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第三章　相互作用 一、單選題（本大題共10小題，共40.0分） 1. 下列情景中，物體M所受摩擦力f的示意圖正確的是（） A. B. C. D. 2. 下列說法正確的是（） A. 質(zhì)點一定是體積很小的物體 B. 只要物體相互接觸，就一定產(chǎn)生彈力 C. 力可以離開施力物體而獨立存在 D. 用一繩子將物體懸掛起來，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時，該物體的重心一定在繩子的延長線上 3. 如圖所示，不可伸長的輕細(xì)線AO、BO與CO所能承受的最大拉力相同．AO和BO的A、B端是固定的，平衡時AO是水平的，BO與水平方向的夾角為θ，若逐漸增加所掛物體的質(zhì)量，則最先斷的細(xì)線是（　?。? A. 細(xì)線AO B. 細(xì)線BO C. 細(xì)線CO D. 三條細(xì)線同時斷 4. 如圖所示，物體A和B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力分別為13N和7N，不計彈簧秤和細(xì)線的重力，不考慮一切摩擦，則彈簧秤的讀數(shù)是（　?。? A. 6N B. 7N C. 13N D. 20N 5. 一個質(zhì)量為m的皮球用一根輕質(zhì)細(xì)繩懸掛在光滑的豎直墻面上，已知細(xì)繩與墻壁的夾角為θ，若細(xì)繩的拉力為FT，墻對球的支持力為FN．下列說法正確的是（　　） A. FN=mgsinθ B. FT=mgcosθ C. 若增加懸繩的長度，則拉力FT將會增大 D. 若增加懸繩的長度，則支持力FN將會減小 6. 如圖所示，物體放在水平桌面上，在水平方向上受F1、F2和摩擦力作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)．其中F1=10N，F(xiàn)2=2N．若撤去F1，則物塊受到的摩擦力是（　?。? A. 8N，方向向右 B. 8N，方向向左 C. 2N，方向向右 D. 2N，方向向左 7. 關(guān)于相互接觸的兩個物體之間的彈力和摩擦力，下列說法中正確的是（　　） A. 有彈力必有摩擦力 B. 有摩擦力必有彈力 C. 彈力增大則摩擦力一定增大 D. 彈力是動力，摩擦力是阻力 8. 一物體受到如圖所示的F1、F2作用，且已知F1、F2互相垂直，大小分別為6N和8N，則該物體受到F1、F2的合力大小是（　?。? A. 2N B. 6N C. 10N D. 14N 9. 有兩個共點力，一個力的大小是20N，另一個力的大小是50N，它們合力的大小可能是（　?。? A. 10N B. 20N C. 40N D. 80N 10. 關(guān)于共點力的合成，下列說法正確的是（） A. 兩個分力的合力一定比分力大 B. 兩個分力大小一定，夾角越大，合力越小 C. 兩個力合成，其中一個力增大，另外一個力不變，合力一定增大 D. 現(xiàn)有三個力，大小分別為3N、6N、8N，這三個力的合力最小值為1N 二、多選題（本大題共5小題，共20.0分） 11. 一個質(zhì)點在一個平面內(nèi)受三個力的作用，能使合力為零的為（　?。? A. 1N 3N 5N B. 3N 5N 8N C. 5N 15N 25N D. 5N 12N 13N 12. 如圖所示，重力為G的物體靜止在傾角為α的斜面上，將重力G分解為垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2，則 A. F1不是物體對斜面的壓力 B. F2就是物體受到的靜摩擦力 C. 物體對斜面的壓力方向與F1方向相同，大小為Gcosα D. 物體受到重力、斜面對物體的支持力、靜摩擦力共三個力的作用 13. 如圖所示，F(xiàn)1、F2為兩個分力，F(xiàn)為其合力，圖中正確的合力矢量圖是（　?。? A. B. C. D. 14. 如圖所示，質(zhì)量為m的木塊被水平推力壓著，靜止在豎直墻壁上，當(dāng)推力F的大小增加到2F時，則（　?。? A. 木塊所受墻面的彈力增加到原來的2倍 B. 木塊所受墻面的摩擦力增加到原來的2倍 C. 木塊所受墻面的摩擦力方向向下 D. 木塊所受墻面的摩擦力不變 15. 如圖所示，A、B兩物體的重力分別是GA=4N，GB=5N．