2018年高考物理二轮复习练案:课时作业4力 弹力 摩擦力 含解析
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高考经典课时作业2-1 重力、弹力、摩擦力(含标准答案及解析)时间:45分钟分值:100分1.如右图所示,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2.(2011·高考天津卷)如右图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力()A.方向向左,大小不变B.方向向左,逐渐减小C.方向向右,大小不变D.方向向右,逐渐减小3.如图所示,倾角为30°,重为80 N的斜面体静止在水平面上.一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上,杆的另一端固定一个重为2 N的小球,小球处于静止状态时,下列说法正确的是()A.斜面体有向左运动的趋势B.地面对斜面体的支持力为80 NC.球对弹性轻杆的作用力为2 N,方向竖直向下D.弹性轻杆对小球的作用力为2 N,方向垂直斜面向上4.(2013·黄山模拟)如图所示,小车内有一固定光滑斜面,一个小球通过细绳与车顶相连,细绳始终保持竖直.关于小球的受力情况,下列说法正确的是()A.若小车静止,绳对小球的拉力可能为零B.若小车静止,斜面对小球的支持力一定为零C.若小车向右运动,小球一定受两个力的作用D.若小车向右运动,小球一定受三个力的作用5.(2013·安徽合肥市第二次教学质量检测)如右图所示,楔形物块a固定在水平地面上,在其斜面上静止着小物块b.现用大小一定的力F分别沿不同方向作用在小物块b上,小物块b仍保持静止,如下图所示.则a、b之间的静摩擦力一定增大的是()6.如右图所示,轻弹簧的一端与物块P 相连,另一端固定在木板上.先将木板水平放置,并使弹簧处于拉伸状态.缓慢抬起木板的右端,使倾角逐渐增大,直至物块P 刚要沿木板向下滑动,在这个过程中,物块P 所受静摩擦力的大小变化情况是( )A .先减小后增大B .先增大后减小C .一直增大D .保持不变7.(2013·济南检测)如右图所示,物体P 、Q 用轻绳连接后跨过定滑轮,物体P 静止在倾角为37°角的斜放木板上悬挂着.已知P 、Q 的质量m P 、m Q 大小的关系为m Q =34m P .今将斜放木板的倾角从37°增到45°,物体P 仍保持静止而没有滑动,若不计滑轮处的摩擦,则下列说法中正确的是( )A .绳子的张力将变大B .物体P 受到的静摩擦力将变小C .物体P 对斜板的压力将变小D .绳子张力和物体P 受到的摩擦力均不变8.某学习小组为了体验最大静摩擦力与滑动摩擦力的临界状态,设计了如右图所示的装置,一位同学坐在长直木板上,让长直木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角θ变大),另一端不动,则该同学受到支持力F N 、合外力F 合、重力沿斜面方向的分力G 1、摩擦力F f 随角度θ的变化关系图象中正确的是( )9.(2011·高考江苏卷改编)如图所示,倾角为α的等腰三角形斜面固定在水平面上,一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧,绸带与斜面间无摩擦.现将质量分别为M 、m (M >m )的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上.两物块与绸带间的动摩擦因数相等,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.在α角取不同值的情况下,下列说法正确的有( )A .两物块所受摩擦力的大小不可能总相等B .两物块不可能同时相对绸带静止C .M 不可能相对绸带发生滑动D .m 不可能相对斜面向上滑动10.一根大弹簧内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长0.2 m,它们的下端平齐并固定,另一端自由,如下图所示.当压缩此组合弹簧时,测得弹力与弹簧压缩量的关系如图所示.试求这两根弹簧的劲度系数k1和k2.11.木块A、B分别重50 N和60 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25;夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m.系统置于水平地面上静止不动.现用F=1 N的水平拉力作用在木块B上,如图所示,求力F作用后木块A、B 所受摩擦力的大小.12.如图甲所示,轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10 kg的物体,∠ACB=30°;图乙中轻杆HP一端用铰链固定在竖直墙上,另一端P通过细绳EP拉住,EP与水平方向也成30°,轻杆的P点用细绳PQ拉住一个质量也为10 kg的物体.g取10 N/kg,求轻绳AC段的张力大小F AC与细绳EP的张力大小F EP之比.标准答案及解析:1.解析: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大小等于重力,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,所以推力大小等于摩擦力,不变.综上所述,选项D正确.答案:D2.解析:B向右做匀减速直线运动,加速度大小不变、方向向左,由牛顿第二定律知,B 所受摩擦力的方向向左,大小不变,即A正确,B、C、D均错误.答案:A3.答案:C4.解析:方法一:斜面光滑表明小球不受摩擦力,细绳竖直表明若绳子有弹力,应沿竖直方向.方法二:采用假设法.若绳对小球的拉力为零,小球在重力和斜面的弹力作用下,合力不可能为零,无法达到平衡,故绳对小球的拉力不可能为零.若斜面对小球的支持力不为零,则细绳不可能始终保持竖直,故斜面对小球的支持力一定为零.方法三:小车向右运动可能有三种运动形式:向右匀速运动、向右加速运动和向右减速运动.当小车向右匀速运动时,小球受力平衡,只受重力和绳子拉力两个力的作用.当小车向右加速运动时,小球需有向右的合外力,但由细绳保持竖直状态和斜面形状可知,该运动形式不可能有.当小车向右减速运动时,小球需有向左的合外力,则一定受重力和斜面的支持力,可能受绳子的拉力,也可能不受绳子的拉力.答案:B5.答案:A6.解析:木板水平时,f=kx,方向水平向左,木板倾斜时,设开始f沿板向下,则有:mg sin θ+f=kx,f随θ增大逐渐减小到0,然后f沿板向上,此时有mg sin θ=kx+f,f 再随θ增大而增大,直到要下滑,故A正确.答案:A7.答案:BC8.解析:重力沿斜面方向的分力G1=mg sin θ,C正确,支持力F N=mg cos θ,A正确;该同学滑动之前,F合=0,F f=mg sin θ,滑动后,F合=mg sin θ-μmg cos θ,F f=μmg cos θ,考虑到最大静摩擦力略大于滑动摩擦力的情况,可知B错误、D正确.答案:ACD9.解析:绸带与斜面间无摩擦,且为轻质绸带,因此绸带无论运动与否,ma =0,故绸带所受合力为零,故M 、m 与绸带间的摩擦力一定大小相等,A 错误;当α较小时,mg sin α小于其最大静摩擦力,二者可以同时相对绸带静止,B 错误;最大静摩擦力F f m =μmg cos α,因M >m ,故M 的F f m 大于m 的F f m ′,当α增大时,mg sin α增大到m 的F f m ′时,m 相对绸带滑动,此时绸带两端的摩擦力仍大小相等,故没有达到M 的F f m ,故M 与绸带仍相对静止,C 正确、D 错误.答案:C 10.解析:此物理过程,弹簧压缩测得的力的大小就等于弹簧的弹力,并遵守胡克定律. 据题意,当压缩量只有0.2 m 的过程,只大弹簧发生形变,从图中读出x =0.2 m ,F =2N ,由胡克定律知F 1=k 1x 1,得k 1=F 1x 1=20.2N/m =10 N/m 弹簧组合形变量为0.3 m 时,大弹簧的形变量为x 1=0.3 m ,小弹簧的形变量为x 2=0.1 m , F 1+F 2=5 N ,就有k 1x 1+k 2x 2=5k 2=5-k 1x 1x 2=5-10×0.30.1N/m =20 N/m. 答案:10 N/m 20 N/m11.解析:未加F 时,木块A 、B 受力平衡,所受静摩擦力大小等于弹簧的弹力,即 F A =F B =F 弹=kx =400×0.02 N =8 N木块B 受地面的最大静摩擦力为:F B m =μF N B =0.25×60 N =15 N施加F 后,对木块B 有:F +F 弹<F B m故B 所受摩擦力仍为静摩擦力,其大小为:F B ′=F +F 弹=9 N施加F 后,木块A 所受摩擦力仍为静摩擦力,大小为:F A ′=8 N答案:8 N 9 N12.解析:题图甲和乙中的两个物体M 1、M 2都处于平衡状态,根据平衡条件可判断,与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力.分别取C 点和P 点为研究对象,进行受力分析如图(a)和(b)所示.图(a)中轻绳AD 跨过定滑轮拉住质量为M 1的物体,物体处于平衡状态,绳AC 段的拉力F AC =F CD =M 1g图(b)中由F EP sin 30°=F PQ =M 2g得F EP =2M 2g ,所以得F AC F EP =M 12M 2=12.。
