2026-2027学年高一上学期期中考试自编练习(人教版必修第一册第三章) (天津专用)
2026-10-21
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内容正文:
相互作用——力
1、 重力 弹力
1.关于重力和弹力,下列说法中正确的是( )
A.体操运动员在比赛中做各种动作时,其重心位置不会改变
B.重力就是物体对水平桌面的压力
C.轻杆所产生的弹力一定沿着轻杆所在的直线
D.一本书放在水平桌面上,桌面对书产生支持力,是因为桌面发生了微小形变
2.下面是教材中的四幅图,关于它们的说法正确的是( )
A.甲图中表示力的方法叫力的图示
B.乙图中用悬挂法测定薄板的重心,应用了重力和细绳拉力二力平衡原理
C.丙图中所示的方法是理想实验法
D.丁图中海绵对铁块的支持力是铁块发生形变产生的
3.下列说法正确的是( )
A.重心一定在物体上 B.同一物体在地球上不同纬度处所受的重力不同
C.做自由落体运动的物体不受力的作用 D.力一定有施力物体,但可以没有受力物体
4.关于力,下列说法正确的是( )
A.物体所受重力的施力物体是地球,方向总是指向地心
B.放在水平桌面上的木块对桌面的压力,就是木块受到的重力
C.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,所以滑动摩擦力的方向总是与运动方向相反
D.放在桌面上的木块受到的支持力,这是由于桌面发生微小形变而产生的
5.原长10cm的轻质弹簧被竖直悬挂,当其下端挂上一个质量为50g钩码时弹簧长度为12cm,换上一个质量为100g的钩码时弹簧的长度为(弹簧始终处于弹性限度内)( )
A.4cm B.8cm C.14cm D.16cm
6.如图所示,A和B两个物体通过一轻弹簧固定连接,两物体的质量均为,开始时,系统静止,弹簧的劲度系数为,在竖直向上的拉力F作用下,B物体缓慢向上运动,取重力加速度大小,弹簧始终在弹性限度内。当B物体缓慢上升时,地面对A物体的支持力大小为( )
A.0 B. C. D.
2、 摩擦力
1.质量为10kg的木箱,静止在粗糙水平面上,木箱与水平面间的动摩擦因数为0.45,而它们之间的最大静摩擦力为60N,g取,下列说法正确的是( )
A.当用30N的水平推力推木箱时,木箱与水平面间的摩擦力大小为45N
B.当用50N的水平推力推木箱时,木箱与水平面间的摩擦力大小为50N
C.当用75N的水平推力推木箱时,木箱与水平面间的摩擦力大小为60N
D.当用75N的水平推力推木箱时,木箱与水平面间的摩擦力大小为75N
2.如图,用水平力F将质量为m的物体紧压在竖直墙上,物体静止不动,物体与墙壁之间的动摩擦因数为0.5,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.物体对墙壁的摩擦力大小为0.5mg B.物体所受的摩擦力和重力是一对相互作用力
C.物体对墙壁的摩擦力大小一定为F D.水平力增大,物体所受的最大静摩擦力也增大
3.中国书法历史悠久,是中华民族优秀传统文化之一,小华同学练习书法时握毛笔的姿势如图所示,笔杆竖直,则下列说法正确的是( )
A.手握毛笔悬空时毛笔受到的压力是毛笔形变产生的
B.悬空时毛笔所受静摩擦力的大小与握笔的力成正比
C.握毛笔写字时,毛笔对纸面的压力就是毛笔所受的重力
D.在纸面上向右书写时,毛笔对纸面的摩擦力方向向右
4.图为研究摩擦力大小的实验装置,木块和木板叠放于水平桌面上,轻质弹簧测力计左端固定,右端通过细线与木块水平相连。长木板右端连接细线,用手向右水平拉动细线,使长木板在桌面上做直线运动。当弹簧测力计的示数稳定时,下列说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,方向水平向左
B.长木板一定做匀速直线运动
C.测力计的示数一定与木块对木板的摩擦力大小相等
D.测力计测的是细线对木板的拉力
5.(多选)如图所示,一位同学用20N的力将重为4N的水杯握在手中,水杯处于竖直状态,则下列说法正确的是( )
A.保持水杯静止,水杯受到的摩擦力大小为4N
B.保持水杯静止,向水杯中加入少量热水后,水杯受到的摩擦力会变大
C.保持水杯静止,手握水杯的力越大,则水杯受到的摩擦力就越大
D.若握紧水杯匀速向上运动,则水杯所受的摩擦力方向向上
6.一木块静止在水平地面上,已知木块重为15N,木块与桌面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力为3.2N。求:
(1)用3N的水平力向右拉木块时,木块受摩擦力大小和方向;
(2)要使木块由静止开始运动,至少要用多大的水平拉力?
