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1、相互作用 单元测试一、单项选择题1(2018程桥高中月考)如图 1 所示，P 是位于水平粗糙桌面上的物块，用跨过光滑轻质定 滑轮的轻绳将 P 与钩码 Q 相连，Q 的质量为 m，在 P 向右匀速运动的过程中，桌面上的绳子 始终是水平的，重力加速度为 g.下列说法正确的是( )图 1AP 所受拉力的施力物体是钩码 Q，大小等于 mg BP 所受拉力的施力物体是绳子，大小等于 mg CP 所受摩擦力的方向水平向左，大小一定小于 mg DP 所受摩擦力的方向水平向左，大小一定大于 mg 答案 B解析P 只受绳子的作用，不受钩码的作用，故 A 错误；P 所受拉力的施力物体为绳子，大小等于钩码的重力 m
2、g，故 B 正确；P 所受到的摩擦力方向与拉力方向相反，故向左；但根据 平衡关系可知，其大小一定等于 mg，故 C、D 错误2如图 2 所示，物块 M 在静止的传送带上匀速下滑时，传送带突然顺时针(图中箭头所示) 转动起来，则传送带转动后，下列说法正确的是( )AM 受到的摩擦力不变 CM 可能减速下滑答案 A图 2BM 受到的摩擦力变大 DM 可能减速上滑解析当传送带顺时针转动时，物块相对传送带的运动方向没有变，因此M 受到的摩擦力不变，故选 A.3.(2018扬州中学模拟)2015 年世界举重锦标赛于 11 月 20 日至 29 日在美国休斯敦举行如 图 3 所示为我国选手邓薇比赛时的画面
3、，若邓薇所举杠铃的质量为 m，杠铃平衡时每只手臂 与竖直线所成的夹角均为 45，重力加速度为 g.则她每只手臂承受的作用力为( )图 3A.C.3mg32mg21B. mg2Dmg答案 C解析以杠铃为研究对象，分析受力情况，作出受力图，如图所示根据平衡条件得：2Fcos45mg，解得 F222mg，由牛顿第三定律得她每只手臂承受的作用力 FF mg.24.(2018盐城中学 4 月检测)如图 4 所示，当风水平吹来时，风筝面与水平面成一夹角，人 站在地面上拉住连接风筝的细线，则( )图 4A 空气对风筝的作用力方向水平向右B 地面对人的摩擦力方向水平向左C 地面对人的支持力大小等于人和风筝的总
4、重力D 风筝处于稳定状态时，拉直的细线可能垂直于风筝面答案 B5.(2018兴化市第一中学期初)用轻弹簧竖直悬挂质量为 m 的物体，静止时弹簧伸长量为 L. 现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为 2m 的物体，系统静止时弹簧伸长量也为 L.斜面倾角为 30，如图 5 所示则物体所受摩擦力( )图 5A等于零1B大小为 mg，方向沿斜面向下2C大小为32mg，方向沿斜面向上D大小为 mg，方向沿斜面向上 答案 A解析弹簧竖直悬挂质量为 m 的物体时，对物体受力分析，物体受重力和弹簧的拉力，根据共点力平衡条件：Fmg，根据胡克定律 FkL，质量为 2m 的物体放在斜面上时，对物体受 力分析，如图，根据共
5、点力平衡条件，有 FF 2mgsin 300，其中 FkLmg，解f得：F 0，故 A 正确，B、C、D 错误f6.(2018田家炳中学开学考)如图 6，光滑的四分之一圆弧轨道 AB 固定在竖直平面内，A 端 与水平面相切，穿在轨道上的小球在拉力 F 作用下，缓慢地由 A 向 B 运动，F 始终沿轨道的 切线方向，轨道对球的弹力为 F .在运动过程中( )N图 6AF 增大，F 减小NBF 减小，F 减小NCF 增大，F 增大NDF 减小，F 增大N答案 A解析对球受力分析，受重力、支持力和拉力，如图所示，根据共点力平衡条件，有 F mgcosNFmgsin其中 为支持力 F 与竖直方向的夹角
6、；当球向上移动时， 变大，故 F 变小，F 变大，故N NA 正确，B、C、D 错误二、多项选择题7(2018常熟市期中)如图 7 所示，固定在水平地面上的物体 P，左侧是光滑圆弧面，一根 轻绳跨过物体 P 顶点上的小滑轮，一端系有质量为 m3kg 的小球，小球与圆心连线跟水平 方向的夹角 60，绳的另一端水平连接物块 3，三个物块的重力均为 50N，作用在物块 2 的水平力 F10N，整个系统处于平衡状态，取 g10m/s2，则以下说法正确的是( )图 7A1 和 2 之间的摩擦力是 10N B2 和 3 之间的摩擦力是 25N C3 与桌面间的摩擦力为 5N D物块 3 受 6 个力作用答
7、案 CD解析物块 1 受重力和支持力而平衡，不受静摩擦力，否则不能平衡，故 A 错误对 1 与 2整体分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，根据平衡条件，3 对 12 整体的静摩擦力向左， 与拉力平衡，为 10 N，故 2 和 3 之间的摩擦力是 10 N，故 B 错误对 m 受力分析，受重力、 支持力与绳子的拉力，由平衡条件，结合力的平行四边形定则可知，绳子的拉力 Fmgsin3015 N，则 3 受桌面的摩擦力是 15 N10 N5 N，向右，故 C 正确对物块 3 受力分 析，受重力、支持力、2 对 3 的压力、2 对 3 水平向右的静摩擦力、绳子对 3 向左的拉力、 桌面对 3 向右的
