通用版带答案高中物理必修一第三章相互作用力微公式版常考点.pdf

1 通用版带答案高中物理必修一第三章相互作用力微公式版常考点通用版带答案高中物理必修一第三章相互作用力微公式版常考点 单选题 1、如图所示的装置，杆QO沿竖直方向固定，且顶端有一光滑的定滑轮，轻杆OP用铰链固定于O点且可绕O点转动，用两根轻绳分别拴接质量分别为m1、m2的小球并系于P点，其中拴接m1小球的轻绳跨过定滑轮，已知O点到滑轮顶端Q的距离等于OP，当系统平衡时两杆的夹角为=120，则m1：m2为（）A1：2B3：2C1：1D3：1 答案：D 以结点P为研究对象，受力分析如图所示 则拴接小球m1轻绳的拉力大小等于1，由力的平衡条件将杆OP的支持力与轻绳的拉力合成，由相似三角形可得 2 1=22cos30 解得 1:2=3:1 故 ABC 错误，D 正确。故选 D。2、南宁的夏天温度较高，天气炎热，此时喝一瓶冰水降暑是一件很幸福的事情。若保持手握瓶子一起静止，以下操作能让摩擦力变大的是（）A增大手的挤压力 B增大手与瓶子的接触面积 C把手弄湿 D往瓶中加入少量的水 答案：D 若保持手握瓶子一起静止，根据二力平衡可知瓶子所受静摩擦力始终与重力大小相等，增大手的挤压力、增大手与瓶子的接触面积或把手弄湿都不能使摩擦力变大，往瓶中加入少量的水，重力增大，可以使瓶子所受静摩擦力增大。故选 D。3、下列说法正确的是（）A伽利略使用图甲斜面进行实验，得出力和运动的关系 3 B图乙中，落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变 C图丙中，平衡车的重力与地面对平衡车的支持力是一对作用力与反作用力 D图丁中，百米赛跑运动员跑到终点时不能立刻停下来是由于惯性 答案：D A伽利略使用图甲斜面实验中得到的结论外推到斜面倾角为 90 的情形，从而间接证明了自由落体运动是匀加速直线运动，故 A 错误；B根据弹力的概念知图乙中，落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变，故 B 错误；C图丙中，平衡车的重力与地面对平衡车的支持力大小不相等，且两力均作用在同一物体上，根据牛顿第三定律可知，这两个力不是一对相互作用力，故 C 错误；D根据惯性的概念可知图丁中，百米赛跑运动员跑到终点时不能立刻停下来是由于惯性，故 D 正确。故选 D。4、如图所示，关于下列各图受力情况说法正确的是（）A甲图中原木 P 在M、N两点各受一个弹力，且均竖直向上 B乙图中BC杆对滑轮的弹力一定由B指向C C丙图中铁块所受重力可以分解为下滑力和对斜面的压力 D丁图中弹簧一定处于压缩状态 答案：D A甲图，在M点的弹力方向垂直地面向上，在N点的弹力方向垂直原木 P 向上，故 A 错误；4 B乙图中BC杆斜插入墙壁中，则BC杆对滑轮的作用力与两侧绳的拉力的合力平衡，方向不一定由B指向C，故 B 错误；C铁块对斜面的压力是斜面受到的力、重力的分力都是铁块所受的力，故 C 错误；D弹簧对小球的弹力只能沿弹簧的轴线方向，由平衡条件知，弹簧对小球弹力沿弹簧向右，即弹簧一定处于压缩状态，故 D 正确。故选 D。5、某同学利用如图甲所示的装置，选取了 1、2 两根不同的弹簧，探究弹簧的弹力F与伸长量x的关系。在实验过程中，弹簧始终在弹性限度内，弹簧质量可忽略不计，他在同一个坐标系内作出了F-x图像，如图乙所示。据此可知，弹簧 1、2 的劲度系数k1和 k2的关系为（）Ak1k2Bk1k2 故选 A。