相互作用 检测试题
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.关于力,下列说法正确的是( )
A.物体所受滑动摩擦力的方向一定与其运动方向相反
B.静止在水平桌面上的两个球,相互接触但不相互挤压,两球之间不存在弹力
C.重力的方向总是垂直于接触面向下
D.用手握住竖直方向的水杯不动,手对水杯的弹力越大,水杯受到的摩擦力越大
2.关于下列情境中小球所受弹力的描述,正确的是( )
A.图甲,质量分布不均的小球,重心在O1处,受到墙的支持力过圆心O
B.图乙,用竖直细线悬挂的小球一定受到细绳的拉力和斜面的支持力
C.图丙,静止在半圆形碗里的小球受到碗的支持力方向如图丙所示
D.图丁,静止在杆顶端的小球受到沿杆向上的弹力
3.如图所示的下列几种情形中,研究对象受到的摩擦力方向与运动方向相同的是( )
A.图甲,沿斜面匀速下滑的物块
B.图乙,在草地上滚动的足球
C.图丙,水平地面上匀速运动的木箱
D.图丁,轻放在运动的水平传送带上的物块(与传送带共速前)
4.a、b为两个质量不同的木块,叠放于水平桌面上,水平向右的恒力F作用于木块a,两木块以共同速度v沿水平桌面匀速向右运动,如图所示。则在运动过程中( )
A.b作用于a的静摩擦力为零
B.b作用于a的静摩擦力大小为,方向水平向左
C.桌面作用于b的滑动摩擦力大小为,方向水平向左
D.桌面作用于b的滑动摩擦力大小为F,方向水平向左
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5.如图所示,底端置于粗糙水平地面上的直杆,其顶端被一根水平细线用手拉住,杆处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.细线对杆的弹力方向水平向右
B.细线对杆的弹力是由细线的形变产生的
C.杆受到地面的弹力是由地面的形变产生的
D.地面对杆的弹力方向沿杆向左下方
6.如图所示,有一刚性方形容器被水平力F压在竖直墙面上处于静止状态。现缓慢地向容器内注水,直到注满为止,在此过程中容器始终保持静止,下列说法正确的是( )
A.容器受到的摩擦力逐渐增大
B.容器受到的摩擦力不变
C.水平力F可能不变
D.水平力F逐渐增大
7.为了研究手机与书桌之间的动摩擦因数,某同学找来了拉力传感器,先测得该手机的质量为0.35 kg,再按如图甲所示将手机放置在桌面上,用拉力传感器缓慢拉手机,直至手机在桌面上缓慢向右运动一段距离,截取计算机屏幕上的一段F-t图线,如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A.桌面所受的滑动摩擦力约为2.6 N,方向水平向右
B.手机与桌面间的动摩擦因数随着拉力F的增大而增大
C.若在手机上增加压力,手机与桌面间的动摩擦因数增大
D.手机与桌面间的动摩擦因数μ约为0.74
8.如图,粗糙程度相同的水平面上放了一个木板,在外力F的推动下向右运动,下列说法正确的是( )
A.桌面受到木板对它向右的摩擦力
B.桌面没动,桌面受到木板的摩擦力不是滑动摩擦力
C.木板受到的滑动摩擦力大小不变
D.要使木板运动,木板受到的滑动摩擦力的大小必须与F的大小相等
三、非选择题:共60分。
9.(3分)如图所示,台阶高度为h,球半径为R,且h=。力F的方向垂直于过O点的直径,由力的图示可知,力F的大小为 N,方向 (用角度表示)。台阶对球的弹力方向 (用角度表示)。
