人教版高中物理必修一第3章 相互作用-力 達(dá)標(biāo)檢測（解析版） 同步練習(xí)

人教版高一物理必修第一冊課堂同步精選練習(xí)第3章相互作用——力達(dá)標(biāo)檢測（解析版）一、選擇題(本題共9小題,每小題5分,滿分45分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)正確,有選錯(cuò)或不答的得0分。)1.雜技演員有高超的技術(shù),能輕松地頂接從高處落下的壇子。關(guān)于他頂壇時(shí)頭頂受到的壓力,產(chǎn)生的直接原因是()A.壇的形變 B.頭的形變C.壇子受到的重力 D.人受到的重力【答案】A【解析】頭頂受到的壓力是由于壇子產(chǎn)生形變,對與之接觸的頭產(chǎn)生力的作用,選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。如圖所示,輕質(zhì)彈簧測力計(jì)通過兩只定滑輪,兩邊各掛一只5N的砝碼,則彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為()A.10N B.5N C.0 D.無法確定【答案】B【解析】彈簧測力計(jì)水平方向受兩個(gè)拉力的作用,每個(gè)拉力大小均為5N,彈簧測力計(jì)的示數(shù)是鉤上受到的力或另一端受到的力,故示數(shù)為5N。如圖所示,手沿水平方向?qū)鴫涸谪Q直墻壁上,使其保持靜止?，F(xiàn)增大手對書的壓力,下列說法不正確的是()A.書對墻的壓力增大B.書受到的摩擦力不變C.書不可能滑動D.書受到的合外力增大【答案】D【解析】書保持靜止,受合力為零,豎直方向受重力和靜摩擦力平衡,水平方向受手的壓力和墻壁的彈力平衡,當(dāng)壓力增大時(shí),豎直方向受力不變,受到的靜摩擦力不變,等于重力;手的壓力增大,則書對墻壁的壓力增大,最大靜摩擦力增大,而由于靜止,合力仍然為零,故A、B、C正確,D不正確。如圖所示,一水桶上系有三條繩子a、b、c,分別用它們提起相同質(zhì)量的水時(shí),下列說法中正確的是()A.a繩受力最大B.b繩受力最大C.c繩受力最大D.三條繩子受力一樣大【答案】C【解析】由平行四邊形定則知,當(dāng)合力一定時(shí),兩個(gè)相同大小的分力夾角越大,分力越大,則c繩受力最大,C正確。如圖,所有的球都是相同的,且形狀規(guī)則,質(zhì)量分布均勻。甲球放在光滑斜面和光滑水平面之間,乙球與其右側(cè)的球相互接觸并放在光滑的水平面上,丙球與其右側(cè)的球放在另一個(gè)大的球殼內(nèi)部并相互接觸,丁球用兩根輕質(zhì)細(xì)線吊在天花板上,且其中右側(cè)一根線是沿豎直方向。關(guān)于這四個(gè)球的受力情況,下列說法中正確的是()A.甲球受到兩個(gè)彈力的作用B.乙球受到兩個(gè)彈力的作用C.丙球受到兩個(gè)彈力的作用D.丁球受到兩個(gè)彈力的作用【答案】C【解析】甲球受重力和地面給它的豎直向上的彈力兩個(gè)力,斜面沒有給其彈力,如果有的話球不會靜止,故A錯(cuò)誤;乙球受重力和地面給它的豎直向上的彈力兩個(gè)力,與乙接觸的球不會給乙彈力,如果有的話乙球不會靜止,故B錯(cuò)誤;丙球受重力、球殼給它的指向圓心的彈力和與它接觸的小球給它的沿它們圓心連線向左的彈力,如果它接觸的小球不給它沿它們圓心連線向左的彈力的話它就不能保持靜止?fàn)顟B(tài),故丙球受兩個(gè)彈力的作用,故C正確;丁球受重力和繩子給它的豎直向上的拉力,傾斜的繩子不會給它拉力的作用,如果有的話小球不能保持平衡狀態(tài),故丁球只受一個(gè)向上的彈力,故D錯(cuò)誤。如圖所示,一根長為L的細(xì)繩一端固定在O點(diǎn),另一端懸掛質(zhì)量為m的小球A,為使細(xì)繩與豎直方向成30°角且繃緊,小球A處于靜止,則需對小球施加的最小力等于()A.3mg B.32mgC.12mg D.【答案】C【解析】以小球?yàn)檠芯繉ο?