内容正文:
第二章 相互作用(章末检测)
考试时间:60分钟 试卷总分:100分
一、选择题:(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)。
1.如图1所示,质量为mB=24 kg的木板B放在水平地面上,质量为mA=22 kg的木箱A放在木板B上。一根轻绳一端拴在木箱上,另一端拴在天花板上,轻绳与水平方向的夹角为θ=37°。已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1=0.5。现用水平向右、大小为200 N的力F将木板B从木箱A下面匀速抽出(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g取10 m/s2),则木板B与地面之间的动摩擦因数μ2的大小为( )
图1
A.0.3 B.0.4 C.0.5 D.0.6
【答案】A
【解析】对A受力分析如图甲所示,由题意得
FTcos θ=Ff1①
FN1+FTsin θ=mAg②
Ff1=μ1FN1③
由①②③得:FT=100 N
对A、B整体受力分析如图乙所示,由题意知
FTcos θ+Ff2=F④
FN2+FTsin θ=(mA+mB)g⑤
Ff2=μ2FN2⑥
由④⑤⑥得:μ2=0.3,故A正确。
2.如图2所示的实验可以用来研究物体所受到的滑动摩擦力。当手拉木板从木块下抽出时,弹簧测力计的示数为f,由此可知( )
图2
A.木板与桌面间的滑动摩擦力等于f B.木块与木板间的滑动摩擦力等于f
C.绳子对木板的拉力等于f D.人手对绳子的拉力等于f
【答案】B
【解析】由于木块静止,所受滑动摩擦力等于弹簧的弹力f,B正确,A错误;绳子对木板的拉力、人手对绳子的拉力都未知,C、D错误。
3.(2021·河北衡水中学调研)如图3所示,有一质量不计的杆AO,长为R,可绕A自由转动。用轻绳在O点悬挂一个重为G的物体,另一根轻绳一端系在O点,O点为圆弧的圆心,另一端系在圆弧形墙壁上的C点。当该轻绳端点由点C逐渐沿圆弧CB向上移动的过程中(保持OA与地面夹角θ不变),OC绳拉力的大小变化情况是( )
图3
A.逐渐减小 B.逐渐增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
【答案】C
【解析】 对物体分析,物体受力平衡,则竖直绳的拉力等于物体的重力,故竖直绳的拉力不变;再对O点分析,O受竖直绳的拉力、OA的支持力F及OC绳的拉力而处于平衡状态,受力分析如图所示。F和OC绳的拉力的合力与G大小相等,方向相反,则在OC绳端点上移的过程中,平行四边形的对角线保持不变,由图可知OC绳的拉力先减小后增大,故C正确。
4.(2021·石家庄质检)飞艇常常用于执行扫雷、空中预警、电子干扰等多项作战任务。如图4所示为飞艇拖曳扫雷具扫除水雷的模拟图。当飞艇匀速飞行时,绳子与竖直方向的夹角恒为θ角。已知扫雷具质量为m,重力加速度为g,扫雷具所受浮力不能忽略,下列说法正确的是( )
图4
A.扫雷具受3个力作用 B.绳子拉力大小为
C.水对扫雷具作用力的水平分力小于绳子拉力 D.绳子拉力一定大于mg
【答案】C
【答案】扫雷具受到重力、绳子拉力、水的阻力、水的浮力共4个力作用,选项A错误;设扫雷具所受水的浮力为f,绳子的拉力为F,由Fcos θ=mg-f,解得绳子拉力F=,选项B错误;水对扫雷具的作用力包括竖直向上的浮力和水平向右的阻力,绳子拉力在水平方向的分力大小等于水的阻力(即水对扫雷具作用力的水平分力),所以水对扫雷具作用力的水平分力小于绳子拉力,选项C正确;在竖直方向,重力竖直向下,浮力竖直向上,则由mg=f+Fcos θ可知,无法判断绳子拉力与重力mg的大小关系,选项D错误。
5.如图5所示是一旅行箱,它既可以在地面上推着行走,也可以在地面上拉着行走。已知该旅行箱的总质量为15 kg,一旅客用斜向上的拉力拉着旅行箱在水平地面上做匀速运动,若拉力的最小值为90 N,此时拉力与水平方向间的夹角为θ,重力加速度大小为g=10 m/s2,sin 37°=0.6,旅行箱受到地面的阻力与其受到地面的支持力成正比,比值为μ,取g=10 m/s2,则( )
图5
A.μ=0.5,θ=37° B.μ=0.5,θ=53°
C.μ=0.75,θ=53° D.μ=0.75,θ=37°
【答案】D
【解析】对旅行箱受力分析,如图所示,根据平衡条件可知,水平方向有Fcos θ-Ff=0,竖直方向有FN+Fsin θ-G=0,其中Ff=μFN,故F=,令μ=tan α,则F=;当θ=α时,F有最小值,Fmin=Gsin α=90 N,α=37°,故μ=tan 37°=0.75