10.(3分)如图所示,在水平桌面上放置一张纸和一瓶矿泉水,用手拖动纸的右侧,使纸和矿泉水瓶一起向右匀速移动,矿泉水瓶相对纸面的位置没有发生变化,在匀速移动的过程中矿泉水瓶与纸面间 (选填“有”或“无”)摩擦力,纸面受到的摩擦力方向向 (选填“左”或“右”),纸面受到的摩擦力大小与移动速度 (选填“有关”或“无关”)。
11.(3分)某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决如下问题:一根大弹簧内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长d,它们的下端平齐并固定,另一端自由,如图甲所示。当砝码盘放在弹簧上端压缩此组合弹簧时,测得此弹簧的压缩量为x0;将砝码放在砝码盘上并记录弹簧的压缩量,多次测得砝码质量m与对应弹簧压缩量x,并描绘出m-x的关系图像如图乙所示。已知重力加速度g取10 m/s2,则大弹簧的劲度系数k1= N/m,小弹簧的劲度系数k2= N/m,砝码盘的质量m0= kg。(结果均保留2位有效数字)
12.(3分)某物体所受重力为200 N,放置在水平地面上,地面对它的最大静摩擦力为80 N,它与地面间的动摩擦因数为0.39。则用60 N的水平推力推物体时地面对物体的摩擦力的大小为 N;物体运动起来后,若使其保持匀速直线运动,在水平方向施加的推力的大小为 N;物体在水平推力作用下做匀速直线运动的过程中,若把推力突然减小到 30 N,直到停止前,地面对物体的摩擦力的大小为 N。
13.(9分)如图所示,用铁架台、刻度尺、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系实验。
(1)某次弹簧上的指针在刻度尺上对应的位置如图甲所示,该处的读数为 cm。
(2)如图乙所示,根据实验数据绘图,纵轴是钩码的质量m,横轴是弹簧的形变量x。由图可知,图线不通过坐标原点可能的原因是 ;弹簧的劲度系数k= N/m(重力加速度g取10 m/s2)。
(3)如图丙所示,实验中用两根不同的弹簧a和b得到弹簧弹力F与弹簧长度L的关系图像。下列说法正确的是 。
A.弹力与弹簧长度成正比
B.a的原长比b的长
C.a的劲度系数比b的小
D.a的劲度系数比b的大
14.(11分)如图甲所示,小明同学先将弹簧竖直悬挂,而后在弹簧下端挂上重G=4 N的钩码A,静止时弹簧的长度L1=28 cm;再挂上一个相同的钩码B,静止时弹簧的长度L2=36 cm。忽略弹簧自身的重力,弹簧始终在弹性限度内。
(1)求弹簧的劲度系数k;
(2)若将该弹簧竖直固定在地面上,将钩码A放在弹簧上端,如图乙所示,求静止时弹簧的长度L3;
(3)若用该弹簧拉着钩码A沿着地面匀速运动,如图丙所示,弹簧长度L4=24 cm,求钩码A与地面之间的动摩擦因数μ。
15.(12分)如图所示,用水平力F将一个木块压在竖直墙壁上,已知木块重G=5 N,木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25。
(1)当F=25 N时,木块受到的摩擦力为多大
(2)当F′=10 N时,此时木块受到的摩擦力为多大 若力突然变为F″=8 N时,木块受到的摩擦力又是多大
16.(16分)某弹簧的弹力随弹簧长度变化的关系如图甲所示,用该弹簧测量物块A、B之间的动摩擦因数如图乙所示,其中物块A和B受到的重力分别为GA=5 N、GB=20 N。水平面光滑。当A向右运动时,弹簧测力计a的示数Fa=6 N,b的示数Fb=12 N。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)劲度系数k为多少
(2)物块A、B之间的动摩擦因数为多少
