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当堂达标检测题

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修1第三章 相互作用综合与测试当堂达标检测题，共13页。试卷主要包含了弹力和摩擦力的分析，共点力平衡问题的分析等内容，欢迎下载使用。
一、弹力和摩擦力的分析
【典例】如图所示,长直木板的上表面的一端放有一铁块,木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角α逐渐变大),另一端不动,则铁块受到的摩擦力F随角度α的变化图像可能正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
( )
【解析】选C。铁块受到的摩擦力在开始到滑动过程为静摩擦力,F=mgsin θ,为正弦规律变化;而滑动后,F′=μmgcs θ,为余弦规律变化,而动摩擦力等于最大静摩擦力,故C正确。
1.弹力方向的判断方法:
弹力的方向与物体的形变方向相反,作用在迫使物体发生形变的那个物体上。常见的几种情况如下:
(1)两物体接触面上的弹力,包括压力和支持力。这种弹力的方向与物体间的接触方式有关。
①当两物体为“面与面”或“点与面”接触时,如图所示,弹力的方向垂直于接触面,并指向受力物体。
②当两物体是“点与点”接触时,如图所示,弹力的方向过接触点且垂直于过接触点的切面,指向受力物体。
(2)线的拉力。
①细线的重力可忽略时,拉力沿线的方向。如图甲所示,和分别表示两细线对O点的拉力。
②粗线(绳)的重力不能忽略,粗线(绳)可能是弯曲的,拉力的方向沿接触点的切线方向。如图乙所示,和分别表示线对A、B两点的拉力。
(3)弹簧的弹力。
弹簧的弹力方向总与弹簧的中心轴线重合,并指向原长方向。如图所示:
(4)轻杆的弹力:
轻杆既可以产生拉力,也可以产生支持力,其弹力方向比较复杂:
①当杆的一端用铰链(或转轴)连接时,弹力方向将沿杆的方向;
②如果杆的一端固定不动(例如插入墙中)时,其弹力方向不一定沿杆的方向,这种情况需要根据平衡条件或物体的运动状态来确定。如图所示:
2.摩擦力及其突变问题的分析技巧:
(1)滑动摩擦力的方向总与相对运动的方向相反,而静摩擦力的方向判断较为困难,因此常用以下两种方法判断:
方法一:“假设法”和“反推法”。
方法二:根据物体的运动状态判断。
(2)对摩擦力的理解。
①摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或者相对运动趋势,并不总是阻碍物体运动,摩擦力也可以与物体的运动方向相同,做动力。
②静止的物体也可以受到滑动摩擦力;运动的物体也可以受到静摩擦力。
(3)摩擦力的突变问题分析。
【素养训练】
1.如图甲所示,一只小鸟沿着较粗的树枝从A缓慢移动到B,将该过程抽象为质点从圆弧A点移动到B点,如图乙。以下说法正确的是( )
A.树枝对小鸟的合力减小
B.树枝对小鸟的摩擦力减小
C.树枝对小鸟的摩擦力增大
D.树枝对小鸟的弹力增大
【解析】选C。设小鸟受到的支持力与竖直方向的夹角为θ,小鸟缓慢移动,树枝对小鸟的合力与重力平衡,故A错误;小鸟所受的摩擦力f=mgsinθ,从A到B的过程中,θ增大,所以摩擦力增大,故B错误,C正确;小鸟所受的弹力N=mgcsθ,从A到B的过程中,θ增大,所以弹力减小,故D错误。
2.(多选)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,绳子处于竖直伸直状态,整个装置静止,则( )
A.绳子上拉力可能为零
B.地面受的压力可能为零
C.A、B之间可能没有摩擦力
D.地面与物体之间可能存在摩擦力
【解析】选A、C。若绳子的拉力为零,A部分可以受到B部分对它的支持力和摩擦力作用,而处于静止状态,类似物块静止在斜面上,故选项A正确;假设撤掉地面,B部分会在重力作用下加速下落而与A分离,即B部分和地面之间接触且一定有挤压,地面受的压力不可能为零,选项B错误;若绳子的拉力恰好等于A部分的重力,则A、B两部分接触但无挤压,即A、B之间不存在弹力,也就不存在摩擦力,选项C正确;以A、B整体为研究对象,为保证水平方向的合力为零,则B部分与地面之间一定不存在摩擦力,故D错误。
3.木块甲、乙分别重50 N和60 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在甲、乙之间的轻弹簧被压缩了2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m。系统置于水平地面上静止不动。现将F=1 N的水平拉力作用在木块乙上,如图所示,力F作用后 ( )
A.木块甲所受摩擦力大小是12.5 N
B.木块甲所受摩擦力大小是11.5 N
C.木块乙所受摩擦力大小是9 N
D.木块乙所受摩擦力大小是7 N
【解析】选C。由题意可得木块乙受到的最大静摩擦力Fmax=μFN=0.25×60 N=
15 N,弹簧的弹力F弹=kx=400×0.02 N=8 N,木块乙受到向右的力F弹+F=9 Nv2,滑块受到的滑动摩擦力方向向右,当传送带突然被卡住时滑块受到的滑动摩擦力方向“突变”为向左