高考物理总复习练习4重力弹力摩擦力
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高二物理《重力、弹力和摩擦力》练习题含答案1.关于下列四幅图中的弹力说法正确的是()FA.甲图中,由于书的形变,对桌面产生向下的弹力1B.乙图中,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧的长度成正比C.丙图中,碗对筷子的弹力沿筷子斜向上,如图中箭头所示D.丁图中,绳的拉力不一定沿着绳而指向绳收缩的方向【答案】A【详解】A.1F为桌面受到的压力,是由于书的形变,对桌面产生向下的弹力,A正确;B.根据胡克定律可知,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧的形变量成正比,B 错误;C.图中碗底对筷子的弹力应垂直该处碗的切面斜向上,即接触点与碗心的连线向上,C 错误;D.绳的拉力一定沿着绳而指向绳收缩的方向,D错误。
故选A。
2.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.【答案】C【详解】A.球受重力和弹力,根据平衡条件,杆对小球的力应竖直向上,A错误;B.2F应为零,该绳没有发生形变,否则球不能平衡,B错误;C .球受重力、下面球的弹力和墙壁的支持力,两个支持力均垂直于接触面,C 正确;D .A 还受大半圆对它的支持力N F ,方向沿过小球A 与圆接触点的半径,指向大半圆圆心,D 错误。
故选C 。
3.如图所示,一轻弹簧上端固定在天花板上,现将一质量为m 物块悬挂在弹簧下端,平衡时弹簧的长度为1l ,已知弹簧的原长为0l ,重力加速度大小为g ,则弹簧的劲度系数为( )A .mgl B .1mgl C .01mgl l - D .10mgl l - 【答案】D【详解】由题意可知,弹簧处于拉伸状态,物体处于平衡状态,根据平衡条件可得10()k l l mg -=解得10mgk l l =- 故选D 。
4.在实验室中,同学将两根相同的轻弹簧串接在一起,下面挂两个相同的钩码,如图甲所示,此时两根轻弹簧的总伸长量为x 。
若该同学将两个钩码按照图乙方式挂在两轻弹簧上,则两根轻弹簧的总伸长量为( )A .2xB .34xC .xD .32x【答案】B【详解】根据胡克定律可得,按图甲所示连接时,两轻弹簧的伸长量为224mg mg mgx k k k=+=按图乙所示连接时,两轻弹簧的伸长量为23mg mg mgx k k k'=+= 联立解得34x x '= 故选B 。
河北2013年高考二轮知识点专题复习重力弹力摩擦力1.关于摩擦力,以下说法正确的是( )A.两个接触的物体间可能只存在彼此作用的摩擦力B.两个物体间有弹力必然有摩擦力C.汽车在程度公路上行驶,驱动轮遭到的摩擦力向前D.杂技演员用手握着竖直的杆向上攀,手握杆的力越大,手遭到杆的摩擦力越大[答案] C[解析] 有摩擦力必然有弹力,A错;有弹力不必然有摩擦力,B错;驱动轮与地面间的摩擦力是动力,此时方向向前,C正确,演员爬杆时,是静摩擦力,与压力无关,D错。
2.如图所示,程度桌面上叠放着A、B两物体,B物体受力F 作用,A、B一同绝对地面向右做匀减速直线运动,则B物体的受力个数为( )A.4 B.5 C.6 D.7[答案] C[解析] 先用隔离法,拔取A为研讨对象,A必遭到B对其施加的程度向左的摩擦力,所以A对B施加了程度向右的摩擦力;再运用全体法,拔取A和B组成的零碎为研讨对象,零碎做匀减速直线运动,合力方向向左,即地面对零碎施加了程度向左的摩擦力;最初再拔取B为研讨对象,其共遭到6个力的作用:竖直向下的重力,A对其竖直向下的压力和程度向左的摩擦力,地面对它竖直向上的支持力和程度向左的摩擦力和程度拉力F。
本题答案为C项。
3.将一物块分成相等的A、B两部分靠在一同,下端放置在地面上,上端用绳子拴在天花板上,绳子处于竖直伸直形状,全部安装静止,则( )A.绳子上拉力可能为零B.地面受的压力可能为零C.地面与物体间可能存在摩擦力D.A、B之间可能存在摩擦力[答案] AD[解析] 经分析,绳子上拉力可能为零,地面受的压力不可能为零,选项A对而B错;由于绳子处于竖直伸直形状,绳子中拉力只可能竖直向上,所以地面与物体B间不可能存在摩擦力,而A、B 之间可能存在摩擦力,选项C错而D对。
4.用一枚磁性棋子把一张没有磁性的卡片压在磁性黑板的竖直平面上,磁性棋子、卡片和磁性黑板三个物体均有必然的分量,它们静止不动,如图所示,以下说法正确的是( )A.磁性棋子遭到四个力作用,其中有三个力的施力物体均是黑板B.磁性棋子遭到的磁力和弹力是一对作用力和反作用力C.卡片遭到四个力作用D.卡片会遭到两个摩擦力作用 [答案] D[解析] 本题考查重力、弹力、摩擦力,意在考查物体的受力分析,全体法与隔离法的应用,以磁性棋子为研讨对象,它遭到四个力作用,只需磁力是磁性黑板施加的,弹力和摩擦力是卡片施加的,重力是地球施加的,磁性棋子遭到的磁力和弹力是一对平衡力,A、B错误;卡片两个平面都会遭到弹力和摩擦力作用,还有重力作用,C错误,D正确。
第5讲 重力弹力摩擦力——划重点之精细讲义系列一.力1.力的概念:物体与物体之间的相互作用. 2.力的作用效果两类效果⎩⎪⎨⎪⎧使物体发生形变.改变物体的运动状态.二.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.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.(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. 三.弹力1.弹力(1)定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用. (2)产生的条件.(3)方向:与物体形变方向相反. 2.胡克定律(1)内容:弹簧的弹力的大小F 跟弹簧伸长(或缩短)的长度x 成.(2)表达式:F =kx . ①. ②.有弹力作用的两物体一定相接触,相接触的两物体间不一定有弹力.四.摩擦力1.产生:相互接触且发生形变的粗糙物体间,有相对运动或相对运动趋势时,在接触面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力.2.产生条件:接触面粗糙;接触面间有弹力;物体间有相对运动或相对运动趋势. 3.大小:4.方向:.5.作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势.(1)摩擦力阻碍的是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.【典例1】(多选)关于弹力的方向,下列说法中正确的是( ) A .放在水平桌面上的物体所受弹力的方向是竖直向上的 B .放在斜面上的物体所受斜面的弹力的方向是竖直向上的 C .将物体用绳吊在天花板上,绳所受物体的弹力方向是竖直向上的 D .物体间相互挤压时,弹力的方向垂直接触面指向受力物体 【典例2】(多选)关于胡克定律,下列说法正确的是( )A .