(3)用5N的水平力向右拉木块,一段时间后,突然拉力大小变为2.5N,方向与原来方向相反,求此时木块受到的摩擦力大小和方向。
3、 力的合成与分解
1.三个力作用在同一个物体上,其大小分别为6N,8N,12N,其合力大小不可能是( )
A.4N B.0 C.26N D.30N
2.同时作用在质点O上的三个共点力、、,已知,,它们的方向分别沿着正六边形两条边和一条对角线,如图所示,则这三个力的合力大小等于( )
A. B. C. D.
3.如图所示,三个共点力F1、F2与F3作用在同一个质点上,其中,F1与F2共线且反向,F3与F1垂直,F1=6N、F2=2N、F3=3N,则质点所受的合力大小是( )
A.5N B.4N C.3N D.2N
4.两个大小相等的共点力和,它们夹角为时的合力为。当它们的夹角变为时,合力的大小为( )
A. B. C. D.
5.一个8N的力分解成两个分力,下列各组值不可能的有( )
A.1N和10N B.10N和10N C.10N和5N D.20N和20N
6.(多选)关于共点力的合成,下列说法正确的是( )
A.两个分力的合力一定比分力大
B.两个大小分别为3N和6N,这两个力的合力的最小值为2N
C.两个大小分别是10N和2N,它们的合力可能是10N
D.两个分力的大小一定,夹角越大,合力越小
7.(多选)如图所示,重为G的球,被一竖直光滑挡板挡住,静止在倾角为θ的光滑斜面上。把重力G沿垂直于挡板和垂直于斜面方向分解,两个分力大小分别是( )
A. 方向垂直于挡板向左 B. 方向垂直于挡板向左
C. 方向垂直于斜面向下 D. 方向垂直于斜面向下
4、 共点力平衡
1.如图所示,质量为m物体在倾斜木板上恰好不下滑。已知木板与水平方向的夹角(;),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.物体受到的摩擦力大小为
B.物体受到的斜面的作用力大小为
C.物体与倾斜木板间的动摩擦因数为0.5
D.物体与倾斜木板间的动摩擦因数为
2.如图所示,P、Q两物体叠放在一起,在竖直向上的恒力F作用下,沿竖直粗糙墙面一起向上做匀速直线运动,则P物体除受重力和恒力F外,还受到( )
A.1个弹力和1个摩擦力 B.1个弹力和2个摩擦力
C.2个弹力和1个摩擦力 D.2个弹力和2个摩擦力
3.如图所示,两个完全相同的长木块A、B叠放在粗糙的水平地面上,现用水平恒力推长木块A,使得长木块A、B一起向右做匀速直线运动。已知两个长木块的质量均为,长木块之间、长木块与地面之间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为,下列说法正确的是( )
A.长木块A受到6个力的作用 B.地面受到长木块A的摩擦力大小为
C.长木块A受到长木块B的摩擦力大小为 D.推力的大小为
4.如图,轻质细绳AC、BC系于天花板上,在结点C的下方吊一个重力为G的物体而处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.BC绳和AC绳的拉力大小之比为1:
B.BC绳和AC绳的拉力大小之和为G
C.天花板所受拉力的合力竖直向下
D.物体对竖直轻绳的拉力与竖直轻绳对物体的拉力是一对平衡力
5.如图所示,光滑金属球的重力,斜面体的重力。金属球的左侧紧靠竖直墙壁,右侧置于倾角的斜面体上。已知斜面体处于水平地面上保持静止状态,,。求:
(1)金属球对墙壁和斜面的弹力大小。
(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向。
(3)水平地面对斜面体的支持力大小。
6.如图所示,轻绳的一端固定在竖直墙上,另一端系一个质量为m=1kg的光滑铁球,当铁球静止时,轻绳与竖直方向的夹角θ =37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),取g=10m/s2,求:
(1)绳对铁球的拉力F1的大小;
(2)墙对铁球的支持力F2的大小;
