第三章《相互作用》测试卷
一、单选题(共 12 小题)
1.如图所示,物体 A 靠在竖直墙面上,在水平力 F 作用下,A、B 保持静止,则物体 A 的受力的个
数为( )
A. 6
B. 5
C. 4
D. 3
2.如下图所示,一只半球形碗倒扣在水平桌面上处于静止状态,球的半径为 R,质量为 m 的蚂蚁只
有在离桌面的高度大于或等于 R 时,才能停在碗上,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,那么蚂蚁
和碗面间的动摩擦因数为( )
A.
B.
C.
D.
3.一质量为 m 的物块静止在倾角为 θ 的斜面上,现对物块施加一个垂直于斜面向下的恒力 F,如图
所示,物体仍保持静止.则物块( )
A. 受到的支持力不变
B. 受到的支持力减小
C. 受到的摩擦力不变
D. 受到的摩擦力减小
4.两个大小相等的共点力 F1、F2,当它们之间的夹角为 90°时合力的大小为 20 N,则当它们之间夹
角为 120°时,合力的大小为( )
A. 40 N
B. 10 N
C. 20 N
D. 10 N
5.如图所示,三个共点力 F1、F2 与 F3 作用在同一个质点上,其中,F1 与 F2 共线且反向,F3 与 F1 垂
直,F1=6N、F2=2N、F3=3N.则质点所受的合力为( )
A. 7 N
B. 11 N
C. 1 N
D. 5 N
6.如图所示,物体在水平方向受 F1、F2 两个力的作用,F1 方向向右,F2 方向向左,大小分别为 F1=
8 N 和 F2=2 N.则物体所受合力的大小和方向为( )
A. 6 N,方向水平向左
B. 10 N,方向水平向左
C. 6 N,方向水平向右
D. 10 N,方向水平向右
7.一根劲度系数为 200 N/m 的弹簧, 在受到 10 N 的压力作用时, 弹簧的长度为 15 cm,当不受外
力作用时, 弹簧的长度为( )
A. 20 cm
B. 15 cm
C. 10 cm
D. 5 cm
8.下列说法中正确的是( )
A. 用手压弹簧,手先给弹簧一个作用,弹簧压缩后再反过来给手一个作用
B. 运动员将垒球拋出后,垒球的运动状态仍在变化,垒球仍为受力物体,但施力物体不是运动员
C. 施力物体对受力物体施加了力,施力物体本身可能不受力的作用
D. “风吹草动”,草受到了力,但没有施力物体,说明没有施力物体的力也是存在的
9.用如图所示的方法可以测定木块 A 与长木板 B 之间的滑动摩擦力的大小.把一个木块 A 放在长
木板 B 上,长木板 B 放在水平地面上,在恒力 F 作用下,长木板 B 以速度 v 匀速运动,水平弹簧
秤的示数为 FT,下列说法正确的是( )
A. 木块 A 受到的滑动摩擦力的大小等于 FT
B. 木块 A 受到的滑动摩擦力的大小等于 F
C. 若长木板 B 以 2v 的速度匀速运动时,木块 A 受到的摩擦力的大小等于 2FT
D. 若用 2F 的力作用在长木板上,木块 A 受到的摩擦力的大小等于 2F
10.一个力的大小为 30 N,将此力分解为两个分力,这两个分力的大小不可能是( )
A. 10 N、10 N
B. 20 N、40 N
C. 200 N、200 N
D. 700 N、720 N
11.如图所示,用球拍击打乒乓球时,如果以球为研究对象,则施力物体是( )
A. 人
B. 球拍
C. 乒乓球
D. 无法确定
12.如图所示,物体 A 在竖直向上的拉力 F 的作用下能静止在斜面上,关于 A 受力的个数,下列说
法中正确的是( )
A.A 一定受两个力作用
B.A 一定受四个力作用
C.A 可能受三个力作用
D.A 受两个力或者四个力作用
二、实验题(共 3 小题)
13.做“验证力的平行四边形定则”的实验时:
(1)除已有的器材(方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外,还必须有
________和________.
(2)要使每次合力与分力产生相同的效果,必须
A.每次将橡皮条结点拉到同样的位置
B.每次把橡皮条拉直
C.每次准确读出弹簧测力计的示数
D.每次记准细绳的方向
(3)在某次实验中,某同学的实验结果如图所示,其中 A 为固定橡皮条的图钉,O 为橡皮条与细绳
结点的位置.图中________________是力 F1 与 F2 的合力的理论值;________________是力 F1 与 F2
的合力的实验值.通过把________________和________________进行比较,验证平行四边形定则.