由F =kx 可知,在弹性限度内弹力F 的大小与弹簧形变量x 成正比B .由k =Fx可知,劲度系数k 与弹力F 成正比,与弹簧的长度改变量成反比C .弹簧的劲度系数k 是由弹簧本身的性质决定的,与弹力F 的大小和弹簧形变量x 的大小无关D .弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小【典例3】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,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没有摩擦力考点一弹力的分析和计算1.弹力有无的判断方法(1)条件法:根据产生弹力的两个条件——接触和发生弹性形变直接判断.(2)假设法或撤离法:可以先假设有弹力存在,然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合.还可以设想将与研究对象接触的物体“撤离”,看研究对象能否保持原来的状态.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.弹力大小的确定方法(1)弹簧类弹力:由胡克定律知弹力F=kx,其中x为弹簧的形变量,而不是伸长或压缩后弹簧的总长度.(2)非弹簧类弹力:根据运动状态和其他受力情况,利用平衡条件或牛顿第二定律来综合确定.【典例1】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【典例2】一轻质弹簧原长为8 cm,在4 N的拉力作用下伸长了2 cm,弹簧未超出弹性限度.则该弹簧的劲度系数为()A.40 m/N B.40 N/mC .200 m/ND .200 N/m【典例3】如图所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆间的夹角为θ,在斜杆的下端固定有质量为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 =mg sin θ,方向沿杆向上B .小车静止时,F =mg cos θ,方向垂直于杆向上C .小车以向右的加速度a 运动时,一定有F =masin θD .小车以向左的加速度a 运动时,F =(ma )2+(mg )2,方向斜向左上方,与竖直方向的夹角θ1满足tan θ1=ag几种典型弹力的方向考点二 静摩擦力的有无及方向的判断1.假设法:利用假设法判断的思维程序如下:2.状态法根据物体的运动状态来确定,思路如下.3.转换法利用牛顿第三定律(作用力与反作用力的关系)来判定.先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的大小和方向,再确定另一物体受到的反作用力——静摩擦力的大小和方向.【典例1】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()【典例2】(多选)如图所示是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的示意图,A与B、C与D分别是皮带上与轮缘上相互接触的点,则下列判断正确的是()A.B点相对于A点运动趋势方向与B点运动方向相反B.D点相对于C点运动趋势方向与C点运动方向相反C.D点所受静摩擦力方向与D点运动方向相同D.主动轮受到的摩擦力是阻力,从动轮受到的摩擦力是动力【典例3】(多选)如图所示,倾角为θ的斜面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物体A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,已知A、B、C都处于静止状态,则()A.B受到C的摩擦力一定不为零B.C受到地面的摩擦力一定为零C.C有沿地面向右滑动的趋势,一定受到地面向左的摩擦力D.将细绳剪断,若B依然静止在斜面上,此时地面对C的摩擦力为0考点三摩擦力的计算1.静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动),利用力的平衡条件来判断其大小.(2)物体有加速度时,若只有静摩擦力,则F f=ma.若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力.2.滑动摩擦力的计算滑动摩擦力的大小用公式F f=μF N来计算,应用此公式时要注意以下几点:(1)μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;F N为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关.考向1:静摩擦力的计算【典例1】如图所示,质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的斜面上,P、Q间的动摩擦因数为μ1,Q与斜面间的动摩擦因数为μ2.当它们从静止开始沿斜面滑下时,两物体始终保持相对静止,则物体P受到的摩擦力大小为()A.μ1mg cos θ,方向平行于斜面向上B.μ1mg cos θ,方向平行于斜面向下C.μ2mg cos θ,方向平行于斜面向上D.μ2mg cos θ,方向平行于斜面向下判断摩擦力方向时应注意的两个问题(1)静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系,可能相同,也可能相反,还可能成一定的夹角.(2)分析摩擦力方向时,要注意静摩擦力方向的“可变性”和滑动摩擦力的“相对性”. 考向2:滑动摩擦力的计算【典例2】如图所示,质量为m B =24 kg 的木板B 放在水平地面上,质量为m A =22 kg 的木箱A 放在木板B 上,另一端拴在天花板上,轻绳与水平方向的夹角为θ=37°.已知木箱A 与木板B 之间的动摩擦因数μ1=0.5.现用水平向右、大小为200 N 的力F 将木板B 从木箱A 下面匀速抽出(sin 37°≈0.6,cos 37°≈0.8,重力加速度g 取10 m/s 2),则木板B 与地面之间的动摩擦因数μ2的大小为( )A .0.3B .0.4C .0.5D .0.6计算摩擦力时的三点注意(1)首先分清摩擦力的性质,因为只有滑动摩擦力才有公式,静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿运动定律来求解.(2)公式F f =μF N 中F N 为两接触面间的正压力,与物体的重力没有必然联系,不一定等于物体的重力.(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关,与接触面积的大小也无关.【典例3】如图所示,滑块A 置于水平地面上,滑块B 在一水平力作用下紧靠滑块A (A 、B 接触面竖直),此时A 恰好不滑动,B 刚好不下滑.