高三物理一轮复习方略 21重力 弹力 摩擦力汇总.docx
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高三物理一轮复习方略21重力弹力摩擦力汇总
课时提能演练(四)
(40分钟100分)
一、单项选择题(本大题共4小题,每小题6分,共24分,每小题只有一个选项符合题意)
1.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+G
C.G-kxD.以上都不对
2.(易错题)如图所示,物体m静止在倾角为θ的斜面上,现用垂直于斜面的推力F=kt(k为比例常量、t为时间)作用在物体上,从t=0开始,物体所受摩擦力f随时间t的变化的关系是图中的( )
3.(2012·揭阳模拟)如图所示,物体P放在粗糙水平面上,左边用一根轻弹簧与竖直墙相连,物体静止时弹簧的长度小于原长.若再用一个从0开始逐渐增大的水平力F向右拉P,直到拉动,那么在P被拉动之前的过程中,弹簧对P的弹力T的大小和地面对P的摩擦力f的大小的变化情况是( )
A.弹簧对P的弹力T始终增大,地面对P的摩擦力始终减小
B.弹簧对P的弹力T保持不变,地面对P的摩擦力始终增大
C.弹簧对P的弹力T保持不变,地面对P的摩擦力先减小后增大
D.弹簧对P的弹力T先不变后增大,地面对P的摩擦力先增大后减小
4.(预测题)如图所示,倾角为θ的斜面体C置于水平面上,B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,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受到水平面的摩擦力一定为零
C.不论B、C间摩擦力大小、方向如何,水平面对C的摩擦力方向一定向左
D.水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等
二、双项选择题(本大题共5小题,每小题8分,共40分,每小题有两个选项符合题意)
5.(2012·中山模拟)如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上向右滑行,木块受到向右的拉力F的作用,长木板处于静止状态,已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1,长木板与地面间的动摩擦因数为μ2,则( )
A.长木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg
B.长木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m+M)g
C.当F>μ2(m+M)g时,长木板便开始运动
D.无论怎样改变F的大小,长木板都不可能运动
6.(创新题)如图所示,一倾角为45°的斜面固定于竖直墙上,为使一光滑的铁球静止,需加一水平力F,且F通过球心,下列说法正确的是( )
A.球一定受墙的弹力且水平向左
B.球可能受墙的弹力且水平向左
C.球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上
D.球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上
7.(易错题)A、B、C三个物体如图所示放置在水平面上,
所有接触面均不光滑,有一个水平向右的力F作用在物体C上,使A、B、C一起向右做匀速运动,则( )
A.B对A的静摩擦力方向水平向左
B.B对A的静摩擦力方向水平向右
C.C对A的静摩擦力方向水平向左
D.C对A的静摩擦力方向水平向右
8.(2012·银川模拟)在水平力F作用下,重为G的物体沿墙壁匀速下滑,如图所示.若物体与墙之间的动摩擦因数为μ,则物体所受的摩擦力的大小为( )
A.μFB.μF+G
C.GD.
9.(2012·佛山模拟)如图所示,A、B两个物体的重力分别是GA=3N、GB=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=2N,则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是( )
A.1N、6N B.5N、6N
C.1N、2ND.5N、2N
三、计算题(本大题共2小题,共36分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
10.(18分)木块A、B分别重50N和60N,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2cm,弹簧的劲度系数为400N/m.系统置于水平地面上静止不动.现用F=1N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.
11.(2012·铜陵模拟)(18分)如图所示,倾角为θ的光滑斜面ABC放在水平面上,劲度系数分别为k1、k2的两个轻弹簧沿斜面悬挂着,两弹簧之间有一质量为m1的重物,最下端挂一质量为m2的重物,此时两重物处于平衡状态,现把斜面ABC绕A点缓慢地顺时针旋转90°后,重新达到平衡.试求m1、m2分别沿斜面移动的距离.
答案解析
1.【解析】选B.设球在A处时弹簧已压缩了Δx,球平衡时弹力FA=G=kΔx,球在B处时,弹簧又压缩x,球再次达到平衡时弹力FB=k(Δx+x)=G+kx,故B正确.
2.【解析】选D.因物体静止,故所受摩擦力为静摩擦力,沿斜面方向:
f=
mgsinθ,垂直斜面方向:
N=mgcosθ;施加力F后,垂直斜面方向:
N′=F+mgcosθ,沿斜面方向:
f=mgsinθ,故斜面受到压力变大,静摩擦力大小不变,D正确.
【变式备选】如图所示,把一重为G的物体,用一水平方向的
推力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整墙
上,从t=0开始物体所受的摩擦力f随t的变化关系是图中
的( )
【解析】选B.物体在竖直方向上只受重力G和摩擦力f的作用,由于f从零开始均匀增大,开始一段时间fG,物体向下做减速运动,直至减速为零.在整个运动过程中,摩擦力为滑动摩擦力,其大小为f=μN=μF=μkt,即f与t成正比,是一条过原点的倾斜直线;当物体速度减为零后,滑动摩擦力变为静摩擦力,其大小为f=G,所以物体静止后的图线平行于t轴,故B正确.