7.如图所示,质量为M=10kg的斜面体C放在水平面上,质量为20kg的重物A放在斜面体C上,质量为2kg的重物B通过水平细绳与重物A相连于O点,O点通过另一根细绳悬挂于天花板上,细绳与竖直方向夹角以及斜面体倾角均为37°,A、B、C都处于静止状态。(重力加速度g取,,)求:
(1)水平细绳OA的拉力大小;
(2)重物A所受摩擦力大小;
(3)地面受到的压力大小。
5、 动态平衡
1.如图所示,倾角为 的斜面体放在粗糙水平地面上,斜面顶端安有滑轮,不可伸长的轻绳连接A、B并跨过滑轮,起初A悬空,B静止于斜面上,现用水平力F拉住绳上的一点,使A从竖直缓慢移动到虚线位置,在此过程中斜面体与物体B始终保持静止,则( )
A.绳子对A的张力一直减小
B.地面对斜面体的摩擦力增大
C.斜面体对地面的压力减小
D.物体B受到的摩擦力一定沿斜面向上
2.如图所示,A、B两物体的质量分别为mA、mB,且mA>mB,整个系统处于静止状态。滑轮的质量和一切摩擦均不计,如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点,整个系统重新平衡后,物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ的变化情况是( )
A.物体A的高度升高,θ角变大
B.物体A的高度降低,θ角变小
C.物体A的高度升高,θ角不变
D.物体A的高度不变,θ角变小
3.(多选)千斤顶是一种起重高度小于1m的最简单的起重设备,是用刚性顶举件作为工作装置,通过顶部托座或底部托爪在行程内顶升重物的轻小起重设备。剪式千斤顶如图所示,摇动把手时,螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢,从而将汽车顶起,当车轮刚被顶起时汽车对该千斤顶的压力为1.5×105N,此时千斤顶两臂间的夹角为106°,已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,则下列判断正确的是( )
A.此时两臂受到的压力大小均为1.25×105N
B.此时千斤顶对汽车的支持力大小为1.0×105N
C.若继续摇动把手,将汽车顶起,两臂受到的压力将增大
D.若继续摇动把手,将汽车顶起,两臂受到的压力将减小
4.(多选)如图所示,自动卸货车静止在水平地面上,车厢在液压机的作用下,缓慢增大倾角的过程中,货物相对车厢始终静止,下列说法正确的是( )
A.车厢对货物的作用力不变 B.车厢对货物的支持力变大
C.地面对货车的支持力变小 D.地面对货车的摩擦力为零
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相互作用——力
1、 重力 弹力
1.关于重力和弹力,下列说法中正确的是( )
A.体操运动员在比赛中做各种动作时,其重心位置不会改变
B.重力就是物体对水平桌面的压力
C.轻杆所产生的弹力一定沿着轻杆所在的直线
D.一本书放在水平桌面上,桌面对书产生支持力,是因为桌面发生了微小形变
【答案】D
【详解】A.重心是物体各部分重力的等效作用点,当体操运动员做各种动作时,身体姿势改变,各部分质量分布变化,重心位置会改变,故A错误;
B.重力是地球对物体的吸引力,施力物体是地球,受力物体是物体;物体对水平桌面的压力是物体对桌面的作用力,施力物体是物体,受力物体是桌面。二者性质不同,故B错误;
C.轻杆的弹力方向不一定沿其所在的直线。只有当轻杆作为二力杆(即只在两端受力)时,其弹力方向才一定沿杆。若杆身受力或杆端为固定约束等,杆的弹力方向就不一定沿杆,故C错误;
D.弹力是由于物体发生形变而产生的力。书放在桌面上,桌面发生微小形变,产生向上的弹力(支持力)作用于书,故D正确。
故选D。
2.下面是教材中的四幅图,关于它们的说法正确的是( )
A.甲图中表示力的方法叫力的图示
B.乙图中用悬挂法测定薄板的重心,应用了重力和细绳拉力二力平衡原理
C.丙图中所示的方法是理想实验法
