高一物理必修一第三章相互作用整章基础练习题(实用)(带参考答案).pdf

1 图 1 一、学习目标1、知道弹力产生的条件，能判断弹力的方向，理解胡克定律2、知道滑动摩擦力和静摩擦力产生的条件，能判断摩擦力的方向，知道摩擦力大小的求解方法二、学习过程（一）弹力的产生及判断问题 1：弹力产生的条件是什么？两物体相互接触就一定会产生弹力吗？1、物体的发生变化，叫形变。物体发生形变后的性质，叫弹性。发生形变的物体由于要而跟它接触的物体产生力的作用，称为弹力。弹力产生的条件是和。例 1、如图 1 所示，细绳下悬挂一小球D，小球与光滑的静止斜面接触，且细绳处于竖直状态，则下列说法中正确的是（）A斜面对D 的支持力垂直于斜面向上BD 对斜面的压力竖直向下CD 与斜面间无相互作用力D因 D 的质量未知，所以无法判定斜面对D 支持力的大小和方向例 2、（多选）如图2 所示，绳下吊一铁球，则球对绳有弹力，绳对球也有弹力，关于两个弹力的产生，下述说法正确的是（）A球对绳的弹力，是球发生形变产生的弹力作用于绳的B球对绳的弹力，是绳发生形变产生的弹力作用于绳的C绳对球的弹力，是绳发生形变产生的弹力作用于球的D绳对球的弹力，是球发生形变产生的弹力作用于球的练习 1、关于弹力，下列叙述正确的是（）A两物体相互接触，就一定会产生相互作用的弹力B两物体不接触，就一定没有相互作用的弹力C两物体有弹力作用，物体不一定发生了弹性形变D只有弹簧才能产生弹力练习 2、（多选）下列说法正确的有（）A木块放在桌面上要受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的B拿一细杆拨动水中的木头，木头受到细杆的弹力，这是由于木头发生形变而产生的C绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳子收缩的方向D挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小形变而产生的问题 2：如何确定常见的弹力：支持力、压力、拉力的方向？例 3、作出如图 3 中物块、球、杆等受到各接触面作用的弹力示意图。高一物理讲义第三章弹力与摩擦力图 3 图 2 2 图 5 图 6 练习 3、画出图 4 中小球和杆所受的弹力，各接触面光滑问题 3：通过“探究弹簧形变量与弹力的关系”实验中，总结出什么规律？弹力是指弹簧两端受力的和吗？2、胡克定律是指在内，弹簧的弹力大小与弹簧的成正比。其表达式为，其中 k 是指，它由弹簧本身的固有属性决定，其国际单位是。例 4、（1）下列的实验步骤是这位同学准备完成的，请你帮这位同学按操作的先后顺序，用字母排列出来是：。A以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据（x，F）对应的点，并用平滑的曲线连结起来。B记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0C将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺D依次在弹簧下端挂上1 个、2 个、3 个、4 个 钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码E以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式F解释函数表达式中常数的物理意义（2）下表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据：弹力（F/N）0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 弹簧原来长度（L0/cm）15 15 15 15 15 弹簧后来长度（L/cm）16.2 17.3 18.5 19.6 20.8 弹簧伸长量（x/cm）算出每一次弹簧伸长量，并将结果填在上表的空格内。在如图5 的坐标上作出Fx 图线。写出曲线的函数表达式。（x 用 cm 作单位）：函数表达式中常数的物理意义：例 5、如图 6 所示，弹簧的劲度系数为k，物体的质量为m，平衡时物体在A 位置。今用力F 将物体向下拉长x 至 B 位置。