江苏专版高考物理一轮复习课时跟踪检测四重力弹力含解析
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课时跟踪检测(四) 重力弹力摩擦力1.下列关于重力、弹力、摩擦力说法正确的是()A.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,方向垂直接触面向下B.桌子上书本对桌面的压力,是由于桌面发生形变而产生的C.静摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同D.滑动摩擦力方向一定与物体的运动方向相反解析:选C重力是由于地球对物体的吸引而产生的,方向竖直向下,不是垂直接触面向下,故A错误;书本对桌面的压力是由于书本发生弹性形变而产生的,故B错误;摩擦力的方向总是与物体间相对运动的方向(或相对运动趋势的方向)相反,因此静摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同,也可以与物体运动方向相反,故C正确;滑动摩擦力方向一定与物体的相对运动方向相反,不一定与物体的运动方向相反,故D错误。
2.(多选)下列关于摩擦力的说法中正确的是()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既可能使物体加速,也可能使物体减速C.静止的物体可能受到滑动摩擦力作用,运动的物体也可能受到静摩擦力作用D.作用在物体上的静摩擦力既可能对物体做正功,也可能做负功,或对物体不做功解析:选BCD摩擦力可以充当阻力也可以充当动力,例如一个物块冲向静止在光滑水平面上的木板时,滑动摩擦力使木板加速,故A错误。
作用在物体上的静摩擦力可以使物体加速,也可以使物体减速,例如静止在传送带上的物体有可能随传送带一起加速也有可能一起减速,故B正确。
静止的物体可能受到滑动摩擦力作用,例如物体在地面上滑动时,地面也受到滑动摩擦力;运动的物体也可能受到静摩擦力作用,例如随水平传送带加速运动的物体受到的是静摩擦力,选项C正确。
作用在物体上的静摩擦力与物体运动方向相同时对物体做正功,与物体运动方向相反时对物体做负功,物体不动时静摩擦力对物体不做功,选项D正确。
3.如图所示,卡在绝壁间的“奇迹石”,距离谷底大约1 000米。
关于“奇迹石”受力说法正确的是()A.受两侧绝壁的弹力一定是水平方向B.受左侧弹力和右侧弹力一定相等C.受两侧绝壁的摩擦力一定竖直向上D.受两侧绝壁的作用力的合力一定竖直向上解析:选D两侧绝壁与“奇迹石”的接触面不一定是竖直的,则“奇迹石”受两侧绝壁的弹力不一定是水平方向,受两侧绝壁的摩擦力不一定竖直向上,选项A、C错误;因两侧弹力不一定是水平的,则“奇迹石”受左侧弹力和右侧弹力不一定相等,选项B错误;两侧绝壁对“奇迹石”的作用力的合力与重力等大反向,则“奇迹石”受两侧绝壁的作用力的合力一定竖直向上,选项D正确。
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。
重力弹力摩擦力(建议用时40分钟)1.如图所示为运动员立定跳远脚蹬地起跳瞬间的受力示意图,正确的是( )【解析】选A。
对运动员受力分析,受到竖直向下的重力,垂直地面的向上的弹力,因为运动员立定跳远脚蹬地起跳瞬间,有相对地面向左运动的趋势,还受到水平向右的静摩擦力,由上分析,可知,故A正确,B、C、D错误。
2.如图所示,竖直墙面上有一只壁虎从A点沿水平直线加速运动到B点,此过程中关于壁虎受力情况,下列说法正确的是( )A.壁虎受三个力的作用B.竖直墙面对壁虎弹力为零C.壁虎受到的摩擦力等于重力D.壁虎受到的摩擦力的方向斜向左上方【解析】选D。
竖直墙面上有一只壁虎从A点沿水平直线加速运动到B点,因此加速度方向由A指向B,根据牛顿第二定律,可知,合力方向由A指向B,壁虎除受到重力外,还受到摩擦力,墙壁的支持力以及大气对壁虎两侧的压力差,壁虎受到四个力的作用;根据矢量的合成法则,那么壁虎受到摩擦力的方向斜向左上方,故A、B、C错误,D正确。
3.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,下列说法中正确的是( )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【解析】选B。
若小车静止或做匀速直线运动,则小球受力平衡,因细绳始终保持竖直,小球受重力和绳子的拉力作用,二力等大反向,斜面对小球的支持力为0,A、D错误,B正确;若小车向右做减速运动,一定受斜面支持力,可能受绳子的拉力,也可能不受绳子拉力,小球可能受三个力的作用,C错误。
4.躺椅在生活中用途广泛,图甲中人双脚离地而坐,图乙中人双脚着地而坐。
两图中位于水平地面上的人和椅子都保持静止状态,下列说法正确的是( )A.图甲中人对椅子的压力是由椅子发生形变产生的B.图甲中人不同的躺姿会改变椅子对人的作用力C.图乙中人脚用力蹬地时躺椅对人背部的摩擦力一定沿椅面向上D.图乙中人脚用力蹬地时脚对地的摩擦力与椅子对地的摩擦力大小相等【解析】选D。
第1讲重力弹力摩擦力—【讲】命题分析:高考命题主要涉及对重力、弹力、摩擦力的理解与应用,对物体的受力分析以及共点力平衡等内容。
