阶段验收评估二 相互作用.docx
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阶段验收评估二相互作用
阶段验收评估
(二) 相互作用
(时间:
90分钟 满分:
100分)
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分,每小题只有一个选项正确)
1.(2012·江苏期中)据《新消息》报道,在北塔公园门前,李师傅用牙齿死死咬住长绳的一端,将停放着的一辆卡车缓慢拉动。
小华同学看完表演后做了如下思考,其中不正确的是( )
图1
A.李师傅选择斜向上拉可以减少车对地面的正压力,从而减少车与地面间的摩擦力
B.若将绳系在车顶斜向下拉,要拉动汽车将更困难
C.车被拉动的过程中,绳对车的拉力大于车对绳的拉力
D.当车由静止被拉动时,绳对车的拉力大于车受到的摩擦阻力
2.如图2甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。
初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。
若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v-t图象(以地面为参考系)如图乙所示。
已知v2>v1,则( )
图2
A.t2时刻,小物块离A处的距离达到最大
B.t2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C.0~t2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D.0~t3时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
3.(2012·深圳调研)如图3所示,欲使在粗糙斜面上匀速下滑的木块A停下,可采用的方法是( )
图3
A.增大斜面的倾角
B.对木块A施加一个垂直于斜面的力
C.对木块A施加一个竖直向下的力
D.在木块A上再叠放一个重物
4.如图4所示,甲、乙两物体用压缩的轻质弹簧连接静置于倾角为θ的粗糙斜面体上,斜面体始终保持静止,则下列判断正确的是( )
图4
A.物体甲一定受到4个力的作用
B.物体甲所受的摩擦力方向一定沿斜面向下
C.物体乙所受的摩擦力可能为零
D.水平面对斜面体无摩擦力作用
5.如图5所示,质量为M的楔形物块静止在水平地面上,其斜面的倾角为θ。
斜面上有一质量为m的小物块,小物块与斜面之间存在摩擦。
用恒力F沿斜面向上拉小物块,使之匀速上滑。
在小物块运动的过程中,楔形物块始终保持静止。
地面对楔形物块的支持力为( )
图5
A.(M+m)g B.(M+m)g-F
C.(M+m)g+FsinθD.(M+m)g-Fsinθ
6.如图6所示,质量为M、半径为R、内壁光滑的半球形容器静止放在粗糙水平地面上,O为球心。
有一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在半球形容器底部O′处,另一端与质量为m的小球相连,小球静止于P点。
已知地面与半球形容器间的动摩擦因数为μ,OP与水平方向的夹角为θ=30°。
下列说法正确的是( )
图6
A.小球受到轻弹簧的弹力大小为
mg
B.小球受到半球形容器的支持力大小为
mg
C.小球受到半球形容器的支持力大小为mg
D.半球形容器受到地面的摩擦力大小为
mg
7.(2012·福建六校联考)三个质量均为1kg的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图7所示,其中a放在光滑水平桌面上。
开始时p弹簧处于原
图7
长,木块都处于静止。
现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止,g取10m/s2。
该过程p弹簧的左端向左移动的距离是( )
A.4cmB.6cm
C.8cmD.10cm
8.如图8所示,物块M通过与斜面平行的细绳及滑轮与小物块m相连,斜面的倾角θ可以改变,讨论物块M对斜面的摩擦力的大小,则一定有( )
图8
A.若物块M保持静止,则θ角越大,摩擦力越大
B.若物块M保持静止,则θ角越大,摩擦力越小
C.若物块M沿斜面下滑,则θ角越大,摩擦力越大
D.若物块M沿斜面下滑,则θ角越大,摩擦力越小
9.如图9所示,水平固定且倾角为30°的光滑斜面上有两个质量均为m的小球A、B,它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接,现对B施加一水平向左的推力F使A、B均静止在斜面上,此时弹簧的长度为l,则弹簧原长和推力F的大小分别为( )
图9
A.l+
,
mgB.l-
,
mg
C.l+
,2
mgD.l-
,2
mg
10.如图10所示,质量为M的小车放在光滑的水平地面上,右面靠墙,小车的上表面是一个光滑的斜面,斜面的倾角为α,设当地的重力加速度为g,那么,当有一个质量为m的物体在这个斜面上自由下滑时,小车对右侧墙壁的压力大小是( )
图10
A.mgtanαB.
mgsinα·cosα
C.mgsinα·cosαD.
