教科版高中物理必修第一冊第三章相互作用復(fù)習(xí)提升練含答案

本章復(fù)習(xí)提升易混易錯(cuò)練易錯(cuò)點(diǎn)1對彈力的特點(diǎn)不清楚而出錯(cuò)1.如圖所示的裝置中,勁度系數(shù)相同的彈簧的原長相等,小球的質(zhì)量均相同,彈簧和細(xì)線的質(zhì)量均不計(jì),一切摩擦忽略不計(jì),平衡時(shí)各彈簧的長度分別為L1、L2、L3,其大小關(guān)系是()A.L1=L2=L3B.L1=L2<L3C.L1=L3>L2D.L3>L1>L2易錯(cuò)點(diǎn)2忽視最大靜摩擦力而出錯(cuò)2.如圖所示,物體M放在水平面上受到兩個(gè)水平力的作用,F1=4N,F2=8N,物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果將水平力F1增大到10N,則()A.物體M仍處于靜止?fàn)顟B(tài)B.物體M受到的合力方向向左C.物體M受到的合力方向向右D.物體M受到的摩擦力方向向右易錯(cuò)點(diǎn)3混淆兩種摩擦力而出錯(cuò)3.如圖所示,質(zhì)量為m的木塊在力F作用下在置于水平桌面上的木板上運(yùn)動,最大靜摩擦力約等于滑動摩擦力,木板的質(zhì)量M=9m,已知木塊與木板間、木板與桌面間的動摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度為g,那么木板所受桌面的摩擦力大小一定是()A.9μmgB.10μmgC.μmgD.F易錯(cuò)點(diǎn)4靜摩擦力方向判斷不清楚而出錯(cuò)4.(多選題)如圖為一輛往某地運(yùn)輸物資的汽車正在平直的高速公路上行駛,集裝箱放置在汽車上并且始終相對汽車靜止。以下關(guān)于集裝箱和汽車所受摩擦力的說法正確的是()A.若汽車做勻速運(yùn)動,則汽車對集裝箱的摩擦力向前B.若汽車做加速運(yùn)動,則汽車對集裝箱的摩擦力向前C.若汽車做減速運(yùn)動,則集裝箱對汽車的摩擦力向前D.無論汽車怎樣運(yùn)動,集裝箱都不受摩擦力作用5.質(zhì)量為0.8kg的物塊靜止在傾角為30°的斜面上,如圖所示,若用平行于斜面底端、沿水平方向的力F推物塊,F=3N,物塊仍處于靜止?fàn)顟B(tài),g取10m/s2,則物塊所受摩擦力的大小為()A.5NB.4NC.3ND.833思想方法練一、合成法方法概述三個(gè)力的平衡問題,一般將任意兩個(gè)力合成,則該合力與第三個(gè)力等大反向,從而得到平衡力的解題方法。如P66第1題就應(yīng)用了此方法。1.如圖所示,用三段不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩OA、OB、OC共同懸掛一重物使其靜止,其中OA與豎直方向的夾角為30°,OB沿水平方向,A端、B端固定。若分別用FA、FB、FC表示OA、OB、OC三段繩上的張力大小,則下列判斷中正確的是()A.FA>FB>FCB.FA<FB<FCC.FA>FC>FBD.FC>FA>FB二、正交分解法方法概述物體受多個(gè)力作用而處于平衡狀態(tài)時(shí),可將各力分解到x軸和y軸上,運(yùn)用兩坐標(biāo)軸上的平衡條件Fx=0、Fy=0進(jìn)行分析求解。如P68第3題、P69第5題就應(yīng)用了此方法。2.如圖所示,水平細(xì)桿上套有一質(zhì)量為0.54kg的小環(huán)A,用輕繩將質(zhì)量為0.5kg的小球B與A相連。