课时作业(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!) 选择题(1~9题为单项选择题,10~15题为多项选择题)1.如图所示,所有的球都是相同的,且形状规则、质量分布均匀。
甲球放在光滑斜面和光滑水平面之间,乙球与其右侧的球相互接触并放在光滑的水平面上,丙球与其右侧的球放在另一个大的球壳内部并相互接触,丁球用两根轻质细线吊在天花板上,且其中右侧一根线是沿竖直方向。
关于这四个球的受力情况,下列说法正确的是()A.甲球受到两个弹力的作用B.乙球受到两个弹力的作用C.丙球受到两个弹力的作用D.丁球受到两个弹力的作用解析:因甲、乙、丙、丁四个球均处于平衡状态,故甲球只受水平面的弹力,斜面对其无弹力;乙球也只受水平面的弹力,与另一球之间无弹力作用;丙球受右侧球和球壳的两个弹力的作用;丁球受竖直细线的拉力,倾斜细线的拉力刚好为零,故C正确,A、B、D错误。
答案: C2.质量为m的物体在水平面上,在大小相等、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,如图所示,若物体与水平面间的动摩擦因数为μ,则物体()A.在F1的反方向上受到F f1=μmg的摩擦力B.在F2的反方向上受到F f2=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=2μmgD.在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为F f=μmg解析:物体受到滑动摩擦力,大小为F f=μmg,方向与物体运动方向相反,即与F1、F2的合力方向相反,故D正确。
答案: D3.(2017·东莞模拟)一个物体平放在水平面上,受到一个水平推力F的作用,如图所示。
F的大小由零逐渐增大,直到物体开始滑动一段位移。
在这一过程中,以下关于摩擦力的大小和方向的说法中正确的是()A.一直随F的增大而增大B.大小不变C.方向一直水平向左D.方向先向左后向右解析:用力F推物体,在没推动前,物体受静摩擦力作用,静摩擦力的大小随F的增大而增大,方向与F反向,水平向左;当F增大到能推动物体时,物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小F f=μF N=μmg,方向与运动方向相反,水平向左,故只有C正确,A、B、D错误。
第二章力与物体的平衡1、高考着重考查的知识点有:力的合成与分解、弹力、摩擦力概念及其在各种形态下的表现形式.对受力分析的考查涵盖了高中物理的所有考试热点问题.此外,基础概念与实际联系也是当前高考命题的一个趋势.2、会用平行四边形定则、三角形定则进行力的合成与分解;会用正交分解法进行力的合成与分解3、考试命题特点:这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少,大多数情况都是同时涉及到几个知识点,而且都是牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查,考查时注重物理思维与物理能力的考核.第05讲重力、弹力、摩擦力1.掌握重力的大小、方向及重心概念.2.掌握弹力的有无、方向的判断及大小的计算的基本方法.3.掌握胡克定律.4.会判断摩擦力的有无和方向.5.会计算摩擦力的大小.1.重力(1)产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.(2)大小:G=mg.(3)g的特点①在地球上同一地点g值是一个不变的常数.②g值随着纬度的增大而增大.③g值随着高度的增大而减小.(4)方向:竖直向下.(5)重心①相关因素:物体的几何形状;物体的质量分布.②位置确定:质量分布均匀的规则物体,重心在其几何中心;对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板,重心可用悬挂法确定.2.弹力(1)形变:物体形状或体积的变化叫形变.(2)弹力①定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用.②产生条件:物体相互接触;物体发生弹性形变.(3)胡克定律①内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.②表达式:F=kx.k是弹簧的劲度系数,单位为N/m;k的大小由弹簧自身性质决定.x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度.3.摩擦力(1)定义:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力.(2)产生条件①接触面粗糙;②接触处有挤压作用;③两物体间有相对运动或相对运动的趋势.(3)方向:与受力物体相对运动或相对运动趋势的方向相反.(4)大小①滑动摩擦力:F=μF N;②静摩擦力:0<F f≤F max.考点一弹力的大小、有无及方向的判断1.弹力有无的判断方法(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况.(2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力,若运动状态改变,则此处一定有弹力.(3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在.(4)替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否维持原来的运动状态.2.弹力方向的判断方法(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断.(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向.3.弹力的分析与计算首先分析物体的运动情况,然后根据物体的运动状态,利用共点力平衡的条件或牛顿第二定律求弹力.★重点归纳★1、几种典型接触弹力的方向确认:中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型,具有如下几个特性:(1)弹力遵循胡克定律F=kx,其中x是弹簧的形变量.(2)轻:即弹簧(或橡皮绳)的重力可视为零.(3)弹簧既能受拉力,也能受压力(沿着弹簧的轴线),橡皮绳只能受拉力,不能受压力.(4)由于弹簧和橡皮绳受力时,其形变较大,发生形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变.但是,当弹簧和橡皮绳被剪断时,它们产生的弹力立即消失.3.滑轮模型与死结模型问题的分析(1)跨过滑轮、光滑杆、光滑钉子的细绳两端张力大小相等.(2)死结模型:如几个绳端有“结点”,即几段绳子系在一起,谓之“死结”,那么这几段绳中的张力不一定相等.(3)同样要注意轻质固定杆的弹力方向不一定沿杆的方向,作用力的方向需要结合平衡方程或牛顿第二定律求得,而轻质活动杆中的弹力方向一定沿杆的方向.★典型案例★如图所示,质量为2m的物体A经过一轻质弹簧与地面上的质量为3m的物体B相连,弹簧的进度系数为k,一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮,一端连物体A,另一端连一质量为m的物体C,物体A、B、C都处于静止状态,已知重力加速度为g,忽略一切摩擦(1)求物体B对地面的压力;(2)把物体C的质量改为5m,这时C缓慢下降,经过一段时间系统达到新的平衡状态,这时B仍没离开地面,且C只受重力和绳的拉力作用,求此过程中物体A上升的高度。