6、如图所示，把静止在斜面上的物体的重力mg分解为F1、F2两个力，下列说法正确的是（）5 AF1是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2是物体对斜面的压力 B物体受到mg、FN、f、F1、F2 5 个力作用 C物体受到的合力为mgsin D物体受到的合力为 0 答案：D AF1是重力的分力，不是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2是重力的分力，不是物体对斜面的压力，A 错误。B物体只受重力、支持力和斜面对物体的摩擦力三个力，B 错误；CD物体处于静止状态，则物体受到的合力为零，C 错误，D 正确。故选 D。7、如图，某同学脚穿旱冰鞋去推一张放在水平地面上的桌子，结果没推动。下列说法正确的是（）A他推桌子的力大于桌子对他的推力 B他推桌子的力小于桌子对他的推力 6 C他推桌子的力与桌子对他的推力是平衡力 D他推桌子的力与桌子对他的推力是作用与反作用力 答案：D 没有推动桌子说明桌子仍处于平衡状态，推力与地面对桌子的静摩擦力是一对平衡力；他推桌子的力与桌子推他的力是作用与反作用，大小相等、方向相反，作用在彼此上面。故选 D。8、重量为 100N 的木箱放在水平地板上，至少要用 35N 的水平推力，才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后，用 30N 的水平推力，就可以使木箱继续做匀速运动。由此可知（）A木箱与地板间的最大静摩擦力为 30N B木箱与地板间的动摩擦因数为 0.3 C若用 33N 的水平推力推静止的木箱，木箱所受的摩擦力是 30N D若用 20N 的水平推力推移动的木箱，木箱所受的摩擦力是 20N 答案：B A最大静摩擦力是指物体刚要运动时对应的摩擦力，根据二力平衡可知，最大静摩擦力为 35N，故 A 错误；B木箱做匀速运动时合力为零，所以滑动摩擦力等于此时的推力，即 30N =解得 =0.3 故 B 正确；C33N 的水平推力小于最大静摩擦力，所以木箱静止，受到的是静摩擦力，根据二力平衡可知，此时的摩擦力为 33N，故 C 错误；D木箱滑动时，受到的是滑动摩擦力，滑动摩擦力只与正压力及动摩擦因数有关，与水平推力无关，因此，此7 时的摩擦力为 30N，故 D 错误。故选 B。9、如图所示，用轻绳系住一质量为 2m的匀质大球，大球和墙壁之间放置一质量为m的匀质小球，各接触面均光滑。系统平衡时，绳与竖直墙壁之间的夹角为，两球心连线O1O2与轻绳之间的夹角为，则、应满足（）A绳子的拉力可能小于墙壁的支持力 B墙壁的支持力一定小于两球的重力 C3tan=tan（+）D3tan=3tan（+）答案：C A设绳子拉力为F，墙壁支持力为N，两球之间的压力为T，将两个球作为一个整体进行受力分析，如图 1 所示。根据图 1 中几何关系可得绳子的拉力大于墙壁的支持力，故 A 错误；B根据平衡条件可得 N=3mgtan 由于 大小不确定，所以墙壁的支持力不一定小于两球的重力，故 B 错误；CD对小球进行受力分析，如图 2 所示，根据平衡条件可得 N=mgtan 根据几何关系可得 8 =+则 N=mgtan（+）联立得 3tan=tan（+）故 C 正确，D 错误。故选 C。小提示：10、长直木板上表面上静置一物体，木板由水平位置缓慢转至物体恰好在木板上滑动时，物体所受摩擦力Ff与木板倾角 间关系图像正确的是（）AB CD 答案：D 木板由水平位置缓慢抬起时，物体保持相对静止直至恰好在木板上滑动时，根据平衡条件可得摩擦力大小为 Ff=mgsin 9 结合数学知识可知 D 图像符合题意，故选 D。11、小帅同学用轻质圆规做了如图所示的小实验，圆规两脚 A 与 B 分别模拟横梁与斜梁，钥匙模拟重物，重力为mg。