已知A 与B 间的动摩擦因数为μ1,A 与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A 与B 的质量之比为( )A.1μ1μ2B .1-μ1μ2μ1μ2C.1+μ1μ2μ1μ2D.2+μ1μ2μ1μ2【典例4】(多选)如图所示,小车的质量为m 0,人的质量为m ,人用恒力F 拉绳,若人和小车保持相对静止,不计绳和滑轮质量及小车与地面间的摩擦,则小车对人的摩擦力可能是( )A .0B.m -m 0m +m 0F ,方向向右C.m -m 0m +m 0F ,方向向左 D.m 0-m m +m 0F ,方向向右 考点四 轻杆、轻绳、轻弹簧模型轻杆轻绳轻弹簧柔软,只能发生微小形变,既可伸长,也可压缩,【典例1】如图所示,水平轻杆的一端固定在墙上,轻绳与竖直方向的夹角为37°,小球的重力为12 N ,轻绳的拉力为10 N ,水平轻弹簧的拉力为9 N ,求轻杆对小球的作用力.【典例2】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,则绳对小球的拉力可能为零B .若小车静止,则斜面对小球的支持力一定为零C .若小车向右运动,则小球一定受两个力的作用D .若小车向右运动,则小球一定受三个力的作用【典例3】如图所示,滑轮本身的质量可忽略不计,滑轮轴O 安在一根轻木杆B 上,一根轻绳AC 绕过滑轮,A 端固定在墙上,且绳保持水平,C 端挂一重物,BO 与竖直方向的夹角θ=45°,系统保持平衡.若保持滑轮的位置不变,改变夹角θ的大小,则滑轮受到木杆作用力大小变化情况是( )A .只有角θ变小,作用力才变大B .只有角θ变大,作用力才变大C .不论角θ变大或变小,作用力都是变大D .不论角θ变大或变小,作用力都不变【典例4】(多选)两个中间有孔的质量为M 的小球用一轻弹簧相连,套在一水平光滑横杆上.两个小球下面分别连一轻弹簧.两轻弹簧下端系在同一质量为m 的小球上,如图所示.已知三根轻弹簧的劲度系数都为k ,三根轻弹簧刚好构成一等边三角形.则下列判断正确的是( )A .水平横杆对质量为M 的小球的支持力为Mg +mgB .连接质量为m 小球的轻弹簧的弹力为mg3C .连接质量为m 小球的轻弹簧的伸长量为33kmg D .套在水平光滑横杆上轻弹簧的形变量为36kmg1.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.2.如图所示,某同学用一双筷子夹起质量为m的圆柱形重物,已知圆柱竖直、半径为r,筷子水平,交叉点到圆柱接触点的距离均为L=4r,每根筷子对圆柱的压力大小为2mg,重力加速度大小为g,下列说法正确的是()A.每根筷子与圆柱体间的摩擦力大小为12mgB.每根筷子与圆柱体间的摩擦力大小为√22mgC.每根筷子与圆柱体间的摩擦力大小为√32mgD.若增大筷子与圆柱间的压力,摩擦力大小不变3.把一个均匀轻弹簧分成长度分别为l10、l20的两个弹簧,它们的劲度系数分别为k1、k2.现将这两个弹簧串联,两端用大小相等的力拉,使它们在弹性限度内各自伸长一定长度。
2019届高考物理一轮总复习课练4 重力弹力摩擦力1.下列关于重力和重心的说法正确的是( )A.物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力B.物体静止时,对水平支持物的压力就是物体的重力C.用细线将物体悬挂起来,静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上D.重心就是物体所受重力的等效作用点,故重心一定在物体上2.一根轻质弹簧,当它上端固定、下端悬挂重为G的物体时,长度为L1;当它下端固定在水平地面上,上端压一重为G的物体时,其长度为L2,则它的劲度系数是( )A.GL1B.GL2C.GL1-L2D.2GL1-L23.质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上,如图所示,a受到斜向上与水平面成θ角的力F作用,b受到斜向下与水平面成θ角且与F等大的力F′作用,两力在同一竖直平面内,此时两木块保持静止,则( )A.b对a的支持力一定等于mgB.水平面对b的支持力可能大于2mgC.a、b之间一定存在静摩擦力D.b与水平面之间可能存在静摩擦力4.一根大弹簧内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长0.20 m,它们的下端固定在地面上,而上端自由,如图甲所示.当加力压缩此组合弹簧时,测得力和弹簧压缩距离之间的关系如图乙所示,则两弹簧的劲度系数分别是(设大弹簧的劲度系数为k1,小弹簧的劲度系数为k2)( )A.k1=100 N/m,k2=200 N/mB.k1=200 N/m,k2=100 N/mC.k1=100 N/m,k2=300 N/mD.k1=300 N/m,k2=200 N/m5.用力F把容器压在竖直墙壁上,使容器保持静止状态.用管子缓慢向容器中加水,容器仍保持静止,则下列说法中正确的是 ( )A.力F必须逐渐增大B.容器受到墙壁的摩擦力逐渐增大C.容器受到墙壁的压力一定逐渐增大D.容器受到墙壁的摩擦力与弹力成正比6.(多选)如图所示,在水平力F作用下,木块A、B保持静止.若木块A与B接触面是水平的,且F≠0.则关于木块B的受力个数可能是( )A.3个 B.4个C.5个 D.6个7.如图所示,位于水平桌面上的木板P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,两段轻绳都是水平的.已知Q与P、P与桌面之间的动摩擦因数均为μ,木板P与物块Q的质量都是m,滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计,若用一水平向左的力F拉P使它做匀速运动,则F的大小为 ( )A.3μmg B.4μmg C.5μmg D.6μmg8.物块m位于斜面上,受到平行于斜面的水平力F的作用处于静止状态.如图所示,若将外力F撤去,则( )A.物块可能会沿斜面下滑B.物块受到的摩擦力变小C.物块受到的摩擦力大小不变D.物块对斜面的压力变小9.如图所示,物体A、B用细绳与轻弹簧连接后跨过滑轮.A静止在倾角为45°的粗糙斜面上,B悬挂着,已知质量m A=3m B,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°减小到30°,那么下列说法中正确的是( )A.弹簧的弹力将减小B.物体A对斜面的压力将减小C.物体A受到的静摩擦力将减小D.弹簧的弹力及A受到的静摩擦力都不变10.(多选)一斜劈A静止在粗糙的水平面上,在其斜面上放着一滑块B,若给滑块B一平行斜面向下的初速度v0,则B正好保持匀速下滑.如图所示,现在B下滑过程中再加一个作用力,则以下说法正确的是( )A.在B上加一竖直向下的力F1,则B将保持匀速运动,A对地无摩擦力的作用B.在B上加一沿斜面向下的力F2,则B将加速运动,A对地有水平向左的静摩擦力的作用C.在B上加一水平向右的力F3,则B将减速运动,在B停止前A对地有向右的摩擦力的作用D.无论在B上加什么方向的力,在B停止前A对地都无静摩擦力的作用11.