B受到始終與水平方向成53°角的風(fēng)力作用,與A一起向右勻速運(yùn)動,此時(shí)輕繩與水平方向的夾角為37°,運(yùn)動過程中B球始終在水平細(xì)桿的下方,求:(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)B對繩子的拉力大小;(2)A與桿間的動摩擦因數(shù)。三、圖解法方法概述圖解法也叫圖形法,是一種利用幾何圖形規(guī)律求解物理問題的方法。解答共點(diǎn)力作用下物體的動態(tài)平衡問題時(shí)經(jīng)常用圖解法。如P66第2題、P68第1題就應(yīng)用了此方法。3.如圖所示,一小球在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài),不考慮一切摩擦,如果把擋板由豎直位置繞O點(diǎn)緩慢轉(zhuǎn)至水平位置,則此過程中球?qū)醢宓膲毫1和球?qū)π泵娴膲毫2的變化情況是()A.F1先增大后減小,F2一直減小B.F1先減小后增大,F2一直減小C.F1和F2都一直在增大D.F1和F2都一直在減小四、整體法和隔離法方法概述整體法就是把幾個(gè)物體視為一個(gè)整體,受力分析時(shí),只分析這一整體之外的物體對整體的作用力,不考慮整體內(nèi)部物體之間的相互作用力。隔離法就是把要分析的物體從相關(guān)的物體系統(tǒng)中隔離出來,只分析該物體以外的物體對該物體的作用力,不考慮該物體對其他物體的作用力。如P57第9題、P68第4題就應(yīng)用了此方法。4.如圖所示,M、N兩物體疊放在一起,在豎直向上的恒力F作用下,保持靜止?fàn)顟B(tài),則關(guān)于兩物體受力情況的說法正確的是()A.物體N可能受到4個(gè)力B.物體M與墻之間可能有彈力和摩擦力C.物體M一定受到4個(gè)力D.物體M與N之間可能無摩擦力五、假設(shè)法方法概述假設(shè)法是對于待求解的問題,在與原題所給條件不相違的前提下,人為加上或減去某些條件,以使原題方便求解的方法。如P70第2題就應(yīng)用了此方法。5.(多選題)如圖所示,豎直平面內(nèi)質(zhì)量為m的小球與三條相同的輕質(zhì)彈簧相連接。靜止時(shí)相鄰兩彈簧間的夾角均為120°,已知彈簧a、b對小球的作用力大小均為F,且F≠12mg,則彈簧c對此小球的作用力的大小可能為()A.FB.F+mgC.F-mgD.mg-F六、相似三角形法方法概述相似三角形法指的是在對物體進(jìn)行受力分析(尤其是動態(tài)平衡過程)時(shí)找到兩個(gè)相似三角形用以求解問題,其中一個(gè)三角形的邊長表示長度(我們稱之為“幾何三角形”),另一個(gè)三角形的邊長表示力的大小(我們稱之為“矢量三角形”)。如P66第4題就應(yīng)用了此方法。6.如圖所示,光滑半球面上的小球被一繞過定滑輪(定滑輪可視為質(zhì)點(diǎn))的繩用力F由底端緩慢拉到頂端的過程中,試分析繩的拉力F及半球面對小球的支持力FN的變化情況。

