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《志鸿全优设计》2013-2014学年高中物理粤教必修1单元检测：第三章 研究物体间的相互作用（含答案）
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上传时间: 2014-08-17
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第三章 研究物体间的相互作用单元检测
(时间：60分钟 满分：100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1．一个正方形木块放在光滑的水平桌面上，下列说法正确的是( )
A．木块受到的弹力是由于木块底部形变造成的
B．木块受到的弹力是由于桌面形变造成的
C．木块受到的重力与木块对桌面的压力是一对平衡力
D．木块受到的重力与桌面受到的压力是作用力和反作用力
2．关于静摩擦力的说法，下列正确的是( )
A．静摩擦力的方向是与物体的相对运动趋势方向相反[来源:学科网]
B．静摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
C．静摩擦力的大小可以用公式f＝μFN直接计算
D．正压力越大，静摩擦力越大
3．皮带运输机把物体匀速送向高处时，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
4．下面关于合力和它的两个分力的叙述中，正确的是( )
A．两个力的合力，一定大于其中任意的一个力
B．两个力的合力，有可能小于其中任意一个力
C．两个力的夹角在0～180°之间，夹角越大，其合力也越大
D．两个力的夹角在0～180°之间，夹角越大，其合力越小
5．有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙， OB竖直向下，表面光滑。AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图所示。现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力FN和摩擦力f的变化情况是( )
A．FN不变，f变大 B．FN不变，f变小
C．FN变大，f变大 D．FN变大，f变小
6．甲、乙、丙三个质量相同的物体均在水平地面上做直线运动，如图所示。地面与物体间的动摩擦因数均相同，下列判断正确的是( )
A．三个物体所受的摩擦力大小相同
B．甲物体所受的摩擦力最小，受地面的弹力最小
C．乙物体所受的摩擦力最大，受地面的弹力最小
D．丙物体所受的摩擦力最大，受地面的弹力最大
7．一根绳子吊着一只桶悬空时，在下述几对力中，属于作用力与反作用力的是( )
A．绳对桶的拉力，桶所受的重力
B．桶对绳的拉力，绳对桶的拉力
C．绳对桶的拉力，桶对地球的作用力
D．桶对绳的拉力，桶所受的重力
8.如图所示，一倾斜木板上放一物体，当板的倾角θ逐渐增大时，物体始终保持静止，则物体所受( )
A．支持力变大 B．摩擦力变大
C．合外力恒为零 D．合外力变大
9．下列各组共点的三个力，可能平衡的有( )
A．3 N、4 N、8 N B．3 N、5 N、1 N
C．4 N、7 N、8 N D．7 N、9 N、16 N
10．用水平力F把一铁块紧压在竖直墙壁上静止不动，当F增大时( )
A．墙对铁块的支持力增大
B．墙对铁块的摩擦力增大
C．墙对铁块的摩擦力不变[来源:学科网ZXXK]
D．墙与铁块间的摩擦力减小
二、作图填空题(本题共2小题，每题7分，共14分)
11．如图所示为一轻质弹簧的长度L和弹力f大小的关系，试由图线确定：[来源:学科网ZXXK]
(1)弹簧的原长是________。
(2)弹簧的劲度系数为________。
(3)弹簧长为0.20 m时，弹力的大小是________。
12．(1) 如左下图所示光滑圆柱体固定于水平地面. AB为一重为G的均匀直棒，A端放在地上，C点压在柱面上，AB棒处于静止，请画出直棒AB所受各个作用力。
(2) 如右下图所示，放在地上的斜面和斜面上的木块都静止，O为斜面的重心，请画出斜面所受的各个作用力。
三、计算题(要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位，共46分)
13．(10分)如图所示，物体A重40 N，物体B重20 N，A与B、A与地的动摩擦因数相同，物体B用细绳系住，当水平力F＝32 N时，才能将A匀速拉出，求接触面间的动摩擦因数。
14．(12分)如图所示，在质量为1 kg的重物上系着一条长30 cm的细绳，细绳的另一端连着套在水平棒上可以滑动的圆环，环与棒间的动摩擦因数为0.75，另有一条细绳，其一端跨过定滑轮，定滑轮固定在距离圆环50 cm的地方。(环的重力忽略不计)当细绳的端点挂上重物G，而圆环将要滑动时，试问：
(1)长为30 cm的细绳的张力是多少？
(2)圆环将要开始滑动时，重物G的质量是多少？
(3)角φ多大？
