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相互作用 检测试题
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.如图所示为某型号按摩椅的示意图.按摩椅的两个上表面光滑的斜面A和B,通过活动铰链在O点相连,活动铰链下方固定在底座上.某人把一个质量为m、外表面光滑的不倒翁放在按摩椅的两个光滑斜面之间,平衡时,斜面A和斜面B与水平面的夹角分别为θ和α.重力加速度为g,则按摩椅的两个光滑斜面对不倒翁的作用力的合力大小为( B )
A.mgsin θ B.mg
C.mgcos α D.mg
解析:依题意可知,不倒翁受到按摩椅的两个光滑斜面的作用力及自身重力的作用而处于平衡状态,根据三力平衡可知,按摩椅的两个光滑斜面对不倒翁的作用力的合力与重力等大反向,即大小为mg,
故选B.
2.如图所示,质量为m的物体静止在水平地面上,一劲度系数为k的轻质弹簧的下端与物块相连,上端与跨过定滑轮的轻质细线相连;当弹簧处于原长且细线刚好伸直时,用拉力F作用在细线上P点,使物体缓慢上升.不计滑轮与轮轴和细线之间的摩擦力,重力加速度为g,当P点下降的高度是物体上升的高度的1.2倍时,物体上升的高度为( D )
A. B. C. D.
解析:设弹簧的伸长量为x0,物体刚好离开地面时,由二力平衡有mg=
kx0.设物体上升的高度为h,则P点下降的高度为1.2h,分析运动过程,P点先下降的高度为x0,物体才开始离开地面上升,弹簧不再伸长,故物体上升的高度为h,P点下降的高度为h+x0,根据题意h+x0=1.2h,联立解得h=5x0=,故选D.
3.如图所示,长为3L的木板从光滑水平面滑上长为5L的粗糙桌面,停止运动时木板右端离开桌面边缘距离为L,则该过程中,木板所受摩擦力f与位移x的关系图线是( D )
解析:木板运动的前3L距离内,木板对桌面的压力随x均匀增大,根据f=μFN可知,摩擦力随x均匀增大.木板全部滑上桌面后到木板右端离开桌面边缘距离为L,木板对桌面的压力不变,摩擦力不变,故D正确.
4.如图所示,吊床用两根绳子拴在两根柱子的等高位置上,某人先坐在吊床上(脚已经离开地面),处于静止状态,这时吊床两端系绳的拉力为F1,吊床对该人的作用力为F2;后躺在吊床上处于静止状态,这时吊床两端系绳的拉力为F1′,吊床对该人的作用力为F2′,则( C )
A.F1′>F1,F2′>F2 B.F1′=F1,F2′=F2
C.F1′<F1,F2′=F2 D.F1′=F1,F2′>F2
解析:处于静止状态时,吊床对人的作用力与重力平衡,所以躺着和坐着时,吊床对该人的作用力不变,即F2′=F2.坐在吊床上时,吊床两端系绳与竖直方向的夹角θ较大,人躺下后,吊床两端系绳与竖直方向的夹角θ较小,根据共点力平衡有2Fcos θ=G,θ越小,cos θ越大,则绳子的拉力F越小,则有F1>F1′,故选C.
5.如图为两种形式的吊车的示意图,OA为可绕O点转动的轻杆,轻杆的重力不计,AB为缆绳,当它们吊起相同重物时,杆OA在图a、b中的受力分别为Fa、Fb,则下列关系正确的是( A )
A.Fa=Fb B.Fa>Fb
C.Fa<Fb D.大小不确定
解析:对题图中的A点受力分析,则由图甲可得Fa=Fa′=2mgcos 30°=
mg,由图乙可得tan 30°=,则Fb=Fb′=mg,故Fa=Fb,故A正确.
6.如图所示,一物块置于水平地面上.当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时,物块仍做匀速直线运动.若F1和F2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为( B )
A.-1 B.2-
C.- D.1-
解析:对两种情况下的物块分别受力分析,如图所示.
将F1正交分解为F3和F4,F2正交分解为F5和F6,则有f=F3,mg=F4+FN;
f′=F5,mg+F6=FN′,而f=μFN;f′=μFN′,则有F1cos 60°=
μ(mg-F1sin 60°),F2cos 30°=μ(mg+F2sin 30°),又根据题意F1=F2,联立上式解得μ=2-,故选B.
7.如图所示,一个质量为M的物体被两根长度均为L=4 cm的轻绳相连,轻绳的另一端分别与两个不计质量的轻环相连,两轻环套在粗糙的水平杆上,轻环与杆之间的动摩擦因数为.在保证系统处于静止状态的情况下,若增大两轻环之间的距离,则下列说法正确的是( C )
A.轻环所受摩擦力不变
B.杆对轻环的作用力不变
C.两轻环之间的最大距离为4 cm
D.轻绳上的最大拉力为Mg
解析:用整体法分析,将物体与两轻环看作整体,竖直方向受重力和支持力,水平方向受两个反向的静摩擦力,每个轻环竖直方向的支持力始终不变,都为,设绳与水平方向的夹角