答案與分層梯度式解析本章復(fù)習(xí)提升易混易錯(cuò)練1.A2.A3.C4.BC5.A1.A彈簧拉伸或壓縮必須兩端同時(shí)受力才可實(shí)現(xiàn),只有一端有力時(shí)彈簧不會被拉伸或壓縮,因彈簧均拉住相同質(zhì)量的小球,則彈力一樣大,即F1=F2=F3,由胡克定律F=kx可知,各彈簧的形變量相等,由于彈簧的原長相等,故平衡時(shí)各彈簧的長度都相等,選項(xiàng)A正確。錯(cuò)解分析由于不熟悉彈力的特點(diǎn)出錯(cuò),繩子、彈簧和桿兩端同時(shí)受力才會有彈力產(chǎn)生,且產(chǎn)生彈力大小等于一端所受力的大小。2.A物體處于靜止?fàn)顟B(tài)且F2>F1,說明它還受到一個(gè)向右的摩擦力,大小為4N,也說明最大靜摩擦力大于等于4N,如果將水平力F1增大到10N,F1、F2的合力大小為2N,方向水平向右,合力小于最大靜摩擦力,物體M仍處于靜止?fàn)顟B(tài),物體M受到的合力為零,摩擦力水平向左。故選A。錯(cuò)解分析這類問題經(jīng)常因?yàn)楹鲆曌畲箪o摩擦力而出錯(cuò)。靜摩擦力會隨著外力的改變而改變,要根據(jù)物體的受力情況判斷物體的運(yùn)動狀態(tài)。3.C對木塊受力分析,它受拉力F、重力mg、木板的支持力FN1和向右的滑動摩擦力f1,有f1=μmg。再對木板受力分析,它受到重力Mg、木塊對它向下的壓力FN1'和向左的滑動摩擦力f1'、地面對木板的支持力FN2和向右的摩擦力f2。地面對木板的最大靜摩擦力f2m=10μmg>f1',則木板靜止在地面上,根據(jù)共點(diǎn)力平衡的條件,有f2=f1',得f2=μmg,故選C。錯(cuò)解分析此題經(jīng)常會因?yàn)榛煜齼煞N摩擦力出錯(cuò),解題時(shí)一定要弄清楚物體受到的到底是哪種摩擦力,靜摩擦力大小需根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)和受力情況求解。4.BC若汽車勻速行駛,集裝箱與汽車沒有相對運(yùn)動趨勢,則集裝箱不受摩擦力作用,A錯(cuò)誤;若汽車加速行駛,集裝箱相對汽車有向后運(yùn)動的趨勢,則集裝箱受靜摩擦力方向向前,B正確;若汽車減速行駛,集裝箱相對汽車有向前運(yùn)動的趨勢,則集裝箱受靜摩擦力方向向后,集裝箱對汽車的摩擦力方向向前,C正確;根據(jù)以上分析可知,D錯(cuò)誤。5.A對物塊進(jìn)行受力分析,它受推力F、重力G、支持力N和靜摩擦力f,將重力分解為沿斜面向下的分力F1和垂直斜面向下的分力F2,則F1=mgsin30°=4N,F2=mgcos30°=43N;在與斜面平行的平面內(nèi),有f=F2+F12=5N錯(cuò)解分析本題的易錯(cuò)點(diǎn)在于靜摩擦力方向的判斷,靜摩擦力的方向與物體相對運(yùn)動趨勢的方向相反,判斷靜摩擦力方向時(shí)應(yīng)先判斷物體相對運(yùn)動趨勢的方向。思想方法練1.C3.B4.C5.BCD1.C對O點(diǎn)進(jìn)行受力分析,如圖所示,根據(jù)平衡條件可知細(xì)繩OC上的張力大小等于重物的重力,FA=mgcos30°=233mg,FB=mgtan30°=33mg,可得FA>FC>方法點(diǎn)津相對于分解法,合成法運(yùn)算更簡單,合成法可用于求解受三個(gè)力作用的物體,且三力構(gòu)成特殊三角形,可以減少運(yùn)算量。2.答案(1)3.0N(2)1解析(1)對小球B進(jìn)行受力分析,如圖甲所示,由平衡條件得繩的拉力為FT=mgsin37°=3.0N由力的相互性知B對繩子的拉力大小為3.0N。(2)環(huán)A做勻速直線運(yùn)動,對環(huán)A進(jìn)行受力分析如圖乙所示,有FTcos37°-Ff=0,FN=Mg+FTsin37°,已知FT'=FT而Ff=μFN,解得μ=13方法點(diǎn)津正交分解法多用于三個(gè)以上共點(diǎn)力作用下物體的平衡問題。