高中物理人教版 (新课标)必修1第三章 相互作用综合与测试一课一练

本章复习提升

易混易错练

易错点1　理解不透力的概念、重力与重心的概念

1.(2020天津静海四校高一上联考,★☆☆)下列关于重力的说法中,正确的是(　　)

A.自由下落的石块速度越来越大,说明石块所受的重力越来越大

B.舞蹈演员在做各种优美动作时,其重心的位置不变

C.物体的重心不一定在物体上

D.用弹簧测力计竖直称量悬挂在其下面的物体,物体静止时,物体对弹簧测力计的拉力就是物体的重力

2.(2019浙江嘉兴一中高一上期中,★☆☆)如图所示,一架无人机执行航拍任务时正沿直线朝斜向下方匀速运动。用G表示无人机重力,F表示空气对它的作用力,下列四幅图中能表示此过程中无人机受力情况的是(　　)

3.(2019江苏南京六校联合体高一上期中,★★☆)(多选)下列说法中正确的是(　　)

A.重力是由于地球对物体的吸引而产生的,但重心不一定在物体上

B.形状规则的物体的重心一定与其几何中心重合

C.两个物体只要接触就会产生弹力

D.物体对桌面的压力是由于物体发生弹性形变而产生的

易错点2　分不清绳的弹力方向与杆的弹力方向的异同

4.(2019上海金山高一上期末,★★☆)如图,水平地面上的倾斜直杆顶端固定一小球,则直杆对球的作用力方向为(　　)

A.沿杆向上  B.沿杆向下

C.竖直向上  D.竖直向下

5.(2019湖南长郡中学高一上期中,★★☆)(多选)如图所示,一重为30 N的球固定在支杆AB的上端,今用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,已知绳的拉力为10 N,则AB杆对球的作用力(　　)

A.大小为15 N

B.大小为20 N

C.方向与水平方向成60°角斜向左上方

D.方向与水平方向成60°角斜向右下方

6.(2018山东济南一中高一上期中,★★★)如图所示,用一根细绳和一根轻直杆组成三角支架,绳的一端绕在手指上,杆的一端顶在掌心,当绳的另一端挂上重物时,绳和杆对手指和手掌均有力的作用,选项图中,这两个作用力的方向正确的是(　　)

易错点3　理解不透摩擦力的概念

7.(2019浙江温州十五校联合体高一上期中,★★☆)木块沿粗糙斜面(斜面相对地面静止)运动,下列对木块的受力分析正确的是(G是重力,N是支持力,f是摩擦力)

思想方法练

一、正交分解法

1.(2019福建五校高一上联考,★★☆)如图,重力为G的物体静止在倾角为θ的斜面上,将重力为G分解为平行斜面向下的力G1 和垂直斜面向下的力G2, 那么下列说法正确的是(　　)

A.G1就是物体受到的静摩擦力

B.物体对斜面的压力方向与G2的方向相同,大小为G cos θ

C.G2就是物体对斜面的压力

D.物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、G1和G2五个力的作用

2.(2018安徽黄山高一上期末,★★☆)物块静止在固定的斜面上,分别按图所示的方向对物块施加大小相等的力F,A中F竖直向上,B中F竖直向下,C中F垂直于斜面向上,D中F垂直于斜面向下,施力后物块仍然静止,则物块所受的静摩擦力增大的是(　　)

3.(★★★)如图所示,弹簧AB原长为35 cm,A端挂一个重50 N的物体,手执B端,将物体置于倾角为30°的斜面上。当物体沿斜面匀速下滑时,弹簧长度为40 cm;当物体匀速上滑时,弹簧长度为50 cm,试求:

(1)弹簧的劲度系数;

(2)物体与斜面间的动摩擦因数。

二、整体法与隔离法

4.(2018湖北孝感八校高一上期末,★★☆)(多选)放在水平地面上的物体M上表面有一物体m,m与M之间有一处于压缩状态的弹簧,整个装置处于静止状态,如图所示,则关于M和m受力情况的判断,正确的是(　　)

A.m受到向右的摩擦力

B.M受到m对它向左的摩擦力

C.地面对M的摩擦力方向向右

D.地面对M不存在摩擦力作用

5.(2020四川成都外国语学校高一上期中,★★☆)将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起,下端放置在地面上,上端用绳子拴在天花板上,绳子处于竖直伸直状态,整个装置静止。则下列说法不正确的是(　　)

A.绳子上拉力可能为零

B.A物体可能只受两个作用力

C.地面与物体间可能存在摩擦力

D.A、B之间可能存在摩擦力

三、图解法

6.(2018上海浦东校级期末,★★☆)将一个有确定方向的力F=10 N分解成两个分力,已知一个分力有确定的方向,与F成30°夹角,另一个分力的大小为6 N,则在分解时(　　)

A.有无数组解 B.有两组解

C.有唯一解  D.无解

7.(2020山东师大附中高一上期末,★★☆)(多选)已知一个力F=10 N,可分解为两个分力F1和F2,已知F1方向与F方向间的夹角为30°(如图所示),F2的大小为10 N,则F1的大小可能是(　　)

A.5 N B.10 N C.10 N D.20 N

8.(2019天津七校高一上期中,★★☆)如图所示,光滑斜面的倾角为θ,有两个相同的小球,分别用光滑挡板A、B挡住,挡板A沿竖直方向,挡板B垂直斜面,则

(1)两挡板受到小球压力大小之比为多少?