A用細(xì)繩懸掛在頂板上，B放在水平地面上，A、B間輕彈簧的彈力F=3N，則細(xì)繩中的彈力FT及物體B對地面的壓力FN的可能值分別是（　?。? A. 9N和0N B. 7N和2N C. 3N和6N D. 1N和8N 三、實驗題探究題（本大題共1小題，共10.0分） 16. 在“探究力的平行四邊形定則”的實驗中，某同學(xué)的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點，OB和OC為細(xì)繩．圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖． （1）圖甲中與B相連的彈簧測力計的示數(shù)為______ N． （2）圖乙中一定沿著OA方向的力是______ （選填“F”或“F′”） （3）關(guān)于本實驗，下列說法正確的是______ ． A．兩細(xì)繩必須等長 B．彈簧秤、細(xì)繩、橡皮筋都應(yīng)與木板平行 C．兩次拉伸橡皮條，只要使橡皮條伸長到相同長度即可 D．拉橡皮筋的細(xì)繩要長些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點要適當(dāng)遠(yuǎn)些． 四、計算題（本大題共3小題，共30.0分） 17. 如圖所示，電燈的重力為，AO繩與頂板間的夾角為，BO繩水平，則AO繩所受的拉力為多少？（sin37=0.6 cos37=0.8) 18. 用長l0=15cm的彈簧豎直吊起一木塊，穩(wěn)定后彈簧長l1=23cm；用這個彈簧在桌面上水平拉動該木塊，當(dāng)木塊在水平方向做勻速運動時，彈簧長l2=19cm，求木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ． 19. 如圖所示，物體的質(zhì)量m=4kg，在傾角為37，F(xiàn)=20N的恒力作用下，作勻速直線運動（g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）．求： （1）地面對物體的支持力； （2）物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)．  答案和解析 【答案】 1. B 2. D 3. B 4. B 5. D 6. C 7. B 8. C 9. C 10. B 11. BD 12. ACD 13. AC 14. AD 15. BD 16. 3.70；F′；BD 17. 解：把電燈的拉力F沿AO方向和BO方向分解成兩個分力．如圖所示： 則AO繩上受到的拉力為： 18. 解：設(shè)彈簧原長為l，勁度系數(shù)為k，豎直吊起一重物時，物體處于平衡狀態(tài)，則有：k（l1-l0）=mg 水平拉時，由胡克定律得，彈簧彈力大小為：F=k（l2-l0） 由題物體在水平地板上勻速前進(jìn)，由合力為零，則物體所受的滑動摩擦力大小為：f=F 有：f=μN=μmg 聯(lián)立解得：μ=0.5 答：木塊與桌面間的動摩擦系數(shù)為0.5． 19. 解：（1）物體在力F作用下做勻速直線運動，受力如圖 水平方向有：Fcos37-f=0 豎直方向有：Fsin37+N-mg=0 f=μN 代入數(shù)據(jù)解得N=28N，f=16N （2）代入數(shù)據(jù)解得：μ== 答：（1）地面對物體的支持力是28N； （2）物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)是． 【解析】 1. 【分析】 依據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件：相互接觸且發(fā)生彈性形變，并有相對運動或相對運動趨勢，結(jié)合平衡條件，即可判定求解。 考查摩擦力產(chǎn)生的原理，掌握其產(chǎn)生條件的內(nèi)涵，理解摩擦力類型區(qū)別，注意靜摩擦力的判定方法。 【解答】 A.物體靜止在粗糙水平面上，但沒有相對運動或相對運動趨勢，則沒有摩擦力，故A錯誤； B.汽車停在斜坡上，由于有下滑趨勢，因此受到沿著斜坡上的靜摩擦力，故B正確； C.物體雖貼著豎直墻面，但由于自由下落，因此與豎直墻面沒有壓力，則沒有摩擦力，故C錯誤； D.瓶子被握在手中處于靜止?fàn)顟B(tài)，依據(jù)平衡條件，則瓶子受到的靜摩擦力與重力平衡，方向豎直向上，故D錯誤； 故選B。 2. 