课时作业4 重力弹力摩擦力时间:45分钟1.(多项选择)如下列图,小球A的重力为G,一端被竖直悬线挂于O点,另一端与水平桌面相接触,悬线对A、水平桌面对A的弹力大小可能为( ABC )A.0,G B.G,0C.G2,G2D.G2,32G解析:因小球A处于平衡状态,悬线对A的作用力只能竖直向上,由平衡条件可得:F +F N=G,由此可知,A、B、C均正确,D错误.2.一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用,木块处于静止状态,如下列图.其中F1=10 N,F2=2 N,假设撤去F1,如此木块受到的摩擦力为( C )A.10 N,方向向左 B.6 N,方向向右C.2 N,方向向右 D.0解析:当物体受F1、F2与摩擦力的作用而处于平衡状态时,由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8 N,方向向左.可知最大静摩擦力F fmax≥8 N.当撤去力F1后,F2=2 N<F fmax,物体仍处于静止状态,由平衡条件可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变,且与作用在物体上的F2等大反向.选项C正确.3.如下列图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.假设保持F 的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动.物块与桌面间的动摩擦因数为( C )A.2-3B.3 6C.33D.32解析:当F水平时,根据平衡条件得F=μmg;当保持F的大小不变,而方向与水平面成60°角时,由平衡条件得F cos60°=μ(mg-F sin60°),联立解得μ=33,应当选项C正确.4.如下列图,两个弹簧的质量不计,劲度系数分别为k1、k2,它们一端固定在质量为m 的物体上,另一端分别固定在Q、P上,当物体平衡时上面的弹簧处于原长,假设把固定的物体换为质量为2m的物体(弹簧的长度不变,且弹簧均在弹性限度内),当物体再次平衡时,物体比第一次平衡时的位置下降了x,如此x为( A )A.mgk1+k2B.k1k2mg k1+k2C.2mgk1+k2D.k1k22mg k1+k2解析:物体质量为m时,上面的弹簧处于原长,由于物体处于平衡状态,下面的弹簧一定对物体有向上的弹力,因此下面的弹簧被压缩了x1,由平衡条件得k1x1=mg.换成质量为2m的物体后,下面的弹簧将进一步压缩x,同时上面的弹簧被拉伸x,平衡时有k1(x1+x)+k2x=2mg,联立解得x=mgk1+k2.5.如下列图的四个图中,AB、BC均为轻质杆,各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,两杆都在B处由铰链连接,且系统均处于静止状态.现用等长的轻绳来代替轻杆且能保持平衡,如此( B )A.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙B.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁C.图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁D.图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁解析:如果杆受拉力作用,如此可以用与之等长的轻绳代替,如果杆受压力作用,如此不可用等长的轻绳代替,图甲、丙、丁中的AB杆均受拉力作用,而甲、乙、丁中的BC杆均受沿杆的压力作用,故A、C、D均错误,B正确.6.科技的开展正在不断地改变着我们的生活,如图甲是一款手机支架,其外表采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上,如图乙是手机静止吸附在支架上的俯视图,假设手机的重力为G,如此如下说法正确的答案是( D )A.手机受到的支持力大小为G cosθB.手机受到的支持力不可能大于GC.纳米材料对手机的作用力大小为G sinθD.纳米材料对手机的作用力竖直向上解析:因为采用了纳米微吸材料,斜面会对手机存在一个吸引力,所以手机受到的支持力大小不可能为G cosθ,其大小可能大于G,也可能小于G,取决于吸引力的大小,A、B 错误;手机受到竖直向下的重力和纳米材料的作用力,故纳米材料对手机的作用力竖直向上,大小等于G,C错误,D正确.7.弹簧拉力器是一种适合于大众健身的器械,如下列图,它由几根规格一样的弹簧并联而成,弹簧根数可以调整.甲同学使用挂有3根弹簧的拉力器训练,乙同学使用挂有2根弹簧的拉力器训练,乙同学将弹簧拉开的最大伸长量是甲同学的2倍,如此乙同学对拉力器施加的最大拉力是甲同学的( B )A.34倍 B.43倍C.32倍 D.2倍解析:设一根弹簧的劲度系数为k,甲拉开的长度为x,乙拉开的长度为2x.甲的力为:F =3kx ,乙的力为:F ′=2k ×2x .故乙同学对拉力器施加的最大拉力是甲同学的n 倍,n =F ′F=4kx 3kx =43.应当选B.8.在天花板上用一样的两根轻质细线1和2悬挂一块薄板,细线1和2与竖直方向分别成45°、60°角,薄板处于静止状态,如下列图,如此如下说法正确的答案是( B )A .细线2对薄板的拉力大于细线1对薄板的拉力B .设法保持重力位置不变,缓慢增加薄板的质量,如此细线1先断C .细线1和2延长线的交点一定是薄板的重心位置D .细线2端点O 2缓慢向右侧移动,且保持细线1位置不变,细线1对薄板的拉力减小 解析:薄板在重力和细线1、2的拉力的作用下处于静止状态,三力的延长线必交于同一点,但不一定是重心,故C 错误;把两细线拉力正交分解,在水平方向F 1sin45°=F 2sin60°,可得细线2对薄板的拉力小于细线1对薄板的拉力,故A 错误;在重心位置不变,缓慢增加薄板的质量时,两细线的拉力同时增大,由于细线1的拉力较大,所以细线1先断,故B 正确;设细线2与水平方向的夹角为θ,在水平方向有F 1sin45°=F 2cos θ;在竖直方向,根据平衡条件有F 1cos45°+F 2sin θ=mg ,F 1=mgcos45°+s in45°tan θ,细线2端点O 2缓慢向右侧移动,细线2与水平方向的夹角θ减小,tan θ减小,所以细线1对薄板的拉力F 1增大,故D 错误.9.如下列图,斜面固定在地面上,倾角为37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8).质量为1 kg 的滑块以初速度v 0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长,该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8),如此该滑块所受摩擦力F随时间变化的图象是图中的(取初速度v0的方向为正方向,g取10 m/s2)( B )解析:滑块上升过程中受到滑动摩擦力作用,由F=μF N和F N=mg cosθ联立得F=6.4 N,方向为沿斜面向下.当滑块的速度减为零后,由于重力的分力mg sinθ<μmg cosθ,滑块不动,滑块受的摩擦力为静摩擦力,由平衡条件得F=mg sinθ,代入可得F=6 N,方向为沿斜面向上,应当选项B正确.10.(2019·安徽六校二模)如图,在一段平坦的地面上等间距分布着一排等高的输电线杆,挂在线杆上的电线粗细均匀且呈对称性.由于热胀冷缩,冬季两相邻线杆之间的导线长度会有所减少.对B线杆与两侧的电线,冬季与夏季相比( D )A.电线最高点处的张力变小B.电线最低处的张力不变C.线杆对地面的压力变小D.线杆两侧电线对线杆拉力的合力不变解析:以线杆间电线为研究对象,受力分析如下列图.由对称性与共点力平衡条件可得:F cos θ=12mg ,由于热胀冷缩,冬天电线变短,θ角增大,电线最高点处的张力变大,A 项错误,电线最低处的张力F ′=F sin θ=12mg tan θ,θ角增大,F ′变大,B 项错误.