D.丁图中海绵对铁块的支持力是铁块发生形变产生的
【答案】B
【详解】A.甲图中表示力的方法叫力的示意图,故A错误;
B.用悬挂法测定薄板的重心,应用了二力平衡原理,故B正确;
C.丙图中所示的方法是微小放大法,故C错误;
D.海绵对铁块的支持力是海绵发生形变产生的,故D错误;
故选B。
3.下列说法正确的是( )
A.重心一定在物体上 B.同一物体在地球上不同纬度处所受的重力不同
C.做自由落体运动的物体不受力的作用 D.力一定有施力物体,但可以没有受力物体
【答案】B
【详解】A.重心是物体各部分所受重力的等效作用点,但位置不一定在物体上。例如,圆环的重心在圆心,而圆心不在环上。故A错误;
B.重力,其中 随纬度变化,纬度越高, 越大,因此重力不同。故B正确;
C.自由落体运动的物体受到重力作用,故C错误;
D.力是物体间的相互作用,同时存在施力物体和受力物体。故D错误。
故选B。
4.关于力,下列说法正确的是( )
A.物体所受重力的施力物体是地球,方向总是指向地心
B.放在水平桌面上的木块对桌面的压力,就是木块受到的重力
C.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,所以滑动摩擦力的方向总是与运动方向相反
D.放在桌面上的木块受到的支持力,这是由于桌面发生微小形变而产生的
【答案】D
【详解】A.物体的重力是由于地球对物体的吸引而产生的,它的方向总是竖直向下,不一定指向地心,故A错误;
B.木块对桌面的压力,施力物体是木块、受力物体是桌面,性质是弹力;木块的重力,施力物体是地球、受力物体是木块,性质是引力。二者施力/受力物体、性质均不同,不是同一个力,故B错误;
C.滑动摩擦力总是阻碍接触物体间的相对滑动,所以滑动摩擦力的方向总是和物体间的相对运动方向相反,可能与物体运动方向相同,也可能与物体运动方向相反,故C错误;
D.放在桌面上的木块受到桌面对它向上的支持力,这是由于桌面发生微小形变而产生的,故D正确。
故选D。
5.原长10cm的轻质弹簧被竖直悬挂,当其下端挂上一个质量为50g钩码时弹簧长度为12cm,换上一个质量为100g的钩码时弹簧的长度为(弹簧始终处于弹性限度内)( )
A.4cm B.8cm C.14cm D.16cm
【答案】C
【详解】根据胡克定律,挂上一个质量为50g钩码时,有
挂上质量为100g的钩码后,有
解得
故选 C。
6.如图所示,A和B两个物体通过一轻弹簧固定连接,两物体的质量均为,开始时,系统静止,弹簧的劲度系数为,在竖直向上的拉力F作用下,B物体缓慢向上运动,取重力加速度大小,弹簧始终在弹性限度内。当B物体缓慢上升时,地面对A物体的支持力大小为( )
A.0 B. C. D.
【答案】C
【详解】开始时,系统静止,对B物体受力分析可知,受重力mg和弹簧的弹力F弹,由平衡条件可得,弹簧的弹力大小等于重力,则有
可知弹簧被压缩,由胡克定律可得弹簧压缩量为
当B物体缓慢上升时,可知弹簧恢复原长后又被拉伸长0.1m。对A物体受力分析可知,受重力mg、地面对A物体的支持力FN和弹簧的拉力,A物体受力平衡,由平衡条件可得
解得
可知地面对A物体的支持力大小为10N,ABD错误,C正确。
故选C。
2、 摩擦力
1.质量为10kg的木箱,静止在粗糙水平面上,木箱与水平面间的动摩擦因数为0.45,而它们之间的最大静摩擦力为60N,g取,下列说法正确的是( )
A.当用30N的水平推力推木箱时,木箱与水平面间的摩擦力大小为45N
B.当用50N的水平推力推木箱时,木箱与水平面间的摩擦力大小为50N
C.当用75N的水平推力推木箱时,木箱与水平面间的摩擦力大小为60N
D.当用75N的水平推力推木箱时,木箱与水平面间的摩擦力大小为75N
【答案】B
【详解】A.推力为30N时,,木箱静止,静摩擦力大小等于推力,即摩擦力大小为30N,故A错误;
B.推力为50N时,,木箱静止,静摩擦力大小等于推力,即摩擦力大小为50N,故B正确;
CD.推力为75N时,,木箱滑动,摩擦力为滑动摩擦力,大小,故CD错误。
