【新】2018年高中物理第三章相互作用单元练习新人教版必修1

第三章相互作用

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1.下列说法中，正确的是（）

A. 有受力物体，就必定有施力物体

B. 力只能产生在相互接触的物体之间

C. 施力物体施力在先，受力物体受力在后

D. 力是一个物体就能产生的，而并不需要其他物体的存在

2.关于物体的重心，下列说法中不正确的是（）

A. 质量一定的物体，其重心位置不仅与形状有关，还与质量分布情况有关

B. 质量分布均匀的物体，其重心一定在该物体上

C. 有规则几何形状的物体，其重心不一定在几何中心位置

D. 重心是物体各个部分所受重力的合力的等效作用点，重心不一定在物体上

3.一个弹簧受10N拉力时总长为7cm，受20N拉力时总长为9cm，已知当拉力撤销时弹簧都

能恢复原长，则弹簧原长为（）

A. 8cm

B. 9cm

C. 7cm

D. 5cm

4.关于滑动摩擦力的公式f=μN，下列说法中正确的是（）

A. 公式中的压力一定是重力

B. 有弹力必有摩擦力

C. 有摩擦力必有弹力

D. 同一接触面上的弹力和摩擦力一定相互平行

5.如图所示，质量为m的木块在置于水平桌面的木板上滑行，

木板静止，它的质量M=3m，已知木块与木板间、木板与桌

面间的动摩擦因数均为μ，那么木板所受桌面给的摩擦力

大小是（）

A. mgμ

B. 2mgμ

C. 3mgμ

D. 4mgμ

6.水平桌面上一重200N的物体，与桌面间的滑动摩擦因数是0.2，当依次用15N和80N

的水平拉力拉此物体时，物体受到的摩擦力依次为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（）

A. 15 N，40 N

B. 0 N，15 N

C. 0 N，40 N

D. 15 N，80 N

7.图示为三种形式的吊车的示意图，OA为杆，重力不计，AB为缆绳，当它们吊起相同重物

时，杆OA受力的关系是（）

A. a＞b＞c

B. a＞c=b

C. a=b＞c

D. a=b=c

8.如图所示，用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中．已知

ac绳和bc绳与竖直方向的夹角分别为30°和60°，则ac

绳和bc绳中的拉力分别为（）

A. mg，mg

B. mg，mg

C. mg，mg

D. mg，mg

9.物体同时受到同一平面内的三个力的作用，下列几组力的合力不可能为零的是（）

A. 5 N，7 N，8 N

B. 5 N，2 N，3 N

C. 1 N，5 N，10 N

D. 10 N，10 N，10 N

10.如图所示，质量为m的物体在恒力F的作用下沿天花板匀速滑动，F

与水平方向的夹角为θ，物体与天花板之间的动摩擦因数为μ，则

物体受到的摩擦力大小是（）

A. F cosθ

B. F sinθ

C. μ（F sinθ+mg）

D. μ（mg-F sinθ）

二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）

11.如图，半圆形支架BAD，两细绳OA和OB结于圆心O，下悬重为G

的物体，使OA绳固定不动，将OB绳的B端沿半圆支架从水平位

置逐渐移至竖直位置C的过程中，分析OA绳和OB绳所受的力大

小如何变化？（）

A. OA绳拉力逐渐变大

B. OA绳拉力逐渐变小

C. OB绳拉力先变小后变大

D. OB绳拉力逐渐变小

12.用水平力F将木块压在竖直墙上，如图所示，已知木块重G=6N，木块与墙壁

之间的动摩擦因数μ=0.25，以下说法正确的是（）

A. 当F=25N时，木块没有动，木块受到的摩擦力为6N

B. 当F=10N时，木块沿墙面下滑，木块受到的摩擦力为2.5N

C. 当F变大时，木块受到的摩擦力也会一直变大

D. 当F=0时，物体将向下做自由落体运动

13.下列说法中正确的是（）

A. 一个2N的力可以分解为7N和6N的两个力

B. 一个2N的力可以分解为8N和12N的两个力

C. 一个5N的力可以分解为两个5N的力

D. 一个8N的力可以分解为4N和3N的两个力

14.如图所示，A、B两物体均静止，关于B物体的受力情况，下列叙述

正确的有（）

A. 可能受到三个力，也可能受到四个力

B. 一定受到四个力的作用

C. 必受到地面的静摩擦力作用

D. 必受到地面的支持力作用

15.如图所示，相同的细绳OA、OB共同吊起质量为m的物体。OA与

OB互相垂直。OB与竖直墙壁成60°角，OA、OB对O点的拉力分

别为T1、T2。则（设O点以下细绳不断）

A. T1、T2之比为：1

B. T1、T2之比为∶3

C. 若逐渐增加m的质量，OA绳一定先断

D. 若逐渐增加m的质量，OB绳一定先断

三、实验题探究题（本大题共1小题，共10.0分）

16.“探究求合力的方法”的实验如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细

绳的结点，OB和OC为细绳．图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图．

（1）图乙中的______ 是力F1和F2的合力的理论值；______ 是力F1和F2的合力的实际测量值．

（2）在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是否会发生变化？答：______ （选填“变”或“不变”）．

