高考物理总复习 第2章 第1课时 力、重力、弹力课时作业(含解析)
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第二章 相互作用课时作业4 力、重力和弹力时间:45分钟 满分:100分一、选择题(8×8′=64′)1.关于力的概念,下列说法正确的是( )A.一个力必定联系着两个物体,其中每个物体既是受力物体,又是施力物体B.放在桌面上的木块受到桌面对它向上的弹力,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F,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名称的力,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,放在桌面上的木块受到桌面给它向上的弹力,这是由于桌面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.混凝土价廉且坚固耐压,但不耐拉,通常在混凝土建筑物须承受张力的部分用钢筋来加固,如图1所示.楼板和阳台的加固钢筋位置都正确的是( )图1解析:当有物体压在钢筋混凝土上的时候,在平台上表面受的是压力,下表面受的是拉力,在阳台的上表面受的是拉力,下表面受的是压力,为了使钢筋受到的是拉力,所以应当采用D所示的放置方式.答案:D图23.如图2所示,A、B两个物块的重力分别是G A=3 N,G B=4N,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.1 N和6 N B.5 N和6 NC.1 N和2 N D.5 N和2 N解析:弹簧的弹力为2N,有两种可能情形:弹簧处于拉伸状态;弹簧处于压缩状态,因此对应的解应有两组.①当弹簧处于拉伸状态时,由A、B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:AD图34.S1、S2表示劲度系数分别为k1、k2的两根弹簧,k1>k2;a和b表示质量分别为m a和m b的两个小物块,m a>m b,将弹簧与物块按图3所示的方式悬挂起来,现要求两根弹簧的总长度最短,则应使( )A.S1在上,a在上B.S1在上,b在上C.S2在上,a在上D.S2在上,b在上解析:根据胡克定律确定弹簧伸长量的大小.要使两根弹簧的总长度最短,则应使两弹簧的总伸长量最小.两物体的总重力要由上弹簧承担,故上弹簧一定用劲度系数大的弹簧,即弹簧S1在上,下弹簧要承担下面物体的重力,则为了使弹簧的形变量小,则应使物体重力小的在下面,即b物体在下面,而a物体在上.综上所述,A选项正确.答案:A图45.如图4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置,使OA水平,然后在外端挂上一些不太重的物品,这时针脚A、B对手指和手掌均有作用力,对这两个作用力方向的判断,图5中大致正确的是( )图5答案:C6.质量为2 kg的物体被一根细绳悬吊在天花板下静止(g取9.8N/kg),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,只有重心处受重力解析:由重力和质量的关系可知G=mg=2×9.8 N=19.6 N,A选项正确.判断两个力是否是同一个力不能仅看大小、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,作用点在该物体上,它们不是同一个力,B选项不正确.剪断细绳后,物体仍然受重力作用,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选项不正确.答案:A图67.如图6所示一小车的表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成,其上放一球,球与水平面的接触点为a,与斜面的接触点为b.当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时,下列结论正确的是( )A.球在a、b两点处一定都受到支持力B.球在a点一定受到支持力,在b点处一定不受支持力C.球在a点一定受到支持力,在b点处不一定受到支持力D.球在a点处不一定受到支持力,在b点处也不一定不受到支持力答案:D8.如图7所示,汽车正在水平向右行驶,一轻杆的上端固定在车的顶部,另一端固定一个质量为m的小球,杆与竖直方向的夹角为θ.杆对球的弹力方向( )图7A.可能竖直向上B.不可能斜向左上方C.可能斜向右上方,但不一定沿杆的方向D.一定沿杆且与竖直方向的夹角为θ答案:AC二、计算题(3×12′=36′)图89.(2011·江苏启东中学期中)如图8所示,AO是具有一定质量的均匀细杆,可绕O点在竖直平面内自由转动.细杆上的P点与放在水平桌面上的圆柱体接触,圆柱体靠在竖直的挡板上而保持平衡.已知杆的倾角θ=60°,圆柱体的重力大3小为G,竖直挡板对圆柱体的压力大小为2G,各处的摩擦都不计,试回答下列问题:(1)作出圆柱体的受力分析图;(2)通过计算求出圆柱体对均匀细杆AO的作用力的大小和水平地面对圆柱体作用力的大小.解析:图9(1)对圆柱体进行受力分析,受力分析图如图9所示,其中N1、N2、N3分别为桌面、挡板、细杆对圆柱体的弹力.3(2)已知竖直挡板对圆柱体的弹力大小为G,根据平衡关系:N3sin60°=N,∴N3=4G2设圆柱体对均匀细杆AO的作用力大小为N3′,根据牛顿第三定律知,N3′=4 G.竖直方向的平衡关系为N1=N3cosθ+G,将数据代入得,N1=3G.答案:见解析10.(2011·江苏锡南质量检测)如图10(a)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M1的物体,∠ACB=30°;如图10(b)中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G 通过细绳EG 拉住,EG 与水平方向也成30°,轻杆的G 点用细绳GF 拉住一个质量为M 2的物体,求:图10(1)细绳AC 段的张力T AC 与细绳EG 的张力T EG 之比;(2)轻杆BC 对C 端的支持力;(3)轻杆HG 对G 端的支持力.解析:图10(a)和图10(b)中的两个物体M 1、M 2都处于平衡状态,根据平衡的条件,首先判断与物体相连的细绳,其拉力大小等于物体的重力;分别取C 点和G 点为研究对象,进行受力分析如图11(a)和如图11(b)所示,根据平衡规律可求解.