值得注意的是,選擇x、y方向時(shí),應(yīng)盡可能使較多的力落在x、y軸上,被分解的力盡可能是已知力。3.B小球初始時(shí)刻的受力情況如圖1所示,因擋板是緩慢轉(zhuǎn)動的,所以小球處于動態(tài)平衡狀態(tài),在轉(zhuǎn)動過程中,重力、斜面的支持力和擋板的彈力組成的矢量三角形的變化情況如圖2所示(重力G的大小、方向均不變,斜面對小球的支持力F2'的方向始終不變),由圖2可知此過程中斜面對小球的支持力F2'不斷減小,擋板對小球的彈力F1'先減小后增大,由力的相互性可知選項(xiàng)B正確。方法點(diǎn)津在共點(diǎn)力的平衡問題中,有些題目中常有“緩慢”一詞,物體緩慢移動時(shí)處于動態(tài)平衡狀態(tài),此時(shí)物體受力平衡,解決動態(tài)平衡類問題常用圖解法。先對物體進(jìn)行受力分析(一般受三個(gè)力),若滿足有一個(gè)力大小、方向均不變,另有一個(gè)力方向不變時(shí),可畫出這三個(gè)力的封閉矢量三角形來分析力的變化情況,圖解法也常用于求極值問題。4.C物體N受到的重力和M對N的支持力不能使物體N平衡,所以N還受到M對N斜向上的靜摩擦力,A、D錯(cuò)誤。物體M和N整體所受合力為0,所以整體受到重力和F,墻對M沒有彈力,否則合力不能為0,所以也沒有摩擦力,B錯(cuò)誤。再隔離M進(jìn)行受力分析,M受到重力、推力F、N對M的壓力以及N給M沿斜面向下的靜摩擦力,一共4個(gè)力,C正確。方法點(diǎn)津當(dāng)分析相互作用的兩個(gè)或兩個(gè)以上物體整體的受力情況及分析外力對系統(tǒng)的作用時(shí),宜用整體法;而在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用時(shí)常用隔離法。整體法和隔離法不是獨(dú)立的,對一些較復(fù)雜的問題,通常需要多次選取研究對象,交替使用整體法和隔離法。5.BCD假設(shè)三個(gè)彈簧中a、b兩彈簧被拉伸而c彈簧被壓縮,則此時(shí)小球的受力情況是:a和b兩彈簧的拉力F、c彈簧的支持力Fc、小球自身的重力mg,如圖甲所示。由共點(diǎn)力平衡的條件可得2Fcos60°+Fc-mg=0,則得Fc=mg-F,故D選項(xiàng)正確。因?yàn)镕≠12mg,故mg≠2F,則有Fc不等于F,假設(shè)a、b、c三個(gè)彈簧均是壓縮的,此時(shí)小球的受力情況如圖乙所示,小球受重力mg、a和b兩彈簧斜向下的彈力F、c彈簧豎直向上的彈力Fc,由共點(diǎn)力平衡的條件可得2Fcos60°+mg-Fc=0,則Fc=F+mg,故B選項(xiàng)正確。假設(shè)a、b、c三個(gè)彈簧均是伸長的,此時(shí)小球的受力情況如圖丙所示,小球受重力mg、a和b兩彈簧斜向上的拉力F、c彈簧向下的拉力Fc,由共點(diǎn)力平衡的條件可得2Fcos60°-mg-Fc=0,所以Fc=F-mg,故C選項(xiàng)正確。方法點(diǎn)津本題如果直接判斷,過程較為復(fù)雜,未知量較多,采用假設(shè)法難度則小得多。求解物理問題時(shí)常用的有假設(shè)物理情境,假設(shè)物理過程,假設(shè)物理量等。利用假設(shè)法處理某些物理問題,往往能突破思維障礙,找出新的解題途徑,化難為易,化繁為簡。6.答案見解析解析如圖所示,作出小球的受力示意圖,注意支持力FN總與半球面在接觸點(diǎn)處的切線垂直,從圖中可得到相似三角形。設(shè)半球