(3)如图丙,将物块B放在竖直弹簧上端并紧挨着竖直墙壁,并用水平向左的力F0作用在物块B上,物块B恰好不下滑,此时弹簧的长度为 29 cm。已知B与竖直墙壁的动摩擦因数与A、B间的动摩擦因数相同。求F0的值。
()相互作用 检测试题
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.关于力,下列说法正确的是( )
A.物体所受滑动摩擦力的方向一定与其运动方向相反
B.静止在水平桌面上的两个球,相互接触但不相互挤压,两球之间不存在弹力
C.重力的方向总是垂直于接触面向下
D.用手握住竖直方向的水杯不动,手对水杯的弹力越大,水杯受到的摩擦力越大
【答案】 B
【解析】 物体所受滑动摩擦力的方向一定与其相对运动方向相反,而与运动方向可能相同,也可能相反,故A错误;静止在水平桌面上的两个球,相互接触但不相互挤压,则两球之间不存在弹力,故B正确;重力的方向总是竖直向下,故C错误;用手握住竖直方向的水杯不动,水杯受到的摩擦力大小始终等于水杯的重力大小,手对水杯的弹力变大,水杯受到的摩擦力不变,故D错误。
2.关于下列情境中小球所受弹力的描述,正确的是( )
A.图甲,质量分布不均的小球,重心在O1处,受到墙的支持力过圆心O
B.图乙,用竖直细线悬挂的小球一定受到细绳的拉力和斜面的支持力
C.图丙,静止在半圆形碗里的小球受到碗的支持力方向如图丙所示
D.图丁,静止在杆顶端的小球受到沿杆向上的弹力
【答案】 A
【解析】 题图甲中,通过对小球受力分析可知,小球受到墙的支持力过圆心O,故A正确;题图乙中,小球可能只受到细绳的拉力,斜面对小球无支持力,故B错误;题图丙中,碗对小球的支持力应该过圆心,故C错误;题图丁中,根据二力平衡,杆对小球的力竖直向上,故D错误。
3.如图所示的下列几种情形中,研究对象受到的摩擦力方向与运动方向相同的是( )
A.图甲,沿斜面匀速下滑的物块
B.图乙,在草地上滚动的足球
C.图丙,水平地面上匀速运动的木箱
D.图丁,轻放在运动的水平传送带上的物块(与传送带共速前)
【答案】 D
【解析】 沿斜面匀速下滑的物块,受到沿斜面向上的滑动摩擦力,故A错误;在草地上滚动的足球,受到的摩擦力方向与运动方向相反,故B错误;水平地面上匀速运动的木箱,受到的摩擦力方向与运动方向相反,故C错误;物块轻放在运动的传送带后与传送带共速前,受到向右的摩擦力,将向右运动,摩擦力方向与运动方向相同,故D正确。
4.a、b为两个质量不同的木块,叠放于水平桌面上,水平向右的恒力F作用于木块a,两木块以共同速度v沿水平桌面匀速向右运动,如图所示。则在运动过程中( )
A.b作用于a的静摩擦力为零
B.b作用于a的静摩擦力大小为,方向水平向左
C.桌面作用于b的滑动摩擦力大小为,方向水平向左
D.桌面作用于b的滑动摩擦力大小为F,方向水平向左
【答案】 D
【解析】 两木块以共同速度v沿水平桌面向右匀速运动,根据二力平衡知,b作用于a的静摩擦力大小为F,方向水平向左,故A、B错误;对整体进行分析,根据二力平衡知,桌面作用于b的滑动摩擦力大小为F,方向水平向左,故C错误,D正确。
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5.如图所示,底端置于粗糙水平地面上的直杆,其顶端被一根水平细线用手拉住,杆处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.细线对杆的弹力方向水平向右
B.细线对杆的弹力是由细线的形变产生的
C.杆受到地面的弹力是由地面的形变产生的
D.地面对杆的弹力方向沿杆向左下方
【答案】 BC