(1)图11(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T AC =T CD =M 1g ;图11(b)中由于T EG sin30°=M 2g 得T EG =2M 2g ,所以得T AC /T EG =M 1/2M 2;(2)图11(a)中,根据平衡规律,由拉密定理可得==TAC sin120°TCD sin120°,N C =T AC =M 1g ,方向和水平方向成30°,指向斜右上方;NC sin120°图11(3)图11(b)中,根据平衡方程有T EG sin30°=M 2g 、T EG cos30°=N G所以N G =M 2g cot30°M 2g ,方向水平向右.3答案:(1)M 1/2M 2 (2)M 1g (3)M 2g3图1211.如图12所示,质量为2m 的物体A 经一轻质弹簧与地面上的质量为3m 的物体B 相连,弹簧的劲度系数为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.解析:(1)对AB 整体:mg +F N =5mg所以F N =4mg(2)对A :F T =F k +2mg对C :F T =5mg所以F k =3mg即kx 1=3mgx 1=3mg k开始时,弹簧的压缩量为x 2,则kx 2=mg所以A 上升的高度为:h A =x 1+x 2=.4mg k 答案:(1)4mg (2)4mg k。
课时1 重力弹力摩擦力1.力(1)力是物体之间的相互作用。
(2)力的作用效果是改变物体的运动状态或者使物体发生形变。
(3)力的特点:①力不能够离开物体而独立存在,每个力必须同时联系两个物体。
②力的作用是相互的,它们互为施力物体和受力物体。
③力是矢量,不仅有大小还有方向。
2.重力(1)重力是由于地球吸引而使物体受到的力。
(2)重力的大小G=mg;重力的方向竖直向下。
(3)从效果上看,我们可以认为物体各部分所受到的重力作用集中于一点,这一点叫作物体的重心。
①质量均匀、形状规则的物体重心在它的几何中心。
②质量不均匀、形状不规则的物体重心可采用二次悬挂法测得。
③物体的重心不一定在物体上,可以在物体内部也可以在物体外部。
3.弹力(1)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)两物体相互接触和发生弹性形变是弹力产生的两个必备条件,缺一不可。
(3)弹力的方向与施力物体恢复形变的方向相同。
(4)胡克定律:在弹性限度内,弹簧的弹力大小F和弹簧的形变量x成正比,即F=kx。
k为弹簧的劲度系数,只与弹簧本身有关。
4.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,在接触面上会产生阻碍其相对运动或者相对运动趋势的力。
(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者相对运动趋势。
(3)大小:滑动摩擦力F f=μF N,静摩擦力:0≤F f≤F fmax。
(4)方向:与相对运动或者相对运动趋势的方向相反。
1.(2018福建厦门10月考试)(多选)杂技节目表演中,一位杂技小丑穿着很长的大皮鞋,站在水平舞台上向观众鞠躬致意,双脚不动上身没有躬下,而是整个身子笔直缓慢向前倾斜却不倒下。
下列说法正确的是()。
A.小丑的鞋子可能很重,有助于降低重心B.小丑的鞋子长,支撑面扩大了,使重心在支撑面以内C.小丑重心所在的竖直线不一定经过小丑脚与地面接触处D.小丑对地面的压力与地面对小丑的支持力大小不相等AB2.(2018广东汕头五校联考)足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一,深受青少年喜爱。
专题2.1 重力弹力1. 判断正误,正确的划“√〞,错误的划“×〞(1)自由下落的物体所受重力为零(×)(2)重力的方向不一定指向地心(√)(3)地球上物体所受重力是万有引力的一个分力.(√)(4)物体的重力总等于它对竖直测力计的拉力〔×〕(5)物体的重心就是物体上最重的一点,所以物体的重心不可能不在这个物体上〔×〕(6)同一物体从赤道移到北极,其重力不仅大小变大,而且方向也变了〔√〕(7)弹力一定产生在相互接触的物体之间(√)(8)相互接触的物体间一定有弹力(×)(9)F=kx中“x〞表示弹簧形变后的长度(×)(10)弹簧的形变量越大,劲度系数越大(×)(11)弹簧的劲度系数由弹簧自身性质决定(√)(12)只要物体发生形变就会产生弹力作用.(×)(13)物体所受弹力方向与自身形变的方向一样.(×)(14)轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆.(×)2. 如下关于力的说法中,正确的答案是( )A.有的力有施力物体,有的力没有施力物体B.任何物体受到力的作用后形状都发生改变C.两个物体相互作用,其相互作用力可以是不同性质的力D.影响力的作用效果的因素有力的大小、方向和作用点【答案】D3. (多项选择)如下四个图中,所有的球都是一样的,且形状规如此质量分布均匀。
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,如下说法正确的答案是( )A.甲球受到一个弹力的作用 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【答案】AC4. (多项选择)关于弹力的方向,如下说法中正确的答案是( )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【答案】AD【解析】放在水平桌面上的物体所受弹力为支持力,其方向为垂直于桌面向上,故A正确;放在斜面上的物体所受斜面的支持力方向垂直于斜面向上,故B错误,D正确;绳子对物体的拉力总是沿绳子收缩的方向,而物体对绳子的弹力方向指向绳子伸长的方向,故C错误。
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.。
第1讲重力、弹力、摩擦力作用力与反作用力时间:45分钟满分:100分一、选择题(本题共12小题,每小题7分,共84分。
其中1~9题为单选,10~12题为多选)1.如图所示,小车内沿竖直方向的一根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答案 D解析当小车匀速时,弹簧弹力大小等于小球重力大小,绳的拉力T=0,当小车和小球向右做匀加速直线运动时,绳的拉力不能为零,弹簧弹力有可能为零,故D正确。
2.2016年8月16日1时40分,我国在某某卫星发射中心用“长征二号丁”运载火箭,成功将“墨子号”卫星发射升空并送入预定轨道。
