物理高一上册 第三章 相互作用——力综合测试卷(word含答案)
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一、第三章相互作用——力易错题培优(难)
1.如图所示,O点有一个很小的光滑轻质圆环,一根轻绳AB穿过圆环,A端固定,B端悬挂一个重物。另一根轻绳一端固定在C点,另一端系在圆环上,力F作用在圆环上。圆环静止时,绳OC与绳OA水平,F与OA的夹角为45°。现改变力F,圆环位置不变,且重物始终处于平衡状态,则下列说法中正确的是()
A.改变F方向时绳AB中拉力将改变
B.当F沿逆时针旋转时,F先增大后减小
C.当F沿顺时针旋转时,绳OC中的拉力先增大后减小
D.F沿逆时转过的角度不能大于90°
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.因为重物始终处于平衡状态,所以AB绳子的拉力的大小与重物的重力大小相等,不变化,选项A错误;
BC.对环受力分析,环受AO和BO两绳子的拉力,以及绳子CO和F的拉力;环的位置不变,则AB绳子的拉力不变,AO与BO的合力也不变,方向沿它们的角平分线,根据共点力平衡的特点可知,CO与F的合力与AO、BO的合力大小相等,方向相反;当力F的方向变化时,做出F与CO上的拉力的变化如图:
由图可知,当沿逆时针族转时,F先减小后增大,绳OC的拉力减小;而当F沿顺时针旋转时,F逐渐增大,绳OC的拉力增大,选项BC错误;
D.由于F与CO绳子的拉力的合力方向与水平方向之间的夹角是45°,可知F沿逆时转过的角度不能大于90°,选项D正确。
故选D。
2.如图,倾角θ=30楔形物块A 静置在水平地面上,其斜面粗糙,斜面上有小物块B 。A 、B 间动摩擦因数μ=0.75;用平行于斜面的力F 拉B ,使之沿斜面匀速上滑。现改变力F 的方向(图示)至与斜面成一定的角度,仍使物体B 沿斜面匀速上滑。在B 运动的过程中,楔形物块A 始终保持静止。关于相互间作用力的描述正确的有( )
A .拉力F 大小一定减小且当F 与斜面夹角为37︒斜向上时有最小值
B .A 对B 的摩擦力可能增大也可能不变
C .物体B 对斜面的作用力可能不变
D .地面受到的摩擦力大小可能不变 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
AB .拉力F 平行斜面向上时,先对物体B 受力分析如图
根据平衡条件,平行斜面方向
334
sin30cos30sin308
F f mg mg mg mg μ=+︒=︒+︒=
拉力改变方向后,设其与斜面夹角为α,根据平衡条件 平行斜面方向
cos sin30F f mg α'='+︒
垂直斜面方向
sin cos30N F mg α'+'=︒
其中
f N μ'='
解得
()sin30cos30(334)cos sin mg mg
F μαμα︒+︒+'==
+ cos sin f mg F μθα'=-'()
当F 与斜面夹角为37︒斜向上时有最小值,拉力F 大小一定减小,A 对B 的滑动摩擦力减小,故A 正确,B 错误;
CD .对物体A 受力分析,受重力、支持力、B 对A 的压力、B 对A 的滑动摩擦力、地面对A 的静摩擦力,如图所示
根据平衡条件,水平方向有
=︒+︒
sin30cos30
f N f
静
结合前面A、B选项分析可知,当拉力改变方向后,N和f都减小,故N和f的合力一定减小(物体B对斜面的作用力就是N和f的合力),静摩擦力也一定减小,故C、D错误;
故选A。
3.如图所示,物体B的上表面水平,当A、B相对静止沿斜面匀速下滑时,斜面在水平面上保持静止不动,则下列判断正确的是()
A.物体A受3个力作用
B.物体B受4个力作用
C.物体C受水平面的摩擦力方向一定水平向右
D.水平面对物体C的支持力小于A、B和C三物体的重力大小之和
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.A、B相对静止沿斜面匀速下滑,所以物体A受重力和支持力2个力作用,选项A错误;
B.对B分析,B受重力、斜面的支持力、A的压力及B受C的摩擦力,所以物体B受4个力作用,选项B正确;
C.对整体分析,由于整体保持静止,故整体在水平方向没有摩擦力,即物体C不受水平面的摩擦力作用,选项C错误;
D.对整体分析,由于整体保持静止,所以水平面对物体C的支持力等于A、B和C三物体的重力大小之和,选项D错误。
故选B。
4.如图所示,质量为m 的正方体和质量为M 的正方体放在两竖直墙和水平面间,处于静止状态。m 与M 的接触面与竖直方向的夹角为α,若不计一切摩擦,下列说法正确的是( )
A .水平面对正方体M 的弹力大小大于(M +m )g
B .水平面对正方体M 的弹力大小为(M +m )g ·cosα
C .墙面对正方体M 的弹力大小为mg tanα
D .墙面对正方体M 的弹力大小为tan mg
α
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
AB .对M 和m 构成的整体进行受力分析,受重力G 、底面支持力N ,两侧面的支持力M N 和m N ,如图:
两物体受力平衡,根据共点力平衡条件有 水平方向,墙面对正方体M 的弹力大小
M m N N =
竖直方向,水平面对正方体M 的弹力大小
N G M m g ==+()
选项AB 错误;
CD .对m 进行受力分析,受重力mg 、墙面支持力N m ,M 的支持力N ',如图:
在木块受力平衡的过程中,根据共点力平衡条件有 竖直方向
sin mg N α'=
水平方向
cos m N N α'=
解得
sin mg
N α
'=
cot tan m mg
N mg αα
==
所以墙面对正方体M 的弹力大小
tan M m mg
N N α
==
选项C 错误,D 正确。 故选D 。
5.如图所示,在斜面上放两个光滑球A 和B ,两球的质量均为m (不随r 改变),它们的半径分别是R 和r ,球A 左侧有一垂直于斜面的挡板,两球沿斜面排列并静止,以下说法正确的是( )
A .斜面倾角θ一定,R >r 时,R 越大,r 越小,
B 对斜面的压力越小 B .斜面倾角θ一定,R =r 时,两球之间的弹力最小
C .斜面倾角θ一定时,A 球对挡板的压力随着r 减小而减小
D .半径确定时,随着斜面倾角θ逐渐增大,A 受到挡板作用力先增大后减小 【答案】B 【解析】 【分析】
用整体法和隔离体法分别对B 球和AB 整体进行受力分析,再根据R 与r 的关系变化及倾角变化,分析各个力的变化。 【详解】
B .对B 球的受力分析,如图所示