14.(1)在做“验证平行四边形定则”的实验时,需要的器材有:方木板、白纸、细绳套两个、三角板、
刻度尺、图钉几个,还需要________________________________________
________________________________.
(2)在做上述实验时,在水平放置的木板上垫上一张白纸,把橡皮条的一端固定在板上,另一端结
两个细绳套,通过细绳用两个互成角度的弹簧测力计拉橡皮条,使结点移到某一位置 O,此时需记
下:①________;②________;③________.然后用一个弹簧测力计把橡皮条拉长,使结点到达
________,再记下________.
15.为了探究弹力 F 与弹簧伸长量 x 的关系,李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试,
根据测得的数据绘出如下图所示的图象,从图象上看,该同学没能完全按实验要求做,使图象上
端成为曲线,图象上端成为曲线是因为________________.甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为:
________N/m、________N/m.若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧________(填“甲”
或“乙”).
三、计算题(共 3 小题)
16.在水平路面上用绳子拉一个重为 G=183 N 的木箱,绳子与水平路面的夹角为 30°,如图所
示.木箱与路面间的动摩擦因数 μ=0.10,要使木箱能在水平路面上匀速运动,则绳上所加拉力 F
应为多大?
17.“蹦极”是一种非常刺激的户外休闲运动,人从水面上方某处的平台上跳下,靠自身所受的重力
让其自由下落,被拉伸的蹦极绳又会产生向上的力,把人拉上去,然后人再下落.正是在这上上
下下的运动中,蹦极者体会到惊心动魄的刺激,如图所示.设一次蹦极中所用的橡皮绳原长为 15
m.质量为 50 kg 的人在下落到最低点时所受的向上的最大拉力为 3 000 N,已知此人停在空中时,
蹦极的橡皮绳长度为 17.5 m,橡皮绳的弹力与伸长量的关系符合胡克定律.(取 g=10 N/kg).求:
(1)橡皮绳的劲度系数;
(2)橡皮绳的上端悬点离下方的水面至少为多高?
18.如图所示,质量为 30 kg 的小孩坐在 10 kg 的雪橇上,大人用与水平方向成 37°角斜向上的大小
为 100 N 的拉力拉雪橇,使雪橇沿水平地面做匀速运动,(g=10 N/kg,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
求:
(1)雪橇对地面的压力大小;
(2)雪橇与水平地面间的动摩擦因数的大小.
四、填空题(共 3 小题)
19.两个共点力互相垂直,F1=8 N,F2=6 N,则它们的合力 F=________ N,合力与 F1 间的夹角 θ
=________.
20.将一个大小为 2 N 水平力分解成两个力,其中一个分力在竖直方向,另一个分力与水平方向
的夹角是 30°,则两个分力的大小分别是________N 和________N.
21.如 下 图 , 手 用 力 握 住 一 个 竖 直 的 瓶 子 , 瓶 子 的 重 为 250 N, 当 瓶 子 静 止 时 , 瓶 子 受 到
________( 选 填 “ 静 ” 或 “ 滑 动 ”) 摩 擦 力 的 作 用 . 摩 擦 力 的 大 小 为 ________N , 摩 擦 力 的 方 向
________(选填“竖直向下”“竖直向上”“水平向右”或“水平向左”).如果在手和瓶子间抹了洗洁精,
需要增大手握瓶子的力才能握住瓶子,此时瓶子受到摩擦力大小________(选填“变大”“变小”或“不
变”).
答案解析
1.【答案】B
【解析】先对 AB 整体受力分析,由平衡条件知:整体水平方向受向里的压力;故墙面对 A 有大小
为 F 的弹力,整体有向下运动的趋势,故 A 受向上的摩擦力;
隔离 A 物体,必受重力、墙壁对 A 的弹力和摩擦力;同时 AB 间也有相对运动的趋势;故 A 还受 B
对 A 的弹力和摩擦力作用;故 A 共受 5 个力.
2.【答案】C
【解析】蚂蚁在离桌面高度等于 R 时,
蚂蚁受重力、支持力和摩擦力处于平衡状态,根据平衡条件有:
Ff=mgsinθ,FN=mgcosθ,
而 cosθ= = .
所以 μ= =tanθ= ,故 C 正确,A、B、D 错误.
3.【答案】C
【解析】以物块为研究对象,在未施加 F 之前,处于静止状态,根据力的正交分解可得物块受到的
支持力 FN=mgcosθ,物块受到的摩擦力 Ff=mgsinθ 在施加 F 之后,处于静止状态,根据共点力平
衡以及力的正交分解可得:物块受到的支持力 FN′=mgcosθ+F,受到的摩擦力 Ff′=mgsinθ,故物
块受到的支持力增大,受到的摩擦力不变,C 正确.
4.【答案】B
【解析】设 F1=F2=F,当它们之间的夹角 α=90°时,如图甲所示,由画出的平行四边形(为正方
形)得合力为 F 合= = = F.