线杆两侧电线对线杆拉力的合力等于两杆间电线的重力,方向竖直向下,且保持不变,如此知杆对地面的压力不变,如此C 项错误,D 项正确.11.(多项选择)如下列图,质量为m 的木块在质量为M 的长木板上,受到向右的拉力F 的作用向右滑行,长木板处于静止状态,木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2.如下说法正确的答案是( AD )A .木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mgB .木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m +M )gC .当F >μ2(M +m )g 时,木板便会开始运动D .无论怎样改变F 的大小,木板都不可能运动解析:由于木块在木板上运动,所以木块受到木板的滑动摩擦力的作用,其大小为μ1mg ,根据牛顿第三定律可得木块对木板的滑动摩擦力也为μ1mg .又由于木板处于静止状态,木板在水平方向上受到木块的摩擦力μ1mg 和地面的静摩擦力的作用,二力平衡,选项A 正确,B 错误;假设增大F 的大小,只能使木块的加速度大小变化,但木块对木板的滑动摩擦力大小不变,因而也就不可能使木板运动起来,选项C 错误,D 正确.12.如下列图,位于水平桌面上的物块P ,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q 相连,从定滑轮到P 和到Q 的两段轻绳都是水平的,Q 与P 之间以与P 与桌面之间的动摩擦因数都是μ,两物块的质量都是m ,定滑轮轴上的摩擦不计,假设用一水平向右的力F 拉P 使其做匀速运动,如此F 的大小为( A )A .4μmgB .3μmgC .2μmgD .μmg解析:因为P 、Q 都做匀速运动,因此可用整体法和隔离法求解.隔离Q 进展分析,Q 在水平方向受绳向左的拉力F T 和向右的摩擦力F f1=μmg ,因此F T =μmg .对整体进展分析,整体受绳向左的拉力2F T ,桌面对整体的向左的摩擦力F f2=2μm g ,向右的外力F ,由平衡条件得:F =2F T +F f2=4μmg .故A 正确.13.如下列图,质量为m 的物体连接在置于水平面上的劲度系数为k 的竖直轻弹簧上.一根弹性细绳跨过定滑轮与物体连接.弹性细绳没有拉力时,其端点位于M 位置.缓慢拉细绳直到端点到N 位置时,弹簧对物体的拉力大小恰好等于物体的重力.这种弹性细绳的弹力与伸长量成正比,比例系数为k ′,求:(1)弹性细绳没有拉力时,弹簧的形变量;(2)把弹性细绳端点从M 拉到N 过程中物体上升了多少?(3)M 、N 间的距离为多大?解析:(1)细绳没有拉力时,弹簧处于压缩状态,设压缩量为x 0,有kx 0=mg ,解得x 0=mg k .(2)当弹性细绳端点从M 缓慢拉到N 位置时,因弹簧对物体的拉力大小恰好等于A 的重力,说明弹簧处于伸长状态,且伸长量x 1=x 0=mgk所以物体上升的高度为h =2x 0=2mg k. (3)弹性细绳中弹力F T =2mg 弹性细绳伸长量x 2=F T k ′=2mg k ′M 、N 间的距离为x MN =h +x 2=2mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k +1k ′.答案:(1)mg k(2)2mg k (3)2mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k +1k ′。
课时规范练4重力弹力摩擦力基础对点练1.(弹力有无判断)图中光滑小球都与下表面接触,则小球一定受支持力的是()2.(胡克定律)如图所示,一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接,弹簧、地面水平。
A、B两点离墙壁的距离分别为x1、x2,物块在A、B两点恰好均能静止,物块与地面的最大静摩擦力为F,则弹簧的劲度系数为()A.Fx2+x1B.2Fx2+x1C.2Fx2-x1D.Fx2-x13.(摩擦力突变问题)如图所示,一倾角为θ=37°的斜面固定在地面上,质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行,设斜面足够长,已知该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2。
取初速度v0的方向为正方向,则该滑块所受摩擦力F f随时间变化的图像是()4.(多选)(弹簧的弹力、胡克定律)如图所示,锻炼身体用的拉力器并列装有四根相同的弹簧,每根弹簧的自然长度都是40 cm,某人用600 N的力把它们拉长至1.6 m,则()A.人的每只手受到拉力器的拉力为300 NB.每根弹簧产生的弹力为150 NC.每根弹簧的劲度系数为125 N/mD.每根弹簧的劲度系数为500 N/m5.(静摩擦力)(2023浙江高三月考)测反应时间的示意图如图所示,一位同学用两根手指捏住刻度尺的顶端,另一位同学用一只手在刻度尺下方做捏住刻度尺的准备,但手不能碰到刻度尺。
忽略空气阻力,刻度尺由静止释放,测出刻度尺被捏住时其降落的高度,根据自由落体运动知识,可以算出另一位同学做出反应的时间,下列说法正确的是()A.刻度尺静止时,刻度尺对手指有5个力的作用B.刻度尺静止时,刻度尺对手指有4个力的作用C.静止时,刻度尺受到的摩擦力与手指对其的正压力成正比D.刻度尺受到的压力,刻度尺发生弹性形变产生的6.(多选)(传送带模型——摩擦力突变)如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,以速度v0逆时针匀速转动。
课时作业(四)重力弹力摩擦力[授课提示:对应学生用书第249页]一、选择题(1~7题只有一个选项符合题目要求,8~13题有多个选项符合题目要求)1.在半球形光滑碗内斜搁一根筷子,如图所示,筷子与碗的接触点分别为A、B,则碗对筷子A、B两点处的作用力方向分别为()A.均竖直向上B.均指向球心OC.A点处指向球心O,B点处竖直向上D.A点处指向球心O,B点处垂直于筷子斜向上解析:在A点处,当筷子滑动时,筷子与碗的接触点在碗的内表面(半球面)上滑动,所以在A点处的接触面是球面在该点的切面,此处的弹力与切面垂直,即指向球心O.在B点处,当筷子滑动时,筷子与碗的接触点在筷子的下表面上滑动,所以在B点处的接触面与筷子平行,此处的弹力垂直于筷子斜向上.故选项D正确.答案:D2.关于静摩擦力,下列说法中正确的是()A.两个表面粗糙的物体,只要直接接触就会产生静摩擦力B.静摩擦力总是阻碍物体的运动C.静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反D.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值解析:由于静摩擦力产生在彼此直接接触且相互挤压、接触面粗糙又有相对运动趋势的物体之间,所以A错误;静摩擦力的作用是阻碍物体间的相对运动趋势,方向与物体间相对运动趋势的方向相反,不能说成阻碍物体的运动,所以B错误,C正确;两物体间静摩擦力的大小通常随物体所受其他外力的变化而变化,因此D错误.答案:C3.一物块在水平力拉动下,沿静止的水平传送带由A端运动到B端,如图甲所示,这时所受摩擦力为Ff1;现开动机械让传送带向左匀速传动,再次将同样的物块由传送带的A端匀速拉动到B端,这时所受摩擦力大小为Ff2,如图乙所示.则Ff、F2f的大小关系满1足()A.Ff=F2f B.F1f<F2f1C.Ff>F2f D.上述三种情况都有可能1解析:滑动摩擦力的大小与相对速度的大小无关,所以只有A正确.答案:A4.如图所示,小车内一根沿竖直方向的轻质弹簧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 tan α,则轻弹簧对小球无弹力,D正确.答案:D5.如图所示,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑,斜劈保持静止,则地面对斜劈的摩擦力()A.等于零B.不为零,方向向右C.不为零,方向向左D.不为零,v0较大时方向向左,v0较小时方向向右解析:将物块和斜劈看做一个整体,在竖直方向上物块和斜劈受到竖直向下的重力和地面对它们的支持力,属于二力平衡,水平方向没有受到其他力的作用,因此斜劈在水平方向既没有相对地面运动,也没有相对地面运动的趋势,地面对斜劈的摩擦力等于零.