分析受力,作出受力分析圖如圖所示,根據(jù)作圖法分析得到,當(dāng)對小球施加的力F與細(xì)繩垂直時(shí),所用的力最小。根據(jù)平衡條件得F的最小值為Fmin=Gsin30°=12如圖所示,一根輕彈簧上端固定在O點(diǎn),下端拴一個(gè)鋼球P,球處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)對球施加一個(gè)方向水平向右的外力F,使球緩慢偏移,在移動中的每一個(gè)時(shí)刻,都可以認(rèn)為鋼球處于平衡狀態(tài)。若外力F的方向始終水平,移動中彈簧與豎直方向的夾角θ<90°,且彈簧的伸長量不超過其彈性限度,則下圖給出的彈簧伸長量x與cosθ的函數(shù)關(guān)系圖象中,正確的是()【答案】D【解析】小球受重力mg、水平外力F和彈簧的彈力f。由平衡條件得f=mgcosθ,又由胡克定律得f=kx,則有kx=mgcos疊羅漢是一種二人以上層層疊成各種造型的游戲娛樂形式,也是一種高難度的雜技。圖示為六人疊成的三層靜態(tài)造型,假設(shè)每個(gè)人的重量均為G,下面五人的背部均呈水平狀態(tài),則最底層正中間的人的一只腳對水平地面的壓力約為()A.34G B.78G C.5G4 【答案】C【解析】最上面的人受到的豎直向下重力為G,所以每條腿上的力都是G2;中間層最左邊的人,受到豎直向下的力為:G+G2=3G2,所以每條腿上的力都是3G4;由對稱性,中間層最右邊的人每條腿上的力也是3G4;最底層中間的人,受到豎直向下的力為:G+3G如圖所示,一輛汽車沿水平面向右運(yùn)動,通過定滑輪將重物A緩慢吊起,在吊起重物的過程中,關(guān)于繩子的拉力FT、汽車對地面的壓力FN和汽車受到的摩擦力Ff的說法中正確的是()A.FT不變,FN不變,Ff逐漸增大B.FT不變,FN逐漸增大,Ff逐漸增大C.FT逐漸增大,FN不變,Ff逐漸增大D.FT逐漸減小,FN逐漸增大,Ff逐漸增大【答案】B【解析】因?yàn)橹匚锞徛坏跗?則A處于動態(tài)平衡狀態(tài),拉力等于A的重力,所以拉力FT不變,汽車受重力、支持力、拉力和摩擦力處于平衡狀態(tài),設(shè)繩子與水平方向的夾角為θ,根據(jù)共點(diǎn)力平衡,在水平方向上有:FTcosθ=Ff,在豎直方向上有:FN+FTsinθ=mg,因?yàn)棣仍跍p小,所以Ff增大,FN增大。故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。二、實(shí)驗(yàn)題(本題共兩個(gè)小題,每空2分,共18分)10.(8分)“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn):(1)實(shí)驗(yàn)的操作如下:A.在桌面上放一塊方木板,在木板上鋪一張白紙,把橡皮條一端固定在木板上的A點(diǎn);B.只用一個(gè)彈簧測力計(jì),通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置O,記下彈簧測力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩的方向,按同樣比例作出這個(gè)力F的圖示;C.改變兩個(gè)力的大小,重做幾次;D.記下兩個(gè)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)及結(jié)點(diǎn)O的位置,描下兩條細(xì)繩的方向,在紙上按比例作出F1和F2的圖示;E.用虛線把合力的箭頭端分別與兩個(gè)分力的箭頭端連接,分析合力F與兩個(gè)分力F1、F2之間可能存在什么關(guān)系;F.把兩條細(xì)繩系在橡皮條的另一端,通過細(xì)繩用兩個(gè)彈簧測力計(jì)互成角度拉橡皮條,橡皮條伸長,使結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O;關(guān)于上述操作步驟,合理的操作順序是。

