2019版一轮优化探究物理(教科版)练习:第二章 第1讲 重力 弹力 摩擦力 Word版含解析
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[课时作业]单独成册方便使用[基础题组]一、单项选择题1.如图所示,两辆车在以相同的速度做匀速运动,根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是()A.物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B.重力的方向总是垂直向下的C.物体重心的位置只与物体的质量分布有关D.力是使物体运动的原因解析:物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点,这个点就是物体的重心,重力的方向总是和水平面垂直,是竖直向下而不是垂直向下,所以A正确,B错误;从图中可以看出,汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化,重心的位置就发生了变化,故C错误;力不是使物体运动的原因而是改变物体运动状态的原因,所以D错误.答案:A2.图中光滑小球都与下表面接触,则小球一定受支持力的是()解析:A、B、D中,如果绳子的拉力等于小球的重力,则小球不会受到支持力作用,但是C中如果把斜面撤去,小球的状态将发生变化,故一定受到支持力作用,故C正确.答案:C3.人握住旗杆匀速竖直向上爬,则下列说法正确的是()A.人受的摩擦力的方向是向上的B.人受的摩擦力的方向是向下的C.人握旗杆用力越大,人受的摩擦力也越大D.人握旗杆用力越大,人受到的摩擦力也越大解析:人握住旗杆匀速上爬时,人相对于旗杆有向下滑的趋势,受到旗杆的静摩擦力方向向上,故A正确,B错误;人竖直方向受到重力和摩擦力,由平衡条件分析得知,人受的摩擦力等于人的重力,保持不变,所以人握旗杆用力越大,并不会使人受的摩擦力也越大,故C、D错误.答案:A4.(2018·云南临沧调研)装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图所示,则在匀加速拖出的过程中() A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小B.材料与平台之间的相对速度逐渐增大,摩擦力逐渐增大C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人拉力也不变解析:根据滑动摩擦力的求解公式f=μN可知,滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数和正压力有关,与物体之间的接触面积无关,故当人匀加速拖出木板的过程中材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人拉力也不变,选项D正确.答案:D5.物体b在力F作用下将物体a向光滑竖直墙壁挤压,如图所示,a、b处于静止状态,则()A.a受到的摩擦力有两个B.a受到的摩擦力大小不随F变化C.a受到的摩擦力大小随F的增大而增大D.a对b的摩擦力方向竖直向上解析:对于a,由于墙壁光滑,a处于静止状态,受重力、b对a的压力、墙壁的弹力、b对a的静摩擦力处于平衡,则b对a的摩擦力大小等于a的重力大小,方向竖直向上,F增大,摩擦力大小不变,始终等于a的重力大小,由牛顿第三定律知,a对b的摩擦力方向竖直向下.答案:B6.物块M在静止的传送带上匀速下滑时,若传送带突然转动,且转动的方向如图中箭头所示,则传送带转动后()A.M将减速下滑B.M仍匀速下滑C.M受到的摩擦力变小D.M受到的摩擦力变大解析:M匀速下滑时受到沿传送带向下的重力的分力等于滑动摩擦力,当传送带启动后,物体所受的滑动摩擦力是不变的,故可知物体仍然匀速下滑,故选B. 答案:B7.如图所示,一个木块放在水平地面上,在水平恒力F作用下,以速度v匀速运动,下列关于摩擦力的说法中正确的是()A.木块受到的滑动摩擦力的大小等于FB.地面受到的静摩擦力的大小等于FC.若木块以2v的速度匀速运动时,木块受到的摩擦力大小等于2FD.若用2F的力作用在木块上,木块受到的摩擦力的大小为2F解析:木块相对地面运动受到滑动摩擦力,当木块在拉力F的作用下做匀速直线运动时,f=F,故A正确,B错误;当木块以2v做匀速直线运动时,正压力不变,则f=F=μmg,故C错误;若用2F作用在木块上,物块做加速直线运动,f=μmg,又F=μmg,所以f=F,故D错误.答案:B8.(2018·河北望都中学高三月考)如图所示,物体A、B叠放在物体C上,C置于水平地面上,水平力F作用于B,使A、B、C一起匀速运动,各接触面间摩擦力的情况是()A.B对C有向左的摩擦力B.C对A有向左的摩擦力C.物体C受到三个摩擦力作用D.C对地面有向右的摩擦力解析:三个物体都做匀速直线运动,合外力均为零,以B为研究对象,B水平方向受到向右的拉力F作用,根据平衡条件可知,C对B有向左的静摩擦力,而且此静摩擦力与F平衡,根据牛顿第三定律得知,B对C有向右的静摩擦力,故A错误.对A研究,由平衡条件可知,C对A没有摩擦力,否则A受力不平衡,不可能做匀速直线运动,则A对C也没有摩擦力,故B错误.以整体为研究对象,由平衡条件可知,地面对C有向左的滑动摩擦力,则C对地面有向右的滑动摩擦力,故C受到两个摩擦力,故C错误,D正确.故选D.答案:D[能力题组]一、选择题9.如图,一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上,其一面与风速垂直,当风速为v0时刚好能推动该物块.已知风对物块的推力F正比于S v2,其中v为风速、S为物块迎风面积.当风速变为2v0时,刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块,则该物块的质量为(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A.4m B.8mC.32m D.64m解析:设质量为m的正方体的边长为a,刚好被推动时,在水平方向上受到风力和最大静摩擦力,最大静摩擦力与正压力成正比,设比例系数为μ,且二力大小相等,则μmg=kS v20,又m=ρV=ρa3,得μρa3g=ka2v20.同理设另一块质量为m′正方形的边长为b,刚好被推动时,有μρb3g=kb2(2v0)2,解得b=4a,所以质量为m′正方体的体积是质量为m的正方体的体积的64倍,所以m′=64m,故D正确,A、B、C错误.答案:D10.(多选)如图所示,重20 N的物体放在粗糙水平面上,用F=8 N的力斜向下推物体.F与水平面成30°角,物体与平面间的动摩擦因数μ=0.5,则物体()A.对地面的压力为28 N B.对地面的压力为24 NC.所受摩擦力为12 N D.所受摩擦力为4 3 N解析:由题意知:F sin 30°+mg=N,得N=24 N,则由F cos 30°=4 3 N<μN =12 N知物体与地面间为静摩擦力,大小为4 3 N,知B、D对.答案:BD11.(多选)如图甲所示,斜面体固定在水平面上,斜面上有一物块在拉力F的作用下始终处于静止状态,拉力F在如图乙所示的范围内变化,取沿斜面向上为正方向.则物块所受的摩擦力f与时间t的关系图像可能正确的是()解析:若t=0时静摩擦力沿斜面向上,随F减小,f增大,当F反向后,f在原来基础上继续增大,D正确;若t=0时静摩擦力沿斜面向下,随F减小,f减小,在F=0前,f变为沿斜面向上,B正确.答案:BD12.(多选)如图所示,倾角为θ的斜面体c置于水平地面上,小物块b置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接,连接b的一段细绳与斜面平行.在a中的沙子缓慢流出的过程中,a、b、c都处于静止状态,则()A.b对c的摩擦力一定减小B.b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上C.地面对c的摩擦力方向一定向右D.