趋势分析:试题联系实际,特别是平衡状态下的极值、临界及动态平衡问题,往往对能力的要求较高。
物理观念:1.理解重力弹力摩擦力的基本概念,明确其产生的原因和条件;2.掌握力的合成与分解的方法;3.运用力的相互作用观念分析静力学问题。
科学思维:1.能够构建轻绳、轻杆、轻质弹簧及光滑斜面等物理模型;2.善于运用假设法分析判断力是否存在,掌握受力分析法及动态图解法的运用;3.掌握运用共点力平衡分析求解实际问题。
科学探究:1.通过实验探究弹簧伸长和弹力的关系;2.通过实验探究二力合成的规律。
科学态度与责任:1.通过实验和在生活中的认知,认识重力、弹力、摩擦力;2.探究物理规律,激发兴趣,培养严谨的科学态度,逐渐形成热爱生活,探索自然的内在动力。
一、力1.定义:力是物体与物体间的相互作用.2.作用效果:使物体发生形变或改变物体的运动状态(即产生加速度).3.性质:力具有物质性、相互性、矢量性、独立性等特征.4.四种基本相互作用:引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用.二、重力1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.注意:重力不是万有引力,而是万有引力竖直向下的一个分力.2.大小:G=mg,可用弹簧测力计测量.注意:(1)物体的质量不会变;(2)G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的.3.方向:总是竖直向下.注意:竖直向下是和水平面垂直向下,不一定和接触面垂直,也不一定指向地心.4.重心:物体的各部分都受重力作用,可认为重力集中作用于一点,即物体的重心.(1)影响重心位置的因素:物体的几何形状;物体的质量分布.(2)不规则薄板形物体重心的确定方法:悬挂法.注意:重心的位置不一定在物体上.三、弹力1.弹力(1)定义:发生形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力.(2)产生条件:①物体间直接接触;②接触处发生形变.(3)方向:总是与施力物体形变的方向相反.2.胡克定律(1)内容:在弹性限度内,弹力的大小和弹簧形变大小(伸长或缩短的量)成正比.(2)表达式:F=kx.①k是弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,用符号N/m表示;k的大小由弹簧自身性质决定.②x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度.四、静摩擦力与滑动摩擦力1.两种摩擦力的比较2.动摩擦因数(1)定义:彼此接触的物体发生相对运动时,摩擦力和正压力的比值.公式μ=F fF N.(2)决定因素:接触面的材料和粗糙程度.3. “三点”注意(1)摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,但不一定与物体的运动方向相反.(2)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势),但不一定阻碍物体的运动,即摩擦力可以是阻力,也可以是动力.(3)受静摩擦力作用的物体不一定静止,但一定与施力物体保持相对静止.命题点1 弹力有无及方向的判断1.“三法”判断弹力有无图中细线竖直、斜面光滑,因去掉斜面体,小球的状态不变,故小球只受细线的拉力,不受斜面的支持力图中轻杆AB、AC,用绳替换杆AB,原装置状态不变,说明杆AB对A施加的是拉力;用绳替换杆AC,原状态不能维持,说明杆AC对A施加的是支持力升降机以a=g加速下降或减速上升时物体不受底板的弹力作用.弹力方向的判断例1(2020·江苏淮安市·淮海中学高三月考)体育课上一学生将足球踢向斜台,如图所示,下列关于足球和斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是( )A.沿v1的方向B.沿v2的方向C.先沿v1的方向后沿v2的方向D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向【答案】D【解析】支持力是弹力,方向总是垂直于接触面,并指向被支持物.所以斜台给篮球的弹力的方向为垂直斜台向左上方方向.A.沿v1的方向与分析结果不相符;故A项错误.B.沿v2的方向与分析结果不相符;故B项错误.C.先沿v1的方向后沿v2的方向与分析结果不相符;故C项错误.D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向与分析结果相符;故D项正确.变式1(2020·宜兴市官林中学高三月考)如图,质量m A>m B的两物体A、B叠放在一起,靠着竖直墙面.让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B的受力示意图是A.B.C.D.【答案】A【解析】A与B整体同时沿竖直墙面下滑,受到总重力,墙壁对其没有支持力,如果有,将会向右加速运动,因为没有弹力,故也不受墙壁的摩擦力,即只受重力,做自由落体运动;由于整体做自由落体运动,处于完全失重状态,故A、B间无弹力,再对物体B受力分析,只受重力,故A正确,BCD错误.