内容正文:
章末综合检测(三) 相互作用
1.D 在地球上接近地面的同一位置,同一物体的重力为一定值,故A错误;只要在地球上,物体所受重力就不为零,故B错误;重力的方向始终竖直向下,与物体的运动状态无关,故C错误,D正确。
2.A 不同的地方,由于重力加速度不同,导致重不同,在地球表面随着纬度越高,重力加速度越大,则重力越大,所以同一物体在赤道上的重力比在两极处小些,故A正确;质量分布均匀、规则形状的物体,重心不一定在物体上,一定在几何中心处,若质量分布不均匀,则重心不一定在几何中心上,故B错误,弹力的产生条件是两物体接触并发生弹性形变,故C错误;弹簧的劲度系数由弹簧本身来决定,与弹簧弹力和形变量无关,故D错误。
3.D 静摩擦力可能出现在静止的物体上,也可能出现在运动的物体上,故A错误;滑动摩擦力可能出现在静止的物体上,也可能出现在运动的物体上,故B错误;静摩擦力可能充当动力,也可能充当阻力,故C错误;滑动摩擦力阻碍物体间的相对运动,故D正确。
4.C 运动员对领奖台的压力是由于鞋底的形变产生的,故A错误;领奖台对运动员支持力是由于领奖台的形变产生的,故B错误;领奖台对地的压力是由于领奖台的形变产生的,故C正确;地面对领奖台的支持力是地面的形变产生的,故D错误。
5.D 由受力平衡可知,弹力绳的弹力大小为15 N,故A错误;弹力绳的伸长量为Δx= m=0.15 m=15 cm,故B错误;弹力绳的劲度系数与自身材料有关,与外力大小无关,故C错误;若将弹力绳一端固定在地面上,另一端施加15 N拉力,弹力绳的弹力大小依然为15 N,则伸长量不变,故D正确。
6.D 工作人员对食品箱施加水平推力,没有推动食品箱,则食品箱受到的摩擦力为静摩擦力,其与水平推力二力平衡,所以食品箱受到的摩擦力大小为300 N,方向向西。故选D。
7.D 开始时物块匀速运动,可知物块受到的滑动摩擦力f=F,施加F'后,物块与地面间的正压力增大,由于f=μ(mg+kt),可知滑动摩擦力线性增大;物块停下后,物块与地面间突变为静摩擦力,由水平方向的受力可知f=F,故D正确,A、B、C错误。
8.D 开始时A物体保持静止,水平方向上二力平衡,即向左的拉力和B物体给A物体向右的静摩擦力f1平衡,所以f1=(m2+m3)g;m3解下放在物体A的上方,发现A仍处于静止,则水平方向上二力平衡,此时f1=m2g,所以f1变小了。再分析B物体的受力情况。因为m1>m2+m3,所以整个系统所受桌面给的摩擦力f2必定向左,此时f2=(m1-m2-m3)g;当m3解下放在物体A的上方时,B仍处于平衡状态,水平方向上二力平衡,此时f2=(m1-m2)g,所以f2变大,故D正确。
9.AD 蚂蚁缓慢上爬,处于平衡状态,则合力始终为零,受力示意图如图,根据平衡条件有N=mgcos α,f=mgsin α。因为a点的倾角α比b点的小,所以在a点碗对蚂蚁的摩擦力小于在b点的摩擦力,在a点碗对蚂蚁的支持力大于在b点的支持力,故A正确,B错误;在a点蚂蚁受到的合力与b点受到的合力均为零,在a点蚂蚁受到的合力等于在b点受到的合力,故C错误,D正确。
10.BC 由题图乙可知,弹簧的原长为15 cm,故A错误,弹簧的劲度系数k== N/m=400 N/m,故B正确;l=10 cm时,弹簧处于压缩状态,对桌面的弹力方向为竖直向下,故C正确;桌面对弹簧的力与竖直外力F是一对平衡力,故D错误。
11.BC 物块在沿斜面向上的拉力F作用下处于静止状态,说明物块受力平衡,物块受重力、支持力、F和静摩擦力,若F大于重力沿斜面向下的分力,则静摩擦力沿斜面向下,当F增大时,静摩擦力增大;若F小于重力沿斜面向下的分力时,则静摩擦力沿斜面向上,当F增大时,静摩擦力先减小,当F增大到一定值后再继续增大时,静摩擦力将反向增大,故A错误,B正确;对斜面和物块整体为研究对象,根据力的平衡条件可知,在水平方向上,地面对斜面的摩擦力与拉力F在水平方向上的分力等大反向,故F增大,则地面对斜面的静摩擦力一定逐渐增大,故C正确,D错误。
12.AD 用水平力拉着物体做匀速直线运动,从t=0时刻,拉力F开始均匀减小,t1时刻拉力减小为零,出现的摩擦力有两种可能,一是当拉力为零时,物体仍在滑动,则受到的一直是滑动摩擦力,其大小不变,A正确;二是当拉力为零前,物体已静止,则物体先是受滑动摩擦力,后是受静摩擦力,滑动摩擦力大小不变,而静摩擦力的大小与拉力相等,且此时物体所受拉力小于滑动摩擦力大小,D正确,B、C错误。
13.2.50 0.25
解析:从题图中知弹簧测力计示数为2.50 N,铁块A受到弹簧的拉力F=2.50 N,由于铁块A处于平衡状态,所以
A受到的摩擦力f=2.50 N。由f=μmg得μ===0.25。
14.2.00 49.0 25
解析:根据题意,弹簧处于压缩状态,
所以x=L0-L=2.00 cm;
由题意可知托盘和砝码处于平衡状态,则mg+m0g=F