地面对c的摩擦力一定减小解析:设a、b的重力分别为Ga、G b,若G a=G b sin θ,b受到c的摩擦力为零,当a中的沙子缓慢流出时,细绳拉力减少,b受到c的摩擦力沿斜面向上,且摩擦力逐渐增大,故A错误,B正确;以bc整体为研究对象,分析受力如图,由平衡条件得,水平面对c的摩擦力f=T cos θ=G a cos θ,方向水平向左,在a中的沙子缓慢流出的过程中,摩擦力在减小,故C错误,D正确.答案:BD13.(多选)(2018·湖南常德模拟)如图所示,两根光滑细棒在同一竖直平面内,两棒与水平面成37°角,棒上各穿有一个质量为m的相同小球,两球用轻质弹簧连接,两小球在图中位置处于静止状态,此时弹簧与水平面平行,则下列判断正确的是()A.弹簧处于拉伸状态B.弹簧处于压缩状态C.弹簧的弹力大小为34mgD.弹簧的弹力大小为38mg解析:以左侧小球为研究对象,假如弹簧处于压缩状态,弹簧对该球的弹力方向水平向左,小球还受到竖直向下的重力和垂直于棒的弹力,根据平行四边形定则可知,这三个力的合力不可能为零,则小球不可能处于静止状态,与题设矛盾,所以弹簧一定处于拉伸状态,故A正确,B错误;根据平衡条件得F cos 37°=mg sin 37°,解得弹簧的弹力大小F=34mg,故C正确,D错误.答案:AC二、非选择题14.如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验.若砝码和纸板的质量分别为m1和m2,各接触面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g.(1)当纸板相对于砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小.(2)要使纸板相对于砝码运动,求所需拉力的大小.(3)本实验中,m1=0.5 kg,m2=0.1 kg,μ=0.2,砝码与纸板左端的距离d=0.1 m,g取10 m/s2.若砝码移动的距离超过l=0.002 m,人眼就能感知.为确保实验成功,纸板所需的拉力至少为多大?解析:(1)砝码对纸板的摩擦力f1=μm1g桌面对纸板的摩擦力f2=μ(m1+m2)g则纸板所受的摩擦力f=f1+f2解得f=μ(2m1+m2)g(2)设砝码的加速度为a1,纸板的加速度为a2,则f 1′=m 1a 1,F -f 1-f 2=m 2a 2,f 1′=f 1 发生相对运动时,有a 2>a 1 解得F >2μ(m 1+m 2)g(3)纸板抽出前,砝码运动的距离x 1=12a 1t 21纸板运动的距离d +x 1=12a 2t 21纸板抽出后,砝码在桌面上运动的距离 x 2=12a 3t 22,l =x 1+x 2由题意知a 1=a 3,a 1t 1=a 3t 2解得F =2μ[m 1+(1+d l )m 2]g代入数据得F =22.4 N.答案:(1)μ(2m 1+m 2)g (2)F >2μ(m 1+m 2)g(3)22.4 N。
配餐作业重力弹力摩擦力►►见学生用书P315A组·基础巩固题1.下列说法正确的是()A.有力作用在物体上,其运动状态一定改变B.单个孤立物体有时也能产生力的作用C.作用在同一物体上的力,只要大小相同,作用的效果就相同D.找不到施力物体的力是不存在的解析由于力的作用效果有二:其一是改变物体运动状态,其二是使物体发生形变,A项错误;力是物体对物体的作用,B项错误;力的作用效果是由大小、方向、作用点共同决定的,C项错误;力是物体与物体之间的相互作用,只要有力就一定会有施力物体和受力物体,D项正确。
答案D2.(多选)下列关于摩擦力的说法正确的是()A.作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速,不可能使物体加速B.作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速,不可能使物体减速C.作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速,也可能使物体加速D.作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速,也可能使物体减速解析滑动摩擦力既能提供动力,也能提供阻力,如把物体无初速度放在传送带上,滑动摩擦力对物体做正功,使物体加速,A项错误,C项正确;静摩擦力既能提供动力,也能提供阻力,汽车启动过程中,车厢里的货物跟随汽车一起加速,静摩擦力使货物加速。
汽车刹车时,汽车车厢里的货物跟汽车一起停下来的过程,静摩擦力使货物减速,B项错误,D项正确。
答案CD3.如图所示,在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球,小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等,盒子沿倾角为α的固定斜面滑动,不计一切摩擦,下列说法正确的是()A.无论盒子沿斜面上滑还是下滑,球都仅对盒子的下底面有压力B.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和右侧面有压力C.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力D.盒子沿斜面上滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力解析先以盒子和小球组成的系统为研究对象,无论上滑还是下滑,用牛顿第二定律均可求得系统的加速度大小为a=g sinα,方向沿斜面向下,由于盒子和小球始终保持相对静止,所以小球的加速度大小也是a=g sinα,方向沿斜面向下,小球沿斜面向下的重力分力大小恰好等于所需的合外力,因此不需要左、右侧面提供弹力,故A项正确。
[课时作业]单独成册方便使用一、单项选择题1.如图所示,两辆车在以相同的速度做匀速运动,根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是()A.物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B.重力的方向总是垂直向下的C.物体重心的位置只与物体的质量分布有关D.力是使物体运动的原因解析:物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点,这个点就是物体的重心,重力的方向总是和水平面垂直,是竖直向下而不是垂直向下,所以A正确,B错误;从图中可以看出,汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化,重心的位置就发生了变化,故C错误;力不是使物体运动的原因而是改变物体运动状态的原因,所以D错误.答案:A2.图中光滑小球都与下表面接触,则小球一定受支持力的是()解析:A、B、D中,如果绳子的拉力等于小球的重力,则小球不会受到支持力作用,但是C中如果把斜面撤去,小球的状态将发生变化,故一定受到支持力作用,故C正确.答案:C3.物块M在静止的传送带上匀速下滑时,若传送带突然转动,且转动的方向如图中箭头所示,则传送带转动后()A.M将减速下滑B.M仍匀速下滑C.M受到的摩擦力变小D.M受到的摩擦力变大解析:M匀速下滑时受到沿传送带向下的重力的分力等于滑动摩擦力,当传送带启动后,物体所受的滑动摩擦力是不变的,故可知物体仍然匀速下滑,故选B. 答案:B4.(2018·河北望都中学高三月考)如图所示,物体A、B叠放在物体C上,C置于水平地面上,水平力F作用于B,使A、B、C一起匀速运动,各接触面间摩擦力的情况是()A.B对C有向左的摩擦力B.C对A有向左的摩擦力C.物体C受到三个摩擦力作用D.C对地面有向右的摩擦力解析:三个物体都做匀速直线运动,合外力均为零,以B为研究对象,B水平方向受到向右的拉力F作用,根据平衡条件可知,C对B有向左的静摩擦力,而且此静摩擦力与F平衡,根据牛顿第三定律得知,B对C有向右的静摩擦力,故A错误.对A研究,由平衡条件可知,C对A没有摩擦力,否则A受力不平衡,不可能做匀速直线运动,则A对C也没有摩擦力,故B错误.以整体为研究对象,由平衡条件可知,地面对C有向左的滑动摩擦力,则C对地面有向右的滑动摩擦力,故C受到两个摩擦力,故C错误,D正确.