章末检测
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(共10小题,每小题6分,共60分)
1.关于两物体之间的弹力和摩擦力的关系,下列说法正确的是 ( ).
A.两物体间若有弹力,就一定有摩擦力
B.两物体间若有摩擦力,就一定有弹力
C.弹力和摩擦力的方向可能平行
D.当两物体间的弹力消失时,摩擦力仍可存在一段时间
解析 根据弹力和摩擦力的产生条件可得两物体间有摩擦力就一定有弹力,弹力消失,摩擦力立即消失,而两物体间有弹力不一定有摩擦力,A、D错误,B正确;弹力的方向是垂直于接触面的,摩擦力的方向是平行于接触面的,弹力的方向和摩擦力的方向一定是垂直的,C错误.
答案 B
2.如图1所示,甲、乙两人做“拔河”游戏.两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端,保持凳子水平,然后各自向两侧拖拉.若凳子下表面各处的粗糙程度相同,两人手掌粗糙程度也相同,在甲端的凳面上放四块砖,对“拔河”过程,下列判断正确的是 ( ).
图1
A.甲的手和凳子间的摩擦力较大
B.乙的手和凳子间的摩擦力较小
C.甲的手和凳子间不会有相对滑动
D.乙的手和凳子间一定有相对滑动
解析 本题考查摩擦力大小的决定因素.根据题意平托长凳,长凳下表面各处的粗糙程度相同,在靠甲侧的凳面上放四块砖造成甲的手与凳子间的弹力增大,最大静摩擦力和滑动摩擦力都要比乙的大,因此甲、乙各自向两侧拖拉时,凳子向甲方移动,甲的手和凳子间不会有相对滑动,C正确.
答案 C
3.如图2所示, 物块A放在倾斜的木板上,木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相等,则物块和木板间的动摩擦因数为 ( ).
A. B.
C. D.
解析 由题意可知,30°倾角时为静摩擦力,且f1=mgsin 30°,45°倾角时为滑动摩擦力,且f2=μmgcos 45°,则μ==.
答案 C
4.物块m位于斜面上,受到平行于斜面的水平力F的作用处于静止状态,如图3所示.若将外力F撤去,则 ( ).
A.物块可能会沿斜面下滑
B.物块受到的摩擦力变小
C.物块受到的摩擦力大小不变
D.物块对斜面的压力变小
解析 撤去外力之前,物块m受力平衡,则物块受到的摩擦力为,当撤去平行于斜面的水平力F时,物块沿斜面方向的分力仍不变,故物块仍处于静止状态,此时摩擦力大小为mgsin α,所以A、C错误,B正确;撤去外力F前后物块对斜面的正压力不变,始终为mgcos α,故D错误.
答案 B
5.如图4所示, 一只半球形碗倒扣在水平桌面上处于静止状态,球形碗的半径为R.质量为m的蚂蚁只有在离桌面高度大于或等于R时,才能停在碗上.那么蚂蚁和碗面间的最大的静摩擦力大小为 ( ).
A.mg B.mg C.mg D.mg
解析 在计算摩擦力的大小时,必须先分析物体的运动状态,判断物体间是相对滑动还是相对静止.因为静摩擦力的大小随着物体运动趋势强弱的变化而变化,取值在0与最大静摩擦力fm之间,蚂蚁在离桌面高度等于R时,根据三力平衡知识可求得,蚂蚁和碗面间的最大静摩擦力为mg,D正确.
答案 D
6.如图5所示,质量分别为mA、mB的A、B两个楔形物体叠放在一起,B靠在竖直墙壁上,在力F的作用下,A、B都始终静止不动,则 ( ).
A.墙壁对B的摩擦力大小为mBg
B.A、B之间一定有摩擦力作用
C.力F增大,墙壁对B的摩擦力也增大
D.力F增大,B所受的合外力一定不变
解析 由整体法可知,墙壁对B的摩擦力大小为fB=(mA+mB)g与力F无关,则A、C错误;对A物体进行受力分析,可知A、B之间不一定有摩擦力作用,则B错误;因A、B始终静止,则B所受到的合外力为0,故D正确.
答案 D
7.如图6所示,两个等大、反向的水平力F分别作用在物体A和B上,A、B两物体均处于静止状态.若各接触面与水平地面平行,则A、B两物体各受几个力 ( ).