mgtanα
11.如图11所示,小圆环A吊着一个质量为m2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上,有一细线一端拴在小圆环A上,另一端跨过固定在大圆环最高点B的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块,若各处摩擦力均不计,绳不可伸长,若平衡时,弦AB所对应的圆心角为α,则两物块的质量之比m1∶m2应为( )
图11
A.cos
B.sin
C.2sin
D.2cos
12.如图12所示,水平细杆上套一环A,环A与球B间用一轻质绳相连,质量分别为mA、mB,由于B球受到风力作用,环A与B球一起向右匀速运动。
已知细绳与竖直方向的夹角为θ,则下列说法中正确的是( )
图12
A.B球受到的风力F为mBgtanθ
B.风力增大时,轻质绳对B球的拉力保持不变
C.风力增大时,杆对环A的支持力将增大
D.环A与水平细杆间的动摩擦因数为
二、实验题(本题共1个小题,共12分,把答案填在题中横线上或按题目要求作答)
13.(2012·合肥名校联考)
(1)某同学利用图13中甲乙两图的实验装置来探究共点力合成的规律,图中GE是橡皮条,甲图按两个互成角度的方向牵拉,乙图用一个拉力作用于橡皮条上,下列说法正确的是( )
图13
A.甲图中两个拉力的方向必须相互垂直
B.甲、乙图中必须将橡皮条拉到相同位置O点
C.甲、乙图中橡皮条拉伸方向GO必须水平
D.甲图操作完成后,可更换橡皮条,继续进行乙图实验
(2)某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:
一轻弹簧一端固定于某一深度为h=0.25m、且开口向右的小筒中(没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内),如图14甲所示,如果本实验的长度测量工具只能测量出距筒口右端弹簧的长度l,现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数,该同学通过改变挂钩码的个数来改变l,作出F-l变化的图线如图乙所示。
图14
①由此图线可得出的结论是________________;
②弹簧的劲度系数为______N/m,弹簧的原长l0=______m;
③该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较,优点在于:
___________________________;
缺点在于:
__________________________________。
三、计算题(本题共3小题,共40分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)
14.(12分)如图15所示,质量为m1=5kg的滑块,置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小为30N的力F推滑块,滑块沿斜面向上匀速运动,斜面体质量m2=10kg,且始终静止,取g=10m/s2,求:
图15
(1)斜面对滑块的摩擦力;
(2)地面对斜面体的摩擦力和支持力。
15.(14分)如图16所示,轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定,杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持60°的夹角。
若在B点用细绳悬挂一个定滑轮(不计重力),某人用它匀速地提起重物。
已知重物的质量m=30kg,人的质量M=50kg,连接人的绳子与水平方向的夹角始终保持30°,g取10m/s2。
试求:
图16
(1)此时地面对人的支持力;
(2)轻杆BC和细绳AB所受的力的大小。
(结果可以用根号表示)
16.(14分)如图17所示,AO是具有一定质量的均匀细杆,可绕O点在竖直平面
内自由转动。
细杆上的
图17
P点与放在水平桌面上的圆柱体接触,圆柱体靠在竖直的挡板上而保持平衡。
已知杆的倾角θ=60°,圆柱体的重力大小为G,竖直挡板对圆柱体的压力大小为2
G,各处的摩擦都不计,试回答下列问题:
(1)作出圆柱体的受力分析图;
(2)通过计算求出圆柱体对均匀细杆AO的作用力的大小和水平地面对圆柱体作用力的大小。
答案
阶段验收评估
(二)
1.选C 李师傅斜向上拉车的力可以分解成竖直向上和水平向前的两个分力,竖直向上的分力将减少车对地面的正压力,从而减少车与地面间的滑动摩擦力,A对;若将绳系在车顶斜向下拉,车对地面的正压力增大,摩擦力增大,拉动汽车将更不容易,B正确;绳对车的拉力与车对绳的拉力是作用力与反作用力,大小相等,C错;若车由静止被拉动,绳的拉力在水平方向的分力大于车受到的摩擦阻力,绳的拉力大于车受到的摩擦阻力,D正确。
2.选B 小物块对地速度为零时,即t1时刻,向左离开A处最远,A错误。
t2时刻,小物块相对传送带静止,此时不再相对传送带滑动,所以从开始到此刻,它相对传送带滑动的距离最大,B正确。
0~t2时间内,小物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,方向始终向右,大小不变,C错误。