【解析】 细线的弹力方向沿着细线收缩的方向,可得细线对杆的作用力方向水平向左,故A错误;细线对杆的弹力的施力物体是细线,细线对杆的弹力是由细线的形变产生的,故B正确;杆受到地面的弹力的施力物体是地面,是由地面的形变产生的,故C正确;地面对杆的弹力方向垂直于地面向上,故D错误。
6.如图所示,有一刚性方形容器被水平力F压在竖直墙面上处于静止状态。现缓慢地向容器内注水,直到注满为止,在此过程中容器始终保持静止,下列说法正确的是( )
A.容器受到的摩擦力逐渐增大
B.容器受到的摩擦力不变
C.水平力F可能不变
D.水平力F逐渐增大
【答案】 AC
【解析】 由题知容器始终保持静止状态,受力平衡,所受的摩擦力等于容器和水受到的总重力,因总重力不断增大,所以容器受到的摩擦力逐渐增大,故A正确,B错误。若最大静摩擦力大于总重力,力F可能不变;若最大静摩擦力小于总重力,F要增大,故C正确,D错误。
7.为了研究手机与书桌之间的动摩擦因数,某同学找来了拉力传感器,先测得该手机的质量为0.35 kg,再按如图甲所示将手机放置在桌面上,用拉力传感器缓慢拉手机,直至手机在桌面上缓慢向右运动一段距离,截取计算机屏幕上的一段F-t图线,如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A.桌面所受的滑动摩擦力约为2.6 N,方向水平向右
B.手机与桌面间的动摩擦因数随着拉力F的增大而增大
C.若在手机上增加压力,手机与桌面间的动摩擦因数增大
D.手机与桌面间的动摩擦因数μ约为0.74
【答案】 AD
【解析】 由F-t图线可得,在0～t1时间内,拉力F逐渐增大,在t1时刻,拉力达到最大,手机刚开始向右运动,即t1时刻拉力的大小等于最大静摩擦力fmax,约为2.8 N,之后手机缓慢运动时拉力等于滑动摩擦力f,由题图乙可知手机所受的滑动摩擦力约为2.6 N,方向向左,则桌面所受的滑动摩擦力大小约为2.6 N,方向向右,故A正确;动摩擦因数由接触面的材料和接触面的粗糙程度决定,与拉力和压力都无关,且μ==≈0.74,故B、C错误,D正确。
8.如图,粗糙程度相同的水平面上放了一个木板,在外力F的推动下向右运动,下列说法正确的是( )
A.桌面受到木板对它向右的摩擦力
B.桌面没动,桌面受到木板的摩擦力不是滑动摩擦力
C.木板受到的滑动摩擦力大小不变
D.要使木板运动,木板受到的滑动摩擦力的大小必须与F的大小相等
【答案】 AC
【解析】 对木板,由于其相对桌面向右运动,可知木板受到桌面向左的滑动摩擦力,桌面受到木板对它向右的滑动摩擦力,故A正确,B错误;木板受到的滑动摩擦力f=μN,由于动摩擦因数和正压力不变,则滑动摩擦力保持不变,故C正确;要使木板运动,木板受到的滑动摩擦力的大小要小于等于F,故D错误。
三、非选择题:共60分。
9.(3分)如图所示,台阶高度为h,球半径为R,且h=。力F的方向垂直于过O点的直径,由力的图示可知,力F的大小为 N,方向 (用角度表示)。台阶对球的弹力方向 (用角度表示)。
【答案】 70 与竖直方向成30°角斜向右上 与水平方向成30°角斜向左上
【解析】
根据题图中力的图示和标度,可知力F的大小为F=5×14 N=70 N。如图所示,根据几何知识可得sin θ===,可得 θ=30°,故力F的方向与竖直方向成30°角斜向右上。台阶对球的弹力方向与水平方向成30°角斜向左上。
10.(3分)如图所示,在水平桌面上放置一张纸和一瓶矿泉水,用手拖动纸的右侧,使纸和矿泉水瓶一起向右匀速移动,矿泉水瓶相对纸面的位置没有发生变化,在匀速移动的过程中矿泉水瓶与纸面间 (选填“有”或“无”)摩擦力,纸面受到的摩擦力方向向 (选填“左”或“右”),纸面受到的摩擦力大小与移动速度 (选填“有关”或“无关”)。
