專題1第1講相互作用與牛頓運(yùn)動(dòng)定律

1、AF專題一第一講、選擇題（16題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，710小題有多個(gè)選項(xiàng)正確）1 . （2014 上海）如圖，光滑的四分之一圓弧軌道AB固定在豎直平面內(nèi)，端與水平面相切。穿在軌道上的小球在拉力F作用下，緩慢地由 A向B運(yùn)動(dòng),始終沿軌道的切線方向，軌道對球的彈力為N在運(yùn)動(dòng)過程中（）A. F增大，N減小B. F減小，N減小C. F增大，N增大D. F減小，N增大答案A解析由題意知，小球在由 A運(yùn)動(dòng)到B過程中始終處于平衡狀態(tài)。設(shè)某一時(shí)刻小球運(yùn)動(dòng)至如圖所示位置，則對球由平衡條件得：F= mgsin 0 , N=.'mgcosB，在運(yùn)動(dòng)過程中，0增大，故F增大，N減小，A正確。.叮2 . （201

2、4 貴州六校聯(lián)考）如圖所示，放在粗糙水平面上的物體A上疊放 A乳著物體Bo A和B之間有一根處于壓縮狀態(tài)的彈簧，物體A B均處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法中正確的是（）A. B受到向左的摩擦力B. B對A的摩擦力向右C. 地面對A的摩擦力向右D. 地面對A沒有摩擦力答案D解析彈簧被壓縮，則彈簧給物體 B的彈力水平向左，因此物體B平衡時(shí)必受到 A對B 水平向右的摩擦力，則 B對A的摩擦力水平向左，故 A B均錯(cuò)誤；取A、B為一整體，因其水平方向不受外力，則地面對A沒有摩擦力作用，故 D正確，C錯(cuò)誤。3. （2014 陜西寶雞質(zhì)檢 ）如圖所示，質(zhì)量均可忽略的輕繩與輕桿承受彈力的最大值定，輕桿A端用鉸鏈固定

3、，滑輪在A點(diǎn)正上方（滑輪大小及摩擦均可不計(jì)），輕桿B端吊一重物G,現(xiàn)將繩的一端拴在桿的 B端，用拉力 以下分析正確的是（）A. 繩子越來越容易斷B. 繩子越來越不容易斷C. AB桿越來越容易斷D. AB桿越來越不容易斷F將B端緩慢上拉（均未斷），在AB桿達(dá)到豎直前,答案B解析以B點(diǎn)為研究對象，它受三個(gè)力的作用而處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，其中一個(gè)是輕桿 的彈力T, 一個(gè)是繩子斜向上的拉力F, 一個(gè)是繩子豎直向下的拉力F'（大小等于物體的重力mg），根據(jù)相似三角形法，可得 OA= -Tb = Ob由于OA和OB不變，OB逐漸減小，因此輕桿上的彈力大小不變，而繩子上的拉力越來越小，選項(xiàng)B正確，其余選

4、項(xiàng)均錯(cuò)誤。4. （2014 豫東、豫北名校模擬）輕質(zhì)彈簧A的兩端分別連在質(zhì)量為m和m的小球上，兩球均可視為質(zhì)點(diǎn)。另有兩根與A完全相同的輕質(zhì)彈簧 B C的一端分別與兩個(gè)小球相連，B的另一端固定在天花板上，C的另一端用手牽住，如圖所示。適當(dāng)調(diào)節(jié)手的高度與用力的方向，保持B彈簧軸線跟豎直方向夾角為37°不變（已知sin37 °= 0.6 , cos37°= 0.8），當(dāng)彈簧C的拉力最小時(shí)，B、C兩彈簧的形變量之比為( )1A. 11B. 35C. 43D. 54答案C解析本題考查胡克定律、受力分析，意在考查考生靈活選擇研究對象和處理共點(diǎn)力平衡問題的能力。選兩個(gè)小球及彈簧