根据胡克定律可知:F=k(L-L0)=kx两方程联立,代入表中数据即可求出弹簧的劲度系数和托盘质量,要注意取平均值,最后求出弹簧的劲度系数为49.0 N/m,托盘的质量为25 g。
15.(1)见解析图 (2)80 N (3)120 N
解析:(1)沙发受到重力G,地面对它的支持力N及静摩擦力f,人施加的推力F,如图所示。
(2)根据平衡条件有f=F=80 N。
(3)沙发受到水平向左的滑动摩擦力,大小为f1=μN,N=mg
得f1=μmg=120 N。
16.(1)向左 (2)向右 (3)4 N
解析:(1)由于传送带的速度v'=5 m/s,方向向右,以传送带为参考系,木块向左运动。
(2)因为滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,所以木块所受滑动摩擦力的方向向右。
(3)滑动摩擦力的大小为f=μN,其中N是木块受到的传送带的支持力,根据木块在竖直方向上二力平衡得N=mg,则f=0.2×2×10 N=4 N。
17.(1)800 N/m (2)0.3 (3)40 N
解析:(1)由图甲可知,弹簧原长为L0=30 cm=0.30 m
根据胡克定律F=kx=k(L-L0)
解得劲度系数为k=800 N/m。
(2)对B,由二力平衡得Fa=μGB
解得A、B之间的动摩擦因数为μ=0.3。
(3)对B,根据平衡条件可得GB=kx1+Fmax
弹簧的压缩量为x1=L0-L1
联立解得B受到的最大静摩擦力为Fmax=12 N
又Fmax=μF0
联立解得F0=40 N。
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章末综合检测(三) 相互作用
(满分:100分)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列说法正确的是( )
A.在接近地面附近,自由下落的石块速度越来越大,说明石块所受重力越来越大
B.在空中飞行的物体不受重力作用
C.一抛出的石块轨迹是曲线,说明石块所受的重力方向始终在改变
D.将一石块竖直向上抛出,在先上升后下降的整个过程中,石块所受重力的大小和方向都不变
2.下列说法正确的是( )
A.同一物体在赤道上的重力比在两极处小些
B.有规则形状的物体重心一定在几何中心处,且也一定在物体上
C.只要物体发生形变一定产生弹力
D.由胡克定律可得k=,可知弹簧的劲度系数与弹力成正比,与形变量成反比
3.下列说法正确的是( )
A.静摩擦力一定出现在静止的物体上
B.滑动摩擦力一定出现在运动的物体上
C.静摩擦力一定阻碍物体的运动
D.滑动摩擦力一定阻碍物体的相对运动
4.如图所示的是某校运动会期间,运动员获得冠军领奖时的照片,则下列关于作用力的说法正确的是( )
A.运动员对领奖台的压力是由于地球的吸引产生的
B.领奖台对运动员支持力是由于鞋子的形变产生的
C.领奖台对地的压力是由于领奖台的形变产生的
D.地面对领奖台的支持力是领奖台的形变产生的
5.一字形圆头弹力绳是用超弹性硅胶制成,弹力绳的质量不计且遵循胡克定律。如图,晓敏正使用弹力绳进行拉伸训练,双手各施加15 N的拉力向两端拉弹力绳(未超出弹性限度且未与背部接触),弹力绳劲度系数为k=100 N/m,则下列说法正确的是( )
A.弹力绳的弹力大小为30 N
B.弹力绳的伸长量为30 cm
C.双手的拉力减小时弹力绳的劲度系数减小
D.若将弹力绳一端固定在地面上,另一端施加15 N拉力,则其伸长量不变
6.食堂工作人员送午餐到教室门口,已知食品箱总质量为m=80 kg,它与地面间的动摩擦因数μ=0.5,取重力加速度g=9.8 m/s2。工作人员对食品箱施加水平向东300 N的推力,没有推动食品箱,则食品箱受到的摩擦力为( )
A.392 N,向东 B.300 N,向东
C.392 N,向西 D.300 N,向西
7.如图,在粗糙的水平地面上,一物块在水平恒力F作用下向左匀速运动。某时刻起,在物块上施加一竖直向下的力F'且F'=kt(k>0)。物块逐渐减速至停下,在该过程中,物块与地面间的摩擦力f随时间变化的图像可能正确的是( )
8.如图所示,重物A、B叠放在水平桌面上。质量分别为m1、m2、m3的物体分别通过细线跨过定滑轮水平系在重物A、B上,已知m1>m2+m3,A、B保持静止。现将m3解下放在物体A的上方,发现A、B仍处于静止。关于A、B间的摩擦力f1和B与桌面间的摩擦力f2的变化情况,下列说法中正确的是( )
A.f1变大,f2不变
B.f1变大,f2变大
C.f1变小,f2不变
D.f1变小,f2变大
