块受力平衡，满足关系T＝f＋mg sin θ，f ＝μmg cos θ，当最大拉力T m＝1500 N时，联立解得m＝150 kg，故A正确。

1．下列说法正确的是( )
A．木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的
B．质量均匀分布、形状规则的物体的重心可能在物体上，也可能在物体外
C．摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
D．由磁铁间存在相互作用可知：力可以离开物体而单独存在
2．物体在斜面上匀速下滑，如图所示的四个受力示意图中能正确反应物体受力情况的是( )
3．架在A、B两根电线杆之间的均匀电线在夏、冬两季由于热胀冷缩的效应，电线呈现如图所示的两种形状，下列说法中正确的是( )
A．夏季与冬季电线对电线杆的拉力一样大
B．夏季与冬季电线杆对电线的拉力方向不变
C．夏季电线对电线杆的拉力较大
D ．冬季电线对电线杆的拉力较大
4．如图所示，A 、B 两物体重力都等于10 N ，各接触面间的动摩擦因数都等于0.3，同时有F ＝1 N 的两个水平力分别作用在A 和B 上，A 和B 均静止，则地面对B 和B 对A 的摩擦力分别为( )
A ．6 N ，3 N
B ．1 N ，1 N
C ．0，1 N
D ．0，2 N
5．如图所示，在粗糙水平面上有质量分别为m 1和m 2的木块1和2，两木块之间用原长为
L 、劲度系数为k 的轻弹簧连接起来，两木块与地面间的动摩擦因数均为μ。

现用水平力向
右拉木块2，当两木块一起做匀速直线运动时，两个木块间的距离为( )
A ．L ＋μk
m 1g B ．L ＋μk
(m 1＋m 2)g
C ．L ＋μk m 2g
D ．L ＋μk (m 1m 2
m 1＋m 2
)g
6．如图所示的四个图中，AB 、BC 均为轻质杆，各图中杆的A 、C 端都通过铰链与墙连接，两杆都在B 处由铰链连接，且系统均处于静止状态。

现用等长的轻绳来代替轻杆，能保持平衡的是( )
A ．图中的A
B 杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙 B ．图中的AB 杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁
C ．图中的BC 杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁
D ．图中的BC 杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁
7．科技的发展正在不断地改变着我们的生活，如图甲是一款手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上，如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图，若手机的重力为G，则下列说法正确的是( )
A．手机受到的支持力大小为G cos θ
B．手机受到的支持力不可能大于G
C．纳米材料对手机的作用力大小为G sin θ
D．纳米材料对手机的作用力竖直向上
8．如图所示，物块M在静止的传送带上匀速下滑时，传送带突然顺时针(图中箭头所示)转动起来，则传送带转动后，下列说法正确的是( )
A．M受到的摩擦力不变
B．M受到的摩擦力变大
C．M可能减速下滑
D．M可能减速上滑
9．(多选)已知力F的一个分力F1跟F成30°角，大小未知，另一个分力F2的大小为
3
3 F，
方向未知，则F1的大小可能是( )
A．
3
3
F B．
3
2
F C．
23
3
F D．3F
10．建筑装修中，工人用质量为m的磨石对倾角为θ的斜壁进行打磨(如图所示)，当对磨石
施加竖直向上大小为F的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ，则磨石受到的摩擦力大小是( )
A．(F－mg)cos θB．(F－mg)sin θ
C．μ(F－mg)cos θD．μ(F－mg)tan θ
11．(多选)如图所示为内壁光滑的半球形凹槽M，O为球心，∠AOB＝60°，OA水平，小物块在与水平方向成45°角的斜向上的推力F作用下静止于B处。

在将推力F沿逆时针缓慢转到水平方向的过程中装置始终静止，则( )
A．M槽对小物块的支持力逐渐减小
B．M槽对小物块的支持力逐渐增大
C．推力F先减小后增大
D．推力F逐渐增大
12．在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一只弹簧测力计。

(1)为了完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：
根据表中数据在作出F－x图象并求得该弹簧的劲度系数k＝________N/m；
(2)某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图甲所示，其读数为________N；同时利用(1)中结
果获得弹簧上的弹力值为2.50 N，请在图乙中画出这两个共点力的合力F合的图示；
(3)由图得到F合＝________N。

13．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.A、B、弹簧组成的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，求力F作用后木块A、B所受摩擦力的大小。

(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
14．如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m＝1.0 kg的物体。

细绳的一端通过摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连．物体静止在斜面上，弹簧测力计的示数为6 N。

取g＝10 m/s2，求物体受到的摩擦力和支持力。

15．如图所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ。

质量为m的光滑球B放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力的大小。

1．【答案】B
2．【答案】A 3．【答案】D
【解析】以电线为研究对象，夏季和冬季电线杆对电线的拉力方向发生变化，即电线重力的两个分力的夹角发生变化。

冬季，两分力夹角更大，所以分力更大，使电线对电线杆的拉力更大。

综上，选项D 正确。

4．【答案】C
【解析】A 、B 均静止，应用整体法，即A 、B 整体水平方向所受外力大小相等，方向相反，故地面对B 无摩擦力。

以A 为研究对象，水平方向必受大小与F 相等、方向与F 相反的静摩擦力，故C 正确。

5．【答案】A
【解析】对木块1进行受力分析，水平方向受到弹簧对它的弹力及滑动摩擦力作用而做匀
速直线运动，滑动摩擦力大小F f ＝μm 1g ，弹簧的伸长量x ＝F f k ＝μ
k m 1g ，则两木块间的距离
L ＋μ
k
m 1g ，A 正确。