故选D.答案:D二、多项选择题5.如图所示,重20 N的物体放在粗糙水平面上,用F=8 N的力斜向下推物体.F 与水平面成30°角,物体与平面间的动摩擦因数μ=0.5,则物体()A.对地面的压力为28 NB.对地面的压力为24 NC.所受摩擦力为12 ND.所受摩擦力为4 3 N解析:由题意知:F sin 30°+mg=F N,得F N=24 N,则由F cos 30°=4 3 N<μF N =12 N知物体与地面间为静摩擦力,大小为4 3 N,知B、D对.答案:BD6.如图甲所示,斜面体固定在水平面上,斜面上有一物块在拉力F的作用下始终处于静止状态,拉力F在如图乙所示的范围内变化,取沿斜面向上为正方向.则物块所受的摩擦力F f与时间t的关系图象可能正确的是()解析:若t=0时静摩擦力沿斜面向上,随F减小,F f增大,当F反向后,F f在原来基础上继续增大,D正确;若t=0时静摩擦力沿斜面向下,随F减小,F f 减小,在F=0前,F f变为沿斜面向上,B正确.答案:BD7.如图所示,倾角为θ的斜面体c置于水平地面上,小物块b置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接,连接b的一段细绳与斜面平行.在a中的沙子缓慢流出的过程中,a、b、c都处于静止状态,则() A.b对c的摩擦力一定减小B.b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上C.地面对c的摩擦力方向一定向右D.地面对c的摩擦力一定减小解析:设a、b的重力分别为G a、G b,若G a=G b sin θ,b受到c的摩擦力为零,当a中的沙子缓慢流出时,细绳拉力减少,b受到c的摩擦力沿斜面向上,且摩擦力逐渐增大,故A错误,B正确;以bc整体为研究对象,分析受力如图,由平衡条件得,水平面对c的摩擦力F f=F T cos θ=G a cos θ,方向水平向左,在a中的沙子缓慢流出的过程中,摩擦力在减小,故C错误,D 正确.答案:BD8.(2018·湖南常德模拟)如图所示,两根光滑细棒在同一竖直平面内,两棒与水平面成37°角,棒上各穿有一个质量为m的相同小球,两球用轻质弹簧连接,两小球在图中位置处于静止状态,此时弹簧与水平面平行,则下列判断正确的是()A.弹簧处于拉伸状态B.弹簧处于压缩状态C.弹簧的弹力大小为34mgD.弹簧的弹力大小为38mg解析:以左侧小球为研究对象,假如弹簧处于压缩状态,弹簧对该球的弹力方向水平向左,小球还受到竖直向下的重力和垂直于棒的弹力,根据平行四边形定则可知,这三个力的合力不可能为零,则小球不可能处于静止状态,与题设矛盾,所以弹簧一定处于拉伸状态,故A正确,B错误;根据平衡条件得F cos 37°=mg sin 37°,解得弹簧的弹力大小F=34mg,故C正确,D错误.答案:AC。
板块三限时规范特训时间:45分钟100分一、选择题(本题共13小题,每小题6分,共78分。
其中1~9为单选,10~13为多选)1.如图所示,两辆车在以相同的速度做匀速运动,根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是()A.物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B.重力的方向总是垂直向下的C.物体重心的位置与物体形状或质量分布无关D.力是使物体运动的原因答案 A解析物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点,这个点就是物体的重心,重力的方向总是和水平面垂直,是竖直向下而不是垂直向下,所以A正确,B错误;从图中可以看出,汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化,重心的位置也就发生了变化,故C错误;力不是使物体运动的原因而是改变物体运动状态的原因,所以D错误。
2. [2018·雅礼模拟]质量为m A和m B的小球与劲度系数均为k的轻弹簧L1和L2连接如图,静止时,两弹簧伸长量分别为x1和x2,则()A.只要m A=m B,有x1=x2B.只要m A>m B,有x1<x2C.只要m A<m B,有x1<x2D.只要不超出弹性限度,始终有x1>x2答案 D解析由于kx2=m B g,kx1=(m A+m B)g,故x1>x2,所以D正确。
3.小车上固定一根弹性直杆A,杆顶固定一个小球B(如图所示),现让小车从光滑斜面上自由下滑,在下图的情况中杆发生了不同的形变,其中正确的是()答案 C解析小车沿光滑的斜面下滑时的加速度a=g sinθ,即小球沿斜面方向的合力为mg sinθ,杆只对小球施加了垂直于斜面向上的支持力,故C正确。
4.[2018·武汉调研]如图所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球。
当小车和小球相对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是()A.细绳一定对小球有拉力的作用B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用C.细绳不一定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对小球一定有弹力D.细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力答案 D解析若小球与小车一起匀速运动,则细绳对小球无拉力;若小球与小车有向右的加速度a=g tanα,则轻弹簧对小球无弹力,D正确。
峙对市爱惜阳光实验学校第2章第一讲重力弹力摩擦力(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)一、选择题1.为了测量A、B两物体之间的滑动摩擦力,某同学设计了如下图四个方案.在操作过程中,当测力计读数稳时,认为其读数即为滑动摩擦力的大小,那么测力计测得的滑动摩擦力最准确的方案是( )解析:A与B选项很难保证物体A匀速运动,D选项中测力计示数为F 与摩擦力的合力,选C.答案:C2.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,那么弹簧的原长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/mC.L0=0.02 m k=250 N/m D.L0=0.10 m k=250 N/m解析:由胡克律知F1=k(L1-L0)①F2=k(L2-L0)②由①②代入数据解得:L0=0.10 m,k=250 N/m.答案:D3.质量为m的物体放在水平面上,在大小相、互相垂直的水平力F1和F2的作用下,从静止开始沿水平面运动,如右图所示,假设物体与水平面间的动摩擦因数为μ,那么物体( )A.在F1的反方向上受到F f 1=μmg的摩擦力B.在F2的反方向上受到F f 2=μmg的摩擦力C.在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为F f合=2μmgD.在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为F f合=μmg解析:由于F1和F2的合力是恒力,物体由静止开始运动,必沿F1和F2的合力方向做直线运动,滑动摩擦力的方向必沿F1和F2的合力的反方向,滑动摩擦力的大小为F f合=μF N,又因为F N=mg,故F f合=μmg.答案:D4.如右图所示,有一重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,那么以下说法中正确的选项是( )A.容器受到的摩擦力不变B.容器受到的摩擦力逐渐增大C.水平力F可能不变D.水平力F必须逐渐增大答案:BC5.如右图所示,物体m静止于倾角为θ的斜面上,现用垂直于斜面的推力F=kt(k为比例常量、t为时间)作用在物体上.从t=0开始,物体所受摩擦力F f随时间t的变化关系是( )解析:物体原来就静止在斜面上,所受合力为零,施加推力F,使物体对斜面的压力增大,沿斜面方向上的力没有变化,合力仍为零,即静摩擦力于物体的重力沿斜面向下的分力,D正确.