故选B。
2.如图,用水平力F将质量为m的物体紧压在竖直墙上,物体静止不动,物体与墙壁之间的动摩擦因数为0.5,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.物体对墙壁的摩擦力大小为0.5mg B.物体所受的摩擦力和重力是一对相互作用力
C.物体对墙壁的摩擦力大小一定为F D.水平力增大,物体所受的最大静摩擦力也增大
【答案】D
【详解】ABC.物体所受的摩擦力和重力是一对平衡力,根据平衡条件可知,物体对墙壁的摩擦力大小为mg,物体对墙壁的摩擦力大小与F没有直接关系,故ABC错误;
D.水平力增大,根据
可知物体所受的最大静摩擦力也增大,故D正确。
故选D。
3.中国书法历史悠久,是中华民族优秀传统文化之一,小华同学练习书法时握毛笔的姿势如图所示,笔杆竖直,则下列说法正确的是( )
A.手握毛笔悬空时毛笔受到的压力是毛笔形变产生的
B.悬空时毛笔所受静摩擦力的大小与握笔的力成正比
C.握毛笔写字时,毛笔对纸面的压力就是毛笔所受的重力
D.在纸面上向右书写时,毛笔对纸面的摩擦力方向向右
【答案】D
【详解】A.手握毛笔悬空时毛笔受到的压力是手形变产生的,故A错误;
B.悬空时毛笔所受摩擦力为静摩擦力,该摩擦力的大小等于重力,与握笔的力大小不成正比,故B错误;
C.握毛笔写字时,毛笔对纸面的压力作用在纸面上,毛笔所受的重力作用在毛笔上,可知,毛笔对纸面的压力与毛笔所受的重力并不是同一个力,故C错误;
D.在纸面上向右书写时,纸面相对于毛笔向左运动,则毛笔对纸面的摩擦力方向向右,故D正确。
故选D。
4.图为研究摩擦力大小的实验装置,木块和木板叠放于水平桌面上,轻质弹簧测力计左端固定,右端通过细线与木块水平相连。长木板右端连接细线,用手向右水平拉动细线,使长木板在桌面上做直线运动。当弹簧测力计的示数稳定时,下列说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,方向水平向左
B.长木板一定做匀速直线运动
C.测力计的示数一定与木块对木板的摩擦力大小相等
D.测力计测的是细线对木板的拉力
【答案】C
【详解】A.木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,木块相对木板向左运动,所以木块所受滑动摩擦力方向水平向右;故A错误;
BCD.对物块受力分析,受力有:重力、支持力、滑动摩擦力和弹簧的拉力4个力作用处于平衡状态,由于二者发生相对运动,所以物块与木板之间的摩擦力是滑动摩擦力;本实验中,木板不论处于什么运动,木块总处于平衡状态,则弹簧的弹力等于木块的滑动摩擦力,即
保持不变,但弹簧的示数不一定等于木板所受的拉力大小,长木板不一定做匀速直线运动故C正确,BD错误。
故选C。
5.(多选)如图所示,一位同学用20N的力将重为4N的水杯握在手中,水杯处于竖直状态,则下列说法正确的是( )
A.保持水杯静止,水杯受到的摩擦力大小为4N
B.保持水杯静止,向水杯中加入少量热水后,水杯受到的摩擦力会变大
C.保持水杯静止,手握水杯的力越大,则水杯受到的摩擦力就越大
D.若握紧水杯匀速向上运动,则水杯所受的摩擦力方向向上
【答案】ABD
【详解】A.水杯静止,水杯受到的摩擦力和重力平衡,故摩擦力大小为4N,故A正确;
B.向水杯中加入少量热水后,水杯保持静止,水杯受到的摩擦力和重力平衡,摩擦力会随重力变大而变大,故B正确;
C.手握水杯的力越大,水杯保持静止,水杯受到的最大静摩擦力与重力平衡,不会随压力的增大而增大,故C错误;
D.若握紧水杯匀速向上运动,则水杯所受的摩擦力与重力平衡,方向竖直向上,故D正确。
故选ABD。
6.一木块静止在水平地面上,已知木块重为15N,木块与桌面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力为3.2N。求:
(1)用3N的水平力向右拉木块时,木块受摩擦力大小和方向;
(2)要使木块由静止开始运动,至少要用多大的水平拉力?