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题给出的四个选项中有多个选项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9.(2025·福建泉州高一上期末)如图所示,一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢从底部经过a点爬到b点。下列说法正确的是( )
A.在a点碗对蚂蚁的支持力大于在b点的支持力
B.在a点碗对蚂蚁的摩擦力大于在b点的摩擦力
C.在a点蚂蚁受到的合力大于在b点受到的合力
D.在a点蚂蚁受到的合力等于在b点受到的合力
10.如图甲所示,一轻弹簧固定在桌面上O点,作用于上端A点的竖直外力F(未画出)变化时,弹簧长度不断变化,以竖直向上方向为正方向,测得外力与弹簧长度l的关系如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.弹簧的原长为5 cm
B.弹簧的劲度系数为400 N/m
C.l=10 cm时,弹簧对桌面的弹力方向为竖直向下
D.桌面对弹簧的力与竖直外力F是一对相互作用力
11.(2025·福建厦门高一上期末)如图所示,一斜面静止在水平地面上,斜面上有一物块在沿斜面向上的拉力F作用下处于静止状态。逐渐增大拉力F,物块与斜面始终保持静止,则此过程中( )
A.斜面对物块的静摩擦力一定逐渐增大
B.斜面对物块的静摩擦力可能先减小后增大
C.地面对斜面的静摩擦力一定逐渐增大
D.地面对斜面的静摩擦力可能先减小后增大
12.如图所示,用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动,从t=0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小,到t1时刻,F减小为零。物体所受的摩擦力f随时间t变化的图像可能是( )
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
13.(6分)某同学用如图所示的装置测量放在粗糙水平桌面上的长金属板B与铁块A间的动摩擦因数。已知铁块A的质量m=1 kg,用水平力F向左拉金属板B,使其相对于A向左运动,稳定时弹簧测力计示数如图所示,则弹簧测力计示数为 N,A、B间的动摩擦因数μ= 。(g取10 N/kg)
14.(8分)某兴趣小组用如图所示实验装置探究弹簧弹力和弹簧压缩量的关系。
请根据如下实验过程,完成相关实验内容:
(1)将轻质弹簧下端固定于铁架台上,测量弹簧的原长L0;
(2)在弹簧的上端放一托盘,托盘中加适当的砝码,待系统静止时,记录相应的弹簧长度L;
(3)重复步骤(2),记录多组数据如下表所示。
弹簧原长L0/cm
12.62
砝码质量m/g
25
50
75
100
125
弹簧长度L/cm
11.62
11.13
10.62
10.12
9.63
弹簧压缩量x/cm
1.00
1.49
a
2.50
2.99
表中a处应填的数据为 。由数据可得:弹簧的劲度系数k= N/m,托盘质量m0= g。(g取9.80 m/s2)
15.(12分)(2025·福建福州高一上期末)某同学在水平地面上推沙发,沙发的质量m=30 kg,该同学给沙发施加了水平向右的推力F=80 N,但没有推动。重力加速度g=10 m/s2。
(1)请在虚线框中画出沙发的受力示意图;
(2)求沙发所受的摩擦力大小f;
(3)若该同学给沙发施加水平向右的推力F1=140 N,沙发运动起来。已知沙发和地面间的动摩擦因数μ=0.4。求沙发在运动过程中所受的摩擦力大小f1。
16.(16分)如图所示,某时刻质量m=2 kg的木块正在以3 m/s的速度在以5 m/s的速度向右传送的传送带上向右运动,试判断:
(1)木块相对于传送带的运动方向。
(2)木块所受滑动摩擦力的方向。
(3)若已知木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,求木块受到的滑动摩擦力的大小。(g取10 N/kg)
17.(18分)某弹簧的弹力随弹簧长度变化的关系如图甲,用该弹簧制作的弹簧测力计来测量A、B之间的动摩擦因数的实验装置如图乙所示,其中物块A和B的重力GA=5 N、GB=20 N。当A向右运动时,弹簧测力计a的示数Fa=6 N,b的示数Fb=12 N。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)该弹簧的劲度系数k为多少?
(2)A、B之间的动摩擦因数为多少?
(3)如图丙,将B物块放在竖直该弹簧上端并紧挨着竖直墙壁,并用水平向左的力F0作用在物块B上,物块恰好不下滑,此时弹簧的长度为29 cm。已知B与竖直墙壁间的动摩擦因数与A、B间的动摩擦因数相同。求F0的值。
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