则此时弹簧的弹力大小为（）Akx Bmg+kx Cmgkx D以上说法都不正确练习 4、下面是小明同学做“探索弹力与弹簧伸长的关系”的实验步骤，其中操作不正确的是（）A把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用刻度尺测出弹簧的原长L0B把弹簧吊在铁架台上，挂上钩码，待钩码平衡后，测出弹簧的长度L C改变所挂钩码的数量，多次测量钩码平衡后弹簧的长度L D求出每次弹簧受到的弹力F 和对应的弹簧伸长量x=L L0，根据实验数据作出Fx 图象，找出弹力与弹簧伸长的关系练习 5、一弹簧的两端各用10N 的外力向外拉伸，弹簧伸长了5cm，则该弹簧的劲度系数为（）A2N/m B4N/m C 200N/m D400N/m 图 4 3 图 7 F 图 8（二）摩擦力的产生及判断问题 4：摩擦力的产生条件是什么？1、当一个物体在另一个物体表面有相对运动趋势或发生相对运动时，在接触面上受到另一物体对它的沿接触面的作用力叫做，如果两个物体之间是具有相对运动趋势则是摩擦力，如果是发生相对滑动时产生的摩擦力叫摩擦力。（此时要特别注意接触面是否光滑，如果光滑的话则没有摩擦力）例 6、下列关于摩擦力的说法正确的是（）A相互接触并有相对运动的物体间必有摩擦力B只要运动的物体就一定受到滑动摩擦力C运动的物体之间也有可能受到静摩擦力D摩擦力总是阻碍物体的运动练习 6、（多选）关于摩擦力的产生的说法中，正确的是（）A只有相互接触且发生相对运动的物体间才可能产生动摩擦力B受滑动摩擦力作用的物体一定会受到弹力作用C受弹力作用的物体一定会受到滑动摩擦力D受静摩擦力作用的物体一定是静止的问题 5、滑动摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反吗？它的大小与哪些因素有关？2、滑动摩擦力的方向总是与相切，与方向相反。它的大小跟成正比。表达式为，其中称为，它与相互接触物体的和接触面的。例 7、（多选）关于滑动摩擦力的方向，下列说法中正确的是（）A滑动摩擦力的方向总是和物体运动方向相反B滑动摩擦力总是阻碍物体的运动C滑动摩擦力的方向总是和物体相对运动方向相反D滑动摩擦力总是成对出现的，如果有一个物体受到滑动摩擦力的作用，则与之接触的另一个物体表面也一定会受到滑动摩擦力的作用例 8、马拉着自重600N 的雪橇在水平冰面上作匀速直线运动，马需用水平拉力18N（g=10m/s2），求：（1）雪橇和冰面间的动摩擦因数为多大？（2）如果在雪橇上载货500kg，马要用多大的水平力可使雪橇仍作匀速直线运动？练习 7、如图 7 所示，A 为长木板，在水平面上以速度v1开始向右运动，同时物块B 在 A 的上表面以速度v2开始向右运动，且A、B 接触面粗糙。下列判断正确的是（）A若 v1=v2，A、B 之间无摩擦力B若 v1 v2，A 受到 B 所施加的向右的滑动摩擦力C若 v1 v2，A、B 之间无滑动摩擦力练习 8、用 F=50N 的力将质量为2kg 的物体竖直压在墙上，方向垂直于墙，如图8 所示。若物体匀速下滑，g 取 10m/s2，求：（1）物体下滑时受到的滑动摩擦力；（2）物体与墙面间的动摩擦因数。问题 6：静摩擦力的方向和大小如何判断？物体间的压力大，静摩擦力就一定大吗？3、静摩擦力的方向与相切，与方向相反。静摩擦力的大小通常由来决定。它与物体之间的正压力无关，而是随着外力的增大而，当物体处于将动未动时，达到最大静摩擦力。我们通常近似认为最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力。4 B A 图 9 图 12 图 11 例 9、如图 9，小车 B 置于水平面上，物体A 叠放在车上。分析下列几种情况下A 受到的摩擦力。（1）A、B 一起以相同的速度向右匀速运动；（2）A、B 原来静止，当B 突然起动向右运动时，A、B 仍然相对静止；（3）A、B 原来一起向右匀速运动，B 突然刹车时，A、B 仍然相对静止。例 10、重 10N 的物块用F=200N 压力压在竖直的墙壁上静止不动，如图10 所示，已知木块和墙壁之间的动摩擦因数=0.2，此时墙对木块的摩擦力的大小是N，若压力减小到100N，则墙对木块的摩擦力为N，若压力增大到300N，则墙对木块的摩擦力为N，若撤去压力，木块向下滑动，这时摩擦力的大小为N，若在木块下滑的过程中，又把压力F 恢复至 40N，则摩擦力的大小变为N。