【答案】 无 左 无关
【解析】 矿泉水瓶和纸一起向右匀速移动,矿泉水瓶相对于纸并没有向左或者向右的运动趋势,所以矿泉水瓶和纸之间没有摩擦力,纸向右运动,所以桌面对纸的摩擦力方向水平向左;根据滑动摩擦力的特点可知,纸受到桌面的摩擦力大小与移动速度无关。
11.(3分)某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决如下问题:一根大弹簧内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长d,它们的下端平齐并固定,另一端自由,如图甲所示。当砝码盘放在弹簧上端压缩此组合弹簧时,测得此弹簧的压缩量为x0;将砝码放在砝码盘上并记录弹簧的压缩量,多次测得砝码质量m与对应弹簧压缩量x,并描绘出m-x的关系图像如图乙所示。已知重力加速度g取10 m/s2,则大弹簧的劲度系数k1= N/m,小弹簧的劲度系数k2= N/m,砝码盘的质量m0= kg。(结果均保留2位有效数字)
【答案】 10 20 0.050
【解析】 由题图乙知,大弹簧的劲度系数k1===10 N/m,组合弹簧的劲度系数
k1+k2===30 N/m,
解得k2=20 N/m,因m0g=k1x0,
所以m0===0.050 kg。
12.(3分)某物体所受重力为200 N,放置在水平地面上,地面对它的最大静摩擦力为80 N,它与地面间的动摩擦因数为0.39。则用60 N的水平推力推物体时地面对物体的摩擦力的大小为 N;物体运动起来后,若使其保持匀速直线运动,在水平方向施加的推力的大小为 N;物体在水平推力作用下做匀速直线运动的过程中,若把推力突然减小到 30 N,直到停止前,地面对物体的摩擦力的大小为 N。
【答案】 60 78 78
【解析】 地面对物体的最大静摩擦力为fmax=80 N,用F1=60 N的水平推力推物体,推力小于地面对物体的最大静摩擦力,物体仍保持静止,根据平衡条件得地面对物体的摩擦力大小是f=F1=60 N。物体运动起来后,若使其保持匀速直线运动,则水平推力与滑动摩擦力二力平衡,则有水平推力F2=f′=μN=μG=78 N。若推力减小到30 N,直到停止前,物体所受摩擦力仍为滑动摩擦力,大小不变,仍为78 N。
13.(9分)如图所示,用铁架台、刻度尺、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系实验。
(1)某次弹簧上的指针在刻度尺上对应的位置如图甲所示,该处的读数为 cm。
(2)如图乙所示,根据实验数据绘图,纵轴是钩码的质量m,横轴是弹簧的形变量x。由图可知,图线不通过坐标原点可能的原因是 ;弹簧的劲度系数k= N/m(重力加速度g取10 m/s2)。
(3)如图丙所示,实验中用两根不同的弹簧a和b得到弹簧弹力F与弹簧长度L的关系图像。下列说法正确的是 。
A.弹力与弹簧长度成正比
B.a的原长比b的长
C.a的劲度系数比b的小
D.a的劲度系数比b的大
【答案】 (1)18.00 (2)弹簧自身受重力 5 (3)D
【解析】 (1)题图甲中刻度尺的分度值为0.1 cm,由刻度尺上对应的位置可知读数为
18.00 cm。
(2)由题图乙可知,当m=0时,x大于零,说明没有挂钩码时弹簧伸长,其原因是弹簧自身受重力。根据胡克定律结合题图乙数据可得k====5 N/m。
(3)根据胡克定律可知弹力与弹簧的形变量成正比,弹力与弹簧长度不成正比,故A错误;根据胡克定律可得F=k(L-L0),可知F-L图像的横轴截距表示弹簧原长,F-L图像的斜率表示弹簧的劲度系数;由题图丙可知a的原长比b的短,a的劲度系数比b的大,故B、C错误,D正确。