关于这次卫星与火箭上天的情形叙述正确的是( )A.火箭尾部向外喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向前的推力B.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C.火箭飞出大气层后,由于没有了空气,火箭虽然向后喷气,但也无法获得前进的动力D.卫星进入预定轨道之后,与地球之间不存在相互作用答案 A解析火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体,火箭向下喷气时,喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力,即为火箭上升的推动力,此动力并不是由周围的空气提供的,因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关,故B、C错误,A正确;火箭运载卫星进入轨道之后,卫星与地球之间依然存在相互吸引力,即卫星吸引地球,地球吸引卫星,这是一对作用力与反作用力,D错误。
3.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,因而工人的拉力也不变答案 D解析匀加速拖出材料的过程,只能持续到材料的重心离开台面的瞬间,在匀加速拉动过程中,材料的重心在台面上时,材料对台面的压力不变,材料受到的支持力不变,故C错误;而在拉动过程中动摩擦因数不变,由F f=μF N可知摩擦力不变,故A、B错误;因为摩擦力不变,材料做匀加速直线运动,由牛顿第二定律可知F-F f=ma,所以工人的拉力不变,故D正确。
第二章研究物体间的相互作用第一单元力的相互作用第1课力、重力、弹力的分析与计算题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案一、单项选择题1.如图所示,一被吊着的空心的均匀球壳内装满了细沙,底部有一阀门,打开阀门让细沙慢慢流出的过程中,球壳与细沙的共同重心将会( )A.一直下降B.一直不变C.先下降后上升D.先上升后下降解析:在装满细沙时,球壳和细沙的共同重心在球心.随着细沙的流出,球壳的重心不变,但是细沙的重心在下降,二者的共同重心在球心下方;当细沙流完时,重心又回到了球心.可见重心应是先下降后上升,故C正确.答案:C2.下列关于力的说法中正确的是( )A.物体受几个力作用时,状态一定改变B.由相距一定距离的磁铁间有相互作用力可知,力可以离开物体而独立存在C.一个人练拳时用了很大的力,但没有击中物体,这个力只有施力物体而没有受力物体D.力的大小可以用弹簧秤测量解析:选项A考查力的作用效果之一,使物体状态发生改变,但当受几个力时效果可能相互抵消,状态不变,所以A错.相距较远的磁铁有力的作用,仍需要有两个磁铁,离不开物体,故B错.施力物体和受力物体总是同时存在的,练拳时,各部分肌肉发生相互作用,有受力物体,故C错.正确选项应为D.答案:D3.病人在医院里输液时,液体一滴滴从玻璃瓶中滴下,在液体不断滴下的过程中,玻璃瓶连同瓶中液体共同的重心将( )A.一直下降 B.一直上升C.先降后升 D.先升后降解析:当瓶中盛满液体时,重心在瓶的中部,随着液体的滴出,重心下降;当瓶中液面下降到某一位置后,重心又开始上升,当液体滴完时,重心又上升到原来的位置附近.答案:C4.物体A静置于水平桌面上,下列关于物体所受作用力的说法中正确的是( )A.桌面受到的压力就是物体的重力B.桌面受到的压力是由于它本身发生了微小形变而产生的C.桌面由于发生了微小形变而对物体产生了垂直于桌面的压力D.物体由于发生了微小形变而对桌子产生了垂直于桌面的压力解析:压力和重力是两种不同性质的力,选项A错误.桌面受到的压力,是物体发生形变产生的,而桌面的形变产生的支持力作用在物体上,所以选项B、C错误,选项D正确.答案:D5.如图所示,汽车正在水平向右行驶,一轻杆的上端固定在车的顶部,另一端固定一个质量为m的小球,杆与竖直方向的夹角为θ.杆对球的弹力方向( )A.不可能竖直向上B.不可能斜向左上方C.可能斜向右上方,但不一定沿杆的方向D.一定沿杆且与竖直方向的夹角为θ解析:若汽车水平向右匀速行驶,球受重力和弹力,由平衡条件可知,杆对球的弹力方向竖直向上;若汽车水平向右加速行驶,由牛顿第二定律可知,重力与弹力的合力方向应水平向右,所以弹力方向为斜向右上方,但不一定沿杆的方向;若汽车水平向右减速行驶,由牛顿第二定律可知,重力与弹力的合力方向应水平向左,所以弹力方向为斜向左上方.答案:C6.如图所示,轻质弹簧的劲度系数为k,小球重G,平衡时小球在A处,今用力F压小球至B处,使弹簧缩短x,则此时弹簧的弹力为( )A.kx B.kx+GC.G-kx D.以上都不对解析:设球在A处时弹簧已压缩了Δx,球平衡时弹力F A=G=kΔx,球在B处时,弹簧又压缩x,球再达平衡时弹力F B=k(Δx+x)=G+kx.故选项B是正确的,注意:此题易选错为A项,原因是x并非球在B处时弹簧的形变量,即非弹簧压缩后与原长的差值.答案:B二、不定项选择题7.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.有规则形状质量分布均匀的物体,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也发生变化解析:重心就是指重力在物体上的作用点,即物体各部分所受重力的合力的作用点.只有质量分布均匀,形状规则的物体,重心才在其几何中心;只有形状规则,其质量不一定分布均匀.物体的重心不随其所在位置变化而变化,且可在物体上,也可能在物体外,如均匀圆环、呼拉圈等.选项A、B、C正确.答案:ABC8.如图所示,用细线将A物体悬挂在天花板上,B物体放在水平地面上.A、B间有一劲度系数为100 N/m的轻弹簧,此时弹簧的形变量为2 cm.已知A、B两物体的重力分别是3 N 和5 N.则细线的拉力及B对地面的压力可能是( )A.1 N和0 N B.5 N和7 NC.5 N和3 N D.1 N和7 N解析:弹力大小F=kx=2 N,若弹簧伸长了2 cm,分别研究A、B的受力情况,由力的平衡,可推出选项C正确;若弹簧被压缩了2 cm,同理可推出选项D正确.所以,正确答案为C、D.答案:CD9.举世瞩目的第29届奥运会于2008年8月8日在北京“鸟巢”体育馆开幕,奥运会吉祥物“福娃”活泼可爱,下图是福娃在几个项目中的运动形象,下列几种说法正确的是( )A.用力踢足球,足球会飞出去,说明力能使物体运动状态发生改变B.投篮球时,篮球脱手后地球对篮球有力的作用,篮球对地球没有力的作用,所以篮球落到地上C.击出的羽毛球能在空中继续飞行,是由于羽毛球具有向前的冲力D.