15．(10分)如图所示，某同学在地面上拉着一个质量为m＝30 kg的箱子匀速前进，已知箱子与地面间的动摩擦因数为μ＝0.5，拉力F1与水平面的夹角为θ＝45°，g取10 m·s－2.求：
(1)绳子的拉力F1为多少？
(2)该同学能否用比F1小的力拉着箱子匀速前进？如果能，请求出拉力的最小值；若不能，请说明理由。
16．(14分)当物体从高空下落时，空气阻力随速度的增大而增大，因此经过一段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的稳态速度。已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v，且正比于球半径r，即阻力f＝krv，k是比例系数。对于常温下的空气，比例系数k＝3.4×10－4 Ns·m－2.已知水的密度ρ＝1.0×103 kg·m－3，重力加速度为g＝10 m·s－2.求半径r＝0.10 mm的球形雨滴在无风情况下的稳态速度。(结果保留两位有效数字)
参考答案
1答案：B 点拨：木块受到的弹力是桌面发生形变产生的；木块的重力与桌面对木块的支持力是一对平衡力；桌面受到的压力与木块受到的支持力是一对作用力和反作用力。
2答案：A 点拨：静摩擦力的方向可以与物体的运动方向相反也可以相同，甚至可以垂直，但一定与物体相对运动趋势方向相反。
3答案：A 点拨：物体匀速上升，则物体处于平衡状态，由力的平衡知物体一定受到方向沿传送带向上的静摩擦力。
4答案：BD 点拨：力的合成遵循平行四边形定则，夹角越大，合力越小。
5答案：B 点拨：以两环和细绳整体为对象求FN，可知竖直方向上始终二力平衡，FN＝2mg，不变；以Q环为对象，在重力、细绳拉力F和OB压力N作用下平衡，如图，设细绳和竖直方向的夹角为α，则P环向左移的过程中α将减小，N＝mgtan α也将减小。再以整体为对象，水平方向只有OB对Q的压力N和OA对P环的摩擦力f作用，因此f＝N也减小。
6答案：BD 点拨：由f＝μFN可知与地面正压力大的物体所受滑动摩擦力大。
7答案：B 点拨：作用力与反作用力存在于相互作用的两个物体之间，重力的施力物体是地球。
8答案：BC 点拨：倾斜角变大，重力垂直于木板方向的分力变小，所以支持力变小；而重力沿木板方向的分力变大，所以摩擦力变大。整个过程物体始终处于平衡状态，所以合力始终为零。
9答案：CD 点拨：三个共点力若合力为零，则其中任意两个力的代数和大于等于第三个力。
10答案：AC 点拨：F增大，支持力增大；铁块与墙壁之间是静摩擦力，始终等于铁块的重力，与支持力的大小无关。
11答案：10 cm；200 N/m；20 N[来源:学科网ZXXK]
点拨：弹簧弹力为零时，弹簧处于原长；弹簧长度15 cm时，形变量为5 cm，力的大小为10 N，据此可求劲度系数为200 N/m；当形变量为0.1 m时，由胡克定律可得弹力大小为20 N.
12答案：
13答案：0.4
点拨：以A物体为研究对象，其受力情况如图所示：
则物体B对其压力 FN2＝GB＝20 N，
地面对A的支持力 FN1＝GA＋FN2 ＝60 N，
因此A受B的滑动摩擦力 Ff2＝μFN2＝20μ（N），
A受地面的摩擦力 Ff1＝μFN1＝60μ（N），
又由题意得：F＝Ff 1＋Ff2＝80μ（N），F＝32 N，代入即可得到μ＝0.4.
14答案：（1）8 N （2）0.6 kg （3）90°
点拨：因为圆环将要开始滑动，所以可以判定本题是在共点力作用下物体的平衡问题。由平衡条件Fx＝0，Fy＝0，建立方程有：μFN－FTcos θ＝0，FN－FTsin θ＝0.
所以tan θ＝，θ＝arctan＝arctan.
设想：过O作OA的垂线与杆交于B′点，由AO＝30 cm，tan θ＝得，B′O的长为40 cm.
在直角三角形中，由三角形的边长条件得AB′＝50 cm，但据题设条件AB＝50 cm，故B′点与定滑轮的固定处B点重合，即得φ＝90°.
（1）如图所示，选取坐标系，根据平衡条件有：
Gcos θ＋FTsin θ－mg＝0
FTcos θ－Gsin θ＝0.即FT＝8 N.
（2）圆环将要滑动时，得：
mGg＝FTcot θ，mG＝0.6 kg.
（3）前已证明φ为直角，故φ＝90°.
15答案：（1） （2）能
点拨：（1）箱子匀速前进，属于平衡状态，合外力为零。以箱子为研究对象，进行受力分析，其受重力、地面支持力、地面摩擦力、外界拉力，以水平、竖直方向为坐标轴的方向建立坐标系，利用正交分解法可得F1cos 45°＝μ（mg－F1sin 45°），F1＝＝.
（2）设拉力F与水平方向的夹角为θ，利用正交分解法，将水平、竖直两个方向的平衡方程整理有[来源:学§科§网Z§X§X§K]
Fcos θ＝μ（mg－Fsin θ），F＝.
拉力的最小值为Fmin＝＝.
16答案：1.2 m/s
点拨：雨滴下落时受两个力作用：重力，方向向下；空气阻力，方向向上。当雨滴达到稳态速度后，加速度为0，二力平衡，用m表示雨滴质量，有
mg－krv ＝ 0，m＝4πr3ρ/3 求得v＝4πr2ρg/3k，v＝1.2 m/s
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