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单元评估验收(二) 相互作用
一、单项选择题
1.大小相等的力F按如图所示的四种方式作用在相同的物体上,使物体能沿不同粗糙程度的水平面匀速运动,则物体与水平面间的摩擦力最大的是( )
解析 根据物体的平衡条件有:FfA=F,FfB=Fcos 30°,FfC=Fcos 30°,FfD=Fcos 60°,知物体与水平面间的摩擦力最大的是A项。
答案 A
2.如图所示是悬绳对称且长度可调的自制降落伞。用该伞挂上重为G的物体进行两次落体实验,悬绳的长度l1<l2,匀速下降时每根悬绳的拉力大小分别为F1、F2,则( )
A.F1<F2 B.F1>F2
C.F1=F2<G D.F1=F2>G
解析 物体受重力和悬绳拉力作用处于平衡状态,由对称性可知,每条悬绳拉力的竖直分力为,设绳与竖直方向的夹角为θ,则有cos θ=,解得F=,由于无法确定ncos θ是否大于1,故无法确定拉力F与重力G的关系,C、D两项错误;悬绳较长时,夹角θ较小,故拉力较小,即F1>F2,A项错误,B项正确。
答案 B
3.如图所示,小车静止在光滑水平地面上,小车的上表面由光滑的斜面AB和粗糙的平面BC组成(它们在B处由极短的光滑圆弧平滑连接),小车右侧与竖直墙壁之间连着一个力传感器,当传感器受压力时,其示数为正值;当传感器受拉力时,其示数为负值。一个小滑块(可视为质点)从A点由静止开始下滑,经B至C点的过程中,小车始终保持静止,传感器记录到的力F随时间t变化的关系如下面四图所示,其中可能正确的是( )
解析 滑块沿小车的光滑斜面向下滑时,滑块对小车的压力FN垂直于斜面,大小等于滑块重力垂直斜面方向的分力,即FN=mgcos θ,对压力分解,水平向右的分力F1=FNsin θ=mgcos θ·sin θ,小车要保持静止,传感器受到压力大小等于F1=FNsin θ=mgcos θ·sin θ,方向为正,大小不变,滑块运动到粗糙的水平BC段时,受到水平向右的滑动摩擦力Ff=μmg,则小车受到水平向左的摩擦力Ff′=μmg,小车受力平衡,可知力传感器受到拉力大小为μmg,方向为负,大小不变,A项正确。
答案 A
4.如图所示,两个截面均为直角三角形的斜面体A、B,质量均为M,θ=60°。让斜面体静置在粗糙水平地面上,质量为m的光滑圆柱体C架在两斜面体之间的斜面上,系统处于静止状态。现把两斜面体A、B间的水平距离稍微增大一些,系统仍然静止。已知重力加速度为g,则和距离增大前相比( )
A.地面对斜面体A的摩擦力变大
B.斜面体A对地面的压力变大
C.斜面体A和圆柱体C之间的弹力变大
D.地面对物块A的摩擦力仍为mg
解析 距离增大,A、B斜面体对圆柱体C的支持力的方向不变,C的重力不变,合力仍然为0,则受力情况均不变,设斜面体对圆柱体的支持力为FN,则两个力的夹角为120°,有2FNcos 60°=mg,解得FN=mg ,对单个斜面体受力分析可知斜面体所受摩擦力大小等于FN在水平方向的分力,则Ff=FNcos 30°=mg,D项正确。
答案 D
5.(2021·北京市朝阳区期中考试)如图所示,两根细绳AO和BO连接于O点,O点下方用细绳CO悬挂一重物,并处于静止状态,绳AO拉力为F1,绳BO拉力为F2。保持A、O点位置不变,而将绳BO缓慢向B1O、B2O移动直至水平。对于此过程,下列选项正确的是( )
A.F1逐渐变小
B.F2逐渐变小
C.F1、F2的合力逐渐变小
D.F1、F2的合力保持不变
解析 对结点O进行受力分析如图所示,我们可以看出,将绳BO缓慢向B1O、B2O移动直至水平时,F1逐渐变大,F2先变小后变大,F1、F2的合力保持不变,D项正确。
答案 D
6. (2021·山东省新高考实战模拟)轻绳一端系在质量为m的物体A上,另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上。现用水平力F拉住绳子上一点O,使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置,但圆环仍保持在原来位置不动。则在这一过程中,环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2的变化情况是( )
A.F1保持不变,F2逐渐增大
B.F1逐渐增大,F2保持不变
C.F1逐渐减小,F2保持不变
D.F1保持不变,F2逐渐减小
解析 以圆环、物体A及轻绳整体为研究对象,分析受力情况,如图甲所示,根据平衡条件得到,杆对环的摩擦力Ff=G,保持不变;杆对环的弹力FN=F,再以结点O为研究对象,分析受力情况,如图乙所示。设绳与竖直方向夹角为θ,由平衡条件得到F=mgtan θ,当物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置过程中,θ逐渐减小,则F逐渐减小,FN逐渐减小。据牛顿第三定律可得,F1保持不变,F2逐渐减小,故D项正确,A、B、C三项错误。
答案 D
7.(2021·河北省保定市模拟) 某位同学