版高考物理复习 精选题辑 课练 重力 弹力 摩擦力.docx
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版高考物理复习精选题辑课练重力弹力摩擦力
课练4 重力 弹力 摩擦力
1.(2018·广东佛山顺德区一模)如图所示,斜面小车M静止在光滑水平面上,紧贴墙壁.若在斜面上放一物体m,再给m施加一竖直向下的恒力F,M、m均保持静止,则小车受力的个数为( )
A.3 B.4
C.5D.6
答案:
B
解析:
先对物体m进行受力分析,受到重力、向下的恒力F、支持力和静摩擦力,根据平衡条件,支持力和静摩擦力的合力与重力和恒力F的合力是一对平衡力,根据牛顿第三定律,m对M的压力和静摩擦力的合力竖直向下;再对小车M进行受力分析,受重力、m对它的垂直于斜面向下的压力和沿斜面向下的静摩擦力,同时地面对M有向上的支持力,共受到4个力,故A、C、D错误,B正确.
2.(2018·湖南衡阳八中月考)(多选)四个完全相同的弹簧测力计,外壳通过绳子分别与四个完全相同的物体相连,挂钩一端施加沿轴线方向的恒力F,以下四种情况中关于弹簧测力计读数的说法正确的是( )
A.如果图甲中的物体静止在水平地面上,那么弹簧测力计的读数可能小于F
B.如果图乙中的物体静止在斜面上,那么弹簧测力计的读数一定等于F
C.如果图丙中的物体静止在粗糙水平地面上,那么弹簧测力计的读数一定等于F
D.如果已知图丁中水平地面光滑,则由于物体的质量未知,无法判定弹簧测力计的读数与F的大小关系
答案:
BC
解析:
题图甲中的物体静止在水平地面上,根据平衡原理,弹簧测力计的读数等于F,故A错误;不论物体静止在斜面上,还是静止在粗糙水平地面上,由平衡条件可知,弹簧测力计的读数一定等于F,故B、C正确;已知题图丁中水平地面光滑,虽然物体的质量未知,但是弹簧测力计的读数与F的大小仍相等,故D错误.
3.(2018·江西上饶一模)S1和S2表示劲度系数分别为k1和k2的两根弹簧,k1>k2;a和b表示质量分别为ma和mb的两个小物块,ma>mb,将弹簧与物块按图示方式悬挂起来,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
答案:
D
解析:
上面的弹簧受到的拉力为两个物块的重力之和,劲度系数较小时形变量较大,故上面应是S2,下面的弹簧的形变量由下面的物块的重力决定,为了让形变量最大,应把重的放在下面,即将a物块放在下面,D正确.
4.(2018·广东深圳一调)如图,一个轻型衣柜放在水平地面上,一条光滑轻绳两端分别固定在两侧顶端A、B上,再挂上带有衣服的衣架.若保持绳长和左端位置点不变,将右端依次改在C点或D点后固定,衣柜一直不动,下列说法正确的是( )
A.若改在C点,绳的张力大小不变
B.若改在D点,衣架两侧绳的张力大小不相等
C.若改在D点,衣架两侧绳的张力大小相等且不变
D.若改在C点,衣柜对地面的压力将会增大
答案:
C
解析:
设绳与竖直方向的夹角为θ,绳的张力为T,衣服的质量为m;根据共点力的平衡条件可得2Tcosθ=mg,若改在C点,绳与竖直方向的夹角变小,绳的张力变小,A错误;绳两端分别固定在两侧顶端A、B上时,受力情况如图所示,当绳的右端上下移动过程中,绳与竖直方向的夹角不变,则根据2Tcosθ=mg可知,绳的张力不变,C正确;若改在C点,衣柜对地面的压力等于整体的重力,不变,D错误.
5.(2018·河南鹤壁高中模拟)如图所示,水平传送带上放一物体,当传送带沿顺时针方向以速度v匀速转动时,物体在轻弹簧水平拉力的作用下处于静止状态,此时弹簧的伸长量为Δx;当传送带沿顺时针方向的转动速度变为2v时,物体处于静止状态时弹簧的伸长量为Δx′,则关于弹簧前后两次的伸长量,下列说法中正确的是( )
A.弹簧的伸长量将减小,即Δx′<Δx
B.弹簧的伸长量将增加,即Δx′>Δx
C.弹簧的伸长量不变,即Δx′=Δx
D.无法比较Δx和Δx′的大小
答案:
C
解析:
物体所受的滑动摩擦力大小为f=μN=μmg,f与传送带的速度大小无关,当传送带的速度方向不变时,不管速度大小如何变化,物体所受的滑动摩擦力方向向右,大小不变,仍与弹簧弹力平衡,根据平衡条件有kx=f,知弹簧的伸长量不变,则有Δx′=Δx,故C正确.
6.(2018·湖南常德一模)粗糙水平面上有一长木板,一个人在木板上用水平力F向右推着木箱在木板上匀速运动,人的质量大于木箱的质量,若鞋与长木板、木箱与长木板间动摩擦因数相同,则下列说法正确的是( )
A.人受到的滑动摩擦力方向水平向右
B.木箱受到的滑动摩擦力方向水平向左
C.木板受到地面的摩擦力方向水平向右
D.木板受到地面的摩擦力方向水平向左
答案:
B
解析:
人用力F向右推木箱,对木箱进行受力分析,受推力、重力、支持力、滑动摩擦力,根据平衡条件,木箱受到的滑动摩擦力方向水平向左,与推力平衡,人用力F向右推木箱,对木箱的作用力方向水平向右,根据牛顿第三定律可知,木箱对人的作用力的方向水平向左,人若要平衡,则人受到的木板的摩擦力的方向水平向右,但人的脚相对木板是静止的,故人受到的是静摩擦力,故A错误,B正确;将三者作为整体受力分析,受重力和支持力,不受摩擦力,否则不平衡,故地面对木板没有摩擦力,故C、D错误.