命题点2 弹力分析的四类模型1.轻绳、轻杆、弹性绳和轻弹簧的比较2.计算弹力大小的三种方法(1)根据胡克定律进行求解;(2)根据力的平衡条件进行求解;(3)根据牛顿第二定律进行求解.考法1 物体与物体间的弹力例2如图,半圆球P和竖直挡板固定在水平面上,挡板与P相切,光滑小球Q静止在P和挡板之间.已知Q的质量为m,P、Q的半径之比为4∶1,重力加速度大小为g.则Q对P的压力大小为()图A.4mg3 B.5mg4 C.4mg5 D.3mg4【答案】B【解析】对Q 受力分析如图所示设Q 的半径为r ,则半圆球P 的半径为4r ,由几何关系得: 4r cos α=4r -(r +r cos α) 解得:cos α=35由平衡条件得:F N2=mgsin α解得:F N2=54mg由牛顿第三定律可知,Q 对P 的压力大小为F N2′=F N2=54mg .变式2如图所示,质量为1m 的物体A 放置在质量为2m 的物体B 上,B 与弹簧相连,它们一起在光滑水平面上做简谐运动,振动过程中A 、B 之间无相对运动,设弹簧劲度系数为k ,当物体离开平衡位置的位移为x 时,A 受到的回复力的大小等于( )A .0B .kxC .121m kx m m D .12m kx m 【答案】C 【解析】物体A 和B 为整体做简谐运动,当物体离开平衡位置的位移为x 时,回复力的大小即为弹簧的弹力大小为kx,则对整体为研究对象有()12kx m m a =+则整体的加速度12kxa m m =+则对物体A 为研究对象,使其产生加速度的力即为物体B 对物体A 的静摩擦力f F ,因此由牛顿第二定律可知1f 121=m F m a kx m m =+ABD 错误,C 正确。
课时跟踪检测(四)重力弹力摩擦力[A级——基础小题练熟练快]1.(2019·宁夏长庆期末)下列关于重力、重心的说法,正确的是()A.任何有规则形状的物体,它的重心一定与它的几何中心重合B.任何物体的重心都在物体上,不可能在物体外C.用一绳子将物体悬挂起来,物体静止时,该物体的重心不一定在绳子的延长线上D.重力是由地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的解析:选D只有质量分布均匀形状规则的物体,其重心才在几何中心上,故A错误;物体的重心可以在物体上,也可以在物体外,如环的重心在环的本体外,故B错误;用一绳子将物体悬挂起来,物体静止时,由二力平衡可知,该物体的重心一定在绳子的延长线上,故C错误;重力是由地面附近的物体受到地球的吸引力而产生的,故D正确。
2.(2020·浙江台州中学一模)高杆船技是浙江嘉兴文化古镇(乌镇)至今仍保留并演出的传统民间杂技艺术,表演者爬上固定在船上的竹竿,模拟蚕宝宝吐丝作茧的动作祈愿蚕茧丰收。
如图所示,此时表演者静止在弯曲倾斜的竹竿上,则下列说法正确的是()A.表演者对竹竿的弹力是由竹竿形变产生的B.表演者对竹竿的力竖直向下C.表演者对竹竿的摩擦力一定为零D.表演者对竹竿的力大于竹竿对表演者的力解析:选B表演者对竹竿的弹力是由人发生形变产生的,故A错误;因为表演者静止在弯曲倾斜的竹竿上,受到重力、弹力和摩擦力作用,且处于平衡,故竹竿对表演者的力竖直向上,根据牛顿第三定律可知表演者对竹竿的力竖直向下,故B正确,C错误;根据牛顿第三定律可知,表演者对竹竿的力的大小等于竹竿对表演者的力,故D错误。
3.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:选C 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中若小球不受支持力的作用,小球不会处于平衡状态,故一定受到支持力作用,故C 正确。
4.(2019·广东中山一中二模)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。
课时跟踪检测(五)重力弹力1.下列关于重力、重心的说法,正确的是( )A.任何有规则形态的物体,它的重心肯定与它的几何中心重合B.任何物体的重心都在物体上,不行能在物体外C.用一绳子将物体悬挂起来,物体静止时,该物体的重心不肯定在绳子的延长线上D.重力是由地面旁边的物体受到地球的万有引力而产生的解析:选D 只有质量分布匀称、形态规则的物体,其重心才在几何中心上,故A错误;物体的重心可以在物体上,也可以在物体外,如环的重心在环的本体外,故B错误;用一绳子将物体悬挂起来,物体静止时,由二力平衡可知,该物体的重心肯定在绳子的延长线上,故C错误;重力是由地面旁边的物体受到地球的吸引力而产生的,故D正确。
2.双层巴士靠站后,上车乘客向上层的后方走动,此时,车的重心( )A.向前上方移动B.向后上方移动C.向上移动D.不变解析:选B 在乘客移动过程中,双层巴士后上方的质量增大,所以车的重心向后上方移动,故B正确。
3.下列图中,光滑小球都与下表面接触,则小球肯定受支持力的是( )解析:选C 选项A、B、D中,假如绳子的拉力等于小球的重力,则小球不会受到支持力的作用,但是选项C中若小球不受支持力的作用,小球不会处于平衡状态,故肯定受到支持力作用,故C正确。
