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专题02相互作用培优押题预测A卷
一、选择题(在每小题给出的4个选项中,第1-8题只有一个选项正确,第9-12题有多个选项正确)1.如图所示为小朋友喜欢的磁性黑板,下面有一个托盘,让黑板撑开一个安全角度(黑板平面与水平面的夹角为θ),不易倾倒,小朋友不但可以在上面用专用画笔涂鸦,磁性黑板擦也可以直接吸在上面图中就有小朋友把一块质量m为黑板擦吸在上面保持静止,黑板与黑板擦之间的动摩擦因数μ,则下列说法正确的是()A.黑板擦对黑板的压力大小为mgcosθB.黑板斜面对黑板的摩擦力大小为μmgcosθC.黑板对黑板擦的摩擦力大于mgsinθD.黑板对黑板擦的作用力大小为mg【答案】D2.如图所示,小球A、B穿在一根光滑固定的细杆上,一条跨过定滑轮的细绳两端连接两小球,杆与水平面成θ角,小球可看做质点且不计所有摩擦.当两球静止时,OA绳与杆的夹角为θ,绳OB沿竖直方向,则下列说法正确的是A.小球A受到2个力的作用B.小球A受到3个力的作用C.杆对B球的弹力方向垂直杆斜向上D.绳子对A的拉力大于对B的拉【答案】B【解析】对A球受力分析可知,A受到重力,绳子的拉力以及杆对A球的弹力,三个力的合力为零,故A错误,B正确;对B球受力分析可知,B受到重力,绳子的拉力,两个力合力为零,杆子对B球没有弹力,否则B不能平衡,故C错误;定滑轮不改变力的大小,则绳子对A的拉力等于对B的拉力,故D错误故选B3.2018年9月2号刚刚结束的亚运会中,中国队包揽了跳水项目的全部10金图示为跳水运动员在走板时,从跳板的a端缓慢地走到b端,跳板逐渐向下弯曲,在此过程中,该运动员对跳板的()A.摩擦力不断增大B.作用力不断减小C.作用力不断增大D.压力不断增大【答案】AB、C项运动员对跳板的作用力即压力与摩擦力的合力,由平衡可知,此合力运动员的重力等大反向,所以运动员对跳板的作用力不变,故B、C错误故应选A4.如图所示水平细杆上套一球A,球A与球B间用一轻绳相连,质量分别为和,由于B球受到水平风力作用,球A与球B一起向右匀速运动已知细绳与竖直方向的夹角为,则下列说法中正确的是:A.球A与水平细杆间的动摩擦因数为B.球B受到的风力F为C.风力增大时,若A、B仍匀速运动,轻质绳对球B的拉力保持不变D.杆对球A的支持力随着风力的增加而增加【答案】B【解析】对球B受力分析,受重力、风力和拉力,如图不变,D错误.5.如图所示,光滑水平地面上放有截面为圆周的柱状物体A,A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B,对A施加一水平向左的力F,整个装置保持静止若将A的位置向左稍许移动,整个装置仍保持平衡,则A.墙面对B的弹力增大B.地面对A的支持力减小C.水平外力F减小D.B对A的弹力增大【答案】C【解析】对B球受力分析,受到重力mg、A球对B球的支持力N′和墙壁对B球的支持力N,如图根据平衡条件,有F=N;FN=G;故地面的支持力不变,推力F随着壁对B球的支持力N的不断减小而不断减小,故B错误,C正确;故选C6.如图所示,自动卸货车始终静止在水平地面上,车厢在液压机的作用下改变与水平面间的倾角,用以卸下车厢中的货物.当倾角增大到θ时,质量为M的木箱A与装在箱内的质量为m的物体B一起以共同的速度v沿车厢底匀速滑下,则下列说法正确的是A.A、B间没有静摩擦力B.A受到B的静摩擦力方向沿车厢底向下C.A受到车厢底面的滑动摩擦力大小为MgsinθD.A与车厢底面间的动摩擦因数μ=tanθ【答案】BD【解析】对B沿斜面方向有mgsinθ=f,f方向沿斜面向上,A受到B的静摩擦力方向沿斜面向下,所以A错误,B正确;A受到车厢底面的滑动摩擦力大小为(M+m)gsinθ,C错误;根据(M+m)gsinθ=μ(M+m)sinθ,所以μ=tanθ,D正确;故选BD.7.如图所示,物块A放在直角三角形斜面体B上面,B放在弹簧上面并紧挨着竖直粗糙墙壁,处于静止状态,现用力F沿斜面向上推A,AB仍处于静止状态,下列说法正确的是( )A.未施加力F时,B受6个力,A受3个力B.施加力F后,B受到的弹簧弹力并未发生变化C.施加力F后,B受到的弹簧弹力变小D.施加力F后,B与墙之间一定存在摩擦力【答案】BD终静止,可知弹簧的形变量没有变化,根据胡克定律可知,施加F后,B受到弹簧的弹力不变故B正确,C错误;对整体分析,由于AB不动,弹簧的形变量不变,则弹簧的弹力不变,开始弹簧的弹力等于A、B的总重力,施加F后,弹簧的弹力不变,总重力不变,但F有竖直向上的分量,则根据平衡知,则B与墙之间一定有摩擦力.故D正确;故选BD8.如图所示,将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O′处O为球心,弹簧另一端与质量为m的小球相连,小球静止于P点已知容器半径为R,与水平面间的动摩擦因数为μ,OP与水平方向的夹角为θ=30°下列说法正确的是A.容器相对于水平面有向左运动的趋势B.轻弹簧对小球的作用力大小为mgC.容器对小球的作用力竖直向上D.弹簧原长为R+【答案】BD由可知,支持力和弹簧的弹力之间的夹角为120°,则由几何关系可知,小球受到容器的支持力和弹簧对小球的弹力大小均为mg,故C错误;图中弹簧长度为R,压缩量为,故原长为,故D正确故选BD