答案:A6.如图所示,质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F=1 N的作用,g取10 m/s2,向右为正方向,该物体受到的摩擦力F f随时间变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()解析:从t=0开始物体以一定初速度v0向右滑行时,物体受到水平向左的滑动摩擦力,由公式F f=μF N得摩擦力为F f1=-μF N=-μmg=-2 N;物体的最大静摩擦力F fm=μmg=2 N,由于F<F fm,所以当物体的速度减小到零时,物体将停止运动,受到水平向右的静摩擦力,由平衡条件得物体受到的静摩擦力为F f2=F=1 N,故选项A正确.答案:A7.如图所示,位于水平桌面上的物块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从定滑轮到P和到Q的两段轻绳都是水平的,已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是μ,两物块的质量都是m,定滑轮轴上的摩擦不计,若用一水平向右的力F拉P使其做匀速运动,则F的大小为()A.3μmg B.4μmgC.2μmg D.μmg解析:以Q为研究对象,Q在水平方向受轻绳的拉力F1和P对Q的摩擦力Fμ1作用,由平衡条件可知:F1=Fμ1=μmg;以P为研究对象,P受到水平拉力F,轻绳的拉力F2,Q 对P的摩擦力F′μ1和地面对P的摩擦力Fμ2,由平衡条件可知:F=F2+F′μ1+Fμ2,Fμ2=2μmg,易知:F1=F2,F′μ1=Fμ1,代入得:F=4μmg,选项B正确.答案:B8.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:摩擦力总是阻碍物体的相对运动(或相对运动趋势),而物体间的相对运动与物体的实际运动无关.当摩擦力的方向与物体的运动方向一致时,摩擦力是动力,方向相反时为阻力,故C、D项正确.答案:CD9.如图所示,质量为m的木块在水平推力F的作用下静止在竖直墙壁上,若推力F的大小增加到2F,则()A.木块所受墙面的弹力增加到原来的2倍B.木块所受墙面的摩擦力增加到原来的2倍C.木块所受墙面的摩擦力方向向下D.木块所受墙面的摩擦力不变解析:由于木块是静止的,所以木块与墙面之间的摩擦力为静摩擦力.木块在水平方向受到推力F和墙对它的弹力F N,它们是一对平衡力,即F N=F,则当F增加到2F时,F N 也增加到2F,A正确;在竖直方向上,木块的重力与墙面对木块的静摩擦力是一对平衡力,即木块受到墙面的静摩擦力大小恒等于木块的重力大小,方向与重力的方向相反,沿墙壁向上,B、C错误,D正确.答案:AD10.如图所示,水平地面上的L形木板M上放着小木块m,M与m间有一个处于压缩状态的弹簧,整个装置处于静止状态,下列说法正确的是()A.M对m的摩擦力方向向右B.M对m的摩擦力方向向左C.地面对M的摩擦力方向向右D.地面对M无摩擦力的作用解析:在弹簧弹力作用下,m相对M有向左运动趋势,所以M对m的摩擦力向右,A 对,B错;将m与M(包括弹簧)看做一个整体,没有相对地面运动的趋势,故地面对M无摩擦力,C错,D对.答案:AD如图,一个人站在水平地面上的长木板上用力木板、人、箱子均处于静止状态,三者的质量均为m,重力加速度的球固定在AB杆的上端,今用测力计水平拉球,使杆发生AB杆对球作用力的大小及方向为.方向斜右上与竖直方向的夹角为53°取球受力分析如图所示,由平衡条件知F杆与地面间的动摩擦因数均为μ=答案:(1)40 N(2)24 cm。
时间:45分钟满分:100分一、选择题(8X8' =64’ )1.关于力的概念,下列说法正确的是()A.一个力必左联系着两个物体,其中每个物体既是受力物体,又是施力物体B.放在桌而上的木块受到桌而对它向上的弹力,这是由于木块发生微小形变而产生的C.压缩弹簧时,手先给弹簧一个压力尸,等弹簧再压缩X距离后才反过来给手一个弹力D.根据力的作用效果命名的不同劣称的力,性质可能也不相同解析:力是物体间的相互作用,受力物体同时也是施力物体,施力物体同时也是受力物体,所以A正确:产生弹力时,施力物体和受力物体同时发生形变,但弹力是由施力物体形变引起的,反作用力是由受力物体形变引起的,放在桌而上的木块受到桌而给它向上的弹力, 这是由于桌而发生微小形变而产生的,故B不正确;力的作用是相互的,作用力和反作用力同时产生、同时消失,故C选项错误;根据力的作用效果命名的力,性质可能相同,也可能不相同,如向心力,可以是绳子的拉力,也可以是电场力,还可以是其他性质的力,D选项正确.答案:AD2.如下图所示,A.万两个物块的重力分别是G=3 N, d=4 N,弹簧的重力不计,整个装苣沿竖直方向处于静止状态,这时弹簧的弹力F=2 N,则天花板受到的拉力和地板受到的压力,有可能是()课时作业4重力弹力摩擦力AAA/WWHBA. 1 N 和6 NC. 1 N 和2 N解析:禅簧的弹力为2 N,有两种可能情形: B. 5 N 和6 ND. 5 N 和2 N禅簧处于拉伸状态:弹簧处于圧缩状态,因此对应的解应有两组.①当弹簧处于拉伸状态时,由川、万受力均平衡可知,D 正确.② 若弹簧处于压缩状态,同理可知,A 正确.答案:AD3. 如下图所示,用拇指、食指捏住圆规的一个针脚,另一个有铅笔芯的脚支撑在手掌 心位巻,使创水平,然后在外端挂上一些不太重的物品,这时针脚月、万对手指和手掌均有 作用力,对这两个作用力方向的判断,下图中大致正确的是()4. (2013 •福建四地六校联考)三个质量均为lkg 的相同木块a 、b 、c 和两个劲度系数 均为500 N/m 的相同轻弹簧p 、q 用轻绳连接如图所示,英中a 放在光滑水平桌而上.开始 时P 弹簧处于原长,木块都静止.现用水平力缓慢地向左拉p 弹簧的左端,直到c 木块刚好 离开水平地面为I 上,&取10 m/sl 该过程p 弹簧的左端向左移动的距离是()解析:因缓慢地拉动,故系统始终处于平衡状态,该过程中p 弹簧的左端向左移动的距 离等于两个弹簧长度变化疑之和:最初,P 弹簧处于原长,而Q 弹簧受到竖直向下的压力A ;A. 4 cmC ・ 8 cm D. 10 cm=^=10 N,所以其压缩量为x、=Njk=2 cm:最终,c木块刚好离开水平地而,弹簧受到竖直向下的拉力^=^=10 N,其伸长量为x尸对k=2 cm, ab之间绳中的拉力尸=(型 +皿)g=20N,弹簧p受到的拉力为Ai=Q20 N,弹簧p的伸长疑为xz=Nt/k=A cm,则弹簧P的左端向左移动的距离为x=x’+冬+员=8 cm,选项C对.答案:C5.(2012 •浙江理综)如下图所示,与水平而夹角为30°的固定斜面上有一质呈:e=1.0 kg 的物体.细绳的一端与物体相连,另一端经摩擦不计的左滑轮与固左的弹簧秤相连.物体静止在斜面上,弹簧秤的示数为4.9 N.关于物体受力的判断(取^=9.8 m/s2),下列说法正确的是()A.斜面对物体的摩擦力大小为零B.斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N,方向沿斜而向上C.斜面对物体的支持力大小为4. 9^3 N,方向竖直向上D.斜面对物体的支持力大小为4.9 N,方向垂直斜而向上解析:由题图可知,细绳上拉力等于弹簧的示数,24. 9 N.设物体受到一个沿斜而向下的摩擦力£则物体静止在斜而上受到四个力的作用:重力0、斜而对物体的支持力M 绳拉力尸盹、斜而对物体的静摩擦力f,将重力G分解成沿斜而向下的分力G和垂直斜而向下的分力G•则G=z^sin30° =4.9 N, G=^cos30° =4.9 N,物体受力平衡,N=G y =4.9羽N,选项D错;斜面对物体的支持力再垂直斜而向上,选项C错:由f+G=F俺,代入数据,得Q0,斜而对物体没有摩擦力,选项A正确,选项B错误.6. 如下图所示,在两块相同的竖直木块之间,有质量均为山的4块相同的砖,用两个 大小均为尸的水平力圧木板,使砖静止不动,则第2块砖对第3块砖的摩擦力大小为()C ・ mg/2D ・ mg/4解析:将四块砖视为一个整体,由于均处于静止状态受力平衡如下图(甲)得兀=尸=2昭方向竖直向上,再将3、4整体视为研究对象,受力如下图(乙)得凡=0,故答案为A.答案:A7. 