第3章 相互作用 章末练习

科学认知

1.如图所示,某同学以水平力推水平地面上的桌子,但未推动。请分析在他推桌子的过程中,桌子受到哪些力的作用,并指出这些力的施力物体。

参考解答:桌子受到重力、摩擦力、支持力和静摩擦力的作用。重力的施力物体为地球,推力的施力物体为该同学的手,支持力的施力物体为地面,静摩擦力的施力物体为地面。

 

2.在光滑水平桌面上放置一刻度模糊的弹簧测力计,两位同学各用 5 N 的水平力沿相反方向拉弹簧测力计的两端,测得弹簧伸长了 2 cm。该弹簧测力计的读数应该是多少?弹簧的劲度系数是多少?

参考解答:5 N,250 N/m

 

3.对下列情形中的物体 A 进行受力分析,并作出它的受力示意图。

(1)系有细绳的物体 A 静止于光滑斜面上[图(a)]。

(2)梯子 A 上端斜靠在竖直光滑墙面上,下端置于粗糙水平地面,且处于静止状态[图(b)]。

(3)系有细绳的小球 A 静止于光滑球面上[图(c)]。

参考解答:如下图所示

 

4.一根轻弹簧一端固定。在弹性限度内,若对另一端施加 30 N 的拉力时,弹簧长度为 20 cm ;若施加 30 N 的压力时,弹簧长度为 14 cm。求弹簧的原长和劲度系数。

参考解答:原长 17 cm,k = 1 000 N/m

 

5.如图所示,一木箱受到两个大小分别是 F1 = 10 N、 F2 = 4 N 的水平推力的作用,且处于静止状态。求木箱受到的摩擦力。若将 F1 撤去,木箱受到的摩擦力又如何?

 

参考解答f1 = 6 N,方向与 F2 同向;f2 = 4 N,方向与 F2 反向。

 

6.如图所示,在水平桌面上放一个重力 GA = 20 N 的木块,木块与桌面间的动摩擦因数 μA = 0.4。为使这个木块沿桌面做匀速运动,水平拉力 F 应为多大?如果再在木块 A 上加一块重力 GB = 10 N 的木块 B,B 与 A 之间的动摩擦因数 μB = 0.2。当 A、B 两木块一起沿桌面匀速滑动时,作用于木块 A 的水平拉力 F 应为多大?此时木块 B 是否受到摩擦力的作用?

 

参考解答F1 =  8 N,F2 = 12 N,木块 B 不受到摩擦力的作用。

 

*7.一只弹簧测力计由于更换内部弹簧,导致示数与真实值不符。某同学进行了以下测试:不挂重物时,示数为 2 N ;挂 100 N 重物且保持静止时,示数为 92 N。求示数为 20 N 时,所挂物体的实际重力。

参考解答:20 N

 

*8.如图所示,一质量为 m 的正方体物块置于风洞内的水平面上,其中一面与风速垂直,风速为 v0 时刚好能推动该物块。已知风对物块的推力 FSv2,其中 v 为风速,S 为物块迎风面积。风速变为 2v0 时,刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则该物块的质量为多少?

参考解答:64m

科学探究

9.小王在做“探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系”实验时,安装好实验装置,让刻度尺 0 刻度线与弹簧上端平齐。在弹簧下端挂一个钩码,静止时弹簧长度如图所示,其示数为 __________ cm。在弹簧下端挂三个钩码时,弹簧长度为 24.95 cm。已知每个钩码质量是 50 g,当地重力加速度 g = 9.8 m/s2,据此小王计算出弹簧的劲度系数为 __________ N/m。小红同学发现小王的计算结果与弹簧的标称值相差较大,请你帮助小红提出更合理的数据处理方案:_______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________。

参考解答:24.75,75 N/m,逐个增加钩码数量并记录弹簧的伸长量,得出多组数据;以弹簧伸长量为横轴,弹力为纵轴,描点绘图,通过图像计算弹簧的劲度系数。

 

*10.请设计一个实验,测量鞋底与地面之间的动摩擦因数。要求写出实验原理,列出实验器材、实验步骤、数据表格等。

参考解答:略

科学辨析

11.我国少数民族地区使用的一种舂米装置如图所示。高处流水注入木槽,一段时间后木槽会绕转轴转动把槽内的水倒空,随即复位。此时,木槽另一端的装置会撞击下面的谷米等,如此反复,即可利用水力帮人劳作。

(1)请说明该装置重心位置相对于转轴变化的规律。

(2)该装置往复运动一次的时间可能与哪些因素有关?为什么?

参考解答:(1)该装置重心位置相对于转轴而言,随着木槽内水量的增加而逐渐从转轴的右侧变化到左侧,逐渐靠近木槽直到木槽翻转,在槽内水逐渐倒空的过程中,重心又会逐渐远离水槽,移动到转轴的右侧,直至复位,如此不断反复。

(2)该装置往复运动一次的时间可能与竹筒的容量及进水的快慢、另一端撞击装置的质量及与转轴的距离等有关。该装置利用了杠杆原理,因此只要影响动力、动力臂、阻力、阻力臂的因素都会影响往复时间。

科技交流

12.近年来,游泳、滑雪、滑冰等体育运动项目都通过改进装备来减小各种摩擦阻力。请收集相关资料,调查分析其中一种装备在过去几年里的改进情况,说明物理学对这些技术的改进产生了怎样的影响。

参考解答:略

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发布时间:2022/3/30 16:49:42  阅读次数:1403

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