6．【答案】B
【解析】如果杆受拉力作用，可以用与之等长的轻绳代替，如果杆受压力作用，则不可用等长的轻绳代替，题图甲、丙、丁中的AB 杆均受拉力作用，而甲、乙、丁中的BC 杆均受沿杆的压力作用，故A 、C 、D 均错误，B 正确。

7．【答案】D
【解析】手机支架采用了纳米微吸材料，支架斜面会对手机存在一个吸引力，所以手机受到的支持力大小不可能为G cos θ，其大小可能大于G ，也可能小于G ，取决于吸引力的大小，A 、B 错误；手机处于静止状态，受力平衡，手机受到竖直向下的重力和纳米材料的作用力
(支持力、吸引力和摩擦力的合力)，故纳米材料对手机的作用力竖直向上，大小等于G，C 错误，D正确。

8．【答案】A
【解析】根据滑动摩擦力的公式F＝μF N，传送带突然顺时针转动并不会影响动摩擦因数和物块对传送带的压力，所以滑动摩擦力大小不变，方向仍沿传送带向上，物块受重力、支持力和摩擦力的合力仍为零，故仍匀速下滑，选项A正确。

9．【答案】AC
【解析】如图所示，因F2＝
3
3
F＞F sin 30°，故F1的大小有两种可能情况，由ΔF＝
F22－F sin 30°2＝
3
6
F，即F1的大小分别为F cos 30°－ΔF和F cos 30°＋ΔF，即F1
的大小分别为
3
3
F和
23
3
F，A、C正确。

10．【答案】A
【解析】磨石受重力、推力、斜壁的弹力及摩擦力作用而处于平衡状态，由图可知，F一定大于重力mg；先将重力及向上的推力合成后，将二者的合力沿垂直于斜壁方向及平行于斜面方向分解，则在沿斜壁方向上有f＝(F－mg)cos θ，在垂直斜壁方向上有F N＝(F－mg)sin θ，则f＝μ(F－mg)sin θ，故A正确。

11．【答案】BC
【解析】以小物块为研究对象，分析受力情况，如图所示，物块受到重力G、支持力F N和
推力F三个力作用，根据平衡条件可知，F N与F的合力与G大小相等，方向相反。

将推力F沿逆时针缓慢转到水平方向的过程中(F由位置1→3)，根据作图可知，M槽对小物块的支持力F N逐渐增大，推力F先减小后增大，当F与F N垂直时，F最小。

故A、D错误，B、C正确。

12．【答案】(1)见解析图53(说明：±2X围内都可)(2)2.10(说明：有效数字位数正确，±0.02X围内都可) 见解析图(3)3.3(说明：±0.2X围内都可)
【解析】(1)以水平方向为x轴，竖直方向为F轴，建立直角坐标系，然后描点，选尽可能多的点连成一条线，其图线的斜率即为弹簧的劲度系数k，在直线上任取一点，如(6×10－2，
3.2)，则k＝3.2
6×10－2
N/m≈53 N/m。

(2)弹簧测力计的读数为2.10 N，选标度，合力F合的图示如图所示。

(3)经测量，合力F合＝3.3 N。

13．【解析】没有施加力F时，木块A、B受力平衡，所受静摩擦力等于弹簧的弹力，即F A＝F B＝F弹＝kx＝400×0.02 N＝8 N
木块B受到地面的最大静摩擦力为：F B m＝μG B＝0.25×60 N＝15 N
施加F后，对木块B有：F＋F弹<F B m
则B所受摩擦力仍为静摩擦力，其大小为：F B′＝F＋F弹＝9 N
施加F后，木块A所受摩擦力仍为静摩擦力，大小为F A′＝F弹＝8 N。

14．【解析】物体受力情况如图所示，物体重力沿斜面方向向下的分量
G x＝mg sin 30°＝5.0 N
小于弹簧测力计的拉力F T，故摩擦力方向沿斜面向下
根据共点力平衡：F T＝mg sin 30°＋F f
F N＝mg cos 30°
解得F f＝1 N，方向沿斜面向下，F N＝5 3 N，方向垂直于斜面向上。

15．【解析】选取A、B整体为研究对象，它受到重力(M＋m)g、地面支持力F N、墙壁的弹力F和地面的摩擦力F f的作用，如图所示，处于平衡状态。

根据平衡条件有：
F N－(M＋m)g＝0①
F＝F f②
由①解得F N＝(M＋m)g
再以B为研究对象，它受到重力mg、三棱柱对它的支持力F AB、墙壁对它的弹力F的作用，如图所示，处于平衡状态。

根据平衡条件有：
竖直方向上：F AB cos θ＝mg③
水平方向上：F AB sin θ＝F④
由③④解得F＝mg tan θ
所以F f＝F＝mg tan θ。

11。