答案:D6.如右图所示,质量为m1的木块P在质量为m2的长木板ab上滑行,长木板放在水平地面上一直处于静止状态.假设ab 与地面间的动摩擦因数为μ1,木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2,那么长木板ab受到地面的摩擦力大小为( )A.μ1m2g B.μ2m1gC.μ1(m1+m2)g D.μ1m2g+μ2m1g解析:小木块在长木板上滑行时受到的摩擦力为μ2m1g,同时小木块对长木块亦有相同大小的摩擦力.由于木板始终处于静止状态,说明地面对木板的摩擦力(静摩擦力)与木块给木板的摩擦力相平衡.答案:B7.(2021·高三摸底测试)缓冲装置可抽象成如右图所示的简单模型,图中A、B为原长相、劲度系数分别为k1、k2(k1≠k2)的两个不同的轻质弹簧.以下表述正确的选项是( )A.装置的缓冲效果与两弹簧的劲度系数无关B.垫片向右移动稳后,两弹簧产生的弹力之比F1∶F2=k1∶k2C.势片向右移动稳后,两弹簧的长度之比l1∶l2=k2∶k1D.垫片向右移动稳后,两弹簧的压缩量之比x1∶x2=k2∶k1解析:根据力的作用是相互的可知:轻质弹簧A、B中的弹力是相的,即k1x1=k2x2,所以两弹簧的压缩量之比x1∶x2=k2∶k1,故D正确.答案:D8.如右图所示,三个完全相同的木块放在同一个水平面上,木块和水平面的动摩擦因数相同.分别给它们施加一个大小为F的推力,其中给第一、三两木块的推力与水平方向的夹角相同,这时三个木块都保持静止.比拟它们和水平面间的弹力大小F N1、F N2、F N3和摩擦力大小Ff1、Ff2、Ff3,以下说法中正确的选项是( )A.F N1>F N2>F N3,Ff1>Ff2>Ff3B.F N1>F N2>F N3,Ff1=Ff3<Ff2C.F N1=F N2=F N3,Ff1=Ff2=Ff3D .F N 1>F N 2>F N 3,Ff 1=Ff 2=Ff 3解析: 此题考查了物体的平衡条件、受力分析和对力进行处理的能力.分别对三个物体分析受力,根据三个物体都受力平衡,第一个物体和第三个物体受到的摩擦力于F 在水平方向上的分量,而第二个物体的摩擦力于拉力F ,对于摩擦力有Ff 1=Ff 3<Ff 2,第一个物体与水平面间的弹力大小于自身的重力和F在竖直方向的分力之和,第二个物体与水平面间的弹力大小于自身的重力,第三个物体与水平面间的弹力大小于自身的重力和F 在竖直方向的分力之差,那么对于弹力有F N 1>F N 2>F N 3,选项B 对.答案: B9.如右图所示,质量均为m 的物体A 、B 通过一劲度系数为k 的轻质弹簧相连,开始时B 放在地面上,A 、B 都处于静止状态.现通过细绳将A 加速向上拉起,当B 刚要离开地面时,A 上升距离为L .假设弹簧一直在弹性限度范围内,那么( )A .L =mg kB .L =2mgkC .L <mg kD .L >2mgk解析: 不拉A 时,对A :kx 1=mg ①B 刚要离开地面时,对B :kx 2=mg ② L =x 1+x 2③由①②③得: L =2mgk.答案: B10.如右图所示,在倾角为θ的固斜面上,质量为m 的物体受外力F 1和F 2的作用,F 1方向水平向右,F 2方向竖直向下,假设物体静止在斜面上且物体与斜面间的动摩擦因数为μ,那么以下说法正确的选项是( )A .物体一有下滑的趋势B .物体一有上滑的趋势C .假设F 1=F 2,且θ=45°,那么物体一有下滑的趋势D .假设F 1=F 2,且θ=45°,那么物体一有上滑的趋势解析: 根据受力分析和对力的分解处理可知,当(F 2+mg )sin θ=F 1cos θ时,物体既无上滑趋势,也无下滑趋势;当(F 2+mg )sin θ>F 1cos θ时,物体有下滑趋势;只有当(F 2+mg )sin θ<F 1cos θ时,物体才具有上滑趋势;假设F 1=F 2,且θ=45°,那么F 1和F 2沿斜面方向的分力具有F 2sin θ=F 1cos θ,而重力沿斜面方向的分力mg sin θ不能被除摩擦力外的其他力平衡,所以一具有下滑趋势.答案:C二、非选择题11.重500 N的物体放在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.3.当用180 N的水平力推物体时,物体所受的摩擦力大小为多少?当用100 N的水平力推物体时,物体所受的摩擦力大小为多少?解析:物体在水平方向上受推力F和摩擦力F f两力作用,当F>F f max时为滑动摩擦力当F<F f max时为静摩擦力.F f max=μF N=0.3×500 N=150 N.当F=180 N时,其摩擦力F f=μF N=150 N当F=100 N时,其摩擦力F f=100 N.答案:150 N 100 N12.如右图所示,倾角为30°的斜面体固在地面上,光滑斜面上放一辆小车.一根弹性杆的一端固在小车上,另一端固一个重为2N的小球.问:(1)当由于外力作用使小车静止在斜面上时,杆对小球的弹力怎样?(2)当小车由静止沿斜面下滑时,杆对小球的弹力又怎样?解析:(1)以小球为研究对象,由平衡条件知F N=mg=2 N,方向竖直向上.(2)以小车和小球为研究对象,沿斜面下滑的加速度a=Mg sin θM=g sin 30°将小球受到的重力分解如右图所示,沿斜面方向F x=ma=mg sin 30°,垂直斜面方向合力为零.所以F N′=mg cos 30°=2×32N= 3 N.方向垂直斜面向上.答案:(1)2 N 方向竖直向上(2) 3 N 方向垂直斜面向上。
[课时作业]单独成册方便使用一、单项选择题1.如图所示,两辆车在以相同的速度做匀速运动,根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是()A.物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B.重力的方向总是垂直向下的C.物体重心的位置只与物体的质量分布有关D.力是使物体运动的原因解析:物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点,这个点就是物体的重心,重力的方向总是和水平面垂直,是竖直向下而不是垂直向下,所以A正确,B错误;从图中可以看出,汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化,重心的位置就发生了变化,故C错误;力不是使物体运动的原因而是改变物体运动状态的原因,所以D错误.答案:A2.图中光滑小球都与下表面接触,则小球一定受支持力的是()解析:A、B、D中,如果绳子的拉力等于小球的重力,则小球不会受到支持力作用,但是C中如果把斜面撤去,小球的状态将发生变化,故一定受到支持力作用,故C正确.答案:C3.物块M在静止的传送带上匀速下滑时,若传送带突然转动,且转动的方向如图中箭头所示,则传送带转动后()A.M将减速下滑B.M仍匀速下滑C.M受到的摩擦力变小D.M受到的摩擦力变大解析:M匀速下滑时受到沿传送带向下的重力的分力等于滑动摩擦力,当传送带启动后,物体所受的滑动摩擦力是不变的,故可知物体仍然匀速下滑,故选B. 答案:B4.(2018·河北望都中学高三月考)如图所示,物体A、B叠放在物体C上,C置于水平地面上,水平力F作用于B,使A、B、C一起匀速运动,各接触面间摩擦力的情况是()A.B对C有向左的摩擦力B.C对A有向左的摩擦力C.物体C受到三个摩擦力作用D.C对地面有向右的摩擦力解析:三个物体都做匀速直线运动,合外力均为零,以B为研究对象,B水平方向受到向右的拉力F作用,根据平衡条件可知,C对B有向左的静摩擦力,而且此静摩擦力与F平衡,根据牛顿第三定律得知,B对C有向右的静摩擦力,故A错误.对A研究,由平衡条件可知,C对A没有摩擦力,否则A受力不平衡,不可能做匀速直线运动,则A对C也没有摩擦力,故B错误.以整体为研究对象,由平衡条件可知,地面对C有向左的滑动摩擦力,则C对地面有向右的滑动摩擦力,故C受到两个摩擦力,故C错误,D正确.故选D.答案:D二、多项选择题5.