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-38100-51435作业3
相互作用——力
作业3
相互作用——力
1．如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过程中(　　)
A．水平拉力的大小可能保持不变
B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加
C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
【答案】BD
【解析】用水平拉力向左缓慢拉动N，受力分析如图所示，水平拉力F逐渐增大，细绳的拉力T逐渐增大，则细绳对M的拉力逐渐增大，故A错误，B正确。当物块M的质量满足mMg sin θ＞mNg时，初始时M受到的摩擦力方向沿斜面向上，这时随着对物块N的缓慢拉动，细绳的拉力T逐渐增大，物块M所受的摩擦力先向上逐渐减小，然后可能再向下逐渐增大，故C错误，D正确。
2．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，重力加速度取10 m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1500 N，则物块的质量最大为(　　)
A．150 kg B．100 kg C．200 kg D．200 kg
【答案】A
【解析】如图，物块沿斜面向上匀速运动，则物块受力平衡，满足关系：T＝f＋mgsin θ，f＝μmgcos θ，当最大拉力Tm＝1500 N时，联立解得m＝150 kg，故A选项符合题意。
1．关于重力与重心，下列说法正确的是(　　)
A．舞蹈演员在跳舞过程中，其重心可能改变
B．登珠穆朗玛峰时，运动员在山底和山顶受到的重力相同
C．蚂蚁太小，故蚂蚁不受重力的作用
D．质量分布均匀的物体，其重心一定在该物体上
2．如图所示，跳水运动员站在3 m板的前端静止不动时，运动员受到板对她的弹力方向是(　　)
A．斜向左上
B．斜向右上
C．竖直向上
D．竖直向下
3．如图所示，质量分别为m和M的两物体用绕过滑轮的细线相连。质量为m的物体和竖直墙壁接触，且跟竖直墙壁间的动摩擦因数为μ，悬线保持竖直。由于M＞m，质量为M的物体向下运动，质量为m的物体向上运动。质量为m的物体上升的过程中受到墙壁的滑动摩擦力为(　　)
A．μmg B．μMg C．(M－m)g D．0
4．如图所示，在粗糙水平面上有质量分别为m1和m2的木块1和2，两木块之间用原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，两木块与地面间的动摩擦因数均为μ。现用水平力向右拉木块2，当两木块一起做匀速直线运动时，两个木块间的距离为(　　)
A．L＋m1g B．L＋(m1＋m2)g
C．L＋m2g D．L＋()g
5．架在A、B两根电线杆之间的均匀电线在夏、冬两季由于热胀冷缩的效应，电线呈现如图所示的两种形状，下列说法中正确的是(　　)
A．夏季与冬季电线对电线杆的拉力一样大
B．夏季与冬季电线杆对电线的拉力方向不变
C．夏季电线对电线杆的拉力较大
D．冬季电线对电线杆的拉力较大
6．(多选)如图所示，小车M在恒力F作用下，沿水平地面做直线运动，由此可判断(　　)
A．若地面光滑，则小车一定受三个力作用
B．若地面粗糙，小车也可以不受摩擦力作用
C．若小车做匀速运动，则小车一定受四个力的作用
D．若小车做匀速运动，则小车可能受三个力的作用
7．如图所示，三个重量均为100 N的物块，叠放在水平桌面上，各接触面水平，水平拉力F＝20 N作用在物块2上，三条轻质绳结于O点，水平绳与物块3连接，竖直绳悬挂重物B，倾斜绳通过定滑轮与物体A连接，已知倾斜绳与水平绳间的夹角为120°，A物体重40 N，不计滑轮质量及摩擦，整个装置处于静止状态。则物块3受力个数为(　　)
A．3个 B．4个 C．5个 D．6个
8．(多选)如图所示，A、B两长方体木块放在水平面上，它们的高度相等，长木板C放在它们上面。用水平力F拉木块A，使A、B、C一起沿水平面向右匀速运动，则(　　)
A．A对C的摩擦力方向向右
B．C对A的摩擦力方向向右
C．B对C的摩擦力方向向右
D．C对B的摩擦力方向向右
9．(多选)如图1所示，水平木板上有质量m＝3.75 kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小如图2所示，取重力加速度g＝10 m/s2，下列判断正确的是(　　)
A．t＝1 s时外力F等于零
B．t＝6 s时外力F可能等于5 N
C．物块与木板间的动摩擦因数为0.08
D．物块与木板间的动摩擦因数为0.11