14.(11分)如图甲所示,小明同学先将弹簧竖直悬挂,而后在弹簧下端挂上重G=4 N的钩码A,静止时弹簧的长度L1=28 cm;再挂上一个相同的钩码B,静止时弹簧的长度L2=36 cm。忽略弹簧自身的重力,弹簧始终在弹性限度内。
(1)求弹簧的劲度系数k;
(2)若将该弹簧竖直固定在地面上,将钩码A放在弹簧上端,如图乙所示,求静止时弹簧的长度L3;
(3)若用该弹簧拉着钩码A沿着地面匀速运动,如图丙所示,弹簧长度L4=24 cm,求钩码A与地面之间的动摩擦因数μ。
【答案】 (1)50 N/m (2)12 cm (3)0.5
【解析】 (1)设弹簧的原长为L,题图甲中第一种情况G=k(L1-L),
第二种情况2G=k(L2-L),
解得弹簧的劲度系数k=50 N/m。
(2)由(1)可知弹簧的原长L=20 cm,
题图乙中,有G=k(L-L3),
解得L3=12 cm。
(3)弹簧长度L4=24 cm时,拉力
F=k(L4-L),
钩码匀速运动,又有
F=μG,
可得钩码与地面之间的动摩擦因数μ=0.5。
15.(12分)如图所示,用水平力F将一个木块压在竖直墙壁上,已知木块重G=5 N,木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25。
(1)当F=25 N时,木块受到的摩擦力为多大
(2)当F′=10 N时,此时木块受到的摩擦力为多大 若力突然变为F″=8 N时,木块受到的摩擦力又是多大
【答案】 (1)5 N (2)2.5 N 2 N
【解析】 (1)水平方向上,木块受水平推力和墙壁的弹力平衡,当F=25 N时,N=F=25 N,
最大静摩擦力为
fm=μN= 0.25×25 N=6.25 N,
重力小于最大静摩擦力,故木块没有运动,则木块在竖直方向上受重力和静摩擦力平衡,即
f=G=5 N。
(2)当F′=10 N时,
N′=F′=10 N,
则f′=μN′=0.25×10 N=2.5 N,
木块受到的重力大于摩擦力,故木块沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,
大小为f′=2.5 N;
若力突然变为F″=8 N时,由前面分析知,木块仍沿墙面下滑,仍受滑动摩擦力,
由f″=μN″,N″=F″=8 N,知f″=2 N。
16.(16分)某弹簧的弹力随弹簧长度变化的关系如图甲所示,用该弹簧测量物块A、B之间的动摩擦因数如图乙所示,其中物块A和B受到的重力分别为GA=5 N、GB=20 N。水平面光滑。当A向右运动时,弹簧测力计a的示数Fa=6 N,b的示数Fb=12 N。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)劲度系数k为多少
(2)物块A、B之间的动摩擦因数为多少
(3)如图丙,将物块B放在竖直弹簧上端并紧挨着竖直墙壁,并用水平向左的力F0作用在物块B上,物块B恰好不下滑,此时弹簧的长度为 29 cm。已知B与竖直墙壁的动摩擦因数与A、B间的动摩擦因数相同。求F0的值。
【答案】 (1)800 N/m (2)0.3 (3)40 N
【解析】 (1)由题图甲可知,弹簧原长为
L0=30 cm=0.30 m,
根据胡克定律F=kx=k(L-L0),
劲度系数为k=800 N/m。
(2)对物块B,由二力平衡得Fa=μGB,
A、B之间的动摩擦因数为μ=0.3。
(3)对物块B,由题意可得GB=kx1+fm,
弹簧的压缩量为x1=L0-L1,
解得B受到的最大静摩擦力为fm=12 N,
又fm=μF0,得F0=40 N。
()