所以 F= F 合= ×20 N=10 N.
当两分力 F1 和 F2 之间夹角变为 β=120°时,同理画出平行四边形,如图乙所示.由于平行四边形
的一半为一等边三角形,因此其合力 F 合′=F1=F2=10 N.
5.【答案】D
【解析】三个共点力的合成可以先合成两个力,使得三个力变为二力然后再进行二力合成.如图
所示,F1=6 N 和 F2=2 N 方向相反,合力为 F=6 N-2 N=4 N 方向沿 F1 方向与 F3 垂直,根据平
行四边形矢量法则求 F 和 F3 的合力,根据几何关系可得二者合力为以二力为邻边所作平行四边形,
二者所夹对角线大小为 5 N,选项 D 对.
6.【答案】C
【解析】由于两个力的方向相反,因此合力为两力之差 6 N,方向与较大的力相同,故选 C.
7.【答案】A
【解析】由胡克定律 F=kx,可知当受到 10 N 的压力作用时,形变量 x=F/k=0.05 m=5 cm.因为
是压力,所以弹簧是压缩的,故弹簧的实际长度比自然长度短,故当不受外力作用时, 弹簧的长
度为 15 cm+5 cm=20 cm.故选 A.
8.【答案】B
【解析】
9.【答案】A
【解析】木块 A 受到的摩擦力与长木板 B 的受力及运动状态无关,只要 A 处于静止状态,长木板
B 对木块 A 的摩擦力都等于 FT,故 A 正确,B、C、D 错误.
10.【答案】A
【解析】 合力的大小小于两分力大小之和,大于两分力大小之差的绝对值,只有 A 不可能.
11.【答案】B
【解析】球拍击球时,球拍对球施加力的作用,因此施力物体是球拍,受力物体是球.
12.【答案】D
【解析】若拉力 F 大小等于物体的重力,则物体与斜面没有相互作用力,所以物体就只受到两个力
作用;若拉力 F 小于物体的重力时,则斜面对物体产生支持力和静摩擦力,故物体应受到四个力作
用,故选 D.
13.【答案】(1)三角板 橡皮条
(2)A
(3)F F′ F F′
【解析】
14.【答案】(1)弹簧测力计两个、橡皮条一根、铅笔一支
(2)①O 点位置 ②细绳所指方向 ③相应弹簧测力计读数
同一位置 O 点弹簧测力计读数
【解析】实验中要记录橡皮条拉伸后 O 点的位置、弹簧测力计的读数及力的方向.
15.【答案】超过了弹簧的弹性限度 66.7 200 甲
【解析】超出弹性限度,弹力与伸长量就不成正比了.根据胡克定律知劲度系数 k= ,分别计算
得:甲弹簧的劲度系数为 66.7 N/m,乙为 200 N/m.
要制作一个精确度较高的弹簧测力计,则应选劲度系数小的弹簧,即弹簧甲.
16.【答案】20 N
【解析】建立如图所示的直角坐标系. 木箱受到四个力的作用,将拉力 F 沿两个坐标轴方向分解为
分力 F1 和 F2,得
F1=Fcosθ,F2=Fsinθ,
在 x 轴方向上由平衡条件
可得 F1=Ff=Fcosθ
在 y 轴方向上有 F2+FN=Fsinθ+FN=G
又 Ff=μFN
将 G=183 N 及 μ=0.10、θ=30°代入以上三式解得 F=20 N.
17.【答案】(1)200 N/m (2)30 m
【解析】(1)人静止于空中时,橡皮绳的拉力 F1=500 N.
而 F1=k(l-l0),所以橡皮绳劲度系数 k= = N/m=200 N/m.
(2)设橡皮绳拉力最大时,绳长为 l′.
据胡克定律 F2=k(l′-l0)得
l′= +l0= m+15 m=30 m.
18.【答案】(1) 340 N (2) 0.24
【解析】(1)如图所示,对小孩和雪橇整体受力分析得:
竖直方向:Fsinθ+FN=mg
解得 FN=mg-Fsinθ=340 N
雪橇对地面压力:
FN′=FN=340 N
(2)水平方向:Fcosθ-Ff=0 Ff=μFN
由上式解得:μ≈0.24
19.【答案】 10 N 37°
【解析】
20.【答案】2 4
【解析】合力为 2 N,水平向右;一个分力在竖直方向,另一个分力与水平方向的夹角是 30°,
根据平行四边形定则作图,如图所示:
故 F2=2 N,F1=4 N.
21.【答案】静 250 竖直向上 不变
【解析】当瓶子静止时,瓶子受到静摩擦力作用,根据平衡有:Ff=mg=250 N,方向与重力的方
向相反,竖直向上.静摩擦力大小与正压力大小无关,增大压力,瓶子所受的静摩擦力不变,仍
然等于重力.