4.在日常生活及各项体育运动中,有弹力出现的状况比较普遍,如图所示的状况就是一个实例。
当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时,下列说法正确的是( )A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变B.运动员受到的支持力是运动员的脚发生形变而产生的C.此时跳板对运动员的支持力和运动员的重力等大D.此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力解析:选D 发生相互作用的物体均要发生形变,故A错误;发生形变的物体,为了复原原状,会对与它接触的物体产生弹力的作用,B错误;在最低点,运动员的瞬时速度虽然为零,但接着运动员要加速上升,故此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力,C错误,D正确。
课时跟踪检测(四)重力弹力对点训练:对力、重力概念的理解1.(多选)关于力,下列说法正确的是( )A.拳击运动员一记重拳出击,被对手躲过,运动员施加的力没有受力物体B.站在地面上的人受到的弹力是地面欲恢复原状而产生的C.重力、弹力、摩擦力是按力的性质命名的,动力、阻力、压力、支持力是按力的作用效果命名的D.同一物体放在斜面上受到的重力一定小于放在水平面上受到的重力解析:选BC 力是物体间的相互作用,有力就有施力物体和受力物体,故A错误;物体受到的弹力是施力物体反抗形变(或欲恢复原状)对受力物体施加的力,故B正确;力学中,按照力的性质可以把力分为重力、弹力、摩擦力等,按照力的作用效果可以把力分为动力、阻力、压力、支持力等,故C正确;同一物体放在地球上同一纬度且离地面高度相同时,受到的重力相同,故D错误。
2.下列关于重力的说法中正确的是( )A.物体只有静止时才受重力作用B.重力的方向总是指向地心C.地面上的物体在赤道上受的重力最小D.物体挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数一定等于物体的重力解析:选C 物体受到重力的作用,与物体的运动状态无关,A错误;重力的方向总是竖直向下,不一定指向地心,B错误;赤道上重力加速度最小,因此地面上的物体在赤道上受的重力最小,C正确;物体挂在弹簧测力计下处于平衡状态时,弹簧测力计的示数才等于物体的重力,故D错误。
对点训练:弹力的有无及方向判断3.足球运动是目前全球体育界最具影响力的运动项目之一,深受青少年喜爱。
如图所示为四种与足球有关的情景,下列说法正确的是( )A.图甲中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力B.图乙中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力C.图丙中,即将被踢起的足球一定不能被看成质点D.图丁中,落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变解析:选D 足球受到的弹力和重力是两种性质的力,A错误;产生弹力的条件是相互接触且存在形变,B错误;物体能否看成质点取决于物体的大小和形状对所研究问题的影响是否可以忽略,即将被踢起的足球有时也能看作质点,C错误;落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变,D正确。
2024高考物理一轮复习专题练习及解析—重力、弹力、摩擦力1.关于重力的大小和方向,以下说法中正确的选项是()A.在地球上方的物体都要受到重力作用,所受的重力与它的运动状态无关,也与是否存在其他力的作用无关B.在地球各处的重力方向都是一样的C.物体的重力作用在重心上,把重心挖去物体就不会受到重力作用D.对某一物体而言,其重力的大小总是一个恒量,不因物体从赤道移到南极而变化2.(多选)下列各实例中力的方向描述正确的是()A.图甲中,半圆面对杆有弹力F N1,地面对杆有弹力F N2B.图乙中,篮球与地面作用时,地面对篮球有弹力F NC.图丙中,物体A与传送带一起匀速向右运动,传送带对A有摩擦力F f D.图丁中,物体A匀速下滑时,固定斜面对A有摩擦力F f 3.(2023·湖北省黄冈联考)下列说法中不正确的是()A.人走路时,会受到静摩擦力作用B.武警战士双手握住竖直固定的竹竿匀速上攀时,所受摩擦力的方向是向下的C.将酒瓶竖直用手握住停留在空中,当增大手的握力时,酒瓶受到的摩擦力不变D.在结冰的水平路面上撒些细土,人走上去不易滑倒,是因为此时人与路面间的最大静摩擦力增大了4.磁吸式手机架是一种通过磁力固定住手机的支架,它可以随意粘贴固定在任何地方,调整角度也非常灵活,图为静止在水平面上的磁吸式手机架和手机.关于此情景下列说法正确的是()A.若手机质量为m,当地重力加速度为g,手机平面与水平面夹角为θ,则手机架对手机的支持力大小为mg cosθB.若仅将该手机改为竖屏放置(不改变吸盘角度且手机不接触水平面),则手机架的支持力变小,导致手机容易滑落C.手机架对手机的作用力竖直向上D.当手机架的吸盘放置不水平时,手机架和水平面间有摩擦力5.