用桨向后划水时皮划艇会向前前进,这是由于力的作用是相互的解析:力是改变物体运动状态的原因,A正确.地球对篮球有力的作用,篮球对地球也有力的作用,B错误.羽毛球在空中继续飞行,是由于惯性,而不是受到了向前的冲力,C错误.皮划艇向前前进,是作用力与反作用力的结果,也说明了力的作用是相互的.D正确.答案:AD10.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,故A 正确;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,故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,而是使物体发生形变或产生加速度的原因,故D 错误.答案:A 三、非选择题11.如图所示,为一轻质弹簧的长度L 和弹力F 的大小关系图线,试由图线确定:(1)弹簧的原长; (2)弹簧的劲度系数;(3)弹簧伸长0.15 m 时,弹力的大小.解析:(1)从FL 图象知:弹簧原长l 0=10 cm =0.10 m.(2)同理读出:F =10 N 时,L =15 cm =0.15 m ,故x =l -l 0=0.05 m .由公式F =kx 得k =F x =10 N 0.05 m=200 N/m.(3)弹簧伸长x′=0.15 m 时,弹簧总长l′=0.25 m ,有可能超过弹性限度,若在弹性限度内,则F′=kx′=30 N.答案:见解析12.如图所示,劲度系数为k 2的轻质弹簧,竖直放在桌面上,上面压一质量为m 的物体,另一劲度系数为k 1的轻质弹簧竖直地放在物体上面,其下端与物块上表面连接在一起,要想物体在静止时,下面弹簧承受物重的23,应将上面弹簧的上端A 竖直向上提高多大的距离?解析:解决本题的关键是明确每根弹簧的状态变化,有效的办法是明确每根弹簧的初、末状态,必要时画出示意图.末态时物块受力分析如图所示,其中F 1′与F 2′分别是弹簧k 1、k 2的作用力,物块静止时有F 1′+F 2′=mg.对于弹簧k 2:初态时,弹簧k 2(压缩)的弹力F 2=mg ;末态时,弹簧k 2(压缩)的弹力F 2′=23mg ,弹簧k 2的长度变化量为:Δx 2=ΔF 2k 2=(F 2-F 2′)k 2=mg 3k 2.对于弹簧k 1:初态时,弹簧k 1(原长)的弹力F 1=0; 末态时,弹簧k 1(伸长)的弹力F 1′=mg3,弹簧k 1的长度变化量为:Δx 1=ΔF 1k 1=(F 1′-F 1)k 1=mg3k 1.由几何关系知所求距离为:Δx 1+Δx 2=mg (k 1+k 2)3k 1k 2.答案:mg (k 1+k 2)3k 1k 2。
1、重力弹力[基础训练]1.关于重力,下列说法中正确的是( )A.同一物体在不同地点重力的大小总是恒定的B.同一地点不同物体重力的大小与物体的质量成正比C.同一物体静止时受到的重力大于它运动时受到的重力D.物体悬挂在竖直弹簧测力计下静止时,弹簧的弹力就是物体的重力答案:B 解析:物体重力的计算式为G=mg,物体的质量m是恒定的,但g的取值与地理位置有关,A错误,B正确;重力与物体的运动状态无关,C错误;弹簧的弹力与物体的重力是两个不同的概念,D错误.2.(2018·山东泰安质检)关于弹力的下列说法正确的是( )A.相互接触的物体间不一定有弹力B.站在地面上的人受到的弹力是人脚形变后欲恢复形变而产生的C.细线悬挂着小球,细线对小球的弹力就是小球受到的重力D.走在沼泽地上会下陷,是因为弹力中的支持力小于压力答案:A 解析:弹力的产生必须同时满足接触和发生弹性形变,故接触不一定就会有弹力,选项A正确;物体受到弹力的原因是施力物体反抗形变(或恢复原状)对受力物体施加的力,站在地面上的人受到的弹力是地面欲恢复形变而产生的,选项B错误;细线对小球的弹力和小球受到的重力性质不同,两者仅仅因为小球处于平衡状态时大小相等而已,选项C 错误;力的作用是相互的,人对沼泽多大的力,沼泽也对人多大的力,选项D错误.3.(2018·浙江宁波联考)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答案:D 解析:由受力平衡及牛顿第三定律知识可得:当弹簧由于被压缩而产生 2 N 的弹力时,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,天花板受到的拉力为5 N ,地板受到的压力为2 N ,选项D 正确.4.(2018·江苏泰兴中学月考)如图所示,a 、b 两个质量相同的球用线连接,a 球用线挂在天花板上,b 球放在光滑斜面上,系统保持静止,以下图示正确的是( )答案:B 解析:对b 球进行受力分析,受重力、斜面对其垂直于斜面向上的支持力和细线的拉力,由于三力平衡时三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线,故下面细线拉力向右上方,故A 图错误;再对a 、b 两个球整体受力分析,受总重力、垂直于斜面向上的支持力和上面细线的拉力,再次根据共点力平衡条件判断上面的细线的拉力方向斜向右上方,故C 、D 图错误,B 图正确.5.(2018·广东珠海期末联考)如图所示,在一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 的轻弹簧连接起来,木块与地面间的动摩擦因数为μ,现用一水平力向左拉木块1,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是( )A .l +μk m 1gB .l +μk (m 1+m 2)gC .l +μk m 2gD .l +μk m 1m 2m 1+m 2g 答案:C 解析:以木块2为研究对象,受到向左的弹簧的拉力和向右的地面的摩擦力而做匀速运动,拉力等于摩擦力,k Δx =μm 2g ,Δx =μk m 2g ,两木块之间的距离是l +μk m 2g ,C 正确,A 、B 、D 错误.[能力提升]6.(2018·江苏联考)在天花板上用相同的两根轻质细线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,如图所示,则下列说法正确的是( )A .细线2对薄板的拉力大于细线1对薄板的拉力B .