如图所示,放在水平地面上的物体A的重力G=100 N,右侧连着一轻质弹簧,已知物体与地面间的动摩擦因数μ=0.4,弹簧的劲度系数k=2 500 N/m.可近似认为物体所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现用力拉弹簧,则:(1)当弹簧伸长1 cm时,求弹簧弹力F1和物体所受的摩擦力f1的大小;(2)当弹簧伸长2 cm时,求弹簧弹力F2和物体所受的摩擦力f2的大小.12.如图所示,质量为m1=5 kg的滑块静置于一粗糙的斜面上,现用一平行于斜面的力F =30 N推滑块,使滑块沿斜面向上匀速运动,已知斜面体质量为m2=10 kg,且始终静止,取g=10 m/s2,求:(1)斜面对滑块的摩擦力;(2)地面对斜面体的摩擦力和支持力.′的张力也在一定范围内变化所受到的支持力也在一定范围内变化的绳的张力也在一定范围内变化与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化一轻质弹簧原长为8 cm,在4 N的拉力作用下伸长了加速度从零开始逐渐增大到某一值,橡皮筋在弹性限度内 )定在水平地面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳长度不同,下列说法正确的是置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块刚好不下滑.已知A与B间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A与B到圆环向下的速度达到最大的过程中(此过程物块一直保持静止如图所示,两个小球a、b质量均为施加一个拉力F,使整个装置处于静止状态,且=45°,已知弹簧的劲度系数为k,则弹簧形变量不可能是9.(2017·湖南益阳调研)如图所示,三根轻绳系于竖直杆上的同一点O,其中轻绳OA 与OB等长且夹角为60°,竖直杆与平面AOB所成的角为30°.若轻绳OA、OB的拉力均为20 N,要使杆受到绳子作用力的方向竖直向下,则水平轻绳OC的拉力大小为( )A.10 N B.20 NC.20 3 N D.10 3 N10.(2017·河北衡水中学月考)如图,小球C置于内侧面光滑的半球形凹槽B内,B放在长木板A上,整个装置处于静止状态.在缓慢减小木板的倾角θ过程中,下列说法正确的是( )A.A受到的压力逐渐减小B.A受到的摩擦力逐渐减小C.C对B的压力逐渐变大D.C受到三个力的作用11.(2017·河南八市质检)如图所示,质量均为1 kg的小球a、b在轻弹簧A、B及外力F的作用下处于平衡状态,其中A、B两个弹簧的劲度系数均为5 N/m,B弹簧上端与天花板固定连接,轴线与竖直方向的夹角为60°,A弹簧竖直,g取10 m/s2,则以下说法正确的是( )A.A弹簧的伸长量为3 cmB.外力F=10 3 NC.B弹簧的伸长量为4 cmD.突然撤去外力F瞬间,b球加速度为012.(2017·河北石家庄模拟)如图所示,一质量为M、倾角为θ的斜面体置于水平地面上,质量为m的小木块(可视为质点)放在斜面上.现用一平行于斜面、大小恒定的拉力F作用于小木块上,拉力在以斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中,斜面体和小木块始终保持静止状态,下列说法中正确的是 ( )A.小木块受到斜面的最大摩擦力为F2+mg sinθ2B.小木块受到斜面的最大摩擦力为F-mg sinθC.斜面体受到水平地面的最大摩擦力为FD.斜面体受到水平地面的最大摩擦力为F cosθ+mg sin2,由于水平力,对垂直于斜面方向上的受力情况无影响,故选项除斜面对物块的摩擦力以外,仅剩下重力沿斜面向下的分+mg sin2,所以此时斜面对物块的摩擦力仍然是静摩擦力,故mg sin,故选项C错误.当斜面的倾角为45°时,A、sin45°>m B g,可知摩擦力沿斜面向上.当斜面的倾角变为,可知物体A仍静止,且摩擦力仍沿斜面向上.将斜面倾角由如有摩擦力,整体的合力不为零,将破坏平衡状态,与题矛盾.对滑块B有mgsinθ=f=μmg cosθ,即sinθ=μcosθ,θ是斜劈的倾角.当施加竖直向下的力F1时,对整体受力分析,在竖直方向合力为零,水平方向合力为零,故地面对斜劈A无摩擦力,对滑块B 受力分析可知,(mg+F1)sinθ-μ(mg+F1)cosθ=0,所以滑块B做匀速运动,故A正确.在滑块上加一沿斜面向下的力F2,滑块所受的合力将沿斜面向下,故做加速运动,但滑块与斜劈间的弹力大小不变,故滑动摩擦力大小不变,即滑块所受支持力与摩擦力的合力仍然竖直向上,则斜劈所受滑块的摩擦力与滑块的压力的合力竖直向下,则斜劈在水平方向仍无运动趋势,故仍对地无摩擦力作用,故B错误.在滑块上加一水平向右的力F3,沿斜面方向有mg sinθ-F3cosθ-μ(mg cosθ+F3sinθ)<0,故滑块做减速运动;对滑块,所受支持力增加了F3sinθ,则摩擦力增加了μF3sinθ,即支持力与摩擦力均成比例地增加,其合力方向还是竖直向上,如图,则斜劈所受滑块B的摩擦力与压力的合力还是竖直向下,水平方向仍无运动趋势,则不受地面的摩擦力,故C错误.无论在滑块B上加上什么方向的力,滑块B对斜劈的压力与滑块B对斜劈的摩擦力都是以1∶μ的比例增加,则其合力的方向始终竖直向下,斜劈便没有运动趋势,始终对地面无摩擦力作用,故D正确.11.解题思路:(1)由胡克定律知F1=kx1=2 500 N/m×0.01 m=25 Nf=μF N,F N=G,则f=μG=40 N因为F1<f,所以物体仍静止,即f1=25 N(2)由胡克定律知F2=kx2=2 500 N/m×0.02 m=50 NF2>f,所以物体运动,即f2=40 N.答案:(1)25 N (2)40 N12.解题思路:(1)用隔离法:对滑块受力分析,如图甲所示,在平行斜面的方向上,有F=m1g sin30°+F f可得斜面对滑块的摩擦力F f=5 N,方向沿斜面向下.(2)用整体法:因两个物体均处于平衡状态,故可以将滑块与斜面体当作一个整体来研究,其受力分析如图乙所示.根据平衡条件得水平方向:F f地=F cos30°竖直方向:F N地=(m1+m2)g-F sin30°解得地面对斜面体的摩擦力F f地=15 3 N,方向水平向左;地面对斜面体的支持力F N地=135 N,方向竖直向上.答案:(1)5 N,方向沿斜面向下(2)15 3 N,方向水平向左,135 N,方向竖直向上加餐练1.BD 因为物块b始终保持静止,所以绳OO′的张力不变,连接a和b的绳的张力也不变,选项A、C错误;拉力F大小变化,F的水平分量和竖直分量都发生变化,由共点球进行受力分析,利用图解法可判断:当弹簧上的拉力mg,再根据胡克定律得:最小形变量是不可能的,由图可知在条件允许的情况下,拉力可以一直增大,所以应该根据平行四边形定则以及几何知识,可得轻绳OA与。
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。
高中物理《重力、弹力、摩擦力》精选练习题(含答案)1. 一个物体沿着水平面匀速运动,受到的摩擦力大小为2N,物体的重力为10N,求物体受到的弹力大小。