如图所示的装置中,各小球的质量均相等,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力大小分别为F1、F2、F3,其大小关系是()A.F1=F2=F3B.F1=F2<F3C.F1=F3>F2D.F3>F1>F26.(多选)如图所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F的关系图线,根据图线可以确定()A.弹簧的原长为10cmB.弹簧的劲度系数为200N/mC.弹簧伸长15cm时,弹力大小为10ND.弹簧伸长15cm时,弹力大小为30N7.(2023·上海市模拟)如图所示,水平地面上有重力均为40N的A、B两木块,它们之间夹有被压缩了2.0cm的轻质弹簧,已知弹簧的劲度系数k=400N/m,两木块与水平地面间的动摩擦因数均为0.25,系统处于静止状态.现用F=10N的水平力推木块B,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则力F作用后()A.木块A所受静摩擦力大小为10NB.木块B所受静摩擦力大小为2.0NC.木块B所受静摩擦力为0D.弹簧的压缩量变为2.5cm8.(2023·广东广州市培正中学模拟)如图所示,为一种倾斜放置的装取台球的装置,圆筒底部有一轻质弹簧,每个台球的质量均为m,半径均为R,圆筒的内径略大于台球的直径.当将筒口处台球缓慢取走后,又会冒出一个台球,刚好到达被取走台球的位置.若圆筒与水平面之间的夹角为θ,重力加速度为g ,忽略球与筒间的摩擦力.则弹簧的劲度系数为()A.mg sin θ2R B.mg sin θR C.mg cos θR D.mg tan θR 9.(2023·重庆市巴蜀中学月考)如图所示,在粗糙水平地面上依次放有两块质量分别为m 2=4kg 、m 3=1kg 且高度完全相同的木板A 、B ,质量m 1=2kg 的货物C 与两木板间的动摩擦因数均为μ1,木板A 与地面间的动摩擦因数μ2=0.1,木板B 与地面间的动摩擦因数μ3=0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,要使货物C 滑上木板A 时木板A 不动,而滑上木板B 时木板B 开始滑动,则μ1的大小可能是()A .0.1B .0.2C .0.35D .0.4510.(多选)(2023·广东省模拟)如图,研究漏斗落下的细沙形成的沙堆的形状,发现由漏斗落下的细沙会形成一个小圆锥体,开始时,沙堆会逐渐隆起,坡度变陡,随着圆锥体母线与底面夹角达到一定程度,漏斗落下的细沙将沿着圆锥体表面下滑,设此时沙面与底面夹角为θ,沙子间的动摩擦因数为μ.则下列说法正确的是()A.θ将越来越大B.μ=tanθC.细沙将加速下滑D.μ越大,圆锥体将堆得越陡11.一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上,弹性绳的原长也为80cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳始终处于弹性限度内)()A.86cm B.92cmC.98cm D.104cm12.如图所示,一位同学用双手水平夹起一摞书,并停留在空中.已知手掌与书间的动摩擦因数μ1=0.3,书与书间的动摩擦因数μ2=0.2,设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小.若每本书的质量为0.2kg,该同学对书的水平正压力为200N,每本书均呈竖直状态,重力加速度大小g取10m/s2,则下列说法正确的是()A.每本书受到的摩擦力的合力大小不等B.书与书之间的摩擦力大小均相等C.他最多能夹住42本书D.他最多能夹住60本书答案及解析1.A 2.BD 3.B 4.C 5.A 6.ABD7.B8.A[小球整体处于平衡状态,对最上面的小球受力分析,沿筒方向受力平衡有mg sinθ=ΔF=k·2R,解得k=mg sinθ2R,故选A.]9.C[货物C滑上木板A时木板A不动,对A、B整体受力分析得μ1m1g≤μ2(m1+m2)g+μ3m3g,货物C滑上木板B时木板B开始滑动,则对A受力分析得μ1m1g>μ3(m1+m3)g,联立解得0.3<μ1≤0.4,C正确.]10.BD[当夹角达到一定程度,沙子将匀速下滑,有mg sinθ=μmg cosθ,故μ=tanθ,μ越大,θ将越大,圆锥体将堆得越陡,故B、D正确,A、C错误.] 11.B[设弹性绳的劲度系数为k.挂钩码后,弹性绳两端点移动前,绳的伸长量ΔL=100cm-80cm=20cm,两段绳的弹力大小为F=kΔL,对钩码受力分析,如图甲所示.由题意可知sinα=45,则cosα=35.根据共点力的平衡条件可得,钩码的重力为G=2kΔL cosα.将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点时,受力如图乙所示.设弹性绳伸长量为ΔL′,弹力大小为F′=kΔL′,钩码的重力为G=2kΔL′,联立解得ΔL′=35ΔL=12cm.弹性绳的总长度变为L0+ΔL′=92cm,故B正确,A、C、D错误.]12.C[每本书受到的摩擦力的合力与重力平衡,因为每本书的质量相等,则每本书受到的摩擦力的合力大小相等,A错误;越靠外侧,书与书间的摩擦力越大,B错误;以这一摞书为研究对象,每只手对其最大静摩擦力为F f1=μ1F N=60N,这一摞书受力平衡,则2F f1=n1mg,解得n1=60,但书与书间的最大静摩擦力为F f2=μ2F N=40N,除了左右两侧跟手接触的两本书,以剩下的这一部分书为研究对象,由平衡条件有2F f2=n2mg,解得n2=40,加上与手接触的两本书,共42本书,C正确,D错误.]。