7.(2018·四川成都实验高中一诊)如图,楔形物块A静置在水平地面上,其斜面粗糙,斜面上有小物块B.用平行于斜面的力F拉B,使之沿斜面匀速上滑.现改变力F的方向至与斜面成一定的角度,仍使物体B沿斜面匀速上滑.在B运动的过程中,楔形物块A始终保持静止.关于相互间作用力的描述正确的有( )
A.A对B的摩擦力减小
B.拉力F一定增大
C.物体B对斜面的作用力不变
D.地面受到的摩擦力大小可能变大
答案:
A
解析:
拉力F平行于斜面向上时,先对物体B进行受力分析如图甲,根据平衡条件,有平行于斜面方向F=f+mgsinθ,垂直于斜面方向N=mgcosθ,其中f=μN,解得F=mg(sinθ+μcosθ),f=μmgcosθ,拉力改变方向后,设其与斜面夹角为α,根据平衡条件,在平行于斜面方向,有F′cosα=f+mgsinθ,垂直于斜面方向N′+F′sinα=mgcosθ,其中f′=μN′,解得F′=,f′=μ(mgcosθ-F′sinα),联立各式得到滑动摩擦力减小,故A正确;拉力F可能变大,也可能减小,故B错误;对A进行受力分析,受重力、支持力、B对A的压力、B对A的滑动摩擦力、地面对A的静摩擦力,如图乙,根据平衡条件,在水平方向有f静=N′sinθ+f′cosθ;又因N=N′,f=f′,当拉力改变方向后,N′和f′都减小,故f′和N′的合力一定减小(B对A的力就是f′和N′的合力),静摩擦力也一定减小,故C、D错误.
8.(2018·重庆一诊)如下图所示,有8块完全相同的长方体木板叠放在一起,每块木板的质量为100g,某人用手在这叠木板的两侧分别施加一水平压力F,使木板水平静止.若手与木板之间的动摩擦因数为μ1=0.5,木板与木板之间的动摩擦因数为μ2=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2.则水平压力F至少为( )
A.8NB.15N
C.16ND.30N
答案:
B
解析:
先将所有的木板当成整体进行受力分析,竖直方向受重力和静摩擦力,则有2μ1F≥8mg,再对除最外侧两木板之外的6块木板进行受力分析,竖直方向受重力和静摩擦力,有2μ2F≥6mg,联立两式解得F≥15N,故B正确,A、C、D错误.
9.一根轻质弹簧,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.B.
C.D.
答案:
D
解析:
设弹簧原长为L0,由胡克定律知,G=k(L1-L0),G=k(L0-L2),联立可得k=,D对.
10.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
答案:
B
解析:
开始时,物块在斜面上受重力mg、斜面的支持力N和摩擦力f、水平力F作用,物块处于静止状态,因此f为静摩擦力,根据共点力平衡条件可知,在垂直于斜面的方向上有N=mgcosα,在平行于斜面的方向上有f=,由于水平力F与斜面平行,因此即使撤去外力F,对垂直于斜面方向上的受力情况无影响,故选项D错误;当撤去外力F后,在平行于斜面方向上,除斜面对物块的摩擦力以外,仅剩下重力沿斜面向下的分力,且有mgsinα<,所以此时斜面对物块的摩擦力仍然是静摩擦力,故选项A错误;且有f′=mgsinα,故选项B正确、C错误.
11.如图所示,放在水平地面上的物体A的重力G=100N,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=2500N/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1cm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2cm时,求弹簧弹力F2和物体所受的摩擦力f2的大小.
答案:
(1)25N
(2)40N
解析:
(1)由胡克定律知
F1=kx1=2500N/m×0.01m=25N
f=μFN,FN=G,则f=μG=40N
因为F1(2)由胡克定律知
F2=kx2=2500N/m×0.02m=50N
F2>f,所以物体运动,即f2=40N.
12.(2018·安徽合肥一中段考)如图所示,质量M=1kg的木块套在水平固定杆上,并用轻绳与质量m=0.5kg的小球相连,今用跟水平方向成60°角的力F=5N拉着小球并带动木块一起向右匀速运动,运动中木块、小球的相对位置保持不变,g=10m/s2.在运动过程中,求:
(1)轻绳与水平方向的夹角θ;
(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数μ.
答案:
(1)30°
(2)
解析:
(1)小球处于平衡状态,其所受合力为零.以小球为研究对象分析受力如图甲所示,由平衡条件得,水平方向Fcos60°-Tcosθ=0,竖直方向Fsin60°-Tsinθ-mg=0,解得θ=30°.
(2)以木块和小球整体为研究对象,受力分析如图乙所示,由平衡条件得,水平方向有Fcos60°-μN=0,竖直方向有Fsin60°+N-mg-Mg=0,竖直方向有Fsin60°+N-mg-Mg=0,解得μ=.
刷题加餐练
1.(2018·新课标全国卷Ⅱ)如图,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.若保持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( )
A.2- B.
C.D.
答案:
C
解析:
设物块的质量为m.据平衡条件及摩擦力公式有
拉力F水平时,F=μmg①
拉力F与水平面成60°角时,
Fcos60°=μ(mg-Fsin60°)②
联立①②式解得μ=.故选C.
2.(2018·天津卷)(多选)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态.如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是( )
A.绳的右端上移到b′,绳子拉力不变
B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大
C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小
D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移
答案:
AB
解析:
设绳长为l,两杆间距离为d,选O点为研究对象,因aOb为同一根绳,故aO、bO对O点的拉力大小相等,因此平衡时aO、bO与水平方向的夹角相等,设为θ.对于O点