(2)在本實(shí)驗(yàn)中,采取下列哪些措施不能起到減小實(shí)驗(yàn)誤差的作用()A.兩個(gè)分力F1、F2間夾角大些B.兩個(gè)分力F1、F2的大小要盡量大些C.拉橡皮條的細(xì)繩要稍長一些D.實(shí)驗(yàn)前先把實(shí)驗(yàn)所用的兩個(gè)彈簧測力計(jì)的鉤子相互鉤住,平放在桌子上,向相反方向拉動,檢查讀數(shù)是否相同,若不同進(jìn)行調(diào)節(jié),使之相同。(3)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是()A.理想實(shí)驗(yàn)法 B.控制變量法C.等效替代法 D.建立物理模型法(4)在實(shí)驗(yàn)中,如果只將連接彈簧測力計(jì)的細(xì)繩換成橡皮筋,其他步驟保持不變,那么實(shí)驗(yàn)結(jié)果(選填“會”或“不會”)發(fā)生變化。

【答案】(1)AFDBEC(2)A(3)C(4)不會【解析】(1)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)在明確實(shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕A(chǔ)上,要先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)備的安裝,即先在桌面上放一塊方木板,在木板上墊一張白紙,把橡皮條一端固定在木板的A點(diǎn),然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和有關(guān)數(shù)據(jù)的測量,最后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和儀器的整理。故答案為:AFDBEC。(2)夾角不宜太大,也不宜太小,應(yīng)適當(dāng)大一些,故A錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)要方便、準(zhǔn)確,兩分力適當(dāng)大點(diǎn),讀數(shù)時(shí)相對誤差小,故B正確;為了便于確定拉力的方向,拉橡皮條的細(xì)繩要稍長一些,故C正確;實(shí)驗(yàn)前,先把所用的兩個(gè)彈簧測力計(jì)的鉤子相互鉤住,平放在桌子上,向相反方向拉動,檢查讀數(shù)是否相同,檢驗(yàn)彈簧測力計(jì)是否準(zhǔn)確,故D正確。本題選不能減小誤差的,故選A。(3)實(shí)驗(yàn)中兩次要求效果相同,故實(shí)驗(yàn)采用了等效替代的方法,故A、B、D錯(cuò)誤,C正確。(4)在實(shí)驗(yàn)中細(xì)線是否伸縮對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響,故換成橡皮筋同樣可以完成實(shí)驗(yàn),故實(shí)驗(yàn)結(jié)果不變。11.(10分)某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。(1)將彈簧懸掛在鐵架臺上,將刻度尺固定在彈簧一側(cè),彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在方向(填“水平”或“豎直”)。

(2)彈簧自然懸掛,待彈簧時(shí),長度記為L0,彈簧下端掛上砝碼盤時(shí),長度記為Lx;在砝碼盤中每次增加10g砝碼,彈簧長度依次記為L1至L6,數(shù)據(jù)如下表:

代表符號L0LxL1L2L3L4L5L6數(shù)值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范,代表符號為。由表可知所用刻度尺的分度值為。

(3)由圖象可知彈簧的勁度系數(shù)為N/m;(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字,重力加速度取9.8m/s2)。