5、 A作為一個(gè)整體進(jìn)行受力分析，當(dāng)彈簧C方向與彈簧B方向垂直時(shí)，4彈簧C的拉力最小。在水平方向上有kxBSin30 ° = kxocos37°，則彈簧 B、C伸長量之比為-,C項(xiàng)正確。5. （2014 山西太原一模）如圖所示，一只小鳥沿著較粗的均勻樹枝從右向左緩慢爬行,在小鳥從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中（A. 樹枝對小鳥的合作用力先減小后增大B. 樹枝對小鳥的摩擦力先減小后增大C. 樹枝對小鳥的彈力先減小后增大D. 樹枝對小鳥的彈力保持不變答案B解析 樹枝對鳥的合作用力是支持力和摩擦力的合力，由二力平衡得，它與小鳥重力等大反向，因小鳥所受重力不變，所以樹枝對小鳥的合作用力不變，A項(xiàng)錯(cuò)

6、誤。由受力分析圖可知，樹枝對小鳥的摩擦力先減小后增大，對小鳥的彈力先增大，后減小，所以B項(xiàng)對，CD兩項(xiàng)均錯(cuò)誤。6. （2014 湖北八校二次聯(lián)考）如圖所示，質(zhì)量為 m的木塊A放在水平面上的質(zhì)量為M的斜面體B上，現(xiàn)用大小相等方向相反的兩個(gè)水平推力F分別作用在A、B上，A、B均保持靜止不動(dòng)。則（）A. A與B之間一定存在摩擦力B. B與地面之間一定存在摩擦力C. B對A的支持力一定等于 mgD. 地面對B的支持力大小一定等于（m+ M）g答案D解析A在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，對A受力分析如圖甲所示，若Fx= G,貝U f = 0;若Fx>CX,則f工0且方向斜向下，貝U A錯(cuò)誤；由圖甲知 N=

7、Fy+ G,貝U N與G的大小關(guān)系不確定，C錯(cuò)誤；對A、B整體受力分析如圖乙，水平方向上與地面間無摩擦力，豎直方向上N地=G+G= （m+ M）g，貝U B錯(cuò)誤，D正確。7. （2014 哈爾濱模擬）如圖所示，兩楔形物塊A、B兩部分靠在一起， 物塊B放置在水平地面上， 物塊A上端用繩子拴在天花板上， 繩子處于豎 直方向的伸直狀態(tài)，A、B兩物塊均保持靜止，則 A物體可能受到幾個(gè)力 的作用（）A. 2個(gè)B. 3個(gè)C. 4個(gè)D. 5個(gè)答案ABC解析本題考查物體的彈性和彈力，意在考查考生對共點(diǎn)力的平衡條件應(yīng)用能力。對A物體分析，若繩子的拉力等于 A的重力，貝U A對B沒有壓力；故 A可能受2個(gè)力; 若

8、拉力小于重力，則 AB間有彈力的作用，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可知，若AB間沒有摩擦力,則A不可能平衡；故 A、B間一定有摩擦力；故 A受4個(gè)力；若繩子的拉力等于零，則A受重力、彈力和摩擦力，故 A受3個(gè)力作用。8. （2014 東北三校模擬）如圖所示，橫截面為直角三角形的斜劈A,底面靠在粗糙的豎直墻面上，力F通過球心水平作用在光滑球B上，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)力F增大時(shí)，系統(tǒng)還保持靜止，則下列說法正確的是（)A. A所受合外力增大C. B對地面的壓力一定增大答案BCD解析A所受合力始終為零,B. A對豎直墻壁的壓力增大D.墻面對A的摩擦力可能變?yōu)榱闼椒较蛏?F= Fn2, B項(xiàng)正確；對B分析，如

9、圖2所示，水平方向:F= FnsCOS 0，豎直方向:A項(xiàng)錯(cuò)；對整體分析如圖 1所示，不論摩擦力方向如何,Fni= FnQn 0 + mBg，聯(lián)立得C項(xiàng)正確；對 A分析得所受摩擦力可能為零，D正確。9. （2014 河北石家莊質(zhì)檢）如圖所示，固定的半球面右側(cè)是光滑的，左側(cè)是粗糙的，O點(diǎn)為球心，A、B為兩個(gè)完全相同的小物塊 （可視為質(zhì)點(diǎn)），小物塊A靜止在球面的左側(cè)，受到 的摩擦力大小為F1,對球面的壓力大小為 N；小物塊B在水平力F2作用下靜止在球面的右側(cè)，對球面的壓力大小為 2,已知兩小物塊與球心連線和豎直方向的夾角均為0,則（）A. FiF2 = cos 01B. F1F? = sin 01