设法保持重心位置不变,缓慢增加薄板的质量,则细线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 答案:B 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 1sin 45°=F 2sin 60°,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 1sin 45°=F 2cos θ;在竖直方向,根据平衡条件有F 1cos 45°+F 2sin θ=mg ,F 1=mg cos 45°+sin 45°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.7.(2018·全国卷Ⅲ)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm 的两点上,弹性绳的原长也为80 cm.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(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )A .86 cmB .92 cmC .98 cmD .104 cm答案:B 解析:将钩码挂在弹性绳的中点时,由数学知识可知钩码两侧的弹性绳(劲度系数设为k )与竖直方向夹角θ均满足sin θ=45,对钩码(设其重力为G )静止时受力分析,得G =2k ⎝ ⎛⎭⎪⎫1 m 2-0.8 m 2cos θ;弹性绳的两端移至天花板上的同一点时,对钩码受力分析,得G =2k ⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2-0.8 m 2,联立解得L =92 cm ,可知A 、C 、D 项错误,B 项正确. 8.如图所示,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.已知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?答案:(1)mg k (2)2mg k (3)2mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k +1k ′ 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=mg k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 ′.。
高三物理一轮复习第二章第1讲重力弹力摩擦力课时作业(含解析)重力弹力摩擦力1.关于重力,下列说法正确的是( )A.球体的重心一定在球心上B.物体上只有重心处才受到重力作用C.物体向上抛出时受到的重力小于它静止时受到的重力D.同一物体在同一地点,无论运动状态如何,其所受重力都一样大解析:均匀球体的重心一定在球心上,而非均匀球体的重心不一定在球心上,选项A 错误;物体上各处都受到重力,选项B错误;由于物体的重力是由地球对物体的吸引而产生的,与物体的运动状态无关,则知物体向上抛出时受到的重力等于它静止时受到的重力,选项C错误;同一物体在同一地点,重力加速度g相同,物体的重力G=mg相同,选项D正确.答案:D2.S1和S2分别表示劲度系数为k1和k2的两根弹簧,k1>k2.a和b表示质量分别为m a和m b的两个小物块,m a>m b,将弹簧与物块按右图所示方式悬挂起来.现要求两根弹簧的总长度最大,则应使( )A.S1在上,a在上B.S1在上,b在上C.S2在上,a在上D.S2在上,b在上解析:根据胡克定律F=kx可知,当F=(m a+m b)g一定时,k和x成反比,故S2在上,上边弹簧最长;S1在下,当k一定时,F=mg和x成正比,故a在下,b在上,D正确.答案:D3.如图所示,物体A置于倾斜的传送带上,它能随传送带一起向上或向下做匀速运动,下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述,正确的是( )A.物体A随传送带一起向上运动时,A所受的摩擦力沿斜面向下B.物体A随传送带一起向下运动时,A所受的摩擦力沿斜面向下C.物体A随传送带一起向下运动时,A不受摩擦力作用D.无论A随传送带一起向上还是向下运动,传送带对物体A的作用力均相同解析:无论传送带向上还是向下运动,物体A随传送带匀速运动处于平衡状态,在重力作用下有相对于传送带沿斜面向下的运动趋势,传送带对物体有沿斜面向上的静摩擦力,如图所示,根据平衡条件可得F f=mg sin θ,所以D正确.答案:D4.(2016·高考海南卷)如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态.若将a与b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示,则( )A.f1=0,f2≠0,f3≠0B.f1≠0,f2=0,f3=0C.f1≠0,f2≠0,f3=0D.f1≠0,f2≠0,f3≠0解析:对a、b、P整体受力分析可知,整体相对地面没有相对运动趋势,故f3=0;将a和b看成一个整体,ab整体有相对斜面向下运动的趋势,故b与P之间有摩擦力,即f2≠0;对a进行受力分析可知,由于a处于静止状态,a相对于b有向下运动的趋势,故a和b之间存在摩擦力作用,即f1≠0,故选项C正确.答案:C5.(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,则下列物块所受的摩擦力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:BD6.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.一根轻绳一端拴在木箱上,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/s2),则木板B与地面之间的动摩擦因数μ2的大小为( )A.0.3 B.0.4C.0.5 D.0.6解析:对A受力分析如图甲所示,由题意得,F T cos θ=F f1①,F N1+F T sin θ=m A g②,F f1=μ1F N1③,由①②③得F T=100 N,对A、B整体受力分析如图乙所示,由题意得F T cos θ+F f2=F④,F N2+F T sin θ=(m A+m B)g⑤,F f2=μ2F N2⑥,由④⑤⑥得μ2=0.3,故A选项正确.答案:A7.(多选)(2019·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:AC8.(2019·陕西西安联考)如图所示,物体A 、B 置于水平地面上,与地面间的动摩擦因数均为μ,物体A 、B 用一跨过动滑轮的细绳相连,现用逐渐增大的力向上提升滑轮,某时刻拉A 物体的绳子与水平面的夹角为53°,拉B 物体的绳子与水平面的夹角为37°,此时A 、B 两物体刚好处于平衡状态,则A 、B 两物体的质量之比m A m B为(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)( )A.4μ+33μ+4 B.3μ+44μ+3 C.4μ-33μ-4 D.3μ-44μ-3解析:设绳中张力为F ,对A 应用平衡条件可得F cos 53°=μ(m A g -F sin 53°),对B 应用平衡条件可得F cos 37°=μ(m B g -F sin 37°),以上两式联立可解得m A m B =4μ+33μ+4,选项A 正确.答案:A。