练习 9、如图 11，放在水平面上的物体受到水平向右的力F1=12 N 和水平向左的力F2=4N 以及摩擦力的共同作用物体处于静止，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为（）A12N，方向向左B4N，方向向右C4N，方向向左D零练习 10、某同学用弹簧秤称一木块重5N，把木块水平放在桌面上，弹簧秤水平地向右拉木块。（1）当弹簧秤读数为1N 时，木块未被拉动，这时木块受到的是_摩擦力，大小是 _，方向向 _；（2）当弹簧秤的读数是2.1N 时，木块刚好开始移动，此时木块受的是_摩擦力，大小是_，方向向_；（3）开始运动后，使木块保持匀速直线运动，弹簧秤的读数变为2N，此时木块受到的是_摩擦力，大小是 _，动摩擦因数=_；（4）若使弹簧秤在拉动木块运动中读数变为3N 时，木块受到的摩擦力是_摩擦力，大小是_；（5）木块离开弹簧秤继续滑动，这时木块受到的是_摩擦力，大小是_。三、即时反馈1、重 4N 的木块放在水平桌面上，桌面受到4N 的压力，以下说法正确的是（）A这个压力就是重力，施力物是地球B这个压力就是重力，施力物是木块C这个压力不是重力，这个压力的施力物是木块，木块所受重力的施力物是地球D这个压力与木块所受的重力相平衡2、如图 12 所示一圆球和两块光滑板接触，底下的一块板水平。小球受力图正确的是（）3、一根轻质弹簧的劲度系数为1000N/m，它的原长为15cm，用 100N 的拉力拉弹簧，它的长度为（）A5cm B10cm C15cm D25cm 4、下表是某同学为探究弹力和弹簧伸长量的关系所测的几组数据：弹力：F/N0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 弹簧的伸长量：x/cm2.6 5.0 6.8 9.8 12.4 图 10 F 5 图 13（1）请你在图13 中的坐标纸上作出Fx 的图象。（2）写出曲线所代表的函数（x 用 m 作单位）。（3）解释函数表达式中常数的物理意义。5、关于摩擦力产生的条件，下列说法正确的是（）A相互压紧的粗糙物体间总有摩擦力的作用B相对运动的物体间总有摩擦力的作用C相互压紧并发生相对运动的物体间一定有摩擦力的作用D只有相互压紧并发生相对运动或相对运动趋势的粗糙物体间才有摩擦力的作用6、关于滑动摩擦力，下列说法正确的是（）A动摩擦因数不变，压力越大，滑动摩擦力越大B压力不变，动摩擦因数不变，接触面积越大，滑动摩擦力越大C压力不变，动摩擦因数不变，速度越大，滑动摩擦力越大D压力越大，滑动摩擦力越大7、下列说法中错误的是（）A人走路时，会受到静摩擦力作用B武警战士多手握住竖立的竹竿匀速攀上时，所受的摩擦力的方向是向下的C将酒瓶竖直用手握住停留在空中，当再增大手的用力，酒瓶受的摩擦力不变D在结冰的水平路面上洒些细土，人走上去不易滑倒，是因为此时人与路面间的最大静摩擦力增大了8、皮带运输机把物体匀速送经高处时，物体受到的摩擦力的方向（）A与物体速度同向B与物体速度反向C摩擦力为零D因不知相对运动趋势，故不能判定9、滑雪是北方地区人们喜爱的一种运动。有的地方，人们用鹿拉滑雪板进行滑雪比赛（如图14）。已知滑雪板与冰面间的动摩擦因数为0.02，滑雪板和人的总质量为180kg。如果鹿拉着滑雪板做匀速直线运动，求鹿的拉力大小。四、课时过关1、（多选）一个物体放在水平地面上，下列关于物体和地面受力情况的叙述中正确的是（）A地面受到了向下的弹力是因为地面发生了形变B地面受到了向下的弹力是因为物体发生了形变C物体受到了向上的弹力是因为地面发生了形变D物体受到了向上的弹力是因为物体发生了形变2、关于下列各图中小球所受的弹力，叙述正确的是（）A四个图中小球均受两个弹力B图 A、C、D 中小球只受一个弹力，B 中小球受两个弹力C只有图A 小球受一个弹力，其余均受两个弹力D四个图中的小球均只受一个弹力3、关于弹力和摩擦力，下列说法中正确的是（）A两物体间有摩擦力，就一定有弹力，且两者方向互相垂直B两物体间有弹力作用，一定还有摩擦力作用C两物体之间有摩擦力，但不一定有弹力D物体间有弹力作用，并有相对运动，就一定有摩擦力4、下列关于摩擦力大小的有关说法，正确的是（）A摩擦力的大小一定与接触面处的压力成正比B运动物体受到的摩擦力一定等于NC在水平地面上的物体受到的摩擦力一定与该物体的重力成正比D物体间的压力增大时，摩擦力的大小可能不变5、用手握瓶子，瓶子静止在手中，下面说法正确的是（）A手对瓶子的压力恰好等于瓶子的重力B手对瓶子的摩擦力恰好等于瓶子的重力C手握得越紧，手对瓶子的摩擦力越大D手对瓶子的摩擦力必须大于瓶子的重力图 14 ABCD图 15 6 图 16 五、课后练习1、（多选）如图16 所示，物体A 静止在斜面B 上。