如下图所示,月为长木板,在水平而上以速度力向右运动,物块万在木板£的上而 以速度匚向右运动,下列判断正确的是()A. 04 mg2 mg 伸) (乙)A.若是幻=仏A.万之间无滑动摩擦力B.若是巾>s, £受到了万所施加的向右的滑动摩擦力C.若是幻<心万受到了川所施加的向右的滑动摩擦力D.若是玖〉匕,万受到了勺所施加的向左的滑动摩擦力解析:若%=内,则月、万相对静止,故A对;若珂〉匕,则£相对万向右运动,故万对乩施加向左的滑动摩擦力,B、D错;若以%,则月相对万向左运动,故万对兔施加向右的滑动摩擦力,C错.答案:A8.如下图所示,在P=0. 1的水平桌而上向右运动的物体,质量为20 kg,在运动过程中,还受到一个方向向左的大小为10 N的拉力作用,则物体受到的滑动摩擦力为(g=10 N/kg)()V--------F --------------V -----------------A. 10 N,向右B. 10 N,向左C.20 N,向右D. 20 N,向左答案:D二、计算题(3X12' =36,)9.一木块静I匕在水平桌面上,已知木块重20 N,木块与桌面间的动摩擦因数为0.4, 滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力,求:(1)用6 N的水平力拉木块,木块所受摩擦力的大小.(2)要使木块由静止开始运动,至少要用多大的水平拉力.(3)木块在桌而上滑动过程中,使水平拉力大小变为6 N,木块所受的摩擦力的大小.解析:当木块在桌而上滑动时,其受到的摩擦力为F..= P^=0.4X20 N=8 N.(1)用6 Z的水平力拉物体,由于6 N小于8 N,物体不动,所以此时F,..=6 N.(2)要使木块开始运动,水平拉力必须大于最大静摩擦力,而最大静摩擦力可近似认为等于滑动摩擦力,故要使木块由静止开始运动,至少要用8 N的水平拉力.(3)木块滑动后,滑动摩擦力与水平拉力无关.几="尺=0.4X20 N=8 N.答案:(1)6 N (2)8 N (3)8 N10.用弹簧测力讣测泄木块月、万间的动摩擦因数”,如下图甲、乙所示.甲乙(1)为了用弹簧测力计的读数表示滑动摩擦力,两种情况中木块川是否都一定要做匀速运动?(2)若木块£在拉力斤的作用下做匀速运动,甲图中久万间摩擦力是否等于拉力斤“(3)若乩万的重力分别为100 N和150 N,甲图中弹簧测力计读数为60 N(当月被拉动时),月=110 N,求久万间的动摩擦因数解析:(1)甲图中只要木块川相对万滑动即可,而乙图中的木块月只能做匀速运动,因为乙图中,只有当木块月匀速运动时,拉力月才与摩擦力大小相等.(2)甲图中,木块受上、下两个接触而上摩擦力的作用,故木块乂万间的摩擦力小于拉力F T.(3)甲图中,对木块万研究,已知尺=60N,尺=150 N,根据F:= 応知:A.万间的动摩擦因数为“=务鸟=0.4.答案:(1)见解析(2)见解析(3)0.411.2013 •银川模拟如下图所示,在倾角为37°的固左斜而上静置一个质量为5 kg的物体,物体与斜而间的动摩擦因数为0.8.求:(1)物体所受的摩擦力;(sin37° =0.6, cos37° =0. 8)(2)若用原长为10 cm,劲度系数为3.1X105 N/m的弹簧沿斜而向上拉物体,使之向上匀速运动,则弹簧的最终长度是多少?(取^=10 ia/S=)解析:(1)物体静止在斜而上受力分析如图1所示,则物体受到的静摩擦力F:= /27^sin37 °(2)当物体沿斜面向上被匀速拉动时,如图2所示.弹簧拉力设为尸,伸长量为"则尸=kxF=mgsin37,J + 尸馆尸相=Sgcos37°弹簧最终长度2=厶+<由以上方程解得;=12 cm.答案:(1)30 N方向沿斜而向上(2)12 cm。
2018-2018高考物理重力弹力摩擦力专题训练(有答案)力具有物质性,不能离开物体而存在。
下面是查字典物理网整理的重力弹力摩擦力专题训练,请考生及时练习。
一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。
每小题至少一个答案正确,选不全得3分)1.对于相互接触的两个物体之间同一接触面上的弹力和摩擦力,以下说法中正确的是 ()A.有弹力必有摩擦力B.有摩擦力必有弹力C.摩擦力的大小一定与弹力成正比D.摩擦力的方向一定与弹力的方向垂直2.(2013济宁模拟)如图所示,小球A的重力为G=20N,上端被竖直悬线挂于O点,下端与水平桌面相接触,悬线对球A、水平桌面对球A的弹力大小可能为 ()A.0,GB.G,0C.,D.,G3.自卸式运输车是车厢配有自动倾卸装置的汽车,又称为翻斗车、工程车,由汽车底盘、液压举升机构、取力装置和货厢组成。
如图所示,在车厢由水平位置逐渐抬起的过程中,有关货物所受车厢的支持力FN和摩擦力Ff,下列说法中正确的是 ()A.摩擦力Ff逐渐增大B.摩擦力Ff先增大后不变C.支持力FN逐渐减小D.支持力FN先减小后不变4.一个长度为L的轻弹簧,将其上端固定,下端挂一个质量为m的小球时,弹簧的总长度变为2L。
现将两个这样的弹簧按如图所示方式连接,A、B两小球的质量均为m,则两小球平衡时,B小球距悬点O的距离为(不考虑小球的大小) ()A.3LB.4LC.5LD.6L5.(2013桂林模拟)如图所示,物体A、B和C叠放在水平桌面上,水平力FB=5N、FC=10N分别作用于物体B、C上,A、B和C仍保持静止。
以、、分别表示A与B、B与C、C与桌面间的静摩擦力的大小,则 ()A.=5N,=0,=5NB.=5N,=5N,=0C.=0,=5N,=5ND.=0,=10N,=5N6.(2013佛山模拟)如图所示,放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B,A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧。
物体A、B均处于静止状态,下列说法中正确的是 ()A.B受到向左的摩擦力B.B对A的摩擦力向右C.地面对A的摩擦力向右D.地面对A没有摩擦力7.(2013冀州模拟)木块A、B的重力均为40N,它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.25,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了x=2.0cm,弹簧的劲度系数k=400N/m,系统置于水平地面上静止不动,现用F=10N的水平力推木块B,如图所示,力F作用后 ()A.木块A所受静摩擦力大小为10NB.弹簧的压缩量变为2.5cmC.木块B所受静摩擦力为0D.木块B所受静摩擦力大小为2.0N8.(2013大同模拟)叠罗汉是一种二人以上层层叠成各种造型的游戏形式,也是一种高难度的杂技。
《重力、弹力、摩擦力》精选练习题一、选择题1.如图所示,完全相同的A、B两球,质量均为m,用两根等长的细线悬挂在O点,两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧,静止不动时,弹簧处于水平方向,两根细线之间的夹角为θ,则弹簧的长度被压缩了()A.mg tanθkB.2mg tanθkC.mg tanθ2kD.2mg tanθ2k2.用水平力把一个重量为G的长方体物块,压在足够高的竖直墙上,水平力的大小从零开始随时间成正比地逐渐增大,物块沿墙面下滑,则物块所受摩擦力随时间变化的图线是图中的()3.如图所示,一木板B放在水平地面上,木块A放在B的上面,A的左端通过轻质弹簧秤固定在直立的墙壁上,用力F向右拉动木板B,使它以速度v 匀速运动,这时弹簧秤示数为F1,已知木块与木板之间、木板和地面之间的动摩擦因数相同,则下面的说法中正确的是()A.木板B受到的滑动摩擦力的大小等于F1B.地面受到的滑动摩擦力的大小等于F1C.若木板B以2v的速度运动,木块A受到的摩擦力的大小等于2F1D.若用2F的力作用在木板B上,木块A受到的摩擦力的大小仍为F14.如图所示,一物块置于水平地面上.当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时,物块仍做匀速直线运动.若F1和F2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为()A.3-1B.2- 3C.32-12D.1-3 25.如图所示,A物体重2 N,B物体重4 N,中间用弹簧连接,弹力大小为2 N,此时吊A物体的绳的张力为T,B对地的压力为F N,则T、F N的数值可能是()A.7 N0B.4 N 2 NC.0 N 6 ND.2 N 6 N6.