【与名师对话】高考物理总复习 2.1力、重力和弹力课时作业 新人教版必修11.(2013·上海闵行区模拟)下列说法正确的是( ) A .形状规则的物体的重心一定在物体的几何中心上 B .物体的重心一定在其内部C .地球对物体的吸引力就是物体的重力D .物体的重力是由于地球对物体的吸引而产生的 答案:D2.(2013·山东日照检测)在一张大桌子上放两个平面镜M 和N ,让一束光依次被两面镜子反射,最后射到墙上形成一个光点P .用力压桌面,观察墙上光点位置的变化,下列说法中正确的是( )A .F 增大,P 上移B .F 减小,P 下移C .F 增大,P 下移D .F 减小,P 上移解析:本题考查微小形变的放大法.当力F 增大时,两镜面均向里倾斜,使入射角减小,经两次累积,使反射光线的反射角更小,光点P 下移;同理,若力F 减小,光点P 上移.所以选项C 、D 正确.答案:CD3.(2013·福建三明期末)一根轻质弹簧一端固定,用大小为F 1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l 1;改用大小为F 2的力拉弹簧,平衡时长度为l 2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为( )A.F 2-F 1l 2-l 1B.F 2+F 1l 2+l 1 C.F 2+F 1l 2-l 1D.F 2-F 1l 2+l 1解析:设弹簧原长为l ,由题意知,F 1=k (l -l 1),F 2=k (l 2-l ),两式联立,得k =F 2+F 1l 2-l 1,选项C 正确.答案:C4.如下图所示,下列四个图中,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:甲球受水平面的弹力,斜面对甲球无弹力,乙球受水平面的弹力,乙与另一球之间无弹力,丙球受右侧球和地面的两个弹力作用,丁球受竖直细线的拉力,倾斜细线的拉力刚好为零,故C 对,A 、B 、D 错.答案:C5.如右图所示,小球A 的重力为G =20 N ,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,0 C.G 2,G2D.12G ,32G解析:球A 处于静止状态,球A 所受的力为平衡力,即线对球的拉力F T 及桌面对球的支持力F N 共同作用与重力G 平衡,即F T +F N =G ,若绳恰好伸直,则F T =0,F N =G ,A 对;若球刚好离开桌面,则F N =0,F T =G ,B 对;也可能F N =F T =G2,C 对.答案:ABC6.实验室常用的弹簧测力计如(图甲)所示,有挂钩的拉杆与弹簧相连,并固定在外壳的一端上,外壳上固定一个圆环,可以认为弹簧测力计的总质量主要集中在外壳(重量为G )上,弹簧和拉杆的质量忽略不计.再将该弹簧测力计以两种方式固定于地面上,如图(乙)、(丙)所示,分别用恒力F 0竖直向上拉弹簧测力计,静止时弹簧测力计的读数为( )A .(乙)图读数F 0-G ,(丙)图读数F 0+GB .(乙)图读数F 0+G ,(丙)图读数F 0-GC .(乙)图读数F 0,(丙)图读数F 0-GD .(乙)图读数F 0-G ,(丙)图读数F 0解析:对(乙)中弹簧测力计的外壳受力分析可知,受重力G 、拉力F 0和弹簧的拉力F 1,如右图所示,则弹簧测力计的读数为F 1=F 0-G ;由于弹簧和拉杆的质量忽略不计,所以(丙)中弹簧的拉力等于F 0,即弹簧测力计的读数为F 2=F 0,故D 正确.答案:D7. 如右图所示,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,A、B、O处均用铰链相连.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:D8.如右图所示,两根相距为L的竖直固定杆上各套有质量为m的小球,小球可以在杆上无摩擦地自由滑动,两小球用长为2L的轻绳相连,今在轻绳中点施加一个竖直向上的拉力F,恰能使两小球沿竖直杆向上匀速运动.则每个小球所受的拉力大小为(重力加速度为g)( )A.mg2B.mg C.3F/3 D.F解析:根据题意可知:两根轻绳与竖直杆间距正好组成等边三角形,每个小球所受的拉力大小为F′,对结点进行受力分析,根据平衡条件可得,F=2F′cos30°,解得小球所受拉力F′=3F3,C正确.答案:C9. (2013·洛阳期中)如右图所示,完全相同的质量为m的A、B两球,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 tanθ2k解析:考查受力分析、物体的平衡.对A受力分析可知,有竖直向下的重力mg、沿着细线方向的拉力F T 以及水平向左的弹簧弹力F ,由正交分解法可得水平方向F T sin θ2=F =kΔx ,竖直方向F T cos θ2=mg ,解得Δx =mg tanθ2k,C 正确.答案:C10.(2013·台州质检)如图所示,小车上有一根固定的水平横杆,横杆左端固定的轻杆与竖直方向成θ角,轻杆下端连接一小铁球;横杆右端用一根细线悬挂一小铁球,当小车做匀变速直线运动时,细线保持与竖直方向成α角,若θ<α,则下列说法中正确的是( )A .轻杆对小球的弹力方向沿着轻杆方向向上B .轻杆对小球的弹力方向与细线平行向上C .小车一定以加速度g tan α向右做匀加速运动D .小车一定以加速度gtg θ向右做匀加速运动解析:由于两小球加速度方向相同,所受弹力方向也应该相同,所以轻杆对小球的弹力方向与细线平行向上,选项A 错误B 正确;对细线悬挂的小铁球受力分析,由牛顿第二定律可得,小车一定以加速度gtg α向右做匀加速运动,选项C 正确D 错误.答案:BC11.如右图所示,在动力小车上固定一直角硬杆ABC ,分别系在水平直杆AB 两端的轻弹簧和细线将小球P 悬吊起来.轻弹簧的劲度系数为k ,小球P 的质量为m ,当小车沿水平地面以加速度a 向右运动而达到稳定状态时,轻弹簧保持竖直,而细线与杆的竖直部分的夹角为θ,试求此时弹簧的形变量.