下列说法正确的是（）A斜面 B 对物块 A 的弹力方向是竖直向上的B物块 A 对斜面 B 的弹力方向是竖直向下的C斜面 B 对物块 A 的弹力方向是垂直斜面向上的D物块 A 对斜面 B 的弹力方向跟物块A 恢复形变的方向是相同的2、如图 17，a、b 两物体间一定有弹力的是（）3、关于滑动摩擦力，下列说法不正确的是（）A滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反B滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反C滑动摩擦力既可以阻碍物体运动，也可以促进物体运动D滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动4、如图 18 用手施加水平力将物体压在竖直墙壁上保持静止，这时（）A压力加大，物体受到的静摩擦力也加大B物体受到的静摩擦力的大小与压力大小无关C压力减小，物体受到的静摩擦力也减小D增大物体的重力，物体受到的静摩擦力大小不变a b a b b a b a BACD图 17 图 18 F 7 高一物理讲义第三章参考答案二、学习过程（一）弹力的产生及判断1、形状、具有恢复原状、恢复原状、直接接触、弹性形变例 1、C 例 2、AC 练习 1、B 练习 2、CD 例 3、练 习3、2、弹性限度、形变量x，F=kx，弹簧的劲度系数，N/m 例 4、（1）实验步骤排列：CBDAEF（2）计算出的结果如下弹簧伸长量（x/cm）1.2 2.3 3.5 4.6 5.8 如坐标图上为作出的F-x 图线。曲线的函数式。F=0.43x 函数表达式中的常数为弹簧的劲度系数，表示使弹簧每伸长或压缩 0.01m（1cm）所需的拉力，大小为 0.43N。例 5、B 练习 4、A 练习 5、C（二）摩擦力的产生及判断1、摩擦力、静、滑动例 6、C 练习 6、AB 2、接触面、相对运动、正压力、fN、动摩擦因数，材料、粗糙程度。例 7、CD 例 8、（1）0.03（2）168N 练习 7、A 练习 8、（1）f=20N（2）=0.4 3、接触面、相对运动趋势、二力平衡、增大。例 9、（1）中 A、B 之间无摩擦力（2）中 A 受到的静摩擦力方向向右（3）中 A 受到向左的静摩擦力例 10、（1）10N（2）10N（3）10N（4）0（5）8N 8 练习 9、B 练习 10、（1）静，1N，左（2）最大静，2.1N，左（3）滑动，2N，0.4（4）滑动，2N（5）滑动，2N三、即时反馈1、C 2、D 3、D4、（1）将 x 轴每一小格取为1 cm，F 轴每一小格取为0.25 N，将各点画到坐标纸上，并连成直线，如下图所示。（2）由图象得：F=20 x（3）函数表达式中的常数：表示使弹簧伸长（或压缩）1 m 所需的拉力为 20 N。5、D 6、A 7、B 8、A 9、35.28N四、课时过关1、BC 2、B 3、A 4、D 5、B 五、课后练习1、CD 2、B 3、A 4、B 9 一、学习目标1、通过“验证力的平行四边形定则”初步体会等效替代的物理思想。2、进一步理解矢量和标量的概念，掌握力的平行四边形定则，会用作图法和几何知识计算合力。3、知道什么是力的分解，了解力的分解的一般方法。二、学习过程（一）力的等效和替代1、影响力的作用效果是指力的三要素：分别为力的、。2、如果几个力都作用在物体的，或者几个力的作用线相交于，这几个力就称为共点力。3、等 效 与 替 代 是 重 要 的 科 学 思 维 方 法 之 一，它 能 帮 助 将 复 杂 问 题 简 单 化。如 果 一 个 力 的 作 用效果与另外几个力的共同作用效果相同，我们称之为力的。而且这个力与另外几个力可以相互替代，这就是力的。