2024年高考物理一轮复习导学练重力和弹力导练目标导练内容目标1重力和重心目标2判定弹力有无目标3弹力的方向目标4弹力的大小【知识导学与典例导练】一、重力和重心1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.2.大小:G=mg.3.方向:总是竖直向下.4.重心:因为物体各部分都受重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心.特别提醒:(1)重力的方向不一定指向地心.(2)并不是只有重心处才受到重力的作用.1如图所示,粗细均匀的金属丝用细线系于其中点O后,悬挂在天花板上,金属丝处于水平状态.若将金属丝右端的BA段弯曲对折至B/A位置,如图中虚线所示,则此金属丝()A.重心位置不变B.重心位置向左移C.重心位置向右移D.无法判断【答案】B【详解】金属丝的重心是组成金属丝的各质点所受的重力的合力作用点,形状规则的均匀物体,其重心在几何中心,因此可以分段分析金属丝的受力.以金属丝的中心O为对称中心,选C点与A对称,D与B 对称.将AB段对折成AB′后,AC段金属丝仍是以O为对称中心,则AC段的重心仍在O点,CD段和AB′段的重心都在其中点.由于CD段与AB段的合力作用点在O点,则CD段与AB′的合力作用点必在O点左侧,B正确.二、判定弹力有无1.条件法:根据弹力产生的两个条件--接触和发生弹性形变直接判断。
2.假设法: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,由平衡条件或牛顿第二定律进行判断。
1如图所示,球A在斜面上,被竖直挡板挡住而处于静止状态,关于球A所受的弹力,以下说法正确的是()A.球A仅受一个弹力作用,弹力的方向垂直斜面向上B.球A受两个弹力作用,一个由挡板的向右的形变而产生的,一个由斜面的垂直斜面向上的形变而产生的C.球A受两个弹力作用,一个水平向右,一个垂直斜面向上D.球A受三个弹力作用,一个水平向右,一个垂直斜面向上,一个竖直向下【答案】C【详解】小球处于静止状态,对挡板和斜面接触挤压,挡板和斜面都产生弹性形变,它们对小球产生弹力,弹力的方向垂直于接触面,所以挡板对小球的弹力方向水平向右,斜面对小球的弹力方向垂直于斜面向上,故小球受两个弹力:一个水平向右;一个垂直斜面向上。
课时跟踪检测(四)重力弹力对点训练:对力、重力概念的理解1、[多选]关于力,下列说法正确的是()A、拳击运动员一记重拳出击,被对手躲过,运动员施加的力没有受力物体B、站在地面上的人受到的弹力是地面欲恢复原状而产生的C、重力、弹力、摩擦力是按力的性质命名的,动力、阻力、压力、支持力是按力的作用效果命名的D、同一物体放在斜面上受到的重力一定小于放在水平面上受到的重力解析:选BC力是物体间的相互作用,有力就有施力物体和受力物体,故A错误;物体受到的弹力是施力物体反抗形变(或欲恢复原状)对受力物体施加的力,故B正确;力学中,按照力的性质可以把力分为重力、弹力、摩擦力等,按照力的作用效果可以把力分为动力、阻力、压力、支持力等,故C正确;同一物体放在地球上同一纬度且离地面高度相同时,受到的重力相同,故D错误。
2、[多选](2018·张家港六校联考)下列关于重心的说法正确的是()A、重心是物体的各部分所受重力的合力的作用点B、质量均匀形状规则的物体的重心必与其几何中心重合C、重心是物体上最重的一点D、直铁丝被弯曲后,重心便不在其中点,但一定还在铁丝上解析:选AB我们认为物体各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心,故A正确;质量分布均匀、形状规则的物体重心在几何中心上,故B正确;重心不是物体上最重的一点,故C错误;若直铁丝被弯曲后变成圆环,重心不在铁丝上,故D错误。
对点训练:弹力的有无及方向判断3、足球运动是目前全球体育界最具影响力的运动项目之一,深受青少年喜爱。
如图所示为四种与足球有关的情景,下列说法正确的是()A、图甲中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力B、图乙中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力C、图丙中,即将被踢起的足球一定不能被看成质点D、图丁中,落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变解析:选D足球受到的弹力和重力是两种性质的力,A错误;产生弹力的条件是相互接触且存在形变,B错误;物体能否看成质点取决于物体的大小和形状对所研究问题的影响是否可以忽略,即将被踢起的足球有时也能看作质点,C错误;落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变,D正确。