10．(多选)如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球所受重力为G，平衡时小球在A处。今用力F竖直向下压小球使弹簧缩短x，让小球静止在B处，则(　　)
A．小球在A处时弹簧的弹力为零
B．小球在B处时弹簧的弹力为kx＋G
C．小球在A处时所受弹力较大
D．小球在B处时所受弹力较大
11．(多选)如图所示，物体A用轻质细绳系在竖直杆MN上的B点。现用一水平力F作用在绳上的O点，将O点缓慢向左移动，使细绳与竖直方向的夹角θ逐渐增大。关于此过程，下列说法中正确的是(　　)
A．水平力F逐渐增大
B．水平力F逐渐减小
C．绳OB上的弹力逐渐减小
D．绳OB上的弹力逐渐增大
12．(多选)如图所示， 在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙壁之间放一光滑球B，整个装置处于静止状态。若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则(　　)
A．B对墙的压力减小
B．A与B之间的作用力增大
C．地面对A的摩擦力减小
D．A对地面的压力不变
13．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学进行实验的主要步骤是：
a．如图甲所示，将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计。
b．沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力F1、F2的大小。用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点，并分别将其与O点连接，表示两力的方向。
c．再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向。
(1)用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，这样做的目的是 。
(2)图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中_______是F1和F2合力的实际测量值（填F或F′）。
(3)实验中的一次测量如图丙所示，两个测力计M、N的拉力方向互相垂直，即α＋β＝90°，若保持测力计M的读数不变，当角α由图中所示的值逐渐减小时，要使橡皮筋的活动端仍在O点，可采用的办法是_______。
A．增大N的读数，减小β角 B．减小N的读数，减小β角
C．减小N的读数，增大β角 D．增大N的读数，增大β角
如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m＝1.0 kg的物体。细绳的一端通过摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连。物体静止在斜面上，弹簧测力计的示数为6 N。取g＝10 m/s2，求物体受到的摩擦力和支持力。
如图所示，用一个轻质三角支架悬挂重物，已知AB杆的左端用铰链固定，且它所能承受的最大压力为2 000 N，AC绳所能承受的最大拉力为1 000 N，α＝30°。为不使支架断裂，求悬挂的重物应满足的条件。

1．【答案】A
【解析】重心位置与物体的质量分布情况及形状有关，舞蹈演员在做各种优美动作的时候，其重心位置不断变化，A正确；重力的大小与海拔高度有关，登珠穆朗玛峰时，运动员在山底和山顶受到的重力不同，B错误；地球附近的物体都受重力的作用，只是蚂蚁所受的重力很小，C错误；物体的重心位置与物体的质量分布及物体形状有关，质量分布均匀的物体的重心可以不在物体上，例如质量分布均匀的圆环的重心不在环上，D错误。
2．【答案】C
【解析】运动员静止不动时，处于平衡状态，受到板对她的弹力与重力的作用，故板对运动员的弹力方向与重力方向相反，即竖直向上，C正确。
3．【答案】D
【解析】由题意可知，质量为m的物体和竖直墙壁接触，且跟竖直墙壁间的动摩擦因数为μ，由于悬线保持竖直，质量为m的物体对墙壁没有弹力作用，因此不会有摩擦力产生，即质量为m的物体上升的过程中受到墙壁的滑动摩擦力为零，D正确，A、B、C错误。
4．【答案】A
【解析】对木块1进行受力分析，水平方向受到弹簧对它的弹力及滑动摩擦力作用而做匀速直线运动，滑动摩擦力大小Ff＝μm1g，弹簧的伸长量x＝＝m1g，则两木块间的距离L＋m1g，A正确。
5．【答案】D
【解析】以电线为研究对象，夏季和冬季电线杆对电线的拉力方向发生变化，即电线重力的两个分力的夹角发生变化。冬季，两分力夹角更大，所以分力更大，使电线对电线杆的拉力更大。综上，选项D正确。
6．【答案】BC