（3）本实验采用的科学方法是______

A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量

法D．建立物理模型法．

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

17.如图所示，一个重10N的光滑重球被一根细绳挂在竖直墙壁上的A点，绳子和

墙壁的夹角θ为37°，取cos37°=0.8，sin37°=0.6．

（1）分析重球的受力并在图上画出重球的受力

（2）求绳子对重球的拉力T的大小．

（3）求墙壁对重球的支持力N的大小．

18.如图所示，轻质弹簧的劲度系数为20N/cm，用其拉着一个重200N的物体在水平面上运

动．当弹簧的伸长量为4cm时，物体恰在水平面上做匀速直线运动．

（1）求物体与水平面间的动摩擦因数；

（2）当弹簧的伸长量为6cm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？

（3）如果在物体运动的过程中突然撤去弹簧，而物体在水平面上能继续滑行，这时物体受到的摩擦力有多大？

19.如图所示，斜面倾角为θ=37°，一质量为m=7kg的木块恰能沿斜面匀速下滑，

（sin37°=0.6cos37°=0.8，g=10m/s2）

（1）物体受到的摩擦力大小

（2）物体和斜面间的动摩擦因数？

（3）若用一水平恒力F作用于木块上，使之沿斜面向上做匀速运动，此恒力F的大小．

答案和解析

【答案】

1. A

2. B

3. D

4. C

5. A

6. A

7. C

8. C9. C10. A11. BC12. ABD13. AC14. BCD

15. AC

16. F；F′；不变；B

17. 解：（1）如图所示，重球受到重力G，绳子的拉力T，墙壁的支持力N，力

的示意图如图；

（2）据共点力的平衡条件有：

绳子对重球的拉力：T==N=12.5N

（3）墙壁对重球的支持力：N=G tan37°=10×N=7.5 N

答：（1）受力示意图如图所示；

（2）绳子对重球的拉力12.5N；

（2）墙壁对重球的支持力7.5 N．

18. 解：（1）根据胡克定律得，弹簧的拉力F=kx，由平衡条件得：

滑动摩擦力：f=F

支持力：F N=G

又f=μF N，联立代入得到

μ===0.4；

（2）当弹簧的伸长量增加为6cm时，弹力增加为F=kx=20N/cm×6cm=120N；

由于动摩擦因数μ不变，物体对地面的压力大小F N不变，则滑动摩擦力f不变，f=μG=80N （3）突然撤去弹簧物体在水平面继续滑行，物体受滑动摩擦力，

由于压力不变，故滑动摩擦力不变，为80N；

答：（1）物体与水平面间的动摩擦因数0.4；

（2）当弹簧的伸长量为6cm时，物体受到的水平拉力有120N；这时物体受到的摩擦力有80N；（3）如果在物体运动的过程中突然撤去弹簧，而物体在水平面上能继续滑行，这时物体受到的摩擦力有80N

19. 解：（1）不受推力时匀速下滑，物体受重力，支持力，摩擦力，沿运动方向有：mg sinθ-f=0 所以：f=mg sinθ=7×10×sin37°=42N

（2）又：f=μmg cosθ

解得：μ=tanθ=0.75

（3）受推力后仍匀速运动则：

沿斜面方向有：F cosθ-mg sinθ-μF N=0

垂直斜面方向有：F N-mg cosθ-F sinθ=0

解得：F=240N

答：（1）物体受到的摩擦力大小是42N；

（2）物体和斜面间的动摩擦因数是0.75；

（3）若用一水平恒力F作用于木块上，使之沿斜面向上做匀速运动，此恒力F的大小是

240N

【解析】

1. 解：A．因为力是物体对物体的作用，一个力必然涉及两个物体：一个是施力物体，一个是受力物体，故A正确；

B．在空中飞行的物体尽管没有和地球接触，仍受重力作用，故B错误；

C．由于力的作用是相互的，物体受力的同时也对施力物体产生力的作用，故C错误；D．由力的概念知，力是物体对物体的作用，所以说“一个物体就能产生力”这种说法是错误的，故D错误