A.3个、4个 B.4个、4个
C.4个、5个 D.4个、6个
解析 对物体A受力分析:竖直方向上受两个力;重力和支持力;水平方向受两个力:水平力F和B对A的摩擦力,即物体A共受4个力作用;对物体B受力分析:竖直方向上受3个力作用:重力、地面的支持力、A对B的压力;水平方向受两个力作用;水平力F和A对B向右的摩擦力,即物体B共受5个力的作用,故答案C正确.
答案 C
8.探究弹力和弹簧伸长的关系时,在弹性限度内,悬挂15 N重物时,弹簧长度为0.16 m;悬挂20 N重物时,弹簧长度为0.18 m,则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为 ( ).
A.L0=0.02 m,k=500 N/m
B.L0=0.10 m,k=500 N/m
C.L0=0.02 m,k=250 N/m
D.L0=0.10 m,k=250 N/m
解析 由F=kΔx可得15=k(0.16-L0)和20=k(0.18-L0),联立解得L0=0.10 m,k=250 N/m,D对.
答案 D
9.如图7所示,摩擦及绳子、滑轮的质量均不计,物体A重4 N,物体B重1 N,以下说法正确的是
( ).
A.地面对A的支持力是3 N
B.测力计的读数为2 N
C.物体A受到地面的支持力为2 N
D.测力计示数为3 N
解析 向上拉A的力大小应等于B的重力1 N,这样A受三个力的作用:向下的重力为4 N,向上的绳子的拉力为1 N,地面对A的支持力应竖直向上为3 N,故A正确、C错误;而测力计的示数应为两绳子向下的拉力之和,都等于B的重力,故应为2 N,所以B正确、D错误.
答案 AB
10.如图8所示,电灯悬于两壁之间,保持O点及OB绳的位置不变,而将绳端A点向上移动,则 ( ).
A.绳OA所受的拉力逐渐增大
B.绳OA所受的拉力逐渐减小
C.绳OA所受的拉力先增大后减小
D.绳OA所受的拉力先减小后增大
解析 采用作图法求解,如图所示,由图可知OA绳受到的拉力先减小后增大,故D正确.
答案 D
二、非选择题(共3小题,共40分)
11.(12分)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、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外,还必须有________和________.
(2)要使两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)在验证力的平行四边形定则实验中得到如下数据,请选择合适的标度在图9方框中作图完成实验数据的处理.
图9
答案 (1)弹簧测力计 橡皮条
(2)ACD (3)作图如下
12.(12分)如图10所示,轻质弹簧的劲度系数为20 N/cm,用其拉着一个重200 N的物体在水平面上运动.当弹簧的伸长量为4 cm时,物体恰在水平面上做匀速直线运动.求:
(1)物体与水平面间的动摩擦因数.
(2)当弹簧的伸长量为6 cm时,物体受到的水平拉力有多大?这时物体受到的摩擦力有多大?
解析 (1)由胡克定律知弹簧的拉力F=kx ①
物体匀速运动,则拉力等于滑动摩擦力.
F=Ff ②
Ff=μG ③
联立①②③代入数据求得μ=0.4.
(2)由①式得当x=6 cm时,拉力F′=20×6 N=120 N
由于此时物体对水平面的压力未变,故它受到的摩擦力大小仍等于μG,即80 N.
答案 (1)0.4 (2)120 N 80 N
13.(16分)如图11所示,物体A重100 N,物体B重20 N,A与水平桌面间的最大静摩擦力是30 N,整个系统处于静止状态,这时A受到的静摩擦力是多少?如果逐渐加大B的重力,而
仍保持系统静止,则B物体重力的最大值是多少?
解析 以结点O为研究对象,建立直角坐标系.设倾斜绳的张力为FT.
x轴上:
FTA=FTcos 45° ①
y轴上:
FTB=GB=FTsin 45° ②
①②联立,得
FTA=GBtan 45°
代入其值得FTA=20 N,以A为研究对象,受力分析,可得FfA=FTA′=FTA=20 N,方向水平向右.当逐渐增大B的重力时,要使系统处于平衡状态,当A达到最大静摩擦力时,B物体的重力达到最大.由上述表达式可知:
GBm==30 N.
故A受到的静摩擦力为20 N,B物体的重力最大值为30 N.
答案 20 N 30 N
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