解析:F T sin θ=ma ,F T cos θ+F =mg ,F =kx 联立解得:x =m (g -a cot θ)/k 讨论:(1)若a <g tan θ,则弹簧伸长x =m (g -a cot θ)/k (2)若a =g tan θ,则弹簧伸长x =0(3)若a >g tan θ,则弹簧压缩x =m (a cot θ-g )/k 答案:见解析12.如右图所示,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,最下端挂着质量为m 2的另一物体,整个装置处于静止状态.(1)求这时两弹簧的总长.(2)若用一个质量为M 的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起,直到两弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和,求这时平板对物体m 2的支持力大小.解析:(1)设上面弹簧的伸长量为Δx 1,下面弹簧的伸长量为Δx 2,由物体的平衡及胡克定律得,k 1Δx 1=(m 1+m 2)g ,Δx 1=m 1+m 2gk 1,k 2Δx 2=m 2g , Δx 2=m 2g k 2所以总长为L =L 1+L 2+Δx 1+Δx 2 =L 1+L 2+m 1+m 2g k 1+m 2gk 2. (2)要使两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和,必须是上面弹簧伸长Δx ,下面弹簧缩短Δx .对m 2∶F N =k 2Δx +m 2g 对m 1∶m 1g =k 1Δx +k 2ΔxF N =m 2g +k 2k 1+k 2m 1g .答案:(1)L 1+L 2+m 1+m 2g k 1+m 2g k 2 (2)m 2g +k 2k 1+k 2m 1g。
课时1 重力、弹力和摩擦力的分析与计算1.下列有关力的说法中正确的是( C )A.力的产生离不开施力物体,但可以没有受力物体B.力的产生离不开受力物体,但可以没有施力物体C.力是物体对物体的作用,如果找不到施力物体或受力物体,这个力就不存在D.不接触的物体间也可以产生力的作用,例如磁铁吸引铁钉,可见力可以离开物体单独存在解析:力不能脱离物体而单独存在,有力就一定存在施力物体和受力物体,故选项C正确。
2.(2016·浙江10月选考)中国女排在2016年奥运会比赛中再度夺冠。
如图为比赛中精彩瞬间的照片,此时排球受到的力有( C )A.推力B.重力、推力C.重力、空气对球的作用力D.重力、推力、空气对球的作用力解析:排球受到的力有:重力、空气对球的作用力,此刻人手与球并没有接触,所以没有推力,所以选项C正确,A,B,D错误。
3.我国古代有一种饮酒的祭器叫做欹器,如图为北京故宫博物院保存的清末欹器的实物。
它的奇特之处是“虚则欹,中则正,满则覆”,意思是器皿内盛酒过多就立即自动倾倒过来。
欹器盛酒过多时之所以能自动倾倒过来,是因为欹器( D )A.所受重力太大了B.重心降低了C.重心不在器皿上D.重心升高超过支轴解析:器皿中虚空时,重心刚好在支轴上,故能在任何角度平衡——“则欹”;盛物适中时,重心在支轴下方,器皿稳定——“则正”;器皿盛满时,重心在支轴上方,则会倾覆。
故选项D正确。
4.如图所示,跳水运动员站在一块被他踩成斜面的木板上处于静止状态,关于斜面对跳水运动员的作用力,下面说法正确的是( B )A.木板对运动员可能有摩擦力作用,也可能没有摩擦力作用B.木板对运动员一定有摩擦力C.木板对运动员的弹力方向一定竖直向上D.木板对运动员的作用力方向垂直板斜向上解析:木板对运动员的作用力是沿斜面向上的静摩擦力与垂直板斜向上的支持力的合力,根据二力平衡,木板对运动员的作用力与重力大小相等,方向相反。
5.(2019·浙江6月学考)如图所示,为了观察桌面的微小形变,在一张大桌子上放两个平面镜M 和N,让一束光依次被这两面镜子反射,最后射到墙上,形成一个光点。
【全优课堂】2016高考物理总复习 第2章 第1课时 力、重力、弹力课时作业一、单项选择题1.如图1所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端皆受到大小为F 的拉力作用,而左端的情况各不相同:①中弹簧的左端固定在墙上,②中弹簧的左端受大小也为F 的拉力作用,③中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动,④中弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零,以L 1、L 2、L 3、L 4依次表示四个弹簧的伸长量,则有( )图1A .L 2>L 1B .L 4>L 3C .L 1>L 3D .L 2=L 4【答案】D【解析】上述四种情景各有不同,有平衡状态,也有非平衡状态,但不管哪种情景,均可以弹簧为研究对象,在四种形式下拉弹簧的过程中,由于弹力大小都为F ,由胡克定律x =F k,得L 1=L 2=L 3=L 4.故答案为D.2.如图2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F 1和F 2,以下结果正确的是( )图2A .F 1=mg sin θB .F 1=mgsin θC .F 2=mg cos θD .F 2=mgcos θ【答案】D【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,F 1和F 2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:F 1=mg tan θ,F 2=mgcos θ,故D 正确.3.图3为节日里悬挂灯笼的一种方式,A 、B 点等高,O 为结点,轻绳AO 、BO 长度相等,拉力分别为F A 、F B ,灯笼受到的重力为G .下列表述正确的是( )图3A .F A 一定小于GB .F A 与F B 大小相等C .F A 与F B 是一对平衡力D .F A 与F B 大小之和等于G 【答案】B【解析】A 、B 等高,且两绳AO 、BO 长度相等,由平衡条件可知F A 、F B 大小相等,它们合力的大小等于G ,而F A 与G 的大小关系不能确定,故B 正确.4.(2011·江苏)如图4所示,石拱桥的正中央有一质量为m 的对称楔形石块,侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g .