(2)斜面受到的两个小球压力的大小之比为多少?

答案全解全析

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易混易错练

1.C　重力G=mg,重力的大小和下落的高度无关,故A错;舞蹈演员在做各种优美动作时,重心会随着身体的动作而发生变化,故B错;物体的重心不一定在物体上,故C正确;用弹簧测力计竖直称量悬挂在其下面的物体,物体静止时,物体对弹簧测力计的拉力在数值上等于物体的重力,但不能说拉力就是重力,它们是不同性质的力,故D错。

2.B　由于无人机正沿直线朝斜向下方匀速运动,所以无人机所受合力为零,只有B图无人机所受合力为零,故B正确。

3.AD　重力是由于地球对物体的吸引而产生的,只有形状规则,质量分布均匀的物体的重心在其几何中心上,比如手镯,其重心在其几何中心,不在物体上,故A正确,B错误;产生弹力的条件是相互接触并且发生弹性形变,二者缺一不可,故C错误;物体对桌面的压力是由于物体发生弹性形变要恢复原状对与其接触的桌子产生的力,故D正确。

4.C　小球受重力和杆的作用力而处于平衡状态,则可知,小球受到杆的作用力一定与重力等大反向,所以杆对球的作用力方向竖直向上,故C正确。

5.BC　以小球为研究对象,小球受到重力G、绳子的拉力T和AB杆对球作用力F共三个力的作用;由平衡条件可知F与G、T的合力大小相等、方向相反,作出力的合成图如图。

由于G=30 N,有F== N=20 N,F与水平方向夹角的正切值tan α===,得出α=60°,说明物体受AB杆力的方向与水平方向成60°角斜向左上方,故B、C正确。

6.D　绷紧的绳子,绳子上各点的拉力大小相等,方向指向绳子收缩的方向,故绳子对手指有拉力,方向沿绳且背离手指。轻直杆受到挤压,故杆对手掌有向掌心的压力,故D正确。

7.B　当木块向上滑行时,木块受到重力、垂直斜面的弹力、沿着斜面向下的滑动摩擦力,故A错误,B正确;当木块向下滑行时,木块受到重力、垂直斜面的弹力、沿着斜面向上的滑动摩擦力,故C、D错误。

思想方法练

1.B　G1是使物体下滑的力,是重力的分力,而静摩擦力是斜面施加给物体的力,故A错误;物体对斜面的压力垂直于斜面向下,与G2的方向相同,由几何关系可得大小为G cos θ,故B正确;G2是把物体压在斜面上的力,是重力的分力,不是物体对斜面的压力,故C错误;G1、G2是重力的分力,物体只受到3个力的作用,故D错误。

2.B　加向上的力F后,F有沿斜面向上的分力,若物块有向下的运动趋势,此时向下的重力的分力与向上的F的分力及摩擦力平衡,故静摩擦力将变小,故选项A错误;加竖直向下的力F后,F产生沿斜面向下的分力,则沿斜面向下的力为重力和F的分力,故增大了静摩擦力,故选项B正确;物块受重力、支持力及摩擦力平衡,当加上垂直斜面的F后,F只改变垂直于斜面的压力,不会影响沿斜面方向上的力,故静摩擦力不变,故C、D错误。

3.答案　(1)250 N/m　(2)0.289

解析　(1)x1=40 cm-35 cm=5 cm=0.05 m

x2=50 cm-35 cm=15 cm=0.15 m

匀速下滑kx1+Ff=G sin 30°

匀速上滑kx2=G sin 30°+Ff'

Ff=Ff'

解得k=2G sin 30°/(x1+x2)=250 N/m

(2)又Ff=μFN=μG cos 30°=G sin 30°-kx1

解得μ===0.289

4.ABD　以m为研究对象,压缩状态的弹簧对m有向左的弹力,由平衡条件可知,m受到向右的摩擦力,故A正确;由力的作用是相互的,知M受到m对它向左的摩擦力,故B正确;以整体为研究对象,根据平衡条件得到,地面对M没有摩擦力,故C错误,D正确。

5.C　若A受到重力和绳子的拉力已是二力平衡,可知,拉力与A的重力大小相等,B对A无支持力,故选项B正确。若接触面粗糙,当B对A的弹力和静摩擦力的合力等于A的重力时,绳子的拉力为零,故选项A、D正确。对A和B整体分析,由于整体在水平方向没有外力,则不可能受到地面的摩擦力,故选项C错误。本题错误的选项是C。

6.B　已知一个分力有确定的方向,与F成30°夹角,知另一个分力的最小值为F sin 30°=5 N,而另一个分力大小大于5 N小于10 N,所以分解时有两组解,如图。故选B。

7.CD　已知合力F=10 N,F1方向与F方向间的夹角为30°,F2的大小为10 N,以F的箭头处为圆心,以F2的大小为半径作圆,则该圆与F1的交点即F1的大小,如图所示。

F1的长度为OA时,有=,得出∠OAF=120°,则∠OFA=180°-30°-120°=30°,所以F1=F2=10 N,故C正确。F1的长度为OB时,有=,得出∠OBF=60°,则∠OFB=180°-30°-60°=90°,所以F1== N=20 N,故D正确。

8.答案　(1)　(2)

解析　两球的受力图如图所示。

对球1: F1=G tan θ,F2=

对球2:F1'=G sin θ,F2'=G cos θ

(1)挡板A、B所受压力之比为:=

(2)斜面所受两个小球压力之比为:=