1、1第二章 相互作用章末过关检测(二)(时间：45 分钟 分值：100 分)一、单项选择题(本题共 5 小题，每小题 6 分，共 30 分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1.假期里，一位同学在厨房里帮助妈妈做菜，对菜刀产生了兴趣他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样，刀刃前部的顶角小，后部的顶角大，如图所示，他先后做出过几个猜想，其中合理的是( ) A刀刃前部和后部厚薄不匀，仅是为了打造方便，外形美观，跟使用功能无关B在刀背上加上同样的压力时，分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关C在刀背上加上同样的压力时，顶角越大，分开其他物体的力越大D在刀背上加上同样的压力时，顶角越小，分开其他物体的力
2、越大解析：选 D.把刀刃部分抽象后，可简化成一个等腰三角形劈，设顶角为 2 ，背宽为 d，侧面长为l，如图所示当在刀背施加压力 F 后，产生垂直侧面的两个分力 F1、 F2，使用中依靠着这两个分力分开被加工的其他物体由对称性知，这两个分力大小相等( F1 F2)，因此画出力分解的平行四边形，实为菱形，如图所示，在这个力的平行四边形中，取其四分之一考虑(图中阴影部分)根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系，有关系式 ，F1F2ld2 1sin 得 F1 F2 .由此可见，刀背上加上一定的压力 F 时，侧面分开其他物体的力跟顶F2sin 角的大小有关，顶角越小，sin 的值越小， F1和 F2的值越
3、大，故 D 正确2 “竹蜻蜓”是一种在中国民间流传甚广的传统儿童玩具，是中国古代一个很精妙的小发明，距今已有两千多年的历史其外形如图所示，呈 T 字形，横的一片是由木片经切削制成的螺旋桨，中间有一个小孔，其中插一根笔直的竹棍，用两手搓转这根竹棍，竹蜻蜓的桨叶便会旋转获得升力飞上天，随着升力减弱而最终又落回地面二十世纪三十年代，德国人根据“竹蜻蜓”的形状和原理发明了直升机的螺旋桨下列关于“竹蜻蜓”的说法2正确的是( ) A “竹蜻蜓”从手中飞出直至运动到最高点的过程中，始终在加速上升B “竹蜻蜓”从手中飞出直至运动到最高点的过程中，始终在减速上升C为使“竹蜻蜓”能以图示方向旋转上升，其桨叶前缘应
4、比后缘略高D为使“竹蜻蜓”能以图示方向旋转上升，其桨叶前缘应比后缘略低答案：C3如图所示的容器内盛有水，器壁 AB 部分是一个平面且呈倾斜状，有一个小物块 P处于图示位置并保持静止状态，则该物体( )A可能受三个力作用 B可能受四个力作用C一定受三个力作用 D一定受四个力作用解析：选 B.物体一定受到地球的吸引而产生的重力，同时因为排开一定质量的液体，故一定受浮力，若浮力大小等于重力，则二者可以平衡，物体与 AB 间没有相互作用，故可能受两个力作用；若浮力大于重力，则物体一定会受 AB 对 P 的弹力，由于弹力垂直于接触面向下，物体只有受到向下的摩擦力才能受力平衡，故物体可能受四个力；故只有
5、B 项正确，A、C、D 错误4.(2019郑州一中模拟)如图所示，直角三角形框架 ABC(角 C 为直角)固定在水平地面上，已知 AC 与水平方向的夹角为 30.小环 P、 Q 分别套在光滑臂 AC、 BC 上，用一根不可伸长的细绳连接两小环，静止时细绳恰好处于水平方向，小环 P、 Q 的质量分别为m1、 m2，则小环 P、 Q 的质量的比值为( ) A. B 3m1m2 3 m1m2C. D m1m2 33 m1m2 133解析：选 B.对小环 P 进行受力分析如图，设绳子拉力大小为 T，由几何关系有T1 m1gtan ，对小环 Q 进行受力分析，由几何关系有 T2 m2gcot ， T1