答案:由于物体匀速运动,所以合力为0,即弹力大小等于摩擦力大小加重力大小,即F弹=F摩+F重=2N+10N=12N。
2. 一个物体在水平面上受到一个恒定的水平拉力,物体的质量为2kg,受到的摩擦力大小为4N,求物体的加速度。
答案:由牛顿第二定律F=ma,可得物体受到的合力F=拉力-摩擦力=ma,即a=(拉力-摩擦力)/m=(F-L摩)/m=(F-4N)/2kg。
3. 一个物体在水平面上受到一个恒定的水平拉力,物体的质量为2kg,受到的摩擦力大小为4N,物体的加速度为2m/s^2,求拉力大小。
答案:由牛顿第二定律F=ma,可得物体受到的合力F=ma+摩擦力=2kg×2m/s^2+4N=8N,即拉力大小为F=8N。
4. 一个物体沿着水平面匀加速运动,受到的摩擦力大小为2N,物体的重力为10N,求物体受到的弹力大小。
答案:由牛顿第二定律F=ma,可得物体受到的合力F=ma+摩擦力=12N,即弹力大小为F弹=F-F摩=12N-2N=10N。
5. 一个物体沿着水平面匀加速运动,受到的摩擦力大小为2N,物体的重力为10N,物体的加速度为2m/s^2,求物体受到的合力大小。
答案:由牛顿第二定律F=ma,可得物体受到的合力F=ma+摩擦力=2kg×2m/s^2+2N=6N。
1. 一个物体在水平面上受到2N的弹力和5N的摩擦力,物体的加速度大小为多少?答案:加速度大小为0.5m/s²。
解析:根据牛顿第二定律,物体所受合力等于物体的质量乘以加速度。
而合力等于弹力减去摩擦力,即2N-5N=-3N。
因此,物体所受合力为-3N,表示向左的力。
设物体质量为m,则有:-3N=m×a。
解得a=-3N/m。
根据题意可知,物体所受的弹力和摩擦力都是水平的,因此物体的加速度也是���平的,即a水平=a。
《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。
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 。
力、重力、弹力、摩擦力一、选择题:1.(2017 宁夏学业考试)如图所示,在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉一木块做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为20N,木块受到的摩擦力大小是()A.10N B.15N C.20N D.25N2.(2017 丰台区学业考试)如图所示,用水平外力F将木块压在竖直墙面上保持静止状态,下列说法正确的是()A.木块所受重力与墙对木块的静摩擦力是一对平衡力B.木块所受重力与墙对木块的静摩擦力是一对作用力与反作用力C.木块对墙的压力与水平力F是平衡力D.水平力F与墙对木块的正压力是一对作用力和反作用力3.一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑,此时斜面体不受地面的摩擦力作用,若沿斜面方向用力向下推此物体,使物体加速下滑,则斜面体受地面的摩擦力 ( ) A.大小为零 B.方向水平向前C.方向水平向后 D.无法判断大小和方向4.用手握住一个油瓶并保持静止(油瓶始终处于竖直方向,如图3所示),下列说法中正确的是 ( )A.当瓶中油的质量增大时,手握瓶的力必须增大B.手握得越紧,油瓶受到的摩擦力越大C.不论手握得多紧,油瓶受到的摩擦力总是一定的D.摩擦力等于油瓶与油的总重力5. 如图所示,放在水平桌面上的木块A处于静止状态,所挂的砝码和托盘的总质量为0.6 kg,弹簧测力计读数为2 N,滑轮摩擦不计.若轻轻取走盘中的部分砝码,使总质量减少到0.3 kg时,将会出现的情况是(g=10 m/s2) ( )A.弹簧测力计的读数将变小B.A仍静止不动C.A对桌面的摩擦力不变D.A所受的合力将要变大6.(2015 嘉峪关模拟)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为m、2m,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板。
系统原先处于静止状态,现开始用力沿斜面方向拉物块A使之向上运动,则物块A从开始运动到物块B 刚要离开挡板C时A发生的位移d等于()A.2sinmgkθB.3sinmgkθC.4sinmgkθD.sinmgkθ7. (2016 广西模拟)关于重力,下列说法中正确的是()A. 重力的方向总是与地面垂直B. 重力就是物体对水平桌面的压力C. 物体运动时受到的重力大于它静止时受到的重力D. 同一物体无论运动与否,受到的重力都是一样的【思路点拨】在地球附近由于地球的引力而使物体受到的力叫重力,G=mg,与其受不受其它力无关,与运动状态也无关,重力的方向是竖直向下,其单位是N,可以用弹簧测力计测量其大小。
力、重力、弹力、摩擦力【考纲要求】1.知道重力的特点,理解重心的概念;2.理解弹力产生的条件,会确定弹力的方向;3.能熟练应用胡克定律求弹簧弹力的大小;4.理解摩擦力产生的条件,会判断摩擦力的有无,能确定摩擦力的种类;5.能结合力学知识求解摩擦力的大小和方向.【考点梳理】考点一:力的基本概念要点诠释:1.力的定义:力是物体对物体的作用,在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号是N.2.力的三要素:大小、方向、作用点.3.力的基本特征(1)力的物质性:力是物体对物体的作用,一个物体受到力的作用,一定有另一个物体对它施加这种作用,力是不能离开物体而独立存在的.(2)力的相互性:力的作用是相互的,任何两个物体之间力的作用总是相互的,施力物体同时也一定是受力物体.(3)力的矢量性:力是矢量,既有大小,也有方向,物理学中把既有大小又有方向的物理量称为矢量.(4)力的独立性:一个力作用于某一物体上产生的效果,与这个物体是否同时受其他力无关.4.力的分类按性质分:重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力……按效果分:动力、阻力、压力、支持力、向心力……按作用方式分⎧⎨⎩场力:万有引力、电磁力接触力:弹力、摩擦力按研究对象分:内力、外力.5.四种基本相互作用引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用.考点二:重力要点诠释:1.重力的定义由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力.实际上重力是地球对物体引力的一个分力,而引力的另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力.说明:①地球表面附近的物体都受到重力的作用.②重力是由于地球的吸引而产生的,但不能说重力就是地球的吸引力.③重力的施力物体就是地球.2.重力的大小①由G=mg计算,g=9.8 N/kg.②用弹簧测力计测量,物体处于平衡状态(即静止或匀速运动状态),弹簧测力计的示数等于重力的大小.