若接触面间的摩擦力忽略不计,则石块侧面所受弹力的大小为( )图4A .mg2sin α B .mg2cos αC .12mg tan α D .12mg cot α 【答案】A【解析】以楔形石块为研究对象,它受到竖直向下的重力和垂直侧面斜向上的两个支持力,利用正交分解法可解得:2F sin α=mg ,则F =mg2sin α,A 正确.5.如图5所示,一重为10 N 的球固定在支杆AB 的上端,用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,已知绳的拉力为7.5 N ,则AB 杆对球的作用力( )图5A .大小为7.5 NB .大小为10 NC .方向与水平方向成53°角斜向右下方D .方向与水平方向成53°角斜向左上方 【答案】D【解析】对小球进行受力分析可得,AB 杆对球的作用力与绳的拉力的合力与小球重力等值反向,令AB 杆对小球的作用力与水平方向夹角为α,可得:tan α=G F 拉=43,α=53°,故D 项正确.6.如图6所示,AC 、CD 、BD 为三根长度均为l 的轻绳,A 、B 两端被悬挂在水平天花板上,相距2l .现在C 点上悬挂一个质量为m 的重物,为使CD 轻绳保持水平,在D 点上可施加力的最小值为( )图6A .mgB .33mg C .12mg D .14mg 【答案】C【解析】如图所示,对C 点进行受力分析,由平衡条件可知,轻绳CD 对C 点的拉力大小F CD =mg tan 30°,对D 点进行受力分析,轻绳CD 对D 点的拉力大小F 2=F CD =mg tan 30°,F 1方向一定,则当F 3垂直于绳BD 时,F 3最小,由几何关系可知,F 3=F CD sin 60°=12mg .7.如图7所示,完全相同的质量为m 的A 、B 两球,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( )图7A .mg tan θk B .2mg tan θkC .mg tanθ2kD .2mg tanθ2k【答案】C【解析】考查受力分析、物体的平衡.对A 受力分析可知,有竖直向下的重力mg 、沿着细线方向的拉力F T 以及水平向左的弹簧弹力F ,由正交分解法可得水平方向F T sin θ2=F=k Δx ,竖直方向F T cos θ2=mg ,解得Δx =mg tanθ2k,C 正确.二,双项选择题8.(2015·珠海模拟)如图8所示,将一物块分成相等的A 、B 两部分靠在一起,下端放置在地面上,上端用绳子拴在天花板,绳子处于竖直状态,整个装置静止,则( )图8A .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 .AB 之间可能存在摩擦力 【答案】AD【解析】绳子上的拉力可能为零,地面受的压力不可能为零,选项A 项正确,B 错误;以A 、B 为整体,由于绳子处于竖直伸直状态,绳子中拉力可能竖直向上,所以地面与物体间不可能存在摩擦力,AB 之间可能存在摩擦力,选项C 错误,D 正确.9.(2015·云浮模拟)如图9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,将它们以初速度v 0竖直向上抛出,下列说法中正确的是( )图9A.若不计空气阻力,上升过程中,A对B有向上的支持力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】BD【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,根据力的相互作用,B对A有向下的压力,故选项C错,应选B、D.10.如图为位于水平面上的小车,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为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的判断中,正确的是( )图10A.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.小车向右匀速运动时,一定有F=mg,方向竖直向上D.小车向右匀加速运动时,一定有F>mg,方向可能沿杆向上【答案】CD【解析】小球受重力和杆的作用力F处于静止或匀速运动,由力的平衡条件知,二力必等大反向,有:F=mg,方向竖直向上.小车向右匀加速运动时,小球有向右的恒定加速度,根据牛顿第二定律知,mg和F的合力应水平向右,如图所示.由图可知,F>mg,方向可能沿杆向上.11.如图11所示,A 、B 两物体的重力分别是G A =3 N 、G B =4 N ,A 用悬绳挂在天花板上,B 放在水平地面上,A 、B 间的轻弹簧上的弹力F =2 N ,则绳中张力F 1和B 对地面的压力F 2的可能值分别为( )图11A .7 N 和10 NB .5 N 和2 NC .1 N 和6 ND .2 N 和5 N【答案】BC【解析】轻弹簧的弹力为2 N ,它会对与它接触的物体A 、B 有力的作用,分析A 、B 物体受力时要注意弹簧对它们的作用力是拉力还是压力,方向向哪里.中间的弹簧如果处于被拉伸状态,它想收缩恢复原状,会向下拉A ,向上提B ,则选B ;如果它处于被压缩的状态,它要想恢复原状,会向上顶A ,向下压B ,则选C .三、非选择题12.如图12所示,AC 是上端带定滑轮的固定竖直杆,质量不计的轻杆BC 一端通过铰链固定在C 点,另一端B 悬挂一重为G 的重物,且B 端系有一根轻绳并绕过定滑轮A ,用力F 拉绳,开始时∠BCA >90°.现使∠BCA 缓慢变小,直到杆BC 接近竖直杆AC .此过程中,杆BC 所受的弹力如何变化?图12【答案】大小不变【解析】对B 点进行受力分析,如图所示,B 点受到三个力的作用,由于BC 缓慢移动,所以,三个力一直处于平衡状态,则有两个力的合力与第三个力等大反向,它们组成△BDE ,△ACB ∽△BDE ,则有l AC G =l BCF N,由于l AC 、l BC 、G 都不变,因此BC 杆受到的弹力F N 也不变.13.如图13所示,在动力小车上固定一直角硬杆ABC ,分别系在水平直杆AB 两端的轻弹簧和细线将小球P悬吊起来.轻弹簧的劲度系数为k,小球P的质量为m,当小车沿水平地面以加速度a向右运动而达到稳定状态时,轻弹簧保持竖直,而细线与杆的竖直部分的夹角为θ,试求此时弹簧的形变量.图13【答案】见解析【解析】F T sin θ=ma,F T cos θ+F=mg,F=kx联立解得:x=m(g-a cot θ)/k讨论:(1)若a<g tan θ,则弹簧伸长x=m(g-a cot θ)/k.(2)若a=g tan θ,则弹簧伸长x=0.(3)若a>g tan θ,则弹簧压缩x=m(a cot θ-g)/k.。