如图所示,重20 N的物体放在粗糙水平面上,用F=8 N的力斜向下推物体.F 与水平面成30°角,物体与平面间的动摩擦因数μ=0.5,则物体()A.对地面的压力为28 NB.对地面的压力为24 NC.所受摩擦力为12 ND.所受摩擦力为4 3 N解析:由题意知:F sin 30°+mg=F N,得F N=24 N,则由F cos 30°=4 3 N<μF N =12 N知物体与地面间为静摩擦力,大小为4 3 N,知B、D对.答案:BD6.如图甲所示,斜面体固定在水平面上,斜面上有一物块在拉力F的作用下始终处于静止状态,拉力F在如图乙所示的范围内变化,取沿斜面向上为正方向.则物块所受的摩擦力F f与时间t的关系图象可能正确的是()解析:若t=0时静摩擦力沿斜面向上,随F减小,F f增大,当F反向后,F f在原来基础上继续增大,D正确;若t=0时静摩擦力沿斜面向下,随F减小,F f 减小,在F=0前,F f变为沿斜面向上,B正确.答案:BD7.如图所示,倾角为θ的斜面体c置于水平地面上,小物块b置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接,连接b的一段细绳与斜面平行.在a中的沙子缓慢流出的过程中,a、b、c都处于静止状态,则() A.b对c的摩擦力一定减小B.b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上C.地面对c的摩擦力方向一定向右D.地面对c的摩擦力一定减小解析:设a、b的重力分别为G a、G b,若G a=G b sin θ,b受到c的摩擦力为零,当a中的沙子缓慢流出时,细绳拉力减少,b受到c的摩擦力沿斜面向上,且摩擦力逐渐增大,故A错误,B正确;以bc整体为研究对象,分析受力如图,由平衡条件得,水平面对c的摩擦力F f=F T cos θ=G a cos θ,方向水平向左,在a中的沙子缓慢流出的过程中,摩擦力在减小,故C错误,D 正确.答案:BD8.(2018·湖南常德模拟)如图所示,两根光滑细棒在同一竖直平面内,两棒与水平面成37°角,棒上各穿有一个质量为m的相同小球,两球用轻质弹簧连接,两小球在图中位置处于静止状态,此时弹簧与水平面平行,则下列判断正确的是()A.弹簧处于拉伸状态B.弹簧处于压缩状态C.弹簧的弹力大小为34mgD.弹簧的弹力大小为38mg解析:以左侧小球为研究对象,假如弹簧处于压缩状态,弹簧对该球的弹力方向水平向左,小球还受到竖直向下的重力和垂直于棒的弹力,根据平行四边形定则可知,这三个力的合力不可能为零,则小球不可能处于静止状态,与题设矛盾,所以弹簧一定处于拉伸状态,故A正确,B错误;根据平衡条件得F cos 37°=mg sin 37°,解得弹簧的弹力大小F=34mg,故C正确,D错误.答案:AC。
[课时作业] 单独成册方便使用一、单项选择题1.如图所示,两辆车在以相同的速度做匀速运动,根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是( )A.物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B.重力的方向总是垂直向下的C.物体重心的位置只与物体的质量分布有关D.力是使物体运动的原因解析:物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点,这个点就是物体的重心,重力的方向总是和水平面垂直,是竖直向下而不是垂直向下,所以A正确,B错误;从图中可以看出,汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化,重心的位置就发生了变化,故C错误;力不是使物体运动的原因而是改变物体运动状态的原因,所以D错误.答案:A2.图中光滑小球都与下表面接触,则小球一定受支持力的是( )解析:A、B、D中,如果绳子的拉力等于小球的重力,则小球不会受到支持力作用,但是C中如果把斜面撤去,小球的状态将发生变化,故一定受到支持力作用,故C正确.答案:C3.物块M在静止的传送带上匀速下滑时,若传送带突然转动,且转动的方向如图中箭头所示,则传送带转动后( )A.M将减速下滑B.M仍匀速下滑C.M受到的摩擦力变小D.M受到的摩擦力变大解析:M匀速下滑时受到沿传送带向下的重力的分力等于滑动摩擦力,当传送带启动后,物体所受的滑动摩擦力是不变的,故可知物体仍然匀速下滑,故选B.答案:B4.(2018·河北望都中学高三月考)如图所示,物体A、B叠放在物体C上,C置于水平地面上,水平力F 作用于B,使A、B、C一起匀速运动,各接触面间摩擦力的情况是( )A.B对C有向左的摩擦力B.C对A有向左的摩擦力C.物体C受到三个摩擦力作用D.C对地面有向右的摩擦力解析:三个物体都做匀速直线运动,合外力均为零,以B为研究对象,B水平方向受到向右的拉力F作用,根据平衡条件可知,C对B有向左的静摩擦力,而且此静摩擦力与F平衡,根据牛顿第三定律得知,B对C有向右的静摩擦力,故A错误.对A研究,由平衡条件可知,C对A没有摩擦力,否则A受力不平衡,不可能做匀速直线运动,则A对C也没有摩擦力,故B错误.以整体为研究对象,由平衡条件可知,地面对C有向左的滑动摩擦力,则C对地面有向右的滑动摩擦力,故C受到两个摩擦力,故C错误,D正确.故选D.答案:D二、多项选择题5.如图所示,重20 N的物体放在粗糙水平面上,用F=8 N的力斜向下推物体.F与水平面成30°角,物体与平面间的动摩擦因数μ=0.5,则物体( )A.对地面的压力为28 NB.对地面的压力为24 NC.所受摩擦力为12 ND.所受摩擦力为4 3 N解析:由题意知:Fsin 30°+mg=F N,得F N=24 N,则由Fcos 30°=4 3 N<μF N=12 N知物体与地面间为静摩擦力,大小为4 3 N,知B、D对.答案:BD6.如图甲所示,斜面体固定在水平面上,斜面上有一物块在拉力F的作用下始终处于静止状态,拉力F 在如图乙所示的范围内变化,取沿斜面向上为正方向.则物块所受的摩擦力F f与时间t的关系图象可能正确的是( )解析:若t=0时静摩擦力沿斜面向上,随F减小,F f增大,当F反向后,F f在原来基础上继续增大,D正确;若t=0时静摩擦力沿斜面向下,随F减小,F f减小,在F=0前,F f变为沿斜面向上,B正确.答案:BD7.如图所示,倾角为θ的斜面体c置于水平地面上,小物块b置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接,连接b的一段细绳与斜面平行.在a中的沙子缓慢流出的过程中,a、b、c都处于静止状态,则( )A.b对c的摩擦力一定减小B.b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上C.地面对c的摩擦力方向一定向右D.地面对c的摩擦力一定减小解析:设a、b的重力分别为G a、G b,若G a=G b sin θ,b受到c的摩擦力为零,当a中的沙子缓慢流出时,细绳拉力减少,b受到c的摩擦力沿斜面向上,且摩擦力逐渐增大,故A错误,B正确;以bc整体为研究对象,分析受力如图,由平衡条件得,水平面对c的摩擦力F f=F T cos θ=G a cos θ,方向水平向左,在a中的沙子缓慢流出的过程中,摩擦力在减小,故C错误,D正确.答案:BD8.(2018·湖南常德模拟)如图所示,两根光滑细棒在同一竖直平面内,两棒与水平面成37°角,棒上各穿有一个质量为m的相同小球,两球用轻质弹簧连接,两小球在图中位置处于静止状态,此时弹簧与水平面平行,则下列判断正确的是( )A.弹簧处于拉伸状态B.弹簧处于压缩状态C .弹簧的弹力大小为34mg D .弹簧的弹力大小为38mg 解析:以左侧小球为研究对象,假如弹簧处于压缩状态,弹簧对该球的弹力方向水平向左,小球还受到竖直向下的重力和垂直于棒的弹力,根据平行四边形定则可知,这三个力的合力不可能为零,则小球不可能处于静止状态,与题设矛盾,所以弹簧一定处于拉伸状态,故A 正确,B 错误;根据平衡条件得Fcos 37°=mgsin 37°,解得弹簧的弹力大小F =34mg ,故C 正确,D 错误.答案:AC。
第二章第1节重力弹力摩擦力课标要求认识重力弹力摩擦力。