(3)用5N的水平力向右拉木块,一段时间后,突然拉力大小变为2.5N,方向与原来方向相反,求此时木块受到的摩擦力大小和方向。
【答案】(1)3N,方向水平向左
(2)3.2N
(3)3N,方向水平向左
【详解】(1)静摩擦力的大小取决于使物体产生相对运动趋势的外力,当外力小于最大静摩擦力时,物体保持静止,静摩擦力大小等于外力,方向与外力相反。
已知最大静摩擦力为3.2N,用3N的水平力向右拉木块时,木块处于静止状态,受到的是静摩擦力,根据二力平衡,静摩擦力和拉力大小相等、方向相反,所以
方向水平向左。
(2)木块由静止开始运动时,拉力需要克服最大静摩擦力。当拉力等于最大静摩擦力时,是木块开始运动的临界情况,所以至少需要的水平拉力
(3)用5N的水平力向右拉木块,木块已经运动,此时受到的是滑动摩擦力。
滑动摩擦力的大小计算公式为
木块在水平地面上,正压力等于重力
则滑动摩擦力
滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反,木块原本向右运动,所以滑动摩擦力方向水平向左。
当拉力变为2.5N,方向与原来方向相反时,木块仍然在向右运动(因为惯性,运动状态不会瞬间改变),所以滑动摩擦力的大小和方向都不变,即大小为3N,方向水平向左。
3、 力的合成与分解
1.三个力作用在同一个物体上,其大小分别为6N,8N,12N,其合力大小不可能是( )
A.4N B.0 C.26N D.30N
【答案】D
【详解】三个力的大小分别为6N、8N、12N,其合力范围由最小值和最大值决定。当三个力方向相同时,合力最大,为。因为两个较小力之和大于最大力( 6 N + 8 N > 12 N),所以三个力的合力最小值为0。因此合力范围是 。则合力大小不可能是30N。
故选D。
2.同时作用在质点O上的三个共点力、、,已知,,它们的方向分别沿着正六边形两条边和一条对角线,如图所示,则这三个力的合力大小等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由图可知,、的夹角大小为,由于,故根据平行四边形定则可知、的合力的大小也为,且方向沿的方向;所以、、的合力的大小为
故选D。
3.如图所示,三个共点力F1、F2与F3作用在同一个质点上,其中,F1与F2共线且反向,F3与F1垂直,F1=6N、F2=2N、F3=3N,则质点所受的合力大小是( )
A.5N B.4N C.3N D.2N
【答案】A
【详解】由于F1与F2共线且反向,则F1与F2的合力
F12= F1-F2=6N-2N=4N
由于F3与F1垂直,则F12与F3的合力为质点所受的合力,则有
故选A。
4.两个大小相等的共点力和,它们夹角为时的合力为。当它们的夹角变为时,合力的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据平行四边形定则
当它们的夹角变为时,合力的大小
故选B。
5.一个8N的力分解成两个分力,下列各组值不可能的有( )
A.1N和10N B.10N和10N C.10N和5N D.20N和20N
【答案】A
【详解】A、1N与10N的合力范围是9N≤F≤11N.不可能为8N.故A错误.
B、10N与10N的合力范围是0N≤F≤20N.可能为8N.故B正确.
C、10N与5N的合力范围是5N≤F≤15N.可能为8N.故C正确.
D、20N与20N的合力范围是0N≤F≤40N.可能为8N.故D正确.
本题选不可能的,故选A.
6.(多选)关于共点力的合成,下列说法正确的是( )
A.两个分力的合力一定比分力大
B.两个大小分别为3N和6N,这两个力的合力的最小值为2N
C.两个大小分别是10N和2N,它们的合力可能是10N
D.两个分力的大小一定,夹角越大,合力越小
【答案】CD
【详解】A.两个分力的合成遵循平行四边形定则,所以两个分力的合力不一定比分力大,故A错误;
B.两个大小分别为3N和6N,这两个力的合力的最小值为,故B错误;
C.两个大小分别是10N和2N,它们的合力范围为,故C正确;
D.两个分力的大小一定,根据平行四边形定则可知,夹角越大,合力越小,故D正确。
故选CD。
7.(多选)如图所示,重为G的球,被一竖直光滑挡板挡住,静止在倾角为θ的光滑斜面上。把重力G沿垂直于挡板和垂直于斜面方向分解,两个分力大小分别是( )
A. 方向垂直于挡板向左 B. 方向垂直于挡板向左
C. 方向垂直于斜面向下 D. 方向垂直于斜面向下
【答案】BC
【详解】把重力G沿垂直于挡板和垂直于斜面方向分解,垂直于挡板的分力大小为
方向垂直于挡板向左,垂直于斜面的分力大小为,方向垂直于斜面向下。
故选BC。
4、 共点力平衡