故选：A

两个物体不接触也可能有力产生．力是一个物体对另一个物体的作用，有受力物体，就必定有施力物体．施力物体施力和受力物体受力是同时的．

本题关键从力的概念进行分析．抓住力是两个物体之间的相互作用，总是成对出现，作用力与反作用力是同时产生的．

2. 解：

A、物体的重心位置不仅与形状有关，还与质量分布情况有关，故A正确．

B、质量分布均匀的物体，其重心可能在该物体上，也可能在物体之外，比如均匀圆环，故B 错误．

C、物体的重心位置与物体的形状和质量分布情况都有关，所以有规则几何形状的物体，其重心不一定在几何中心位置，故C正确．

D、物体的各部分都受到重力，重心是物体各个部分所受重力的合力的等效作用点，重心不一定在物体上，故D正确．

本题选错误的，故选：B．

重力的作用点，叫做物体的重心；形状规则、质量分布均匀的物体的重心在物体的几何中心上；重心只是重力在作用效果上的作用点，重心可以在物体上，也可以在物体之外．

本题关键要理解重心的定义、重心位置的决定因素，知道重心可以在物体上，也可以在物体之外．

3. 解：弹簧在大小为10N拉力作用下，其总长为7cm，设弹簧原长为l0，根据胡克定律公式F=kx，有：

10=k×（0.07-l0）…①

弹簧在大小为20N拉力作用下，其总长为9cm，据胡克定律公式F=kx，有：

20=k×（0.09-l0）…②

联立解得：l0=0.05m=5cm

故选：D

弹簧挂10N的重物时，弹簧的弹力大小等于10N．弹簧挂20N的重物时，弹簧的弹力大小等于20N，弹簧的伸长等于弹簧的总长减去原长．根据胡克定律求解弹簧的原长．

本题考查胡克定律的应用能力．要知道胡克定律公式F=kx中，x是弹簧伸长的长度或压缩的长度，不是弹簧的长度．

4. 解：A、公式中的压力是正压力，不一定等于重力；故A错误；

B、有弹力而无相对运或相对运动趋势就没有摩擦力；故B错误；

C、摩擦力产生的条件中包含弹力的产生的条件，故有摩擦力必有弹力；故C正确；

D、同一接触面上的弹力和摩擦力一定相互垂直；故D错误；

故选C．

公式中的压力是正压力，不一定等于重力，摩擦力产生的条件中包含弹力的产生的条件，故有摩擦力必有弹力，反之则不一定对．

本题考查了滑动摩擦力的知识，抓住产生滑动摩擦力产生的条件，以及摩擦力的方向判断．

5. 解：对小滑块受力分析，受重力mg、长木板的支持力F N和向右的滑动摩擦力f1，有：

f1=μF N

F N=mg

得：f1=μmg

再对长木板受力分析，受到重力Mg、小滑块的对长木板向下的压力F N、小滑块对其向左的滑动摩擦力f1、地面对长木板的支持力F N′和向右的静摩擦力f2，根据共点力平衡条件，有：f1=f2

得：f2=μmg

故选：A．

先对小滑块受力分析，受重力、长木板的支持力和向右的滑动摩擦力；再对长木板受力分析，受到重力、小滑块的对长木板向下的压力、小滑块对其向左的滑动摩擦力、地面对长木板的支持力和向右的静摩擦力；然后根据共点力平衡条件判断．

滑动摩擦力与正压力成正比，而静摩擦力随外力的变化而变化，故静摩擦力通常可以根据共点力平衡条件求解，或者结合运动状态，然后根据牛顿第二定律列式求解．

6. 解：因物体所受最大静摩擦力F max等于滑动摩擦力，而滑动摩擦力为：

F=μF N=μmg=0.2×200N=40N，

当水平拉力F=15N＜F max，则物体未被拉动，受到静摩擦力作用，摩擦力等于拉力，故摩擦力大小为15N．

当水平拉力F=80N＞F max，则物体被拉动，受到滑动摩擦力作用，摩擦力大小为：

f=μF N=μmg=40N．故A正确，BCD错误．

故选：A．

物体静止置于水平桌面上，对地面的压力等于物体的重力，由最大静摩擦力等于滑动摩擦力求出最大静摩擦力．根据水平拉力与最大静摩擦力的关系判断物体的状态，确定摩擦力的大小．