课时跟踪检测(四)重力弹力对点训练:对力、重力概念的理解1.足球运动是深受青少年喜爱的项目之一,如图所示为四种与足球有关的情景。
下列说法正确的是( )A.甲图中,静止在草地上的足球对草地的压力就是它的重力B.乙图中,静止在水平地面上的两个足球由于接触而一定受到相互作用的弹力C.丙图中,落在球网中的足球会受到弹力是由于球网发生了形变D.丁图中,被踢出的足球受到重力、脚对球的弹力解析:选 C 静止在草地上的足球对草地的压力是由于足球发生形变产生对草地的弹力,不是它的重力,故A错误;静止的两个足球如果没有弹性形变,则没有受到相互作用的弹力,则B错误;进球时,足球撞到网上,球网被撑开,由于网的形变,而使足球受到了弹力,故C正确;球踢出的瞬间,运动员对足球有弹力作用,足球被踢出后只受重力,则D 错误。
2.[多选](2019·南通、盐城联考)关于重力和弹力,下列说法正确的是( )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.任何几何形状规则的物体的重心必与其几何中心重合C.用一根竹竿拨动水中的木头,木头受到竹竿的弹力,是由于木头发生形变产生的D.挂在电线下的电灯受到向上的拉力,是因为电线发生微小形变产生的解析:选AD 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等效集中于一点,这点叫做重心,故A正确;重心位置与质量分布和物体的形状有关,故B错误;用一根竹竿拨动水中的木头,木头受到的竹竿的弹力,是由于竹竿发生形变对木头产生的,故C 错误;挂在电线下的电灯受到向上的拉力,是因为电线发生微小形变对电灯产生的,故D 正确。
对点训练:弹力的有无及方向判断3.高杆船技是浙江嘉兴文化古镇(乌镇)至今仍保留并演出的传统民间杂技艺术,表演者爬上固定在船上的竹竿,模拟蚕宝宝吐丝作茧的动作祈愿蚕茧丰收。
如图所示,此时表演者静止在弯曲倾斜的竹竿上,则下列说法正确的是( )A.表演者对竹竿的弹力是由竹竿形变产生的B.表演者对竹竿的力竖直向下C.表演者对竹竿的摩擦力一定为零D.表演者对竹竿的力大于竹竿对表演者的力解析:选B 表演者对竹竿的弹力是由表演者发生形变产生的,故A错误;因为表演者静止在弯曲倾斜的竹竿上,受重力、弹力和摩擦力作用,且处于平衡状态,故竹竿对表演者的力竖直向上,根据牛顿第三定律可知表演者对竹竿的力竖直向下,故B正确,C错误;根据牛顿第三定律可知,表演者对竹竿的力等于竹竿对表演者的力,故D错误。
4.在半球形光滑碗内斜放一根筷子,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.均指向球心OB.A点处指向球心O,B点处竖直向上C.A点处平行于筷子向上,B点处垂直于筷子斜向上D.A点处指向球心O,B点处垂直于筷子斜向上解析:选D 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点处的接触面是半球面在该点处的切面,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,弹力垂直于筷子斜向上,故D正确,A、B、C错误。
5.如图所示,将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中,钢球与各容器的底部和侧壁相接触,处于静止状态。
若钢球和各容器的接触面都是光滑的,各容器的底面均水平,则以下说法中正确的是( )A.各容器的侧壁对钢球均无弹力作用B.各容器的侧壁对钢球均有弹力作用C.量杯的侧壁对钢球无弹力作用,其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用D.口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用,其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用解析:选A 如果将各容器的侧壁搬离,我们可以知道钢球还能处于静止状态,所以各容器的侧壁对钢球均无弹力作用,故A正确,B、C、D错误。
6.[多选]两光滑小球A、B靠在一起,处于静止状态,相互间一定有弹力作用的是( )解析:选AD 对A项分析,两个小球所受的重力与绳子的拉力不是一对平衡力,所以这两个小球都受到了对方的弹力作用,A正确;B、C项中两个小球间假设存在弹力,则在水平方向上受力不平衡,不能保持静止,故假设不成立,故两球之间没有弹力存在,B、C错误;对D 项分析,两球存在相互挤压,故一定存在弹力作用,D 正确。
对点训练:弹力的分析与计算7.如图所示,在粗糙水平面上有两个质量分别为m 1和m 2的木块1和2,中间用一原长为l 、劲度系数为k 的轻弹簧连接,木块与地面之间的动摩擦因数均为μ。