1.如图所示,质量为m物体在倾斜木板上恰好不下滑。已知木板与水平方向的夹角(;),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.物体受到的摩擦力大小为
B.物体受到的斜面的作用力大小为
C.物体与倾斜木板间的动摩擦因数为0.5
D.物体与倾斜木板间的动摩擦因数为
【答案】B
【详解】A.物体在倾斜木板上恰好不下滑,则根据平衡条件可得摩擦力大小为,故A错误;
B.物体受到的斜面的作用力有支持力和摩擦力,根据平衡条件可知二力的合力与重力等大反向,故B正确;
CD.物体在倾斜木板上恰好不下滑,则
解得,故CD错误。
故选B。
2.如图所示,P、Q两物体叠放在一起,在竖直向上的恒力F作用下,沿竖直粗糙墙面一起向上做匀速直线运动,则P物体除受重力和恒力F外,还受到( )
A.1个弹力和1个摩擦力 B.1个弹力和2个摩擦力
C.2个弹力和1个摩擦力 D.2个弹力和2个摩擦力
【答案】A
【详解】P物体除受重力和恒力F外,还受来自Q物体的弹力和摩擦力,故选A。
3.如图所示,两个完全相同的长木块A、B叠放在粗糙的水平地面上,现用水平恒力推长木块A,使得长木块A、B一起向右做匀速直线运动。已知两个长木块的质量均为,长木块之间、长木块与地面之间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为,下列说法正确的是( )
A.长木块A受到6个力的作用 B.地面受到长木块A的摩擦力大小为
C.长木块A受到长木块B的摩擦力大小为 D.推力的大小为
【答案】B
【详解】A.对长木块B受力分析,由于长木块A、B一起向右做匀速直线运动,故B水平方向上不受摩擦力。对长木板A受力分析,受到重力,B对A的压力,地面对A的支持力,水平的推力F,地面对A的摩擦力。故长木块受到5个力的作用,A错误;
B.地面受到长木块的摩擦力为滑动摩擦力,大小为
B正确;
C.B水平方向上不受摩擦力,故长木块与长木块B的摩擦力大小为0,C错误;
D.对AB系统分析,根据平衡条件可知
D错误。
故选B。
4.如图,轻质细绳AC、BC系于天花板上,在结点C的下方吊一个重力为G的物体而处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.BC绳和AC绳的拉力大小之比为1:
B.BC绳和AC绳的拉力大小之和为G
C.天花板所受拉力的合力竖直向下
D.物体对竖直轻绳的拉力与竖直轻绳对物体的拉力是一对平衡力
【答案】C
【详解】AB.取C点为研究对象进行受力分析如图所示
由图可得:AC拉力
BC拉力
则BC绳和AC绳的拉力大小之比为,BC绳和AC绳的拉力矢量和为G,故AB错误;
C.天花板受到的拉力的合力竖直向下,与物块的重力等大,C正确;
D.物体对竖直轻绳的拉力与竖直轻绳对物体的拉力是一对作用力和反作用力,D错误;
故选C。
5.如图所示,光滑金属球的重力,斜面体的重力。金属球的左侧紧靠竖直墙壁,右侧置于倾角的斜面体上。已知斜面体处于水平地面上保持静止状态,,。求:
(1)金属球对墙壁和斜面的弹力大小。
(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向。
(3)水平地面对斜面体的支持力大小。
【答案】(1)30N,50N
(2)30N,方向水平向左
(3)100N
【详解】(1)金属球静止,则它受到三力而平衡,如图所示
由平衡条件可得墙壁对金属球的弹力为
根据牛顿第三定律可知金属球对墙壁的弹力大小为
斜面体对金属球的弹力为
根据牛顿第三定律可知,金属球对斜面体的弹力大小为
(2)对球和斜面体整体,受重力、支持力、墙壁的支持力和地面的静摩擦力
根据平衡条件,地面对斜面体的摩擦力大小为
摩擦力的方向水平向左。
(3)对球和斜面体整体,在竖直方向,根据平衡条件
6.如图所示,轻绳的一端固定在竖直墙上,另一端系一个质量为m=1kg的光滑铁球,当铁球静止时,轻绳与竖直方向的夹角θ =37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),取g=10m/s2,求:
(1)绳对铁球的拉力F1的大小;
(2)墙对铁球的支持力F2的大小;
【答案】(1)12.5N
(2)7.5N
【详解】(1)对小球受力分析,细线的拉力F1,竖直墙壁的支持力F2和竖直向下的重力mg,由平衡条件可知
(2)由平衡条件可知
7.如图所示,质量为M=10kg的斜面体C放在水平面上,质量为20kg的重物A放在斜面体C上,质量为2kg的重物B通过水平细绳与重物A相连于O点,O点通过另一根细绳悬挂于天花板上,细绳与竖直方向夹角以及斜面体倾角均为37°,A、B、C都处于静止状态。(重力加速度g取,,)求:
(1)水平细绳OA的拉力大小;