将钥匙重力分解为拉伸 A 脚的分力F1和压缩 B 脚的分力F2，则（）AF1=mgtanBF1=mgsinCF2=mgtanDF2=mgsin 答案：A 如图所示，拉伸 A 的分力 1=tan 压缩 B 的分力 2=cos 故选 A。12、如图所示，在竖直平面的固定光滑轨道的最高点有一个光滑的小孔，质量为的小环套在圆轨道上，用细线通过小孔系在环上，缓慢拉动细线，使环沿轨道上移，在移动过程中拉力和轨道对小环的作用力N的大小变化情况是（）10 A不变，N增大 B不变，N不变 C减小，N不变 D增大，N增大 答案：C 小球沿圆环缓慢上移可看做匀速运动，对小球进行受力分析，受力情况如图所示 由图可知，则有=N 当A点上移时，半径不变，AB长度减小，故F减小，N不变。故选 C。11 13、如图所示，在一粗糙水平上有两个质量分别为m1和m2的木块 1 和 2，中间用一原长为l、劲度系数为k的轻弹簧连结起来，木块与地面间的动摩擦因数为，现用一水平力向左拉木块 1，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是（）A+1B+(1+2)C+2D+(121+2)答案：C 对木块 2 受力分析，根据平衡条件，弹簧的弹力与摩擦力相等，即 =2 又由胡克定律 F=kx 整理 =2 所以弹簧的长度为 +=+2 故选 C。14、物块在轻绳的拉动下沿倾角为 30的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为33，重力加速度取 10m/s2。若轻绳能承受的最大张力为 1500N，则物块的质量最大值是（）A30kgB50kgC100kgD150kg 答案：D 物块沿斜面向上匀速运动，根据平衡条件 12 fsin30 又 fN，Ncos30 解得 =sin30+cos30 将max=1500N 代入得 m150kg 故选 D。15、如图所示，将一个倾角为 45的光滑斜面固定在水平地面上，斜面上方固定一半径为的半圆形框架，框架由粗糙的细杆做成，细杆上套一个轻小圆环A，A上连一长度为的轻绳，轻绳另一端连小球（可视为质点），开始时轻绳与斜面平行。现给小圆环施加一始终沿半圆形细杆切线方向的拉力，使圆环缓慢移动，直到轻绳竖直，整个过程小球位置不变，圆环重力不计，则下列说法正确的是（）A轻绳的拉力逐渐变小 B小球对斜面的压力逐渐变大 C半圆形杆对圆环A的摩擦力逐渐变大 D拉力逐渐变小 答案：C AB对小球B进行受力分析 13 由受力分析结合牛顿第三定律，可知小球B对斜面的压力逐渐变小，细绳的拉力逐渐变大，故 AB 错误；CD对小圆环A进行受力分析则 T=N =N 因为T逐渐增大，所以不断增大，即半圆形杆对A的弹力逐渐增大，所以摩擦力不断增大，所以拉力F逐渐变大，故 C 正确，D 错误。故选 C。多选题 16、如图所示，质量为M的物块A放置在光滑水平桌面上，右侧连接一固定于墙面的水平轻绳，左侧通过一倾斜轻绳跨过光滑定滑轮与一竖直轻弹簧相连，轻弹簧的另一端与质量为m的物块B连接，物块B套在光滑水平杆上，轻弹簧此时恰好处于原长状态。若对物块B施加一水平外力F使之沿光滑水平杆缓慢向左运动，物块A始终处于静止状态，轻绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，则这个过程中（）14 A水平外力F一直增大 B水平杆对物块B的弹力一直减小 C物块A右侧轻绳的拉力一直增大 D桌面对物块A的弹力一直增大 答案：AC 分别对物块A和物块B受力分析如图所示 AB两物块均受四个力处于动态平衡状态，正交分解可得，若对物块B施加水平外力F使之沿光滑水平杆缓慢向左运动，弹簧的弹力越来越大，画一个以弹簧原长为半径的辅助圆，由图可知，圆外的长度即为伸长量且越来越大，则弹簧的弹力越来越大，弹簧弹力的水平分量和竖直分量都越来越大，即水平外力F越来越大，水平杆对物块B的弹力先减小再反向增大，故 A 正确，B 错误；CD由于物块A一直处于静止状态，物块A左侧绳的拉力等于弹簧弹力，也一直增大，所以桌面对物块A的弹15 力一直减小，右侧轻绳的拉力一直增大，故 C 正确，D 错误。