【分析】 體積小質(zhì)量輕的物體不一定能夠看做質(zhì)點，力不可以離開施力物體而獨立存在，物體相互接觸且發(fā)生形變，就一定產(chǎn)生彈力. 掌握物理學(xué)中的基本概念，知道質(zhì)點的意義，產(chǎn)生彈力的條件的判斷和力的物體性. 【解答】 A、體積小質(zhì)量輕的物體不一定能夠看做質(zhì)點，比如研究原子核的結(jié)構(gòu)時，原子就不能看做質(zhì)點，A錯誤； B、物體相互接觸且發(fā)生形變，就一定產(chǎn)生彈力，B錯誤； C、力不可以離開施力物體而獨立存在，C錯誤； D、用繩子將物體懸掛起來，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時，該物體的重心一定在繩子的延長線上，D正確； 故選D。 3. 解：以結(jié)點為研究對象，分析受力情況可知結(jié)點受三根細(xì)線的拉力．而重物對O點的拉力等于mg． 作出力圖如圖： 由共點力平衡，結(jié)合正交分解法，得到： x方向F2cosθ-F1=0 y方向F2sinθ-G=0 解得： F1=mgtanθ F2= 則可知，BO的拉力最大，故增大mg時BO最先斷開，故ACD錯誤，B正確． 故選：B． 以點O為研究對象，分析受力情況：三根細(xì)線的拉力．重物對O點的拉力等于mg．作出力圖分析．明確三繩中哪根繩上受力最大，受力最大的繩最先斷開． 本題是三力平衡問題，注意研究對象為結(jié)點O，同時在運用共點力平衡條件解決平衡問題時，可以用合成法、分解法、正交分解法等；對于選擇題，本題可以直接根據(jù)作出的圖形利用幾何關(guān)系得出結(jié)論：直角三角形斜邊最長，則可知F2最大！ 4. 解：由右側(cè)重物B受力平衡得到，彈簧的拉力大小F=GB=7N，則彈簧秤B的讀數(shù)為7N． 故選：B 彈簧秤測量彈簧所受的拉力大小，對物體B受力分析，根據(jù)平衡條件求出彈簧秤的讀數(shù)． 本題考查對彈簧秤讀數(shù)意義的理解，容易錯誤理解為彈簧秤的讀數(shù)為13-7=6N． 5. 解：AB、小球的受力如圖所示 根據(jù)平衡條件可知，繩子對圓球的拉力大小FT=，F(xiàn)N=mgtanθ，所以AB錯誤； C、若增加懸繩的長度，則θ變小，由FT=可知拉力FT將會減小，C錯誤； D、若增加懸繩的長度，則θ變小，由FN=mgtanθ可知支持力FN將會減小，D正確； 故選：D． 對球受力分析，根據(jù)共點力平衡求出繩子拉力大小和支持力大?。焕K子變長，則θ角變小，根據(jù)推導(dǎo)出的公式分析支持力和拉力的變化情況． 本題主要是考查了共點力的平衡問題，解答此類問題的一般步驟是：確定研究對象、進(jìn)行受力分析、利用平行四邊形法則進(jìn)行力的合成或者是正交分解法進(jìn)行力的分解，然后在坐標(biāo)軸上建立平衡方程進(jìn)行解答． 6. 解：木塊開始在水平方向受三個力而平衡，則有 f=F1-F2=10-2=8N； 物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，則說明物體受到的最大靜摩擦力大于8N； 撤去F1后，外力為2N一定小于最大靜摩擦力，故物體仍能處于平衡，故合力一定是零； 則木塊在水平方向上受到的摩擦力大小為2N，方向向右；故C正確，ABD錯誤； 故選：C． 對物體進(jìn)行受力分析，由力的合成可得出靜摩擦力的大??；撤去拉力后，根據(jù)另一拉力與摩擦力的關(guān)系判斷物體是否靜止，則可求出木塊受到的合力． 本題是初學(xué)摩擦力的同學(xué)易錯的一個題目，解答本題應(yīng)準(zhǔn)確理解靜摩擦力的定義，并能根據(jù)受力分析得出力之間的關(guān)系． 7. 解：A、摩擦力產(chǎn)生的條件中，必須接觸擠壓，所以有摩擦力必有彈力；而有彈力不一定有摩擦力，還需有相對運動或相對運動的趨勢．故A錯誤，B正確． C、滑動摩擦力的大小與正壓力成正比，靜摩擦力大小與壓力無關(guān)，故C錯誤． D、一個力是動力還是阻力，看該力與運動的方向相同還是相反．摩擦力的方向可能與運動方向相同，可以是動力．故D錯誤． 故選B． 摩擦力產(chǎn)生的條件是接觸、擠壓、相對運動或有相對運動的趨勢．可知有摩擦力必有彈力，有彈力不一定有摩擦力． 解決本題的關(guān)鍵知道彈力和摩擦力的產(chǎn)生條件，以及知道力與運動方向相同，該力為動力，力與運動方向相反，該力為阻力． 8. 