现用一水平力F 向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时,两木块之间的距离为( )A .l +μm 1g kB .l +μm 1+m 2g kC .l +μm 2g kD .l +F k解析:选A 对木块1研究,木块1受到重力、弹簧的弹力、地面的支持力和摩擦力,根据平衡条件可知弹簧的弹力F 弹=μm 1g ,又由胡克定律得到弹簧拉伸的形变量x =F 弹k =μm 1g k ,所以两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是:s =l +x =l +μm 1g k,故选项A 正确,B 、C 、D 错误。
8.(2018·宁波联考)如图所示,A 、B 两个物块的重力分别是G A =3 N ,G B =4 N ,弹簧的重力不计,整个装置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( )A .3 N 和4 NB .5 N 和6 NC .1 N 和2 ND .5 N 和2 N解析:选D 当弹簧由于被压缩而产生2 N 的弹力时,由受力平衡及牛顿第三定律知识:天花板受到的拉力为 1 N ,地板受到的压力为6 N ;当弹簧由于被拉伸而产生2 N 的弹力时,可得天花板受到的拉力为5 N ,地板受到的压力为2 N ,D 正确。
9.(2018·云南模拟)如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦力不计,物重G =1 N ,则弹簧测力计A 和B 的示数分别是( )A .1 N,0B .0,1 NC .2 N,1 ND .1 N,1 N解析:选D 对A :由重物平衡得到,弹簧的拉力大小F A =G =1 N ,则弹簧秤A 的读数为1 N 。
对B :由左侧重物(或右侧重物)平衡得到,弹簧的拉力大小F B =G =1 N ,则弹簧秤B 的读数为1 N 。
10.如图所示,一长度L=50 cm的细绳拴着一个质量为m=3 kg的小球,小球用固定在墙上的弹簧支撑,平衡时弹簧位于水平方向,细绳与竖直方向的夹角为53°。
不计弹簧和细绳的质量。
已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,g取10 m/s2,求:(1)细绳对小球的拉力的大小;(2)已知弹簧的原长为x0=50 cm,求弹簧的劲度系数。
解析:(1)由平衡知识可得:F1cos 53°=mg,解得F1=50 N。
(2)由F1sin 53°=F2,可得:F2=40 N又F2=kΔx,Δx=x0-L sin 53°联立解得:k=400 N/m。
答案:(1)50 N (2)400 N/m考点综合训练11.一个光滑球一半由铅(用阴影表示)一半由铝组成,放在支架P、Q上处于静止状态,如图甲所示,P支架对它的支持力为N。
若将球翻转后仍放在支架上,如图乙所示,P支架对它的支持力为N′。
比较N与N′,应有( )A.N>N′,方向不相同 B.N=N′,方向相同C.N<N′,方向相同 D.N=N′,方向不相同解析:选B 两种情况中,P、Q两点对球的弹力方向均通过球心斜向上,则弹力的方向是相同的,球所受重力的方向竖直向下,根据力的平衡知识可知两种情况下弹力的大小也是相同的,即两种情况下P支架对球的支持力大小和方向均不变。
12.[多选](2018·铜仁模拟)如图甲所示,一个弹簧一端固定在传感器上,传感器与电脑相连。
当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时,在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图像(如图乙)。
则下列判断正确的是( )A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B.在弹性范围内,弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比C .该弹簧的劲度系数是200 N/mD .该弹簧受到反向压力时,劲度系数不变解析:选BCD 根据胡克定律可知:F =k (l -l 0)=kx ,即弹簧弹力与弹簧的形变量成正比,与弹簧长度不成正比,故A 错误;根据A 选项的论述可知B 正确;在弹力与弹簧形变量图像上,图像的斜率表示劲度系数,由此可知该弹簧的劲度系数是200 N/m ,故C 正确;由于图像斜率不变,因此由实验可知该弹簧受到反向压力时,劲度系数不变,故D 正确。
13.如图所示,A 、B 两物体的质量分别为m 、2m ,弹簧的劲度系数为k ,弹簧两端与两物体连接。
原来A 、B 都处于静止状态,现用竖直向上的拉力向上拉A ,使A 以大小为a 的加速度匀加速上升。
已知弹簧长度在弹性限度内变化,重力加速度为g 。
求:(1)B 刚好离开地面时,A 上升的总高度;(2)B 刚好离开地面时,作用在A 上的拉力大小。
解析:(1)开始弹簧比原长缩短x 1,A 处于平衡状态,有mg =kx 1B 刚好离开地面时弹簧比原长伸长x 2,有2mg =kx 2A 上升的总高度h =x 1+x 2解得h =3mg k。
(2)B 刚好离开地面时,对 A ,有F -mg -kx 2=ma解得作用在A 上的拉力大小F =3mg +ma 。
答案:(1)3mg k(2)3mg +ma。