3.【解析】选B.在P被拉动之前的过程中,弹簧长度不变,弹簧对P的弹力T的大小保持不变;由于弹簧长度小于原长,P有向右的运动趋势,所受静摩擦力向左,用一个从0开始逐渐增大的水平力F向右拉P的过程中,地面对P的摩擦力始终增大,选项B正确.
4.【解题指南】解答本题应把握以下两点:
(1)B受到C的摩擦力方向取决于绳的拉力与B所受重力沿斜面向下的分力的大小关系.
(2)水平面对C的支持力利用整体法分析.
【解析】选C.以B物体为研究对象,沿斜面方向受到重力沿斜面方向向下的分力、绳的拉力和静摩擦力,静摩擦力的大小等于重力沿斜面方向向下的分力与拉力的合力,所以可能为0,可能沿斜面向上或向下,A错误;对B、C整体受力分析可知不论B、C间摩擦力大小、方向如何,水平面对C的摩擦力与拉力在水平方向上的分力平衡,方向水平向左,B错误,C正确;水平面对C的支持力等于B、C的总重力减去拉力在竖直方向上的分力,D错误.
5.【解析】选A、D.木块向右滑行,木块受到水平向左的滑动摩擦力,其大小Ff=μ1mg,则木板受到木块水平向右的滑动摩擦力为μ1mg,由于木板处于静止状态,故木板受到地面的静摩擦力的大小一定是μ1mg,方向水平向左,A正确,B错误;力F发生变化,只能改变木块的运动状态,但木块所受的滑动摩擦力不会发生变化,因此长木板仍保持静止状态,C错误、D正确.
6.【解析】选B、C.F大小合适时,球可以静止在无墙的斜面上,F增大时墙才对球有弹力,故A错误,B正确;而斜面对球必须有斜向上的弹力才能使球不下落,故C正确,D错误.
7.【解析】选A、D.物体B相对地面水平向右运动,所受地面的滑动摩擦力方向向左,因B匀速运动,故A对B的静摩擦力方向水平向右,从而B对A的静摩擦力方向水平向左,A正确,B错误;物体A水平向右匀速运动,B对它的静摩擦力方向水平向左,因而C对A的静摩擦力方向水平向右,C错误,D正确.
8.【解析】选A、C.由f=μN得f=μF,A正确,B错误;由竖直方向二力平衡得f=G,C正确,D错误.
【总结提升】摩擦力大小的计算技巧
分析计算摩擦力的大小和方向时,应先分清是滑动摩擦力还是静摩擦力.
(1)若是滑动摩擦力,则根据公式f=μN、力的平衡条件或牛顿第二定律进行分析计算,切记压力N一般情况下不等于重力.
(2)若是静摩擦力,则只能根据力的平衡条件或牛顿第二定律进行分析计算,切记不能用公式f=μN计算静摩擦力.
9.【解析】选A、D.若弹簧处于拉伸状态,对A物体有T=GA+F=3N+2N=5N,对B物体有N=GB-F=4N-2N=2N,故天花板受到的拉力和地板受到的压力分别为5N和2N,B错误,D正确;若弹簧处于压缩状态,对A物体有T=GA-F=3N-2N=1N,对B物体有N=GB+F=4N+2N=6N,故天花板受到的拉力和地板受到的压力分别为1N和6N,A正确,C错误.
10.【解析】未加F时,木块A、B受力平衡,所受静摩擦力等于弹簧的弹力,即
fA=fB=F弹=kx=400×0.02N=8N(4分)
木块B受地面的最大静摩擦力为:
=μNB=0.25×60N=15N(4分)
施加F后,对木块B有:
F+F弹<
(3分)
故B所受摩擦力仍为静摩擦力,其大小为:
f′B=F+F弹=9N(4分)
施加F后,木块A所受摩擦力仍为静摩擦力,大小为:
f′A=8N(3分)
答案:
8N 9N
11.【解析】没旋转时,两弹簧均处于伸长状态,两弹簧伸长量分别为x1、x2
k2x2=m2gsinθ(2分)
解得x2=
(1分)
k2x2+m1gsinθ=k1x1(2分)
解得x1=
(2分)
旋转后,两弹簧均处于压缩状态,压缩量分别为x1′、x2′
m2gcosθ=k2x2′(2分)
解得x2′=
(2分)
(m1+m2)gcosθ=k1x1′(2分)
解得x1′=
(1分)
所以m1移动的距离
d1=x1+x1′=
(sinθ+cosθ)(2分)
m2移动的距离d2=d1+x2+x2′=
(sinθ+cosθ)+
(sinθ+cosθ)(2分)
答案:
(sinθ+cosθ)
(sinθ+cosθ)+
(sinθ+cosθ)