解：當(dāng)兩個力垂直時，根據(jù)平行四邊形定則，結(jié)合三角函數(shù)知識，則有：F===10N，故C正確，ABD錯誤； 故選：C． 根據(jù)平行四邊形定則，結(jié)合三角函數(shù)知識，即可求出合力的大?。? 解決本題的關(guān)鍵知道力的合成遵循平行四邊形定則，及掌握勾股定理的內(nèi)容． 9. 解：已知兩個共點力，一個是20N，另一個的大小是50N，則合力的范圍為：（50N-20N）≤F≤50N+20N，即30N≤F≤70N，C選項正確，ABD錯誤． 故選：C 一個是20N，另一個力的大小是50N，則合力在它們的差與它們的和之間． 此題與求兩個共點力的合力范圍一樣，可以根據(jù)平行四邊形定則和幾何知識理解這個范圍． 10. 【分析】 力是矢量，求兩力的合力時要用平行四邊形定則；根據(jù)幾何關(guān)系及分力間的夾角可得出合力和分力可能的關(guān)系； 解題的關(guān)鍵是力的合成采用平行四邊形定則。 【解答】 A.若夾角較大時，兩個力的合力可能小于任一分力，故A錯誤； B.兩個力大小一定，若夾角越大，則力的平行四邊形中的對角線越短，即合力越小，故B正確； C.兩個力合成，其中一個力增大，另外一個力不變，合力不一定增大；故C錯誤； D.大小分別為3N、6N、8N中，3N和6N兩個力的和力范圍在3N到9N之間，故這三個力的和力范圍在0到17N之間；故D錯誤。 故選B。 11. 解：A、1N與3N合成最大4N，最小2N，合力不可能為5N，所以最終合力不可能為零，故A錯誤； B、3N和5N合成最大8N，最小2N，合力可能為8N，所以最終合力可能為零．故B正確； C、5N和15N合成最大20N，最小10N，不可能為25N，故與第三個力不可能平衡，故C錯誤； D、5N和12N合成最大17N，最小7N，當(dāng)取13N時，與第三個力平衡，故D正確； 故選：BD． 三力合成，先將其中的兩個力合成，再與第三個力合成，合成時，三力同向合力最大，兩個力合成的合力有個范圍，用與第三個力最接近的數(shù)值與第三個力合成求最小合力． 本題中若要判定三個力的合力能否為0，關(guān)鍵明確其中的二力合成時，合力范圍為：|F1-F2|≤F≤|F1+F2|；兩力同向時合力最大，反向時合力最?。? 12. 【分析】根據(jù)重力的作用效果，將重力為G分解為垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2，F(xiàn)1不是物體對斜面的壓力，而使物體緊壓斜面的力，物體對斜面的壓力方向與F1的方向相同，大小為Gcosα．F2是使物體下滑的力，大小等于物體受到的靜摩力．物體受到重力、斜面對物體的支持力、靜摩擦力三個力作用，根據(jù)平衡條件分析各力大小關(guān)系。 本題中壓力與物體緊壓斜面的分力盡管方向相同，大小相等，但施力物體與受力物體都不同．分析受力時，只分析物體實際受到的力，分力或合力不單獨分析。 【解答】 A.F1不是物體對斜面的壓力，而使物體緊壓斜面的力，因為物體對斜面的壓力的受力物體是斜面，而F1的受力體是物體,故A正確； C.物體對斜面的壓力方向垂直于斜面向下，與F1的方向相同，根據(jù)幾何知識得到，F(xiàn)1=Gcosα,故C正確; B.F2不是物體受到的靜摩力，而使物體下滑的力，根據(jù)平衡條件得知：F2的大小等于物體受到的靜摩擦力,故B錯誤; D.物體受到重力、斜面對物體的支持力、靜摩擦力三個力作用，受力分析時分力不能分析，故D正確。 故選ACD。 13. 解：A、根據(jù)平行四邊形定則可知，以F1與F2的邊作為鄰邊，作出平行四邊形，則對角線即為合力，故A正確，B錯誤； C、根據(jù)三角形定則，F(xiàn)1與F2的合力等于從F1的起點到F2的終點的有向線段，故C正確，D錯誤； 故選：AC． 三角形定則是指兩個力（或者其他任何矢量）合成，其合力應(yīng)當(dāng)為將一個力的起始點移動到第二個力的終止點，合力為從第二個的起點到第一個的終點．三角形定則是平面力系求解力的合成與分解的基本法則，是由平行四邊形定則發(fā)展而來，與平行四邊形定則在本質(zhì)上是一致的． 本題涉及力的合成的三角形定則，即有兩個力，大小方向都不同，用矢量三角形求出它們合力的大小，就把第二個力的尾連上第一個力的頭，它們的合力就是第一個力的尾指向第二個力的頭的這樣一個矢量，畫出來之后你可以看到三者構(gòu)成一個三角形． 14. 解：木塊處于靜止，推力和墻壁的彈力平衡，重力和靜摩擦力平衡．