说明:①在地球表面上不同的地方,物体的重力大小是不同的,纬度越高,物体的重力越大,因而同一物体,在两极比赤道受到的重力大.②一个物体的重力不受运动状态的影响,与是否还受其他力的作用也无关系.③在处理物理问题时,在地球表面和在地球附近某一高度的地方,一般认为同一物体受的重力不变.3.重力的方向:竖直向下(即垂直于水平面向下).说明:①重力的方向沿铅垂线方向,与水平面垂直,不一定指向地心,但在两极和在赤道上的物体,所受重力的方向指向地心.②重力的方向不受其他作用力的影响,与运动状态也没有关系.说明:重力的大小由物体本身的质量和所处位置的重力加速度决定,与其他因素都没有关系.要点三、弹力要点诠释:1.弹力的定义发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,要对与它接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力.如图所示,用手向右拉弹簧,弹簧因形变(伸长)而产生弹力F,它作用在手上,方向向左.因此,弹力的施力者是发生弹性形变的物体,受力者是使它发生弹性形变的物体.2.弹力的产生条件:①两物体直接接触.②两物体发生弹性形变.3.判断弹力有无的方法弹力的方向总是跟形变的方向相反,但是在很多情况下,接触处的形变不明显,这就给弹力是否存在的判定带来了困难.通常用以下两种办法可以解决:(1)假设法:即假设接触处有弹力,看物体的运动状态是否与当前情况一致,若一致,则假设正确,接触处有弹力;若不一致,则假设错误,接触处无弹力.但是“假设法”有一定的局限性,只对较简单的情况适用.我们深入思考弹力产生的原因可知,弹力是被动出现的,它属于被动力.弹力是否存在,是由主动力和运动状态决定的.(2)分析物体所受的主动力和运动状态,是判断弹力有或无的金钥匙.分析主动力,就是分析沿弹力所在的直线上,除弹力以外其他力的合力,看这些力的合力是否满足题目给定的状态,若满足,则不存在弹力;若不满足,则存在弹力.4.弹力的大小:与物体的形变程度有关,形变量越大,产生的弹力越大;形变量越小,产生的弹力越小.一般情况下,弹力的大小可以利用平衡条件或牛顿定律计算出来;对于弹簧的弹力,在弹性限度内遵循胡克定律.5.弹力的方向弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力的方向相反,或者就是物体恢复原状的趋势的方向.弹力是接触力,不同的物体接触,弹力方向的判断方法不同:例如,绳子只能产生拉力,物体受绳子拉力的方向总是沿绳子指向其收缩的方向.桌面产生的支持力的方向总是垂直于支持面指向被支持的物体.杆的弹力比较复杂,不一定沿杆也不一定垂直于杆,需根据受力情况或物体运动状态而定.要点四、摩擦力要点诠释:1.摩擦力的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趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动的力,这种力叫做摩擦力.2.产生条件(1)相互接触的物体间有弹力;(2)接触面粗糙;(3)接触面间有相对运动或相对运动趋势.这三个条件缺一不可. 3.静摩擦力(1)定义:两个相互接触的物体间只有相对运动的趋势,而没有相对运动,这时的摩擦力叫做静摩擦力. (2)静摩擦力的方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势的方向相反.(3)静摩擦力的特点:静摩擦力与外力有关,在两物体接触面上的弹力一定的情况下,静摩擦力有一个最大值,叫做最大静摩擦力,两物体间实际的静摩擦力F 在零与最大静摩擦力之间,即max 0F F <≤. 4.滑动摩擦力(1)定义:当一个物体在另一个物体表面滑动时,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力.(2)滑动摩擦力的方向:总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动的方向相反.(3)滑动摩擦力的大小跟正压力成正比.用N F 表示正压力的大小,则有N F F μ=,其中μ是比例常数(没有单位),叫做动摩擦因数. 要点五、关于摩擦力的几点说明 要点诠释:1.静摩擦力的有无及方向的确定方法判断物体间有无静摩擦力及确定静摩擦力的方向时常用的方法有三种:(1)根据“静摩擦力与物体相对运动的趋势方向相反”来判断.关键是搞清“相对”的含义.在具体应用时,可先假定接触面光滑,如果这时物体与接触面发生相对滑动,可知物体与接触面有相对运动趋势.而相对运动趋势方向即为假定光滑时物体相对接触面运动的方向.(2)根据摩擦力的效果来判断:如平衡其他力、做动力、做阻力、提供向心力等来判断其方向;再根据平衡条件或牛顿运动定律来计算大小.用牛顿第二定律判断,关键是先判断物体的运动状态(即加速度方向),再利用牛顿第二定律(F ma =)确定合力的方向,然后受力分析判定静摩擦力的方向.如图中物块A 和B 在外力F 作用下一起沿水平面向右以加速度a 做匀加速直线运动时,摩擦力使A 物体产生加速度,大小为ma ,方向水平向右.(3)利用牛顿第三定律来判断.此法关键是抓住“摩擦力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到的摩擦力方向,再确定另一物体受到的摩擦力方向. 2.静摩擦力大小的确定静摩擦力大小与压力无关,但其最大值与压力有关,静摩擦力可以在一定范围内调整大小使物体保持相对静止.其大小可以用下面两种方法判断:(1)物体处于平衡状态时利用力的平衡条件来判断其大小;即静摩擦力的大小等于与之平衡的外力大小. (2)物体有加速度时,若只有摩擦力,则F ma =.例如匀速转动的圆盘上物块靠摩擦力提供向心力产生向心加速度.若还受其他力,则F ma =合,先求合力再求摩擦力.这种与运动状态有关的特点,与滑动摩擦力不同.3.对滑动摩擦力公式N F F μ=的进一步理解(1)μ叫动摩擦因数,它与接触面的材料、表面的粗糙程度有关,μ无单位. (2)滑动摩擦力F 的大小与物体的运动速度无关,与接触面的大小也无关.(3)公式N F F μ=中的N F 是两个物体接触面间的压力,称为正压力(垂直于接触面的力),性质上属于弹力,它不是物体的重力,大小也不一定等于物体的重力,许多情况下需结合物体的平衡条件加以确定.要点六、常见三种性质的力的比较注意:压力与重力易混淆,误认为压力就是重力,或者知道压力和重力不是同一个力,但误认为二者总是等大,至少水平支撑面的压力与重力等大.其实这些认识都是错的,压力与重力等大的条件是物体要静止放在水平支撑面上(或与水平支撑面一起做匀速直线运动),并且不能受到在竖直方向有分力的其他力的F是正压力,不是重力.又如用弹簧秤测量作用.分清压力和重力十分重要,例如:滑动摩擦力公式中的N物体的重力,弹簧秤反映的是其产生的弹力大小,欲让弹簧秤能测出重力,物体必须静止竖直悬挂在弹簧秤下.【典型例题】类型一、对力、重力、重心概念的理解例1、质量为2 kg的物体被一根乡田绳悬吊在天花板下静止(g取9.8 N/㎏),则以下说法正确的是()A.