6、T2，联立解得cot 2 3，选项 B 正确m1m25.(2019扬州模拟)如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔质量为 m 的小球套在圆环上，一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中手对线的拉力 F 和环对小球的弹力 FN的大小变化情况是( ) A F 减小， FN不变 B F 不变， FN减小C F 不变， FN增大 D F 增大， FN减小解析：选 A.对小球受力分析，其所受的三个力组成一个闭合三角形，如图所示，力三角形与圆内的三角形相似，由几何关系可知 ，小球缓慢上移时 mg 不变， R 不变，mgR FNR FL
7、L 减小， F 大小减小， FN大小不变，A 正确二、多项选择题(本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有错选或不答的得 0分)6将力传感器 A 固定在光滑水平桌面上，测力端通过轻质水平细绳与滑块相连，滑块放在较长的小车上如图甲所示，力传感器 A 与计算机相连接，可获得力随时间变化的规律曲线一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮，一端连接小车，另一端系砂桶，整个装置开始处于静止状态在滑块与小车分离前缓慢向砂桶里倒入细砂，力传感器采集的 F t 图象如图乙所示则下列分析正确的是( )4A2.5 s 前小
8、车、滑块均处于静止状态B2.5 s 后小车做变加速运动C2.5 s 前小车所受摩擦力不变D2.5 s 后小车所受摩擦力不变解析：选 ABD.由题图乙可知，在 F 变化的阶段，砂桶质量由小变大，滑块与小车之间没有相对滑动，属于静摩擦力，所以 2.5 s 前，小车、滑块均处于静止状态，A 正确；2.5 s 后小车受恒定摩擦力，但是外力增加，因此小车做变加速直线运动，B 正确；根据上述分析，2.5 s 前滑块受静摩擦力，且静摩擦力在变化，2.5 s 后受滑动摩擦力，且大小不变，C 错误，D 正确7.光滑水平地面上放有截面为 圆周的柱状物体 A， A 与墙面之间放一光滑的圆柱形物14体 B.对 A 施
9、加一水平向左的力 F，整个装置保持静止若将 A 的位置向右移动少许，整个装置仍保持平衡，则( ) A水平外力 F 增大 B墙对 B 的作用力减小C地面对 A 的支持力不变 D B 对 A 的作用力增大解析：选 ACD.A、 B 之间的弹力方向沿 A、 B 圆心连线方向以 B 为研究对象，如图所示， B 受重力 GB、墙壁对 B 的弹力 F1、 A 对 B 的弹力 F2，根据共点力平衡条件有， F2cos GB， F2sin F1，解得 F1 GBtan ， F2 .若将 A 向右移动少许， 变大，GBcos 可见 F1、 F2都变大，B 错误，D 正确；以 A 和 B 整体为研究对象，有 F
10、F1 GBtan ，则F 随 的增大而变大，地面对 A 的支持力始终等于 A、 B 的总重力，保持不变，A、C 正确58如图所示，一条细线一端与地板上的物体 B 相连，另一端绕过质量不计的定滑轮与小球 A 相连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的 O点，细线与竖直方向所成角度为 ，则( )A如果将物体 B 在地板上向右移动一点， 角将增大B无论物体 B 在地板上左移还是右移，只要距离足够小， 角将不变C增大小球 A 的质量， 角一定减小D悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球 A 的重力解析：选 AD.O、 A 之间的细线一定沿竖直方向，如果物体 B 在地板上向右移动一点，O、 B 间的细线将向
11、右偏转， OA 与 OB 间的夹角将增大 OA 与 OB 两段细线上的弹力都等于小球 A 的重力，其合力与悬挂定滑轮的细线的弹力大小相等、方向相反，悬挂定滑轮的细线的弹力方向(即 的方向)与 AOB 的角平分线在一条直线上，显然物体 B 在地板上向OO 右移动时 角将增大，A 正确，B 错误；增大小球 A 的质量，只要物体 B 的位置不变， 角也不变，C 错误；因物体 B 无论在地板上移动多远， AOB 也不可能达到 120，故悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球 A 的重力，D 正确9如图，质量分别为 M、 m 的两个木块 A、 B 通过轻弹簧连接，木块 A 放在水平桌面上，木块 B 用轻绳