如图所示,两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直悬挂,弹簧下端用光滑细绳连接,并有一光滑的轻滑轮放在细绳上.当滑轮下端挂一重为G的物体时,滑轮下滑一段距离,则下列结论正确的有()A.两弹簧的伸长量相等B.两弹簧的弹力相等C.重物下降的距离为G k1+k2D.重物下降的距离为G(k1+k2) 4k1k27.如图所示,质量为m,横截面为直角三角形的物块ABC,AB边靠在竖直墙面上,物块与墙面间的动摩擦因数为μ.F是垂直于斜面BC的推力,物块沿墙面匀速下滑,则摩擦力的大小为()A.mg+F sinαB.mg-F sinαC.μmgD.μFcosα8.如图所示质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上,用轻绳拴住质量为m 的小球B置于斜面上,整个系统处于静止状态,已知斜面倾角及轻绳与竖直方向的夹角均为θ=30°.不计小球与斜面间的摩擦,则()A.轻绳对小球的作用力大小为33mgB.斜面体对小球的作用力大小为2mg C.斜面体对水平面的压力大小为(M+m)gD.斜面体与水平面间的摩擦力大小为36mg二、非选择题9.(1)如图所示,光滑但质量分布不均的小球的球心在O点,重心在P点,静止在竖直墙和桌边之间,试画出小球所受弹力.(2)如图所示,重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住而静止,试画出杆所受的弹力.10.如图所示,水平面上有一重为40 N的物体,受到F1=13 N和F2=6 N的水平力作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:(1)物体所受的摩擦力的大小与方向.(2)若只将F1撤去,物体受到的摩擦力的大小和方向.(3)若撤去的力不是F1而是F2,则物体受到的摩擦力的大小、方向又如何?11.如图所示,A是一质量为M的盒子,B的质量为M2,用细绳相连,跨过光滑的定滑轮,A置于倾角为α的斜面上,B悬于斜面之外,处于静止状态.现在向A中缓慢地加入沙子,整个系统始终保持静止,则在加入沙子的过程中()A.绳子拉力大小不变,恒等于12MgB.A对斜面的压力逐渐增大C.A所受的摩擦力逐渐增大D.A所受的摩擦力先增大后减小.12.如图所示,质量为m的物体A压在放于地面上的竖直轻弹簧B上,现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接,当弹簧C处于水平位置且右端位于a点时,弹簧C刚好没有发生变形,已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2,不计定滑轮、细绳的质量和摩擦,将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时,弹簧B刚好没有发生变形,求:(1)当弹簧C的右端位于a点时,弹簧B的形变量;(2)a、b两点间的距离.《重力、弹力、摩擦力》参考答案一、选择题1.解析:选C.小球A 受重力mg 、绳子的拉力F 1和弹簧的水平向左的弹力F 2三个力的作用.根据平衡条件可知,F 2=mg tan θ2;再由胡克定律F 2=kx ,得x=F 2k =mg tan θ2k ,选项C 正确.2.解析:选D.物体开始沿墙面下滑,受滑动摩擦力,其大小与压力成正比,当滑动摩擦力大于重力后,物体将做减速运动直到速度变为零,此后物体所受的摩擦力为静摩擦力,与重力平衡,大小为G .3.解析:选D.B 匀速运动,根据平衡条件可知,B 所受A 的摩擦力与地面对B 的摩擦力的和与拉力F 平衡,A 项错;对A 做受力分析,A 保持静止,故A 所受摩擦力与弹簧弹力平衡,即A 、B 之间的摩擦力为F 1,结合对B 的受力分析可知,地面对B 的摩擦力为F -F 1,B 项错;A 、B 间的摩擦力为滑动摩擦力,与相对速度无关,故C 项错,D 项正确.4.解析:选 B.当用F 1拉物块时,由平衡条件可知:F 1cos60°=μ(mg -F 1sin60°);当用F 2推物块时,又有F 2cos30°=μ(mg +F 2sin30°),又F 1=F 2,求得μ=cos30°-cos60°sin30°+sin60°=2-3,B 正确. 5.答案:BC6.解析:选BD.因为系统静止,每根弹簧的拉力都等于G /2,设两根弹簧的伸长量分别为x 1、x 2,则重物下降的距离应为Δx =x 1+x 22①x1=G 2k 1②x2=G 2k2③将②③两式代入①得:Δx=G(k1+k2) 4k1k2.7.解析:选AD.物块ABC受到重力、墙的支持力、摩擦力及推力四个力作用而平衡,由平衡条件不难得出摩擦力大小为f=mg+F sinα,f=μF N=μF cosα.8.解析:选AD.对小球受力分析可知轻绳拉力与斜面体对小球的支持力大小相等,所以竖直方向上:mg=2F cos30°,解得:F=33mg,选项A正确、B错误;将A、B两物体视为整体,受力分析可知:竖直方向上:(M+m)g=F N+F cos30°,解得F N=(M+m2)g,选项C错误;水平方向上f=F sin30°=36mg,选项D正确.二、非选择题9.解析:(1)面与面、点与面接触处的弹力方向垂直于面;点、曲面接触处的弹力方向,则垂直于接触点的切面.如图所示,在A点,弹力F1应该垂直于球面并沿半径方向指向球心O;在B点弹力F2垂直于墙面,也沿半径指向球心O.本题中,弹力必须指向球心,而不一定指向重心.又由于F1、F2、G为共点力,重力的作用线必须经过O点,因此P和O必在同一竖直线上.(2)如图所示,A端所受绳的拉力F1沿绳收缩的方向,因此沿绳向斜上方;B端所受的弹力F2垂直于水平面竖直向上.答案:见解析10.解析:(1)静摩擦力的大小为f1=13 N-6 N=7 N,方向水平向右.(2)最大静摩擦力等于滑动摩擦力为f m=μF N=μmg=0.2×40 N=8 N只将F1撤去,F2<f m,物体仍然静止,物体所受静摩擦力的大小为f2=F2=6 N,方向水平向左.(3)若撤去F2,因F1>f m,所以物体开始向左滑动,物体受到的摩擦力的大小为f滑=μmg=8 N,方向水平向右.答案:见解析11.解析:选AB.对加入沙子前和加入沙子后两种情况,分别隔离A和B进行受力分析知:绳子拉力T总等于B的重力12Mg,A正确;A对斜面压力FN A′=FN A=M′g cosα.加入沙子后A质量M′增大,故FN A′增大,B正确.;角大小未知,加入沙子前A受f的方向未知,故加入沙子的过程中f怎么变化不能确定,C、D错.12.解析:(1)当弹簧C的右端位于a点时,细绳没有拉力,A物体受力如图:由二力平衡,可知弹簧弹力F1=mg由胡克定律,弹簧B压缩量Δx1为:F1=k1Δx1上两式联立解得Δx1=mg k1.(2)当弹簧C的右端位于b点时,B弹簧没弹力,此时细绳有拉力,A物体受力如图.由二力平衡,可知绳的拉力T=mg则C弹簧弹力F2为:F2=T=mg由胡克定律,弹簧B伸长量Δx2为:F2=k2Δx2解得Δx2=mg k2故a、b之间的距离为Δx1+Δx2=(1k1+1k2)mg.答案:见解析。
第Ⅰ卷二、选择题:本题共8小题,每小题6分。
在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
14.将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱,3、4两块固定在地基上,1、2块间的接触面竖直,每个石块的两个侧面所夹的圆心角均为30°,不考虑石块间的摩擦力,则石块1、2间的作用力F 1和石块1、3间的作用力F 2的大小之比为A.2 B. 1:2C.D.【答案】A【解析】如图所示,对石块1受力分析,由几何关系可知12cos30F F =︒=,故A 正确。
【点睛】对石块1受力分析,受重力和两个接触面的支持力,根据平衡条件用力的合成求解。
15.如图所示,小球从静止开始沿光滑曲面轨道AB 滑下,从B 端水平飞出,撞击到一个与地面呈37θ=︒的斜面上,撞击点为C .已知斜面上端与曲面末端B 相连.若AB 的高度差为h ,BC 间的高度差为H ,则h 与H 的比值等于(不计空气阻力, sin370.6︒=, cos370.8︒=)A.34 B. 43 C. 49 D. 94【答案】C16.如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m 、套在粗糙竖直固定杆A 处的圆环相连,弹簧水平且处于原长。