【答案】答案(1)豎直(2)靜止L31mm(3)4.9【解析】(1)將彈簧懸掛在鐵架臺上,將刻度尺固定在彈簧一側(cè),彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在豎直方向。(2)彈簧自然懸掛,待彈簧靜止時(shí)才能讀數(shù),用毫米刻度尺測量長度要估讀到分度值的下一位,故L3的數(shù)值記錄不規(guī)范,最后一位是估讀的,故所用刻度尺的分度值為1mm。(3)由題中圖象可知彈簧的勁度系數(shù)為k=ΔF12.(8分)質(zhì)量為m=3kg的空木箱,放置在水平地面上,用原長為L0=12cm的一輕質(zhì)彈簧沿水平方向施加拉力,當(dāng)拉力F1=8N時(shí),木箱靜止;當(dāng)拉力F2=9N時(shí),木箱恰能被拉動;當(dāng)拉力F3=7.5N時(shí),木箱恰好做勻速直線運(yùn)動,此時(shí)彈簧的長度L=17cm,(重力加速度g=10m/s2)求:(1)木箱在8N的拉力作用下受到的摩擦力的大小及木箱與地面間的最大靜摩擦力的大小;(2)木箱與地面間的動摩擦因數(shù);(3)彈簧的勁度系數(shù)?！敬鸢浮?1)8N9N(2)0.25(3)150N/m【解析】(1)木箱在8N的拉力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),根據(jù)平衡條件可知f=F1=8N;當(dāng)拉力F2=9N時(shí),木箱恰能被拉動,即說明木箱與地面間的最大靜摩擦力的大小是9N。(2)當(dāng)拉力F3=7.5N時(shí),木箱做勻速直線運(yùn)動,說明滑動摩擦力與拉力相等,即f'=F3=7.5N木箱與地面間的動摩擦因數(shù)μ=f'(3)彈簧的原長L0=12cm,當(dāng)拉力F3=7.5N時(shí),彈簧的長度L=17cm,由胡克定律可得:F3=k(L-L0),得:k=150N/m。(8分)楊浦大橋是繼南浦大橋之后又一座跨越黃浦江的我國自行設(shè)計(jì)建造的雙塔雙索面迭合梁斜拉橋,如圖所示。挺拔高聳的208米主塔似一把利劍直刺穹蒼,塔的兩側(cè)32對鋼索連接主梁,呈扇面展開,如巨型琴弦,正彈奏著巨龍騰飛的奏鳴曲。假設(shè)斜拉橋中某對鋼索與豎直方向的夾角都是30°,每根鋼索中的拉力都是3×104N,那么這對鋼索對塔柱形成的合力有多大?方向如何?【答案】5.2×104N方向豎直向下【解析】把兩根鋼索的拉力看成沿鋼索方向的兩個(gè)分力,以它們?yōu)猷忂叜嫵鲆粋€(gè)平行四邊形,其對角線就表示它們的合力。由對稱性可知,合力方向一定沿塔柱豎直向下。下面用兩種方法計(jì)算這個(gè)合力的大小:解法一作圖法如圖甲所示,自O(shè)點(diǎn)引兩根有向線段OA和OB,它們跟豎直方向的夾角都為30°。取單位長度為1×104N,則OA和OB的長度都是3個(gè)單位長度。量得對角線OC長為5.2個(gè)單位長度,所以合力的大小為F=5.2×1×104N=5.2×104N。解法二公式法根據(jù)這個(gè)平行四邊形是一個(gè)菱形的特點(diǎn),如圖乙所示,連接AB,交OC于D,則AB與OC互相垂直平分,即AB垂直于OC,OD=12F=2F1cos30°=2×3×104×32N≈5.2×10414.(9分)薇薇老師課間在辦公室玩轉(zhuǎn)健身球,現(xiàn)將薇薇老師的手掌和健身球簡化成如圖所示的模型。假設(shè)每個(gè)健身球質(zhì)量為280g,直徑d=50mm,手掌圍成的圓弧半徑R=50cm,此時(shí)手掌和健身球均靜止,不計(jì)摩擦。請你畫出A球的受力分析,并估算此時(shí)薇薇老師的手掌對A球的支持力為多大?！敬鸢浮恳娊馕觥窘馕觥繉球受力分析如圖所示設(shè)一個(gè)健身球的質(zhì)量為m,半徑r=d/2,O點(diǎn)和健身球圓心連線與豎直方向夾角為θ。mgNcosθ=(R故NA≈mg=2.8N15.(12分)如圖所示,用輕繩AC和BC吊一重物,繩與豎直方向的夾角分別為30°和60°,繩