4、一个力作用在物体上，它产生的效果和几个力共同作用在该物体上产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的，那几个力就叫做这个力的。问题 1：在做“探究合力与分力的关系”的实验中要注意些什么？例 1、某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时，主要步骤是：A在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A 点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。记录下O 点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；D按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和 F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F 的图示；F比较 F 和 F 的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。（1）有重要遗漏的步骤的序号是_和_；（2）遗漏的内容分别是_和_。练习 1、将橡皮筋的一端固定在A 点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为 5 N、最小刻度为0.1 N 的弹簧测力计，沿着不同的方向拉弹簧测力计，当橡皮筋的活动端拉到O 点时，两根细绳相互垂直，如图 1 所示，这时弹簧测力计的示数可从图中读出。（1）由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 _N 和_N。（2）在如图所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。问题 2：合力一定大于每个分力吗？例 2、关于两个大小不变的共点力与其合力的关系，下列说法正确的是（）A合力大小随着两夹角的增大而增大B合力随着两分力的夹角（不大于180）减小而增大C合力大小一定大于分力中的较大者D合力不可能小于分力中的较小者练习 2、作用在物体上同一点的两个力之间的夹角由0 逐渐增大到180 的过程中，合力的大小将（）A逐渐增大 B逐渐减小C先增大后减小D先减小后增大（二）力的合成与分解1、力的合成高一物理讲义第三章力的等效和替代图 1 10（1）矢量和标量：既有大小又有的物理量叫矢量，矢量的合成与分解都遵从；只有大小没有的物理量叫标量，标量按求和。（2）力的合成：求几个力的叫做力的合成。（3）平行四边形定则：用表示这两个共点力的线段为作，它的就表示合力的大小和方向，这就是力的平行四边形定则。它可以求两个互成角度的共点力的合力。还可以根据需要简化成三角形。（4）两个共点力的合力范围：F合（5）平行四边形定则可简化成三角形定则，如图2。由三角形定则还可以得到一个有用的推论：如果n 个力首尾相接组成一个封闭多边形，则这n 个力的合力为零。问题 3：力的合成遵循什么规律？求合力的方法1、作图法。作图法是先作力的图示，然后根据平行四边形定则作如图3所示的平行四边形，或如图 4 所示的三角形，再根据相同的标度，确定出合力的大小，再用量角器量出角度的大小，即合力的方向。2、计算法。做出力的合成示意图，将求解合力的物理问题变成数学的几何问题。用平行四边形的对边平行且相等、菱形的对角线垂直且平分、勾股定理、正弦定理等来求解合力。力的合成的几种特殊情况：（1）互相垂直的两个力的合成，如图5 所示。（2）夹角为 两个等大的力的合成，如图6 所示。（3）夹角为1200的两个等大的力合成，如图7 所示。（4）合力与一个分力相互垂直时力的合成，如图8 所示。例 3、一个物体受到大小相等的两个拉力作用，每个拉力都是100 N，夹角为 90，请用作图法和公式法分别求这两个力的合力。练习 3、物体受到互相垂直的两个力F1、F2的作用，若两力大小分别为53N、5N，求这两个力的合力。如果两力方向相同时合力大小为多少？两力方向相反时，合力大小？F1F2 F F1 F2 F 图 3 图 4 120o FF1 F2 图 5 图 6 图 7 图 8 F1F2 F1 F2 图 2 F F