(2)重物A所受摩擦力大小;
(3)地面受到的压力大小。
【答案】(1)15N
(2)132N
(3)300 N
【详解】(1)对点进行受力分析,可知受到B的拉力、A的拉力以及左侧绳子的拉力,如图1所示
根据平衡条件有
解得
(2)重物A受到重力、斜面体的支持力、绳子的拉力以及斜面体的摩擦力,如图2所示
沿斜面的方向有
联立解得
(3)对AC整体研究
可知地面对C的支持力为
解得
根据牛顿第三定律有
5、 动态平衡
1.如图所示,倾角为 的斜面体放在粗糙水平地面上,斜面顶端安有滑轮,不可伸长的轻绳连接A、B并跨过滑轮,起初A悬空,B静止于斜面上,现用水平力F拉住绳上的一点,使A从竖直缓慢移动到虚线位置,在此过程中斜面体与物体B始终保持静止,则( )
A.绳子对A的张力一直减小
B.地面对斜面体的摩擦力增大
C.斜面体对地面的压力减小
D.物体B受到的摩擦力一定沿斜面向上
【答案】B
【详解】对A研究可知,原来细线的拉力大小等于A的重力,当用水平向左的力F缓慢拉物体A,细线的竖直分力大小等于A的重力,所以细线所受拉力的大小一定增大.故A错误;以A、B、斜面整体为研究对象,分析受力情况作出如图所示受力图:
由平衡条件得知,N=M总g;f=F,当F增大时斜面体受到地面的摩擦力变大,地面对斜面体的弹力不变,则斜面体对地面的压力不变,故C错误,B正确.B原来所受的摩擦力大小可能为零,也可能沿斜面向下,也可能沿斜面向上,当用水平向左的力F缓慢拉物体A时,绳的拉力增大,A所受的摩擦力可能向上,也可能向下.故D错误.故选B.
2.如图所示,A、B两物体的质量分别为mA、mB,且mA>mB,整个系统处于静止状态。滑轮的质量和一切摩擦均不计,如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点,整个系统重新平衡后,物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ的变化情况是( )
A.物体A的高度升高,θ角变大
B.物体A的高度降低,θ角变小
C.物体A的高度升高,θ角不变
D.物体A的高度不变,θ角变小
【答案】C
【详解】原来整个系统处于静止状态,绳的拉力等于A物体的重力,B物体对滑轮的拉力等于B物体的重力,将绳一端由Q点缓慢地向左移到P点,整个系统重新平衡后,绳的拉力仍等于A物体的重力,B物体对滑轮的拉力仍等于B物体的重力,都没有变化,即滑轮所受的三个力都不变,则根据平衡条件可知,两绳之间的夹角也没有变化,即不变,设滑轮到天花板的距离为h,绳两端点的距离为s,由几何关系得
由于s增大,所h增大,滑轮下降,A上升,故C正确,ABD错误.
故选C。
3.(多选)千斤顶是一种起重高度小于1m的最简单的起重设备,是用刚性顶举件作为工作装置,通过顶部托座或底部托爪在行程内顶升重物的轻小起重设备。剪式千斤顶如图所示,摇动把手时,螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢,从而将汽车顶起,当车轮刚被顶起时汽车对该千斤顶的压力为1.5×105N,此时千斤顶两臂间的夹角为106°,已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,则下列判断正确的是( )
A.此时两臂受到的压力大小均为1.25×105N
B.此时千斤顶对汽车的支持力大小为1.0×105N
C.若继续摇动把手,将汽车顶起,两臂受到的压力将增大
D.若继续摇动把手,将汽车顶起,两臂受到的压力将减小
【答案】AD
【详解】AB.设两臂受到的压力大小均为F1,汽车对千斤顶的压力为F,两臂间夹角为θ,则有F=2F1cos
由此可知,当F=1.5×105 N,θ=106°时,F1=1.25×105 N,此时千斤顶对汽车的支持力大小为1.5×105N ,A正确、B错误;
CD.若继续摇动把手,F不变,θ减小,则F1减小,C错误、D正确。
故选AD。
4.(多选)如图所示,自动卸货车静止在水平地面上,车厢在液压机的作用下,缓慢增大倾角的过程中,货物相对车厢始终静止,下列说法正确的是( )
A.车厢对货物的作用力不变 B.车厢对货物的支持力变大
C.地面对货车的支持力变小 D.地面对货车的摩擦力为零
【答案】AD
【详解】AB.以货物为对象,缓慢增大倾角的过程中,货物相对车厢始终静止,则车厢对货物的作用力与货物的重力平衡,保持不变;车厢对货物的支持力为
可知车厢对货物的支持力变小,故A正确,B错误;
CD.以货物和货车为整体,可知地面对货车的摩擦力为零,地面对货车的支持力等于整体的重力,保持不变,故C错误,D正确。
故选AD。
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