通过实验,了解胡克定律。
知道滑动摩擦和静摩擦现象,能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小。
必备知识自主梳理1.重力(1)定义:由于地球的而使物体受到的力。
(2)大小:G=,不一定等于地球对物体的引力。
(3)方向:。
(4)重心:2.弹力(1)定义:发生弹性形变的物体,由于要,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫作弹力。
(2)条件:①两物体相互;②发生。
(3)方向:弹力的方向总是与施力物体形变的方向。
3.胡克定律(1)内容:(2)表达式:F=kx。
k是弹簧的,单位为N/m;k的大小由弹簧自身性质决定。
x是弹簧长度的,不是弹簧形变以后的长度。
4.摩擦力(1)定义:(2)大小:(3)方向:(4)产生条件5.动摩擦因数彼此接触的物体发生时,摩擦力的大小和压力的比值,μ=。
决定因素,与接触面的和有关。
关键能力考点突破考点一关于重力、弹力有无的判断例题1.关于重力的下列说法正确的是()A.重力就是地球对物体的吸引力B.只有静止的物体才受到重力C.物体在地球上无论运动状态如何,都受到重力的作用D.竖直悬挂的物体受到的重力就是它拉紧竖直悬绳的力例题2.(弹力有无的判断)图中各物体均处于静止状态。
图中画出了小球A所受弹力的情况,其中正确的是()A B C D要点总结考点二弹力的分析与计算例题3如图所示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态。
现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧,在此过程中下面木块移动的距离为( )A. B. C. D.例题4.如图所示,小车上固定着一根弯成θ角的曲杆,杆的另一端固定一个质量为m的小球。
下列关于杆对球的作用力F的判断正确的是( )A.小车静止时,F=mgcos θ,方向沿杆向上B.小车静止时,F=mgcos θ,方向垂直杆向上C.小车向右以加速度a运动时,一定有F=D.小车向右以加速度a运动时,F=,方向斜向右上方,与竖直方向的夹角为α=arctan要点总结考点三关于摩擦力的分析与计算例题5如图所示,两个相同的固定斜面上分别放有一个处于静止的三角形木块A、B,它们的质量相等。
第一节重力弹力摩擦力(建议用时:60分钟)一、单项选择题1.如图所示,人向右匀速推动水平桌面上的长木板,在木板翻离桌面以前,则( ) A.木板露出桌面后,推力将逐渐减小B.木板露出桌面后,木板对桌面的压力将减小C.木板露出桌面后,桌面对木板的摩擦力将减小D.推力、压力、摩擦力均不变解析:选D.在木板翻离桌面以前,由其竖直方向受力分析可知,桌面对木板的支持力等于重力,所以木板所受到的摩擦力不变,又因为长木板向右匀速运动,所以推力等于摩擦力,不变.综上所述,选项D正确.2.如图所示,一倾角为45°的斜面固定于墙角,为使一光滑的铁球静止于图示位置,需加一水平力F,且F通过球心.下列说法正确的是( )A.球一定受墙水平向左的弹力B.球可能受墙水平向左的弹力C.球一定受斜面水平向左的弹力D.球可能受垂直于斜面向上的弹力解析:选B.F的大小合适时,球可以静止在无墙的斜面上,F增大时墙才会对球有弹力,所以选项A错误,B正确;斜面对球必须有斜向上的弹力才能使球不下落,该弹力方向垂直于斜面向上,所以选项C、D错误.3.(2018·聊城模拟)小车上固定一根弹性直杆A,杆顶固定一个小球B(如图所示),现让小车从光滑斜面上自由下滑,在下图的情况中杆发生了不同的形变,其中正确的是( )解析:选C.小车在光滑斜面上自由下滑,则加速度a=g sin θ(θ为斜面的倾角),由牛顿第二定律可知小球所受重力和杆的弹力的合力沿斜面向下,且小球的加速度等于g sin θ,则杆的弹力方向垂直于斜面向上,杆不会发生弯曲,C正确.4.(2018·四川彭州中学月考)物块M在静止的传送带上匀速下滑时,传送带突然转动,转动的方向如图中箭头所示,则传送带转动后( )A.M将减速下滑B.M仍匀速下滑C.M受到的摩擦力变小D.M受到的摩擦力变大解析:选B.传送带突然转动前物块匀速下滑,对物块进行受力分析:物块受重力、支持力、沿传送带斜向上的滑动摩擦力.传送带突然转动后,对物块进行受力分析,物块受重力、支持力,由于传送带斜向上运动,而物块沿传送带斜向下运动,所以物块所受到的摩擦力不变仍然沿传送带斜向上,所以物块仍匀速下滑.故选B.5.(2018·苏州调研)如图所示,一辆运送沙子的自卸卡车装满沙子,沙粒之间的动摩擦因数为μ1,沙子与车厢底板间的动摩擦因数为μ2(μ2>μ1),车厢的倾角用θ表示,下列说法正确的是( )A.要顺利地卸干净全部沙子,应满足tan θ<μ2B.要顺利地卸干净全部沙子,应满足sin θ>μ2C.只卸去部分沙子,车上还留有一部分沙子,应满足μ2>tan θ>μ1D.只卸去部分沙子,车上还留有一部分沙子,应满足tan θ>μ2>μ1解析:选C.因为μ2>μ1,可知越是上层的沙子越容易卸下,当与车厢底板接触的沙子从车上卸下时,全部沙子就能顺利地卸干净,则有mg sin θ>μ2mg cos θ,得tan θ>μ2,故A、B错误.与车厢底板不接触的沙子卸下,而与车厢底板接触的沙子未卸下时,只卸去部分沙子,车上还留有一部分沙子,这时应有mg sin θ>μ1mg cos θ,mg sin θ<μ2mg cos θ,得μ2>tan θ>μ1,故C正确,D错误.6.(2018·天津模拟)如图所示,质量为m的木块在质量为M的木板上滑行,木板与地面间的动摩擦因数为μ1,木块与木板间的动摩擦因数为μ2,木板一直静止,那么木板受到地面的摩擦力大小为( )A.μ1Mg B.μ2mgC.μ1(m+M)g D.μ1Mg+μ2mg解析:选B.因为木块对木板的摩擦力大小为μ2mg,方向水平向右,而木板静止,所以地面给木板的静摩擦力水平向左,大小为μ2mg,选项B正确.二、多项选择题7.(2017·高考天津卷)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态.如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是( )A.绳的右端上移到b′,绳子拉力不变B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移解析:选AB.设两段绳子间的夹角为2α,由平衡条件可知,2F cos α=mg,所以F=mg 2cos α,设绳子总长为L ,两杆间距离为s ,由几何关系L 1sin α+L 2sin α=s ,得sin α=s L1+L2=s L ,绳子右端上移,L 、s 都不变,α不变,绳子张力F 也不变,A 正确;杆N 向右移动一些,s 变大,α变大,cos α变小,F 变大,B 正确;绳子两端高度差变化,不影响s 和L ,所以F 不变,C 错误;衣服质量增加,绳子上的拉力增加,由于α不会变化,悬挂点不会右移,D 错误. 8.如图所示,在粗糙的水平桌面上静止放着一盏台灯,该台灯可通过支架前后调节从而可将灯头进行前后调节,下列对于台灯的受力分析正确的是( )A .台灯受到水平向左的摩擦力B .若将灯头向前调节一点(台灯未倒),则桌面对台灯的支持力将变大C .支架对灯头的支持力方向竖直向上D .整个台灯所受的合外力为零解析:选CD.以整个台灯为研究对象,台灯受到重力和桌面的支持力,且处于平衡状态,故选项A 错误,选项D 正确;根据二力平衡可知灯头所受支架的支持力竖直向上,故选项C 正确;若将灯头向前调一点(台灯未倒),台灯仍然处于平衡状态,故桌面对台灯的支持力大小不变,故选项B 错误.9.(2018·晋中月考)水平桌面上平放着一副共54张且每一张质量都相等的扑克牌.牌与牌之间的动摩擦因数以及最下面一张牌与桌面之间的动摩擦因数都相等.用手指以竖直向下的力按压第一张牌,并以一定的速度水平移动手指.将第一张牌从牌摞中水平移出(牌与手指之间无滑动).设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( )A .第1张牌受到手指的摩擦力的方向与手指的运动方向相反B .