故选 AC。17、如图所示，质量为m的小球被一根橡皮筋AC和一根绳BC系住，当小球静止时，橡皮筋处在水平方向上。下列判断中正确的是（）A在AC被突然剪断的瞬间，BC对小球的拉力不变 B在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsin C在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为cos D在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsin 答案：BC AB设小球静止时BC绳的拉力为F，AC 橡皮筋的拉力为T，由平衡条件可得 Fcos=mg，Fsin=T 解得 F=cos，T=mgtan 在AC被突然剪断的瞬间，BC上的拉力F发生了突变，小球的加速度方向沿与BC垂直的方向且斜向下，大小为 a=gsin B 正确，A 错误；CD在BC被突然剪断的瞬间，橡皮筋AC的拉力不变，小球的合力大小与BC被剪断前拉力的大小相等，方向沿BC方向斜向下，故加速度 a=cos 16 C 正确，D 错误。故选 BC。18、如图所示是跳水运动员在训练中的一张照片起跳时运动员用力下压跳板，然后再向上跳起。在运动员起跳过程中，下列说法正确的是（）A运动员能跳起来是因为板对人的弹力大于人对板的压力 B运动员能跳起来是因为板对人的弹力大于人的重力 C在运动员离开板之前，板对人的弹力始终等于人的重力 D在运动员离开板之前，板对人的弹力始终等于人对板的压力 答案：BD AD板对人的弹力和人对板的压力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律可知，这两个力大小相等，A 错误，D 正确；B运动员能跳起来是因为板对运动员的弹力大于运动员所受的重力使运动员所受的合力向上，B 正确；C运动员离开板之前，在其向上运动的过程中重力不变，开始时弹力大于重力，在运动过程中弹力逐渐减小，故板对运动员的弹力先大于重力后小于重力，C 错误；故选 BD。19、如图所示，用1、2、3、4四根轻绳将重力均为的三个小球连接并悬挂在水平天花板的点和竖直墙面的点。轻绳 1 与竖直方向的夹角为，轻绳 4 的长度可以调节且开始时处于水平方向，系统处于静止状态。现将轻绳 4 长度调节后分别悬挂于、三点，其中轻绳 4 位于、时与竖直墙面间夹角分别为3、，整个过程中最左侧小球的位置不变且系统处于静止状态。已知=8，则以下说法正确的是（）17 A轻绳 4 末端位于处时的拉力为32cos，且此时拉力最小 B轻绳 4 末端位于处时，轻绳 1 上的拉力为3cos C轻绳 4 末端位于处时的拉力为3sin，且此时拉力最小 D轻绳 4 末端位于处时的拉力大于位于处时的拉力 答案：BC AC无论轻绳 4 位于什么位置，都可以把三个小球当作一个整体。当轻绳 4 右端位于时，对三球整体分析，可得 2cos=3 可知此时1、4两绳拉力大小相同，但此时不是拉力最小的时候，当轻绳 4 与轻绳 1 垂直时，有最小值，因为 3+=2 正好是位于处时，此时轻绳 4 上的拉力最小 min=3sin 故 A 错误，C 正确；B当轻绳位于时，对三球整体分析，可得轻绳 1 上的拉力 1=3cos 故 B 正确；D用图解法，对整体作图可分析出，轻绳 4 末端从处逐渐上移到的过程中，轻绳 4 上的拉力先减小后增大，18 在处时最小，故 D 错误。