本题考查摩擦力的计算，在计算摩擦力时，首先要分析物体的状态，确定是什么摩擦力．当水平拉力小于等于最大静摩擦力时，物体拉不动，受到的是静摩擦力；当水平拉力大于最大静摩擦力时，物体被拉动，受到的是滑动摩擦力．

7. 解：分别对三种形式的结点进行受力分析，设杆子的作用力分别为F1、F2、F3，各图中T=mg．

在图（a）中，．

在图（b）中，．

在图（c）中，．可知a=b＞c，故C正确，A、B、D错误．

故选C．

分别对结点A受力分析，运用共点力平衡求出杆子对A点的作用力大小，从而比较出杆0A的受力大小关系．

解决本题的关键能够正确地进行受力分析，运用共点力平衡进行求解．

8. 解：对结点C受力分析，受到三根绳子拉力，将F a和F b合成为F，

根据三力平衡得出：F=F c=mg

已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为30°和60°，所以α=30°

根据三角函数关系得出：

F a=F?cosα=mg

F b=F?sinα=mg

故选：C．

c点进行受力分析，然后根据平衡条件和三角函数表示出力与力之间的关系．

该题的关键在于能够对结点c进行受力分析，利用平衡状态条件解决问题；力的计算离不开几何关系和三角函数．

9. 解：A、5N与7N合成时，合力最大12N，最小2N，可以为8N，故三个力合力可能为零；

B、5N与2N合成时，合力最大7N，最小3N，可能为3N，故三个力合力可能为零；

C、1N与5N合成时，合力最大6N，最小4N，不可能为10N，故三个力合力不可能为零；

D、10N与10N合成时，合力最大20N，最小0N，可能为10N，故三个力合力可能为零；

本题选合力不可能为零的，故选：C．

二力合成时，合力范围为：|F1-F2|≤F≤|F1+F2|；先合成两个力，如果合力范围包括第三个力，则三力可以平衡．

本题关键明确二力合成时，合力范围为：|F1-F2|≤F≤|F1+F2|；两力同向时合力最大，反向时合力最小．

10. 解：A、B、对物体受力分析，将推力F正交分解，如图

根据共点力平衡条件

水平方向F cos θ-f=0

则物体受到摩擦力大小f=F cosθ．故A正确，B错误．

C、D、竖直方向F sin θ-N-mg=0

摩擦力大小f =μN=μ（F sinθ-mg），故C错误，D错误．

故选：A．

对物体受力分析，受推力、重力、支持力、摩擦力而做匀速运动，根据平衡条件用正交分解法列式求解．

本题是力平衡问题，关键是分析物体的受力情况，作出力图，列方程即可求解．

选择恰当的方法，往往可以使问题简化，常用方法有：正交分解法；相似三角形法；直角三角形法；隔离法与整体法；极限法．

11. 解：对结点O受力分析如图：

结点O始终处于平衡状态，所以OB绳和OA绳上的拉力的合力大小保持不变，方向始终是竖直向上的．

所以OA绳受力大小变化情况：逐渐变小；OB绳受力大小变化情况是：先变小后变大

故选BC．

OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直的位置C的过程中，物体始终处于平衡状态，找出不变的物理量，画出平行四边形进行分析．

此题为物体平衡条件的一个应用：动态分析，处理这个类型的题需要找出不变的物理量，然后作图或找变化的物理量与不变的物理量之间的关系再加以分析，就是以不变应万变．

12. 解：A、当F=25N时，木块的最大静摩擦力f m1=μF1=0.25×25=6.25N＞G，故物体静止不动；根据平衡条件可得木块受到的摩擦力为f1=G=6N；故A正确；