物体重力大小等于19.6 NB.物体对绳的拉力与物体重力的大小、方向均相同,所以它们是同一个力C.剪断细绳后,物体不受任何力的作用D.物体的各部分中,只有重心处受重力【答案】A==2×9.8N=19.6 N,A选项正确;判断两个力是否是同一个力不【解析】由重力和质量的关系可知G mg能仅看大小、方向是否相同,还要看作用点、性质等因素.物体对绳的拉力,施力物体是该物体,受力物体是绳,作用点在绳上,属于弹力,而重力的施力物体是地球,受力物体是该物体,作用点在物体上,它们不是同一个力,B选项不正确;剪断细绳后,物体仍受重力作用,C选项不正确;物体的各部分都受重力,从“效果”上看跟重力作用在重心一样,D选项错.【总结升华】理解重力的关键:(1)方向竖直向下.(2)重力的大小与物体的运动状态无关,但随高度和纬度的不同而不同.(3)拉力或压力不一定等于重力.举一反三【变式】关于物体重心的下列说法正确的是( )A.物体各部分所受重力的合力集中于一点,该点即为物体的重心B.有规则形状的物体,重心即是其几何中心C.物体的重心可能不在该物体上D.物体的形状不变,当它被举高或倾斜时,重心在物体上的位置不变 【答案】ACD类型二、弹力的产生及方向例2、如图所示,小车上固定着一根弯成α角的曲杆,杆的另一端固定一个质量为m 的球.试分析下列两种情况下杆对球的弹力方向: (1)小车处于静止状态;(2)小车以加速度a 水平向右运动.【解析】(1)根据物体平衡条件可知,杆对球的弹力方向竖直向上,且大小等于球的重力mg .(2)选小球为研究对象,假设小球所受杆的弹力方向与竖直方向的夹角为θ,如图所示,根据牛顿第二定律有mg F ma F ==θθcos ,sin两式相除得tan a gθ=. 【总结升华】杆对球的弹力方向与球的运动状态有关,并不一定沿杆的方向,这与轻绳所产生的弹力方向是有区别的. 举一反三【变式】如图所示,各图中A 是否受弹力作用?若有,指明弹力方向,并作弹力的示意图.(图中各物体静止,①、②、③图中各接触面均光滑)【答案】类型三、弹力有无的判断方法例3、如图所示,小球B放在真空容器A内,球B的直径恰好等于正方体A的边长.将它们以速度v0竖直向上抛出,下列说法中正确的是( )A.若不计空气阻力,上升过程中,A对B的压力向下B.若考虑空气阻力,上升过程中,A对B的压力向下C.若考虑空气阻力,下落过程中,B对A的压力向上D.若不计空气阻力,下落过程中,B对A没有压力【答案】B、D【解析】若不计空气阻力,则A、B整体的加速度等于重力加速度,物体B的加速度也等于重力加速度,因此A对B没有作用力,同理,B对A也没有作用力,故选项A错,D对;若考虑空气阻力,则上升过程中,A、B整体的加速度大于重力加速度,则B的加速度大于重力加速度,故A对B有向下的压力,选项B 对;在下降过程中,A、B整体的加速度小于重力加速度,则B的加速度小于重力加速度,故A对B有向上的压力,根据力的相互性,B对A有向下的压力,故选项C错.应选B、D.【总结升华】本题易误选A、C.原因是没有正确判断物体的加速度与重力加速度的大小关系,从而导致不能正确判断A、B间相互作用力的情况.举一反三【变式】(2015 陕西省渭南市高三一模)如图所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上,水平力F b=5N、F c=10N分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止.则物体b受力的个数为()A. 3B. 4C. 5D. 6【答案】C【解析】以a 为研究对象,根据平衡条件得到:b 对a 的静摩擦力大小F f1=0,否则a 水平方向所受的合力不为零,不能保持平衡,以ab 整体为研究对象,根据平衡条件得到:F f2=F b =5N ,再以三个物体整体为研究对象,根据平衡条件得:F f3=F c ﹣F b =10N ﹣5N=5N ,方向水平向左,所以F f1=0,F f2=5N ,F f3=5N 。
(四) 重力弹力摩擦力A组·基础巩固题1.(2017·洛阳模拟)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 错误;力的作用效果是由大小、方向、作用点共同决定的,C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,B错误,D正确。
答案 D2.下列关于重力、弹力和摩擦力的说法正确的是( )A.物体的重心一定在物体的几何中心上B.劲度系数越大的弹簧,产生的弹力越大C.动摩擦因数与物体之间的压力成反比,与滑动摩擦力成正比D.静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力之间变化解析物体的重心由物体的形状和质量分布决定,A错误;弹簧弹力的大小还与其形变量有关,B错误;动摩擦因数与压力和滑动摩擦力无关,C错误;静摩擦力的大小范围为0<F f≤F fmax,D正确。
答案 D3.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。
故选项A正确。
答案 A4.(2017·扬州模拟)在如图所示的装置中,小球的质量均相同,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分别为F1、F2、F3,其大小关系是( )A.F1=F2=F3B.F1=F2<F3C.F1=F3>F2D.F3>F1>F2解析对小球受力分析,左边装置中下面的小球受到重力mg和轻弹簧的弹力F1的作用,根据平衡条件可知F1=mg;其他两个装置中弹簧的弹力等于细线的拉力,对小球受力分析,根据平衡条件可知细线上拉力等于小球重力,则有F2=F3=mg。
因此,F1=F2=F3=mg,A正确,B、C、D错误。
答案 A5.(2017·江阴段考)如图所示,P是位于水平粗糙桌面上的物块,用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳将P与钩码Q相连,Q的质量为m,在P向右匀速运动的过程中,桌面上的绳子始终是水平的,重力加速度为g。
下列说法正确的是( )A.P所受拉力的施力物体是钩码Q,大小等于mgB.P所受拉力的施力物体是绳子,大小等于mgC.P所受摩擦力的方向水平向左,大小一定小于mgD.P所受摩擦力的方向水平向左,大小一定大于mg解析P受绳子的作用,不受钩码的作用,故A错误;P受拉力的施力物体为绳子,大小等于钩码的重力mg,故B正确;P所受到的摩擦力方向与拉力方向相反,故向左,但根据平衡关系可知,其大小一定等于mg,故CD错误。
故选B。