二、实验题9.用如图所示的装置测定弹簧的劲度系数,被测弹簧一端固定于铁架台上,另一端悬挂钩码,旁边竖直固定一个最小刻度为毫米的刻度尺当挂两个钩码时,绳上的一个定点P对应刻度如图中ab虚线所示位置;再增加两个钩码后,P点对应刻度如图中cd虚线所示位置,此时P点所对应的刻度为_____cm已知每个钩码质量为50g,重力加速度取g=
9.8m/s2,则被测弹簧的劲度系数为_________N/m【答案】
8.2098【解析】开始时刻度尺的读数为,刻度尺的第二次读数,弹簧的劲度系数10.如图甲是“验证力的平行四边形定则”的实验装置实验操作如下:1弹簧测力计A挂于固定点P下端用细线挂一重物M测量______并记录为F 2弹簧测力计B的一端用细线系于O点手持另一端水平向左拉使结点O静止在某位置如图甲此时需记下结点O的位置和两测力计的示数F
1、F2以及_________________ 3某同学已在图乙纸上作出F
1、F2的图示请根据力的平行四边形定则作出F
1、F2的合力F_________4改变两细线的夹角重复做几次实验若F的方向近似在_________方向上且大小近似等于F则平行四边形定则得以验证【答案】
(1)M的重力
(2)细线Oa、Ob、Oc的方向
(3)如图所示;
(4)细线Oc
(3)根据力的平行四边形定则作出F
1、F2的合力F′,如图
(4)改变两细线的夹角,重复做几次实验.若F′的方向近似在细线Oc方向上,且大小近似等于F,则平行四边形定则得以验证.
三、计算题(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得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)11.质量为30Kg的小孩坐在8Kg的雪橇上大人用与水平方向成370斜向上的大小为100N的拉力拉雪橇使雪橇沿水平地面做匀速直线运动求:1地面对雪橇的摩擦力;2地面对雪橇的支持力大小;3雪橇与水平地面的动摩擦因数的大小【答案】
(1)80N
(2)320N
(3)
0.25【解析】对小孩和雪橇整体受力分析,由共点力平衡条件得Fcos θ-Ff=0Fsin θ+FN-mg=0Ff=μFN代入数据解得;;综上所述本题答案是;;12.在研究摩擦力的实验中,将木块放在水平长木板上.如图a所示,用力沿水平方向拉木块,拉力从零开始逐渐增大.分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力,并用计算机绘制出摩擦力Ff随拉力F的变化图象,如图b所示.已知木块质量为
8.0kg,重力加速度g=10m/s2,sin37°=
0.6,cos37°=
0.
8.1求木块与长木板间的动摩擦因数;2如图c,木块受到恒力F=50N作用,方向与水平方向成θ=37°角斜向右上方,求木块从静止开始沿水平面做匀变速直线运动的加速度大小;3在2中拉力F作用t1=
2.0s后撤去,计算再经过多少时间木块停止运动?【答案】
10.4
22.5m/s2
31.25s【解析】1由题图b知木块所受到的滑动摩擦力Ff=32N根据Ff=μmg解得μ=
0.43撤去F后,加速度大小a′=μg=4m/s2继续滑行时间13.如图所示,把一质量为m小球A夹在固定的竖直挡板与三角劈B的斜面之间,三角劈的质量为M,其倾角为α=45º,劈的底部与水平地面间的动摩擦因数为μ,三角劈的斜面与竖直挡板是光滑的
(1)问欲使三角劈静止不动,求小球的质量m与劈的质量M所满足的关系?设劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力
(2)如果把这个质量为m的小球A用细线拴住放在三角劈B的斜面上,其倾角为α=45º,三角劈的斜面和水平面都是光滑的,斜面足够长,如图所示现用水平力F推三角劈使三角劈缓慢地向左移动,小球沿斜面缓慢升高.当线拉力最小时,水平力为F,则小球的质量m等于多少?【答案】12F≤μFNB,
⑤∵FN=FN′
⑥由
①~
⑥式解得m≤M
(2)对整体有F=Tcosβ
①对小球mgsinα=Tcosβ-α
②∴当β=α=450时,T具有最小值,这时,Tmin=mgsinα
③③代入
① F=mgsinαcosα=mgsin2α=mg所以m=2F/g14.如图所示,两个相同的正三棱柱A、B紧靠着静止于水平地面上,三棱柱的中间有一个半径为R的光滑圆柱C,A、B的质量均为m,A、B与地面间的动摩擦因数为μ,C的质量为2m设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g1三者均静止时A对C的支持力为多大?2若A、B能保持不动,μ应该满足什么条件?3若C受到经过其轴线竖直向下的外力而能够缓慢下降到地面,求该过程中A受到的摩擦力大小【答案】
(1)2mg
(2)
(3)【解析】
(1)圆柱C受力平衡2FNcos60°=2mg;解得FN=2mg;
(3)C缓慢下降的同时A、B也缓慢且对称地向左右分开A的受力依然为4个,但除了重力之外的其他力的大小发生改变,f也成为了滑动摩擦力A受力平衡知=cos60°+mg;=sin60°=μ;解得;解有意义,即要求,与本题第
(2)问不矛盾由几何关系知当C下落到地面时,A向左移动的水平距离为x=;所以摩擦力的功W=–fx=–;。