圆环从A 处由静止开始下滑,到达C 处的速度为零, AC h =。
如果圆环在C 处获得一竖直向上的速度v ,恰好能回到A 处。
弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g ,则( )A. 从A 到C 的下滑过程中,圆环的加速度一直减小B. 从A 下滑到C 过程中弹簧的弹势能增加量等于mghC. 从A 到C 的下滑过程中,克服摩擦力做的功为24mvD. 上滑过程系统损失的机械能比下滑过程多 【答案】C【解析】A 、圆环从A 处由静止开始下滑,经过B 处的速度最大,到达C 处的速度为零,所以圆环先做加速运动,再做减速运动,经过B 处的速度最大,所以经过B 处的加速度为零,所以加速度先减小,后增大, A 错误; B 、C 、研究圆环从A 处由静止开始下滑到C 过程,运用动能定理列出等式: f mgh W W 000==弹﹣﹣﹣,在C 处获得一竖直向上的速度v ,恰好能回到A ,运用动能定理列出等式: 2f mgh W W 0mv +=弹﹣﹣﹣.解得: 2f 1W mv 4=-,则克服摩擦力做的功为21mv 4,C 正确; 从上述分析知: 21W mv mgh 4=弹﹣,所以在C 处,弹簧的弹性势能为: 21mgh mv 4﹣ ,则从A 下滑到C 过程中弹簧的弹性势能增加量等于21mgh mv 4﹣,B 错误;D 、由能量守恒定律知,损失的机械能全部转化为摩擦生热了,而摩擦生热Q f s =⨯,显然两个过程相等, D 错误; 故选C 。
课时作业(四)重力弹力摩擦力
[授课提示:对应学生用书第249页]
一、选择题(1~7题只有一个选项符合题目要求,8~13题有多个选项符合题目要求)
1.在半球形光滑碗内斜搁一根筷子,如图所示,筷子与碗的接触点分别为A、B,则碗对筷子A、B两点处的作用力方向分别为()
A.均竖直向上
B.均指向球心O
C.A点处指向球心O,B点处竖直向上
D.A点处指向球心O,B点处垂直于筷子斜向上
解析:在A点处,当筷子滑动时,筷子与碗的接触点在碗的内表面(半球面)上滑动,所以在A点处的接触面是球面在该点的切面,此处的弹力与切面垂直,即指向球心O.在B点处,当筷子滑动时,筷子与碗的接触点在筷子的下表面上滑动,所以在B点处的接触面与筷子平行,此处的弹力垂直于筷子斜向上.故选项D正确.
答案:D
2.关于静摩擦力,下列说法中正确的是()
A.两个表面粗糙的物体,只要直接接触就会产生静摩擦力
B.静摩擦力总是阻碍物体的运动
C.静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反
D.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值
解析:由于静摩擦力产生在彼此直接接触且相互挤压、接触面粗糙又有相对运动趋势的物体之间,所以A错误;静摩擦力的作用是阻碍物体间的相对运动趋势,方向与物体间相对运动趋势的方向相反,不能说成阻碍物体的运动,所以B错误,C正确;两物体间静摩擦力的大小通常随物体所受其他外力的变化而变化,因此D错误.
答案:C
3.一物块在水平力拉动下,沿静止的水平传送带由A端运动到B端,如图甲所示,这时所受摩擦力为Ff1;现开动机械让传送带向左匀速传动,再次将同样的物块由传送带的A
端匀速拉动到B端,这时所受摩擦力大小为Ff2,如图乙所示.则F
f、F2f的大小关系满
1
足()
A.F
f=F2f B.F1f<F2f
1
C.F
f>F2f D.上述三种情况都有可能
1
解析:滑动摩擦力的大小与相对速度的大小无关,所以只有A正确.
答案:A
4.如图所示,小车内一根沿竖直方向的轻质弹簧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
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 tan α,则轻弹簧对小球无弹力,D正确.
答案:D
5.如图所示,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑,斜劈保持静止,则地面对斜劈的摩擦力()
A.等于零
B.不为零,方向向右
C.不为零,方向向左
D.不为零,v0较大时方向向左,v0较小时方向向右
解析:将物块和斜劈看做一个整体,在竖直方向上物块和斜劈受到竖直向下的重力和地面对它们的支持力,属于二力平衡,水平方向没有受到其他力的作用,因此斜劈在水平方向既没有相对地面运动,也没有相对地面运动的趋势,地面对斜劈的摩擦力等于零.答案:A
6.如图所示,质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F=1 N的作用,g取10 m/s2,向右为正方向,该物体受到的摩擦力F f随时间变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()
解析:从t=0开始物体以一定初速度v0向右滑行时,物体受到水平向左的滑动摩擦力,由公式F f=μF N得摩擦力为F f1=-μF N=-μmg=-2 N;物体的最大静摩擦力F fm=μmg=2 N,由于F<F fm,所以当物体的速度减小到零时,物体将停止运动,受到水平向右的静摩擦力,由平衡条件得物体受到的静摩擦力为F f2=F=1 N,故选项A正确.
答案:A
7.如图所示,位于水平桌面上的物块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从定滑轮到P和到Q的两段轻绳都是水平的,已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是μ,两物块的质量都是m,定滑轮轴上的摩擦不计,若用一水平向右的力F拉P使其做匀速运动,则F的大小为()
A.3μmg B.4μmg
C.2μmg D.μmg
解析:以Q为研究对象,Q在水平方向受轻绳的拉力F1和P对Q的摩擦力Fμ1作用,由平衡条件可知:F1=Fμ1=μmg;以P为研究对象,P受到水平拉力F,轻绳的拉力F2,Q 对P的摩擦力F′μ1和地面对P的摩擦力Fμ2,由平衡条件可知:F=F2+F′μ1+Fμ2,Fμ2=2μmg,易知:F1=F2,F′μ1=Fμ1,代入得:F=4μmg,选项B正确.
答案:B
8.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:摩擦力总是阻碍物体的相对运动(或相对运动趋势),而物体间的相对运动与物体的实际运动无关.当摩擦力的方向与物体的运动方向一致时,摩擦力是动力,方向相反时为阻力,故C、D项正确.
答案:CD
9.如图所示,质量为m的木块在水平推力F的作用下静止在竖直墙壁上,若推力F的大小增加到2F,则()
A.木块所受墙面的弹力增加到原来的2倍
B.木块所受墙面的摩擦力增加到原来的2倍
C.木块所受墙面的摩擦力方向向下
D.木块所受墙面的摩擦力不变
解析:由于木块是静止的,所以木块与墙面之间的摩擦力为静摩擦力.木块在水平方向受到推力F和墙对它的弹力F N,它们是一对平衡力,即F N=F,则当F增加到2F时,F N 也增加到2F,A正确;在竖直方向上,木块的重力与墙面对木块的静摩擦力是一对平衡力,即木块受到墙面的静摩擦力大小恒等于木块的重力大小,方向与重力的方向相反,沿墙壁向上,B、C错误,D正确.
答案:AD
10.如图所示,水平地面上的L形木板M上放着小木块m,M与m间有一个处于压缩状态的弹簧,整个装置处于静止状态,下列说法正确的是()
A.M对m的摩擦力方向向右
B.M对m的摩擦力方向向左
C.地面对M的摩擦力方向向右
D.地面对M无摩擦力的作用
解析:在弹簧弹力作用下,m相对M有向左运动趋势,所以M对m的摩擦力向右,A 对,B错;将m与M(包括弹簧)看做一个整体,没有相对地面运动的趋势,故地面对M无摩擦力,C错,D对.
答案:AD
如图,一个人站在水平地面上的长木板上用力
木板、人、箱子均处于静止状态,三者的质量均为m,重力加速度
的球固定在AB杆的上端,今用测力计水平拉球,使杆发生
AB杆对球作用力的大小及方向为
.方向斜右上与竖直方向的夹角为53°
取球受力分析如图所示,由平衡条件知F杆
与地面间的动摩擦因数均为μ=答案:(1)40 N(2)24 cm。