从第2张牌到第M 张牌之间的牌不可能发生相对滑动C .从第2张牌到第M 张牌之间的牌可能发生相对滑动D .第54张牌受到桌面的摩擦力的方向与手指的运动方向相反解析:选BD.第1张牌在手指静摩擦力的作用下水平移动,所以摩擦力的方向与手指运动的方向相同,选项A 错误;设竖直压力为F N ,每张牌的质量为m ,第n 张牌(54≥n ≥2)受上面第n-1张牌的摩擦力最大为F f=μ[F N+(n-1)mg],方向与手指的运动方向相同;受下面第n+1张牌的摩擦力最大为F′f=μ(F N+nmg),方向与手指的运动方向相反,由于F f<F′f,所以从第2张牌到第M张牌之间的牌不可能发生相对滑动,选项B、D正确,C错误.10.如图所示,水平地面粗糙,A、B两同学站在地上水平推墙.甲图中A向前推B,B向前推墙;乙图中A、B同时向前推墙.每人用力的大小都为F,方向水平.则下列说法中正确的是( )A.甲图方式中墙受到的推力为2FB.乙图方式中墙受到的推力为2FC.甲图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为FD.乙图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F解析:选BD.对于乙图,墙壁在水平方向所受到人的作用力如图1所示(俯视图),此时墙壁所受到的推力为F合=2F.根据力的平衡可知A、B两人受到的静摩擦力均为F f=F.对于甲图,先以墙壁为研究对象,此时墙壁所受到的推力只有B对它的推力F,如图2所示.然后再以B为研究对象,B同学的受力情况如图3所示,B受到A的推力F和墙壁的反作用力F′1,由于F=F′1,所以此时B在水平方向不受摩擦力的作用.再以A为研究对象,A同学的受力情况如图4所示,根据牛顿第三定律可知由于A对B的作用力为F,所以B对A的反作用力F′2=F,根据力的平衡可知A所受地面的摩擦力为F.三、非选择题11.如图所示,原长分别为L 1和L 2,劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上.两弹簧之间有一质量为m 1的物体A ,最下端挂着质量为m 2的另一物体B ,整个装置处于静止状态.(1)这时两个弹簧的总长度为多大?(2)若用一个质量为M 的平板把下面的物体B 竖直缓慢地向上托起,直到两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和,求这时平板受到下面物体B 的压力大小.解析:(1)劲度系数为k 1的轻质弹簧受到向下的拉力为(m 1+m 2)g ,设它的伸长量为x 1,根据胡克定律有(m 1+m 2)g =k 1x 1,解得x 1=(m1+m2)g k1劲度系数为k 2的轻质弹簧受到向下的拉力为m 2g ,设它的伸长量为x 2,根据胡克定律有m 2g =k 2x 2,解得x 2=m2g k2这时两个弹簧的总长度为L =L 1+L 2+x 1+x 2=L 1+L 2+(m1+m2)g k1+m2g k2. (2)根据题意,下面的弹簧应被压缩x ,上面的弹簧被拉伸x ,以A 为研究对象,根据平衡条件有(k 1+k 2)x =m 1g ,解得x =m1g k1+k2以B 为研究对象,设平板对B 的支持力为F N ,根据平衡条件有F N =k 2x +m 2g =k2m1gk1+k2+m 2g故这时平板受到下面物体B 的压力大小F ′N =k2m1g k1+k2+m 2g . 答案:(1)L 1+L 2+(m1+m2)g k1+m2g k2(2)k2m1g k1+k2+m 2g 12.如图所示,有一半径为r =0.2 m 的圆柱体绕竖直轴OO ′以ω=9 rad/s 的角速度匀速转动.今用力F 将质量为1 kg 的物体A 压在圆柱侧面,使其以v 0=2.4 m/s 的速度匀速下降.若物体A 与圆柱面的动摩擦因数μ=0.25,求力F 的大小.(已知物体A 在水平方向受光滑挡板的作用,不能随圆柱体一起转动,重力加速度g 取10 m/s 2)解析:在水平方向上圆柱体有垂直纸面向里的速度,A 相对圆柱体有垂直纸面向外的速度为v ′,v ′=ωr =1.8 m/s ;在竖直方向上有向下的速度v 0=2.4 m/s.A 相对于圆柱体的合速度为v =v20+v ′2=3 m/s ,合速度与竖直方向的夹角为θ,则cos θ=v0v =45, A 做匀速运动,竖直方向受力平衡,有F f cos θ=mg ,得F f =mg cos θ=12.5 N , 另F f =μF N ,F N =F ,故F =Ff μ=50 N. 答案:50 N。
第章相互作用[全国卷三年考点考情]
况.
第一节重力弹力摩擦力
(对应学生用书第20页)
[教材知识速填]
知识点1重力弹力
1.重力
(1)产生
由于地球的吸引而使物体受到的力.
(2)大小
与物体的质量成正比,即G=mg.可用弹簧秤测量重力.
(3)方向
总是竖直向下.
(4)重心
其位置与物体的质量分布和形状有关.
2.弹力
(1)产生条件
①两物体相互接触.
②两物体发生弹性形变.
(2)方向
弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反.几种典型的弹力的方向如下:
①压力:垂直于支持面而指向被压的物体.
②支持力:垂直于支持面而指向被支持的物体.
③细绳的拉力:沿绳指向绳收缩的方向.
④轻杆的弹力:不一定沿杆,要根据运动状态具体分析.
(3)大小
①弹簧类弹力在弹性限度内遵从胡克定律:F=kx.
②非弹簧类弹力大小应根据平衡条件或动力学规律求解.。
[课时作业]单独成册方便使用[基础题组]单项选择题1.如图所示,两辆车在以相同的速度做匀速运动,根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是()A.物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B.重力的方向总是垂直向下的C.物体重心的位置只与物体的质量分布有关D.力是使物体运动的原因解析:物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点,这个点就是物体的重心,重力的方向总是和水平面垂直,是竖直向下而不是垂直向下,所以A正确,B错误;从图中可以看出,汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化,重心的位置就发生了变化,故C错误;力不是使物体运动的原因而是改变物体运动状态的原因,所以D错误.答案:A2.图中光滑小球都与下表面接触,则小球一定受支持力的是()解析:A、B、D中,如果绳子的拉力等于小球的重力,则小球不会受到支持力作用,但是C中如果把斜面撤去,小球的状态将发生变化,故一定受到支持力作用,故C正确.答案:C3.人握住旗杆匀速竖直向上爬,则下列说法正确的是()A.人受的摩擦力的方向是向上的B.人受的摩擦力的方向是向下的C.人握旗杆用力越大,人受的摩擦力也越大D.人握旗杆用力越大,人受到的摩擦力也越大解析:人握住旗杆匀速上爬时,人相对于旗杆有向下滑的趋势,受到旗杆的静摩擦力方向向上,故A正确,B错误;人竖直方向受到重力和摩擦力,由平衡条件分析得知,人受的摩擦力等于人的重力,保持不变,所以人握旗杆用力越大,并不会使人受的摩擦力也越大,故C、D错误.答案:A4.(2018·云南临沧调研)装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图所示,则在匀加速拖出的过程中()A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小B.材料与平台之间的相对速度逐渐增大,摩擦力逐渐增大C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人拉力也不变解析:根据滑动摩擦力的求解公式f=μN可知,滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数和正压力有关,与物体之间的接触面积无关,故当人匀加速拖出木板的过程中材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人拉力也不变,选项D正确.