t2时刻以后相对传送带静止,故不再受摩擦力作用,D错误。
3.选B 增大斜面的倾角可使木块A加速下滑,选项A错误;对木块A施加一个垂直于斜面的力,增大了正压力,可使在粗糙斜面上匀速下滑的木块A停下,选项B正确;对木块A施加一个竖直向下的力,在木块A上再叠放一个重物,木块仍在斜面上匀速下滑,选项C、D错误。
4.选D 若压缩的弹簧对甲向上的弹力大小恰好等于m甲gsinθ,则甲只受三个力作用,A错误,B也错误;因弹簧对乙有沿斜面向下的弹力,故乙一定具有向下运动的趋势,乙一定受沿斜面向上的摩擦力作用,C错误;取甲、乙和斜面为一整体分析受力,由水平方向合力为零可得,水平面对斜面体的摩擦力一定为零,D正确。
5.选D m匀速上滑,M静止,均为平衡态,将m、M作为整体进行受力分析,在竖直方向有Mg+mg=FN+Fsinθ得FN=(Mg+mg)-Fsinθ,即D正确,A、B、C错误。
6.选C 设小球受到轻弹簧的弹力大小为F,受半球形容器的支持力大小为FN。
由平衡条件可知,FNsinθ+Fsinθ=mg,FNcosθ=Fcosθ,解得F=FN=mg,C正确,A、B错误。
取M和m为一整体,由水平方向合力为零易知,半球形容器受到地面的摩擦力大小为零,故D错误。
7.选C 开始时q弹簧处于压缩状态,由胡克定律,压缩了2cm。
C木块刚好离开水平地面时,轻弹簧q中拉力为10N,由胡克定律,轻弹簧q伸长2cm;轻弹簧p中拉力为20N,由胡克定律,轻弹簧p伸长4cm;该过程p弹簧的左端向左移动的距离是2cm+2cm+4cm=8cm,选项C正确。
8.选D 若M静止,则摩擦力Ff=Mgsinθ-mg或mg-Mgsinθ,故A、B项错;若M沿斜面下滑,则摩擦力Ff=μMgcosθ,θ角越大,摩擦力越小,故C错误、D正确。
9.选B 设弹簧原长为l0,分析A球受力,由平衡条件可得:
k(l-l0)=mgsin30°,故l0=l-
,取A、B和弹簧为一个系统,由平衡条件得:
Fcos30°=2mgsin30°,解得:
F=
mg,故B正确。
10.选C m沿斜面下滑时对斜面的压力FN1=mgcosα,分析小车受力,由水平方向合力为零可知,右侧墙壁对小车的压力FN2=FN1·sinα=mgsinα·cosα,故C正确。
11.选C 以圆环A为研究对象,作用力分析如图所示,A受三个力作用,质量为m2的物块对它的拉力FT1,大小为m2g,AB绳中的拉力FT2,大小为m1g,大圆环的支持力FN,如图所示,显然有
=sin
,
即
=2sin
,C正确。
12.选A 对B受力分析可知A正确;当风力增大时,由于F拉=mBg/cosθ,所以B错误;以整体为研究对象,竖直方向杆对环A的支持力与环A和B球受到的重力平衡,C错误;水平方向上,mBgtanθ=μ(mA+mB)g,所以D错误。
13.解析:
(1)合力和分力的关系是等效关系,甲、乙两步骤将橡皮条拉到相同位置O点,保证两次效果相同,橡皮条如果换了,就不能保证和上一次的效果相同了,B正确,D错误。
实验中对其他没什么特别要求,A、C错误。
(2)设弹簧原长为l0,由图知弹簧伸长量为h+l-l0,由胡克定律得F=k(h+l-l0),F-l图线的斜率表示弹簧的劲度系数,由图乙可得k=100N/m。
F-l图线在纵轴的截距表示l=0时F=10N,代入F=k(h+l-l0),解得弹簧的原长l0=0.15m。
答案:
(1)B
(2)①在弹性限度内,弹力与弹簧的伸长量成正比 ②100 0.15 ③避免弹簧自身所受重力对实验的影响 弹簧与筒及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差
14.解析:
(1)用隔离法:
对滑块作受力分析,如图甲所示,在平行斜面的方向上
F=m1gsin30°+Ff,
Ff=F-m1gsin30°=(30-5×10×0.5)N=5N
(2)用整体法:
因两个物体均处于平衡状态,故可以将滑块与斜面体当做一个整体来研究,其受力如图乙所示,由图乙可知:
在水平方向上有F地=Fcos30°=15
N;在竖直方向上有FN地=(m1+m2)g-Fsin30°=135N。
答案:
(1)5N
(2)15
N 135N
15.解析:
(1)对重物,由平衡条件知绳子拉力FT=mg=300N
人的受力情况如图甲所示,由平衡条件得,地面对人的支持力FN=Mg-FTsin30°=350N
(2)对定滑轮,如图乙所示,FTBO=2FTcos30°=300
N
方向与竖直方向成30°
将B点的拉力FTOB分解,如图丙所示,则细绳所受力FAB=
=600
N
轻杆所受力FBC=
=900N。
答案:
(1)350N
(2)900N 600
N
16.解析:
(1)对圆柱体进行受力分析,如图所示,其中F1、F2、F3分别为桌面、挡板、细杆对圆柱体的弹力。
(2)已知竖直挡板对圆柱体的弹力大小为2
G,根据平衡关系:
F3sin60°=F2,则F3=4G。
设圆柱体对均匀细杆AO的作用力大小为F3′,根据牛顿第三定律知,F3′=4G。
竖直方向的平衡关系为F1=F3cos60°+G,将数据代入得,F1=3G。
答案:
(1)见解析
(2)4G 3G
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