12、通过定滑轮在力 F 的作用下整体恰好处于静止状态，绳与水平方向成 角设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计滑轮与绳间的摩擦则可以求下列哪些量( )A木块 A 对桌面的压力B弹簧与水平方向的夹角6C木块 A 与桌面之间的动摩擦因数D弹簧的形变量解析：选 ABC.以 A、 B 整体为研究对象，进行受力分析，如图甲，根据平衡条件，水平方向： Fcos Ff，竖直方向： FN( M m)g Fsin ，再由牛顿第三定律可以求出木块 A 对桌面的压力，故 A 正确；由于此时恰好静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则Ff FN，木块 A 与桌面之间的动摩擦因数 可求出，故 C 正确；以 B 为研究对象进行受力分
13、析如图乙，设弹力与水平方向夹角为 ，则根据平衡条件，水平方向： F 弹 cos Fcos ，竖直方向： Fsin mg F 弹 sin ，两方程联立可求得 F 弹 与 ，但劲度系数 k 未知，不能求出弹簧的形变量，故 B 正确、D 错误三、非选择题(本题共 2 小题，共 46 分按题目要求作答，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)10(23 分)一重为 G 的圆柱体工件放在 V 形槽中，槽顶角 60，槽与工件接触处的动摩擦因数处处相同且大小为 0.25，则：(sin 370.6，cos 370.8)(1)要沿圆柱体的轴线方向(如图甲)水平地把工件从槽中拉出来，人要施加多
14、大的拉力？(2)现把整个装置倾斜，使圆柱体的轴线与水平方向成 37角(如图乙)，且保证圆柱体对 V 形槽两侧面的压力大小相等，发现圆柱体能自动沿槽下滑，求此时工件和槽之间的摩擦力大小解析：(1)分析圆柱体的受力可知，沿轴线方向受到拉力 F、两个侧面对圆柱体的滑动摩擦力，由题给条件知， F f.将重力进行分解如图7因为 60，所以 G F1 F2，由 f F 1 F 2，得 F0.5 G.(2)把整个装置倾斜，则圆柱体重力压紧斜面的分力： F 1 F 2 Gcos 370.8 G，此时圆柱体和槽之间的摩擦力大小： f2 F 10.4 G.答案：见解析11(23 分)(2019江西白鹭洲中学模拟)
15、一般教室门上都安装一种暗锁，这种暗锁由外壳 A、骨架 B、弹簧 C(劲度系数为 k)、锁舌 D(倾斜角 45)、锁槽 E 以及连杆、锁头等部件组成，如图甲所示设锁舌 D 的侧面与外壳 A 和锁槽 E 之间的动摩擦因数均为 ，最大静摩擦力 Ffm由 Ffm F N(FN为正压力)求得有一次放学后，当某同学准备关门时，无论用多大的力，也不能将门关上(这种现象称为自锁)，此刻暗锁所处的状态的俯视图如图乙所示， P 为锁舌 D 与锁槽 E 之间的接触点，弹簧由于被压缩而缩短了 x.(1)求自锁状态时 D 的下表面所受摩擦力的方向(2)求恰好关不上门时(自锁时)锁舌 D 与锁槽 E 之间的正压力的大小(3)无论用多大的力拉门，暗锁仍然能够保持自锁状态，则 至少要多大？解析：(1)设锁舌 D 下表面受到的静摩擦力为 Ff1，则其方向向右(2)设锁舌 D 受锁槽 E 的最大静摩擦力为 Ff2，正压力为 FN，下表面的正压力为 F，弹力为 kx，如图所示，由力的平衡条件可知：kx Ff1 Ff2cos 45 FNsin 450 F FNcos 45 Ff2sin 450 Ff1 F Ff2 F N 联立式解得正压力大小 FN .2kx1 2 28(3)令 FN趋近于，则有 12 20解得 10.41.2答案：(1)向右 (2) (3)0.412kx1 2 2