10、C. N2N2 = cos 01D. N2N= sin 01答案AC解析對A、B分別受力分析如圖，根據(jù)力的平衡得F1 = mgsi n0 , F2= mgtan 0，得 F1 F2=cos 01 :,N'= mgcos0 ,mg2N2= cos 01,所以 A、C=cos 0，結(jié)合牛頓第三疋律得Ni項(xiàng)正確，B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。o10. （2014 江西八校聯(lián)考）如圖所示，將一勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在內(nèi)壁光滑的半球形容器底部 0'處（O為球心），彈簧另一端與質(zhì)量為 m的小球相連，小球靜止于P點(diǎn)。已知容器半徑為 R、與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為卩，OP與水平方向的夾角為0 = 30

11、°。F列說法正確的是（）A輕彈簧對小球的作用力大小為右3mgB. 容器相對于水平面有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢C. 容器和彈簧對小球的作用力的合力豎直向上D. 彈簧原長為答案CD解析對小球受力分析，如圖所示，因?yàn)? = 30°，所以三角形 00 P為等邊三角形，由相似三角形法得 Fn= F= mg所以A項(xiàng)錯(cuò)。由整體法得，容器與地面沒有相對運(yùn)動(dòng)趨勢，B項(xiàng)錯(cuò)誤。小球處于平衡狀態(tài)，容器和彈簧對小球的作用力的合力與重力平衡，故C項(xiàng)正確。由胡克定律有F= mg= k（L。一 R），解得彈簧原長Lo= R+罟，D項(xiàng)對。二、非選擇題11. 在科學(xué)研究中，可以用風(fēng)力儀直接測量風(fēng)力的大小，其原理如圖 所

12、示。儀器中一根輕質(zhì)金屬絲懸掛著一個(gè)金屬球。無風(fēng)時(shí)，金屬絲豎直下 垂；當(dāng)受到沿水平方向吹來的風(fēng)時(shí)，金屬絲偏離豎直方向一個(gè)角度。風(fēng)力 越大，偏角越大。通過傳感器，就可以根據(jù)偏角的大小指示出風(fēng)力。那么 風(fēng)力大小F跟金屬球的質(zhì)量 m偏角0之間有什么樣的關(guān)系呢？答案見解析解析以金屬球?yàn)樽鴺?biāo)原點(diǎn)，取水平方向?yàn)閤軸，豎直方向?yàn)?y軸，建立坐標(biāo)系，水 平方向的合力F合x和豎直方向的合力 F合y分別等于零，即F 合x= FfSin 0 F= 0, F 合y= FtCOS 0 mg= 0,解得 F= mgtan 0。由所得結(jié)果可知，當(dāng)金屬球的質(zhì)量m定時(shí)，風(fēng)力F只跟偏角0有關(guān)。因此，由偏角0的大小就可以反映出風(fēng)力的

13、大小。12. 如圖所示，傾角為 30°的粗糙絕緣斜面固定在水平地面上，整個(gè)裝置處在垂直斜面 向上的勻強(qiáng)電場之中，一質(zhì)量為m電荷量為一q的小滑塊恰能沿斜面勻速下滑，已知滑塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為已，求該勻強(qiáng)電場場強(qiáng) E的大小。4答案曽解析受力分析如圖所示，由題意得:mgsin 0 Ff = 0Fn mgcos0 F= 0F = qEFf = 3 Fn由得： mgsin 0 3 (mgcos 0 + qE) = 0” 、+mgs in 03 mgcos 0解之得E=卩q代入數(shù)據(jù)得E=卡四6q13. 質(zhì)量為M的木楔傾角為0，在水平面上保持靜止，當(dāng)將一質(zhì)量為m的木塊放在木楔斜面上時(shí)，它正好勻速下滑如果用與木楔斜面成a角的力F拉著木塊勻速上升，如圖所示(已知木楔在整個(gè)過程中始終靜止)。(1)當(dāng)a取何值時(shí)，拉力F有最小值，并求此最小值;(2)求此時(shí)木楔對水平面的摩擦力是多少?1答案(1) 0 mgsin2 0(2) qmgsin4 0解析木塊在木楔斜面上勻速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，有mgsin 0 =卩 mgcos 0，即卩 卩=tan 0。(1)因其在力F作用下沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)，則有：Feos a = m