故选 BC。20、某人计划摆一个卖烤热狗的小吃地摊，如图所示，用两根水平的平行金属杆支撑热狗，假设热狗可视为质量均匀的圆柱体，生热狗烤熟后，半径变大，重力大小不变，忽略摩擦及金属杆的热胀冷缩，静止的生热狗烤熟后（）A对金属杆的压力增大 B对金属杆的压力减小 C所受合力变大 D所受合力不变 答案：BD A B对热狗进行受力分析如图所示，由平衡条件可得 1=2=2cos 由生热狗烤熟后，半径变大，即夹角 变小，重力大小不变，所以对金属杆的压力减小，则 A 错误，B 正确；19 CD由生热狗烤熟后，半径变大，但是都保持静止，所以其所受的合力为 0 保持不变，则 C 错误，D 正确。故选 BD。21、将力F分解成F1和F2，若已知F1的大小和F2与F的夹角（为锐角），则下列判断正确的是（）A当F1 Fsin 时，有两解 B当F1=Fsin 时，一解 C当Fsin F1 F时，有两解 D当F1 F1 Fsin 时，根据平行四边形定则，如图所示 有两组解，当F1 Fsin 时不一定有两解，若F1 F，只有一组解，A 错误、C 正确；B当F=Fsin 时，两分力和合力恰好构成直角三角形，有唯一解，B 正确；DF1 2 故 C 错误；D对 4 号灯笼分析可知，3 号、4 号灯笼之间的作用力大小为 34=()2+()2 故 D 正确。故选 BD。填空题 26、如图所示是锻炼身体用的拉力器，并列装有 5 根相同的弹簧，每根弹簧的自然长度都是 40 cm。某人用600 N 的力把它们拉长至 1.6 m，则每根弹簧产生的弹力为_N，每根弹簧的劲度系数为_N/m。答案：120 100 每根弹簧的弹力为 F=6005 N=120 N 25 每根弹簧的劲度系数 =1201.6-0.4N/m=100 N/m 27、如图，若另一端由B点水平移至D点，则绳中拉力大小变化的情况是_ 答案：变大 若另一端由B点水平移至D点，根据共点力平衡可知，设绳间夹角为，则 cos2=夹角变大，则绳中拉力大小变大。28、如图甲所示，用一个竖直向下的力将弹簧压缩后保持静止，桌面对弹簧的弹力是因为_发生了形变。改变手施加的力F的大小，记录F和弹簧压缩后的长度l，得到的Fl图像是图乙中的_。26 答案：桌面 1如图甲所示，用一个竖直向下的力将弹簧压缩后保持静止，桌面对弹簧的弹力是因为桌面发生了形变。2改变手施加的力F的大小，记录F和弹簧压缩后的长度l，根据 =(0)可知得到的Fl图像是图乙中的。29、物体放在粗糙的水平地面上，物体重 50N，受到斜向上方向与水平面成 30角的力F作用，=50N，物体仍然静止在地面上，如图所示，则物体受到的摩擦力_N，地面的支持力_N。=10N/kg 答案：253 25 1根据平衡条件，物体受到的摩擦力为 f=cos30=50 32N=253N 2根据平衡条件，物体受到的支持力为 N=sin30=50N 50 12N=25N 30、倾角为、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上。则木块受到的摩擦力大小是_；木块对斜面体的压力大小是_；桌面对斜面体的摩擦力大小是_；桌面对斜面体的支持力大小是_；答案：mgsin mgcos 0 (m+M)g 27 1对木块进行受力分析，如图所示，由平衡条件得，木块受到的摩擦力大小为 f=sin 2斜面对木块的支持力为 N=cos 由牛顿第三定律可知木块对斜面体的压力大小是 N=N=cos 34对M和N整体受力分析，受重力和支持力，二力平衡，则桌面对斜面体的摩擦力大小是 0；故桌面对斜面体的支持力大小为 =(+)