答案:D5.物体b在力F作用下将物体a向光滑竖直墙壁挤压,如图所示,a、b处于静止状态,则()A.a受到的摩擦力有两个B.a受到的摩擦力大小不随F变化C.a受到的摩擦力大小随F的增大而增大D.a对b的摩擦力方向竖直向上解析:对于a,由于墙壁光滑,a处于静止状态,受重力、b对a的压力、墙壁的弹力、b对a的静摩擦力处于平衡,则b对a的摩擦力大小等于a的重力大小,方向竖直向上,F增大,摩擦力大小不变,始终等于a的重力大小,由牛顿第三定律知,a对b的摩擦力方向竖直向下.答案:B6.物块M在静止的传送带上匀速下滑时,若传送带突然转动,且转动的方向如图中箭头所示,则传送带转动后()A.M将减速下滑B.M仍匀速下滑C.M受到的摩擦力变小D.M受到的摩擦力变大解析:M匀速下滑时受到沿传送带向下的重力的分力等于滑动摩擦力,当传送带启动后,物体所受的滑动摩擦力是不变的,故可知物体仍然匀速下滑,故选B. 答案:B7.如图所示,一个木块放在水平地面上,在水平恒力F作用下,以速度v匀速运动,下列关于摩擦力的说法中正确的是()A.木块受到的滑动摩擦力的大小等于FB.地面受到的静摩擦力的大小等于FC.若木块以2v的速度匀速运动时,木块受到的摩擦力大小等于2FD.若用2F的力作用在木块上,木块受到的摩擦力的大小为2F解析:木块相对地面运动受到滑动摩擦力,当木块在拉力F的作用下做匀速直线运动时,f=F,故A正确,B错误;当木块以2v做匀速直线运动时,正压力不变,则f=F=μmg,故C错误;若用2F作用在木块上,物块做加速直线运动,f=μmg,又F=μmg,所以f=F,故D错误.答案:B8.(2018·河北望都中学高三月考)如图所示,物体A、B叠放在物体C上,C置于水平地面上,水平力F作用于B,使A、B、C一起匀速运动,各接触面间摩擦力的情况是()A.B对C有向左的摩擦力B.C对A有向左的摩擦力C.物体C受到三个摩擦力作用D.C对地面有向右的摩擦力解析:三个物体都做匀速直线运动,合外力均为零,以B为研究对象,B水平方向受到向右的拉力F作用,根据平衡条件可知,C对B有向左的静摩擦力,而且此静摩擦力与F平衡,根据牛顿第三定律得知,B对C有向右的静摩擦力,故A错误.对A研究,由平衡条件可知,C对A没有摩擦力,否则A受力不平衡,不可能做匀速直线运动,则A对C也没有摩擦力,故B错误.以整体为研究对象,由平衡条件可知,地面对C有向左的滑动摩擦力,则C对地面有向右的滑动摩擦力,故C受到两个摩擦力,故C错误,D正确.故选D.答案:D[能力题组]一、选择题9.如图,一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上,其一面与风速垂直,当风速为v0时刚好能推动该物块.已知风对物块的推力F正比于S v2,其中v为风速、S为物块迎风面积.当风速变为2v0时,刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块,则该物块的质量为(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A.4m B.8mC.32m D.64m解析:设质量为m的正方体的边长为a,刚好被推动时,在水平方向上受到风力和最大静摩擦力,最大静摩擦力与正压力成正比,设比例系数为μ,且二力大小相等,则μmg=kS v20,又m=ρV=ρa3,得μρa3g=ka2v20.同理设另一块质量为m′正方形的边长为b,刚好被推动时,有μρb3g=kb2(2v0)2,解得b=4a,所以质量为m′正方体的体积是质量为m的正方体的体积的64倍,所以m′=64m,故D正确,A、B、C错误.答案:D10.(多选)如图所示,重20 N的物体放在粗糙水平面上,用F=8 N的力斜向下推物体.F与水平面成30°角,物体与平面间的动摩擦因数μ=0.5,则物体()A.对地面的压力为28 N B.对地面的压力为24 NC.所受摩擦力为12 N D.所受摩擦力为4 3 N解析:由题意知:F sin 30°+mg=N,得N=24 N,则由F cos 30°=4 3 N<μN =12 N知物体与地面间为静摩擦力,大小为4 3 N,知B、D对.答案:BD11.(多选)如图甲所示,斜面体固定在水平面上,斜面上有一物块在拉力F的作用下始终处于静止状态,拉力F在如图乙所示的范围内变化,取沿斜面向上为正方向.则物块所受的摩擦力f与时间t的关系图像可能正确的是()解析:若t=0时静摩擦力沿斜面向上,随F减小,f增大,当F反向后,f在原来基础上继续增大,D正确;若t=0时静摩擦力沿斜面向下,随F减小,f减小,在F=0前,f变为沿斜面向上,B正确.答案:BD12.(多选)如图所示,倾角为θ的斜面体c置于水平地面上,小物块b置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接,连接b的一段细绳与斜面平行.在a中的沙子缓慢流出的过程中,a、b、c都处于静止状态,则()A.b对c的摩擦力一定减小B.b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上C.地面对c的摩擦力方向一定向右D.地面对c的摩擦力一定减小解析:设a、b的重力分别为G a、G b,若G a=G b sin θ,b受到c的摩擦力为零,当a中的沙子缓慢流出时,细绳拉力减少,b受到c的摩擦力沿斜面向上,且摩擦力逐渐增大,故A错误,B正确;以bc整体为研究对象,分析受力如图,由平衡条件得,水平面对c的摩擦力f=T cos θ=G a cos θ,方向水平向左,在a中的沙子缓慢流出的过程中,摩擦力在减小,故C错误,D正确.答案:BD13.(多选)(2018·湖南常德模拟)如图所示,两根光滑细棒在同一竖直平面内,两棒与水平面成37°角,棒上各穿有一个质量为m的相同小球,两球用轻质弹簧连接,两小球在图中位置处于静止状态,此时弹簧与水平面平行,则下列判断正确的是()A.弹簧处于拉伸状态B.弹簧处于压缩状态C.弹簧的弹力大小为34mgD.弹簧的弹力大小为38mg解析:以左侧小球为研究对象,假如弹簧处于压缩状态,弹簧对该球的弹力方向水平向左,小球还受到竖直向下的重力和垂直于棒的弹力,根据平行四边形定则可知,这三个力的合力不可能为零,则小球不可能处于静止状态,与题设矛盾,所以弹簧一定处于拉伸状态,故A正确,B错误;根据平衡条件得F cos 37°=mg sin 37°,解得弹簧的弹力大小F=34mg,故C正确,D错误.答案:AC二、非选择题14.如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验.若砝码和纸板的质量分别为m1和m2,各接触面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g.(1)当纸板相对于砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小.(2)要使纸板相对于砝码运动,求所需拉力的大小.(3)本实验中,m1=0.5 kg,m2=0.1 kg,μ=0.2,砝码与纸板左端的距离d=0.1 m,g取10 m/s2.若砝码移动的距离超过l=0.002 m,人眼就能感知.为确保实验成功,纸板所需的拉力至少为多大?解析:(1)砝码对纸板的摩擦力f1=μm1g桌面对纸板的摩擦力f2=μ(m1+m2)g则纸板所受的摩擦力f=f1+f2解得f=μ(2m1+m2)g(2)设砝码的加速度为a1,纸板的加速度为a2,则f1′=m1a1,F-f1-f2=m2a2,f1′=f1发生相对运动时,有a2>a1解得F>2μ(m1+m2)g(3)纸板抽出前,砝码运动的距离x 1=12a 1t 21纸板运动的距离d +x 1=12a 2t 21纸板抽出后,砝码在桌面上运动的距离x 2=12a 3t 22,l =x 1+x 2由题意知a 1=a 3,a 1t 1=a 3t 2解得F =2μ[m 1+(1+d l )m 2]g代入数据得F =22.4 N.答案:(1)μ(2m 1+m 2)g (2)F >2μ(m 1+m 2)g(3)22.4 N。