8、静摩擦力，共 6 个力作用，故 D 正确三、实验题8用木板、白纸、图钉、一根原长为 5cm 且劲度系数为 100N/m 的弹簧、两个弹簧秤(单位： N)、细绳套、三角板、刻度尺和铅笔等器材做“验证力的平行四边形定则”实验，实验过程 如下：图 8(1)在水平木板上铺白纸，把弹簧的一端固定在 O 点，过 O 画一条标记线 OD，弹簧的另一端 拴两条细绳套；用两个弹簧秤互成角度拉细绳套，使弹簧的另一端沿 OD 拉至 C 点，如图 8 甲所示用铅笔描下 C 点的位置和两条细绳套的方向，记录两弹簧秤的读数分别为 F 与 F ，A B其中 B 弹簧秤的读数 F _N；用刻度尺测出此时弹簧的长度为 10cm
9、，通过计算得出B弹簧的拉力 F_N；可以判断 F 与 F 互成的角度为_A B(2)根据力的图示，作出 F 和 F ，如图乙所示请你根据力的图示，在图乙中作出 F 与 F 的A B A B合力 F.(3)比较力 F与 F 的大小和方向，得出的结论是：在实验误差允许范围内，_. 答案 (1)4.00 5.00 90 (2)见解析图 (3)力的平行四边形定则成立解析 (1)A 弹簧秤的读数 F 3.00 N，B 弹簧秤的读数 F 4.00 N；A B根据胡克定律计算得出弹簧的拉力 Fkx100(0.10.05) N5.00 N，根据三角函数关系得 F 与 F 互成的角度为 90.A B(2)根据平
10、行四边形定则画图：(3)比较力 F与 F 的大小和方向，得出的结论是：在实验误差允许范围内，力的平行四边形 定则成立9(2019田家炳中学期初)为了用弹簧测力计测定两木块 A 和 B 间的动摩擦因数 ，甲、 乙两同学分别设计了如图 9 甲、乙所示实验方案图 9(1) 为了用某一弹簧测力计的示数表示 A 和 B 之间的滑动摩擦力大小你认为方案_ 更易于操作简述理由：_.(2) 若 A 和 B 的重力分别为 100N 和 150N，当甲中 A 被拉动时，弹簧测力计 a 示数为 60N，b 示数为 110N，则 A、B 间的动摩擦因数为_答案 (1)见解析 (2)0.4解析 (1)由题图实验可知，甲
11、方案中拉动木块 A，不需要控制木块 A 做匀速直线运动，且弹 簧测力计静止，便于弹簧测力计读数；乙方案中用弹簧测力计拉动 A，需要控制 A 做匀速直fF 15022F2 2a线运动，难于控制 A 做匀速直线运动，另一方面弹簧测力计是运动的，难于准确读数，因此 甲方案更易于操作(2)由题意可知，在甲方案中，两木块接触面受到的压力等于 B 的重力，即 F 150 N，弹簧N测力计 a 的示数等于两木块接触面间摩擦力的大小，即 F 60 N；由公式 F F 得，动摩f f NF 60擦因数 0.4.N四、计算题10(2018如东县调研)如图 10 所示，内壁光滑、半径为 R 的半球形容器静置于水平面
12、上， 现将轻弹簧一端固定在容器底部 O处(O 为球心)，弹簧另一端与质量为 m 的小球相连，小 球静止于 P 点，OP 与水平方向的夹角 30.重力加速度为 g.图 10(1)求弹簧对小球的作用力大小 F ；1(2) 若弹簧的原长为 L，求弹簧的劲度系数 k；(3) 若系统一起以加速度 a 水平向左匀加速运动时，弹簧中的弹力恰为零，小球位于容器内 壁，求此时容器对小球的作用力大小 F 和作用力方向与水平面夹角的正切 tan .2答案见解析解析 (1)对小球受力分析，如图甲所示，由于 30，由几何关系可知，F F mg，1 N(2)由于 30，由几何关系可知弹簧的长度为 R，则弹簧压缩量 xLR
13、又：F kx1mg所以：kLR(3)系统一起以加速度 a 水平向左匀加速运动时，对小球进行受力分析如图乙；由牛顿第二 定律可得：mgF F (mg)ma，其中：tan 2g解得：F m g a ，tan .211(2018徐州三中月考)如图 11 所示，质量为 M 的木板 C 放在水平地面上，固定在 C 上ABB的竖直轻杆的顶端分别用细绳 a 和 b 连接小球 A 和小球 B，小球 A、B 的质量分别为 m 和 m ，A B当与水平方向成 30角的力 F 作用在小球 B 上时，A、B、C 刚好相对静止一起向右匀速运动， 且此时绳 a、b 与竖直方向的夹角分别为 30和 60，重力加速度为 g，
14、求：图 11(1) 力 F 的大小；(2) 通过分析确定 m 与 m 的大小关系；A B(3)地面对 C 的支持力和摩擦力大小答案见解析解析 (1)对 B 球受力分析，水平方向受力平衡，则：Fcos 30F cos 30，得：F FTb Tb竖直方向受力平衡，则：Fsin 30F sin 30m gTb B得：Fm g；B(2)对 A 球受力分析，竖直方向：m gF sin 30A TbF sin 60Ta水平方向：F sin 30F sin 60Ta Tb联立得：m m .A B(3)对 A、B、C 整体受力分析，竖直方向：F Fsin 30(Mm m )g，则 F (Mm m )gN A B N A B1Fsin 30Mgm g m g2水平方向：F Fcos 30m gcos 30f B3m g.2