當(dāng)推力增大為原來的2倍，則木塊所受墻面的彈力增加到原來的2倍．但摩擦力大小始終等于重力，保持不變，而方向與重力方向相反，豎直向上．故AD正確，BC錯誤． 故選：AD． 物塊靜止在豎直墻壁上，受重力、推力和彈力、靜摩擦力處于平衡，根據(jù)共點力平衡判斷彈力和摩擦力的變化． 解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析，運用共點力平衡進(jìn)行求解，注意確定物體受到靜摩擦力與什么因素有關(guān)是解題的關(guān)鍵． 15. 解：A受到豎直向下的重力、向上的彈力F1和向上的拉力FT，三力平衡，得：GA=F1+FT， 代人數(shù)據(jù)解得：FT=1N B受到重力、向下的彈力F1和向上的支持力F3，三力平衡，得：GB+F1=F3， 代人數(shù)據(jù)解得：F3=8N． 若彈力F1向下，則FT=7N F3=2N，故BD正確 故選：BD 分別對A和B進(jìn)行受力分析，列出平衡方程即可正確解題 該題考查共點力作用下物體的平衡，分別選取A、B為研究的對象即可．屬于基礎(chǔ)題目 16. 解：（1）由圖知1N之間有10小格，一個小格代表0.1N，所以彈簧測力計的示數(shù)為3.70N． （2）F是通過作圖的方法得到合力的理論值，而F′是通過一個彈簧稱沿AO方向拉橡皮條，使橡皮條伸長到O點，使得一個彈簧稱的拉力與兩個彈簧稱的拉力效果相同，測量出的合力．故方向一定沿AO方向的是F′，由于誤差的存在，F(xiàn)和F′方向并不重合． （3）A、通過兩細(xì)繩用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條時，并非要求兩細(xì)繩等長，故A錯誤； B、測量力的實驗要求盡量準(zhǔn)確，為了減小實驗中因摩擦造成的誤差，操作中要求彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行，故B正確； C、本實驗采用“等效法”，為了使兩次拉伸橡皮條的效果相同，要求兩次拉橡皮條時必須將其結(jié)點拉至同一個位置，即沿同一個方向拉伸相同得長度，故C錯誤； D、彈簧秤標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點要遠(yuǎn)些，作圖時產(chǎn)生的角度誤差會減小，故D正確． 故選：BD 故答案為：（1）3.70；（2）F′；（3）BD 使用彈簧測力計測量力的大小時，首先要明確彈簧測力計的量程和分度值，讀數(shù)時視線與指針?biāo)缚叹€相垂直，明確實驗原理，了解實驗誤差的存在，知道該實驗中“理論值”和“實驗值”的區(qū)別，注意所有要求都要便于操作，有利于減小誤差進(jìn)行，所有操作步驟的設(shè)計都是以實驗原理和實驗?zāi)康臑橹行恼归_，據(jù)此可正確解答本題． 主要考查驗證力的平行四邊形定則的誤差分析及數(shù)據(jù)的處理，應(yīng)通過實驗原理及數(shù)據(jù)的處理方法去思考減少實驗誤差的方法；理解“等效替代”法的應(yīng)用． 17. 本題關(guān)鍵是將拉力F按照實際作用效果分解，結(jié)合幾何關(guān)系求解兩個繩子的拉力。 把電燈的拉力F沿AO方向和BO方向分解成兩個分力，AO繩上受到的拉力等于沿著AO繩方向的分力，BO繩上受到的拉力等于沿著BO繩方向的分力。 18. 豎直吊起一重物時，物體處于平衡狀態(tài)，則此時彈力等于重力，物體在水平地板上勻速前進(jìn)，由胡克定律即可解得彈簧的彈力大?。矬w對水平地板的壓力大小等于物體的重力，由合力為零，彈簧的拉力與物體所受的滑動摩擦力大小相等，求出滑動摩擦力，由f=μN求出μ． 本題是簡單的平衡條件與胡克定律的綜合應(yīng)用，由平衡條件求出滑動摩擦力，由f=μN求出μ．注意掌握滑動摩擦力的性質(zhì)和胡克定律的基本內(nèi)容和應(yīng)用． 19. （1）對物體進(jìn)行受力分析，物體處于平衡狀態(tài)，建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)x軸方向和y軸方向合力為零，求出支持力的大小和摩擦力的大?。? （2）已知摩擦力和支持力的大小，根據(jù)f=μN求出動摩擦因數(shù)． 解決本題的關(guān)鍵知道物體做勻速直線運動狀態(tài)為平衡狀態(tài)，運用正交分解法時，在x軸和y軸方向上的合力都為零．