答案 B6.(2017·湖南联考)如图所示,用恒力F将物体压在粗糙竖直面上,当F从实线位置绕O点顺时针转至虚线位置,物体始终静止,则在这个过程中,摩擦力f与墙壁对物体弹力的变化情况是( )A.f方向可能一直竖直向上B.f先变小后变大C.F N先变小后变大D.F N先变小后变大再变小解析物体始终静止状态,受力平衡,对物体受力分析,若F斜向下,设与水平方向的夹角为θ,根据平衡条件得:f=mg+F sinθ,方向向上,F N=F cosθ,当F从实线位置绕O点顺时针转至水平位置的过程中,θ减小,则sinθ减小,cosθ增大,所以f减小,F N 增大;若F斜向上,设与水平方向的夹角为θ,根据平衡条件得:f=mg-F sinθ,若F sinθ<mg,则摩擦力方向向上,F N=F cosθ,当F从水平位置转至虚线位置时,θ增大,则sinθ增大,cosθ减小,所以f减小,F N减小,综上可知,f的方向可以一直向上,大小逐渐减小,F N先增大后减小,故A正确,BCD错误。
故选A。
答案 A7.(多选)如图所示,重80 N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上,有一根原长为10 cm、劲度系数为1 000 N/m的弹簧,其一端固定在斜面底端,另一端放置物体A后,弹簧长度缩短为8 cm。
现用一测力计沿斜面向上拉物体,若物体与斜面间最大静摩擦力为25 N,当弹簧的长度仍为8 cm时,测力计读数可能是( )A.30 N B.40 NC.50 N D.60 N解析施加拉力前,物体受到四个力的作用而平衡;重力G、垂直斜面向上的支持力N、沿斜面向上的摩擦力f和弹簧对物体施加沿斜面向上的弹力F1,受力如图,其中F1=kx=1 000×(10-8)×10-2 N=20 N,根据平衡条件可求出,f=G sin30°-F1=20 N,方向沿斜面向上;施加拉力F后,弹簧长度不变,说明物体仍然静止,并且弹簧对物体施加的弹力大小和方向不变,若摩擦力沿斜面向上,则F +f +F 1=G sin30°,即F +f =20 N ,摩擦力f 随着F 增大而较小,当F =20 N 时,f =0,若F >20 N ,摩擦力沿斜面向下,因为物体没有滑动,所以F +F 1<G sin30°+f m ,代入数据可得,F <45 N ,所以测力计读数在0~45 N 之间。
AB 可能,CD 不可能。
答案 AB8.(2017·咸阳质检)如图所示,一劲度系数为k 的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 是物块能保持静止的位置中离墙壁最近和最远的两点,A 、B 两点离墙壁的距离分别是x 1、x 2。
则物块与地面的最大静摩擦力为( )A .k (x 2-x 1)B .k (x 2+x 1) C.k x 2-x 12 D.k x 2+x 12解析 从A 到B 弹簧弹力的改变量为2f ,根据胡克定律得ΔF =k Δx ,有k (x 2-x 1)=2f ,所以f =k x 2-x 12,C 正确。
答案 CB 组·能力提升题9.如图所示,长方体物块A 叠放在长方体物块B 上,B 置于水平地面上。
A 、B 质量分别为m A =6 kg ,m B =2 kg ,A 与B 之间、B 与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2。
现用大小为10 N 的水平恒力F 向右拉A ,若最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,g =10 m/s 2,则以下说法正确的是( )A .A 、B 两物块将一起沿水平地面匀速运动B .物块B 保持静止,物块A 相对B 匀速滑动C .物块A 所受的摩擦力大小为10 ND .物块B 所受的摩擦力大小为20 N解析 A 、B 间的最大静摩擦力f A =μm A g =12 N>10 N ,物块B 和地面间的最大静摩擦力为f B =μ(m A +m B )g =16 N ,用10 N 的水平恒力F 向右拉A ,A 、B 均保持静止,物块A 受到B 的摩擦力大小为10 N ,B 受到A 和地面的摩擦力作用,摩擦力大小都是10 N ,故C 项正确。
答案 C10.(2017·泰州模拟)如图所示,一物块受到一水平力F 作用静止于斜面上,此力F 的方向与斜面平行,如果将力F 撤除,下列对物块的描述正确的是( )A .木块将沿斜面下滑B .木块受到的摩擦力变大C .木块立即获得加速度D .木块所受的摩擦力方向改变解析 设木块的重力为G ,将木块所受的重力分解为垂直于斜面方向和沿斜面向下方向,沿斜面向下的分力大小为G sin θ,如图,在斜面平面内受力如图。
力F 未撤掉时,由图根据平衡条件得,静摩擦力大小f 1=G sin θ2+F 2,力F 撤掉时,重力分力G sin θ<G sin θ2+F 2,所以木块仍保持静止。
由图,根据平衡条件得f 2=G sin θ,所以木块受到的摩擦力变小。
由图看出,木块所受的摩擦力方向发生了改变。
故选D 。
答案 D11.如图所示,一直杆倾斜固定并与水平方向成30°的夹角;直杆上套有一个质量为0.5 kg 的圆环,圆环与轻弹簧相连,在轻弹簧上端施加一竖直向上、大小F =10 N 的力,圆环处于静止状态,已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为0.7,取g =10 m/s 2。
下列说法正确的是( )A .圆环受到直杆的弹力,方向垂直直杆向上B .圆环受到直杆的弹力大小等于2.5 NC .圆环受到直杆的摩擦力,方向沿直杆向上D .圆环受到直杆的摩擦力大小等于2.5 N解析 圆环受到直杆的弹力,方向垂直直杆向下,A 错误;画出圆环受力示意图如图所示,应用平行四边形定则可得,圆环受到直杆的弹力大小等于532N ,B 错误;圆环受到直杆的摩擦力,方向沿直杆向下,大小等于2.5 N ,C 错误,D 正确。
答案 D12.如图所示,质量为m的物体悬挂在轻质支架上,斜梁OB与竖直方向的夹角为θ。
设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2,以下结果正确的是( )A.F1=mg sinθB.F1=mgsinθC.F2=mg cosθD.F2=mgcosθ解析由题可知,对悬挂的物体由力的平衡条件可知绳子的拉力等于其重力,则绳子拉O点的力也等于重力。
求OA和OB的弹力,选择的研究对象为作用点O,受力分析如图,由平衡条件可知,F1和F2的合力与F T等大反向,则由平行四边形定则和几何关系可得:F1=mg tanθ,F2=mgcosθ,故D正确。
答案 D13.如图所示,斜面倾角为θ=30°,一个重20 N的物体在斜面上静止不动。
弹簧的劲度系数为k=100 N/m,原长为10 cm,现在的长度为6 cm。
(1)试求物体所受的摩擦力大小和方向。
(2)若将这个物体沿斜面上移6 cm,弹簧仍与物体相连,下端仍固定,物体在斜面上仍静止不动,那么物体受到的摩擦力的大小和方向又如何呢?解析(1)设物体所受的摩擦力大小为f1,方向沿斜面向上,对物体m进行受力分析,则有f 1=mg sin θ-F ,由于F =kx 1=4 N ,故f 1=20 N×12-4 N =6 N ,方向沿斜面向上。
(2)若将物体上移,设物体所受的摩擦力大小为f 2,方向沿斜面向上,则再对物体进行受力分析可得:f 2=mg sin θ+F ′,由于F ′=kx 2=100 N/m(0.12 m -0.10 m)=2 N ,故f 2=20 N×12+2 N =12 N ,方向沿斜面向上。