【解析】由于F的竖直分力大小可能等于重力，因此地面可能对小车无弹力作用，不论地面光滑与否，小车都不受摩擦力，此时小车仅受重力和F作用，故A选项错误，B选项正确；若小车做匀速运动，那么水平方向上所受摩擦力和F的水平分力平衡，这时小车一定受重力、恒力F、地面弹力、摩擦力四个力作用，C正确，D错误。
7．【答案】C
【解析】对结点O受力分析，水平方向受力平衡，则T3＝TAcos60°，又TA＝GA，故绳子对物块3的拉力为GAcos60°＝20 N。将物块1和物块2看成一个整体分析，受重力、支持力、向右的拉力F和向左的静摩擦力f32，根据平衡条件得f32＝F＝20 N；根据牛顿第三定律，物块2对物块3的静摩擦力f23水平向右，大小为20 N，又绳子对物块3的拉力水平向左，大小也为20 N，则物块3与桌面间的摩擦力为0。故物块3受重力、支持力、压力、物块2给物块3的摩擦力、绳子拉力，共5个力作用，C正确。
8．【答案】AD
【解析】将B、C看成一个整体，它相对A有向左的运动趋势，故A对C的摩擦力方向向右，由牛顿第三定律，C对A的摩擦力方向向左，A正确，B错误；将A、C看成一个整体，B相对它有向左的运动趋势，故C对B的摩擦力方向向右，由牛顿第三定律，B对C的摩擦力方向向左，C错误，D正确。
9．【答案】ABC
【解析】由题意可知水平木板表面粗糙，在t＝1 s时，物块在水平方向上的摩擦力为零，此时物块静止，由平衡条件可知F＝0，A正确；由图2可知，物块受到的最大静摩擦力为4 N，外力需要大于最大静摩擦力才可能让该物块受到的摩擦力从静摩擦力变成滑动摩擦力，而在t＝6 s时，该物块受到的摩擦力刚好从静摩擦力变成滑动摩擦力，所以外力F必定大于4 N，可能是5 N，B正确；由图2可知，物块受到的滑动摩擦力f＝3 N，因为f＝μmg，动摩擦因数μ＝＝＝0.08，C正确，D错误。
10．【答案】BD
【解析】小球处于A位置，保持静止状态时，受到重力和弹力的作用，二力平衡，故弹力等于重力，即G＝kx1①，A错误；小球处于B位置时，保持静止状态，受到重力G、压力F和弹簧弹力F弹的作用，根据共点力的平衡条件有F＋G＝F弹②，根据胡克定律，有F弹＝k(x1＋x)③，由①③两式解得F弹＝G＋kx，B正确；弹簧压缩量越大，弹力越大，C错误，D正确。
11．【答案】AD
【解析】设物体A的质量为m，对结点O受力分析，运用合成法，则由平衡条件得F＝mgtan θ，θ增大，则F增大，A正确，B错误；设绳OB上的弹力为T，Tcos θ＝mg，T＝，θ增大，则T增大，C错误，D正确。
12．【答案】ACD
【解析】设物体A对球B的支持力为F1，竖直墙对球B的弹力为F2，F1与竖直方向的夹角θ因物体A右移而减小．对球B受力分析如图所示，由平衡条件得F1cos θ＝mBg，F1sin θ＝F2，解得F1＝，F2＝mBgtan θ， θ减小，F1减小，F2减小，选项A对，B错；对A、B整体受力分析可知，竖直方向，地面对整体的支持力FN＝(mA＋mB)g，与θ无关，即A对地面的压力不变，选项D对；水平方向，地面对A的摩擦力Ff＝F2，因F2减小，故Ff减小，选项C对。
13．【答案】(1)与F1、F2共同作用的效果相同 (2)F′ (3)B
【解析】(1)用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，这样做的目的是与F1、F2共同作用的效果相同。
(2)图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中F′是F1和F2合力的实际测量值，F是合力的理论值。
(3)由题意可知：保持O点位置不动，即合力大小方向不变，弹簧测力计M的读数不变，因此根据要求作出力的平行四边形定则，画出受力分析图如图所示，所以由图可知α角逐渐变小时，N的示数减小，同时β角减小，故ACD错误，B正确。
14．【解析】物体受力情况如图所示，物体重力沿斜面方向向下的分量
Gx＝mgsin 30°＝5.0 N
小于弹簧测力计的拉力FT，故摩擦力方向沿斜面向下
根据共点力平衡：FT＝mgsin 30°＋Ff
FN＝mgcos 30°
解得：Ff＝1 N，方向沿斜面向下
FN＝5 N，方向垂直于斜面向上。
15．【解析】悬绳受到竖直向下的拉力F＝G.在这个拉力作用下，它将压紧水平杆AB并拉紧绳AC，所以应把拉力F沿AB、CA两个方向分解，设两分力为F1、F2，画出力的平行四边形如图所示。
由图可知：＝cos 30°＝,
因为AB、AC所能承受的最大拉力之比为
＝＝2>
当悬挂重物的重力增加时，对AC绳的拉力将先达到最大值，所以为不使三角支架断裂，计算中应以AC绳中拉力达到最大值为依据，即取F2＝F2max＝1000 N
于是得悬挂物的重力应满足的条件为Gmax≤F2sin 30°＝500 N。

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