B、当F=10N时，木块的最大静摩擦力f m2=μF2=0.25×10=2.5N＜G

故物体将要下滑，木块受到的摩擦力为f2=μF2=0.25×10=2.5N；故B正确；

C、F变大时，若物体处于静止状态，则受到的摩擦力一直等于重力；大小保持不变；故C错误；

D、当压力为零时，物体与墙之间没有摩擦力，物体做自由落体运动；故D正确；

故选：ABD．

先根据木块的重力和最大静摩擦力的关系，分析出木块处于静止状态，再由平衡条件求摩擦力．

当木块的重力大于最大静摩擦力，木块将向下滑动，由摩擦力公式求解f=μN摩擦力．

本题考查摩擦力的临界问题，要注意明确静摩擦力与最大静摩擦力之间的关系，能根据最大静摩擦力判断物体是否发生滑动，从而明确摩擦力的计算方法．

13. 解：A、7N与6N的合力范围是1N≤F≤13N．可能为2N．故A正确．

B、8N与12N的合力范围是4N≤F≤20N．不可能为2N．故B错误．

C、5N与5N的合力范围是0N≤F≤10N．可能为5N．故C正确．

D、3N与4N的合力范围是1N≤F≤7N．不可能为8N．故D错误．

故选AC．

两个力的合力范围是大于等于两个力之差的绝对值，小于等于两个力之和，根据该规律判断选项的正确与否．

解决本题的关键的掌握两个力的合力范围，知道合力与分力的关系．

14. 解：物体A受重力和拉力，二力平衡；

对物体B受力分析：

地球表面的一切物体都受到重力，故重力一定受；

绳子对B有向左上方的拉力；

地面对B有向右的静摩擦力；

有摩擦力一定有弹力，故地面对物体B一定有向上的支持力；

故选：BCD．

本题关键先对A受力分析，然后再对B受力分析，根据平衡条件列式分析，同时要明确摩擦力和弹力的产生条件．

解力学题，重要的一环就是对物体进行正确的受力分析．由于各物体间的作用是交互的，任何一个力学问题都不可能只涉及一个物体，力是不能离开物体而独立存在的．所以在解题时，应根据题目的要求，画一简图，运用“隔离法”（整体法也是隔离法），进行受力分析．由于物质分为实体与场，所以，力的作用方式也分为两类，一类是实物对研究对象的作用，其特点是施力物与研究对象直接接触（如摩擦力、空气阻力、弹性力等）；另一类是物体通过它所激发的场对研究对象的作用，其特点是激发场的物体与研究对象不直接接触（如重力、静电力等）．在力学中，以场方式作用于研究对象的力经常是重力．由此，得出进行受力分析的规则：在研究物体受哪些力时，除重力外，就只看该物体与之相触的物体，凡与研究对象接触的物体对研究对象都可能有力作用．

15. 【分析】

以结点为研究对象，分析受力情况，由平衡条件分析T1、T2的合力，并求出T1、T2的大小。

本题是三个力平衡的问题，分析受力情况，作出力图是关键；要注意明确三力平衡时，任意两力之和与第三力等大反向。

【解答】

以结点为研究对象，分析受力情况，如图

重物的拉力F、OA的拉力T1、OB的拉力T2，其中F=mg，根据平衡条件得知，T1、T2的合力与F 大小相等、方向相反，即得T1、T2的合力大小为mg，方向竖直向上。

AB.由图得，，所以T1、T2之比为，故A正确，B错误；

CD.因为T1>T2，若逐渐增加m的质量，OA绳一定先断，故C正确，D错误。

故选AC。

16. 解：（1）F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量

出的合力．

（2）细绳的作用是对结点O施加不同方向的拉力F1、F2，换用橡皮筋拉结果是一样的．（3）合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法，故ACD错误，B正确．故选：B

故答案为：（1）F；F′（2）不变（3）B

由于实验误差的存在，导致F1与F2合成的理论值（通过平行四边形定则得出的值）与实际值（实际实验的数值）存在差别，只要O点的作用效果相同，是否换成橡皮条不影响实验结果．本实验采用的是等效替代的方法，即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以互相替代．

17. （1）圆球受到重力G、细绳的拉力T和墙壁的弹力N作用，作出圆球的受力示意图；（2）根据平衡条件求解绳子对圆球的拉力大小；

（3）根据平衡条件求解墙壁对圆球的弹力大小．

本题是简单的力平衡问题，关键是分析物体的受力情况，作出受力的示意图，要培养良好的作图习惯．

18. （1）物体在水平面上做匀速直线运动，受到重力、水平面的支持力、滑动摩擦力和弹簧的弹力，由胡克定律求出弹簧的拉力，根据平衡条件可知，滑动摩擦力与拉力大小相等，支持力与重力大小相等，由f=μF N求出动摩擦因数．

（2）当弹簧的伸长量增大时，弹簧的拉力增大，而滑动摩擦力不变．

（3）撤去弹簧物体在水平面继续滑行，物体受滑动摩擦力，大小不变．

对于物体的平衡问题，首先确定研究对象，其次分析物体受力情况，再根据平衡条件列方程求解．

19. 木块受重力，斜面支持力，摩擦力，先由木块不受推力时可以匀速下滑，列沿斜面的平衡方程，可以得到摩擦因数．进而在对受推力作用下的匀速运动，列受力平衡方程，联立沿斜面和垂直斜面的平衡方程可以解得推力F．

本题主要是解决摩擦因数，依据题目的提示，其在不受推力时能匀速运动，由此就可以得到摩擦因数．