高考物理一轮复习课时练习 第2章第1练　重力　弹力　摩擦力（含详解）

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1．关于重力的大小和方向，以下说法正确的是( )
A．在地球上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FN1，地面对杆有弹力FN2
B．图乙中，篮球与地面作用时，地面对篮球有弹力FN
C．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Ff
D．图丁中，物体A匀速下滑时，固定斜面对A有摩擦力Ff
3．(多选)(2024·广东广州市模拟)某电视台的综艺节目在直播象棋比赛，棋盘是铁质的，每个棋子都是一个小磁体，能吸在棋盘上(如图甲所示)，不计棋子间的相互作用力。对于静止在棋盘上的某个棋子，下列说法正确的是( )
A．若棋盘竖直，磁性越强，棋子所受的摩擦力越大
B．若棋盘竖直，棋盘对棋子的作用力的大小等于棋子重力的大小
C．若棋盘竖直，减小棋子的质量，则棋子所受到的摩擦力减小
D．若使棋盘倾斜，如图乙，棋子仍相对棋盘静止，则棋子受到的摩擦力变大
4.(2024·宁夏银川市质检)如图所示，每个钩码重1.0 N，弹簧测力计自身重力、绳子质量和摩擦不计，弹簧伸长了5 cm(在弹簧的弹性限度内)。下列说法正确的是( )
A．该弹簧测力计的示数为0.5 N
B．该弹簧测力计的示数为2.0 N
C．该弹簧的劲度系数为20 N/m
D．不挂钩码时，该弹簧的劲度系数为0
5.(2023·江苏昆山市模拟)一本书约重6 N，有424页，书本正面朝上。现将一张A4纸夹在106～107页间，A4纸几乎能够覆盖整个书页，如图所示。若要将A4纸抽出，至少需用约1 N的拉力。不计书皮及A4纸的质量，则A4纸和书页之间的动摩擦因数最接近( )
A．0.33 B．0.45 C．0.56 D．0.67
6.如图所示，质量m＝6 kg的木箱静置于水平地面上，木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2。现给木箱一水平拉力F。求：
(1)当F1＝6 N时，地面对木箱的摩擦力Ff1的大小；
(2)当F2＝15 N时，地面对木箱的摩擦力Ff2的大小；
(3)在(2)条件下，若此后将拉力减小为F3＝5 N(木箱仍在滑动)，地面对木箱的摩擦力Ff3的大小。
7.两只完全相同的蚂蚁在轮胎内外表面爬，当两只蚂蚁爬到图示位置时保持静止，A、B两点与圆心的连线跟竖直方向的夹角分别为α、β，且角α大于角β。已知轮胎材料相同，轮胎与蚂蚁之间的动摩擦因数为μ，蚂蚁质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A．A处蚂蚁受到的支持力比B处蚂蚁大
B．B处蚂蚁受到的摩擦力比A处蚂蚁大
C．A处蚂蚁受到的摩擦力大小一定为μmgcs α
D．B处蚂蚁受到的摩擦力大小一定为mgsin β
8.(2023·山东青岛市期中)如图，某同学用一根劲度系数为k的轻质弹簧测量物块与水平面间的动摩擦因数。将弹簧一端固定在竖直挡板上，另一端与物块连接，物块置于水平面上，弹簧与水平面平行。改变物块在水平面上的位置，发现物块只能在A、B两点间保持静止，测得A、B两点到竖直挡板的距离分别为d1、d2，物块的质量为m，当地重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块与水平面间的动摩擦因数为( )
A.eq \f(kd2－d1,2mg) B.eq \f(kd2－d1,mg)
C.eq \f(kd2＋d1,2mg) D.eq \f(kd2＋d1,mg)
9.(2023·湖南株洲市三模)如图是码头利用可升降传动装置在水平地面由高处向下堆砌而成的沙堆，为了知道沙堆的具体信息，测出沙堆底部的周长为s，查资料测得沙粒间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是( )
A．地面对沙堆的摩擦力不为零
B．由已知条件可估算沙堆的高度
C．由已知条件可估算沙堆的质量
D．若相同质量的沙堆靠墙堆放，则占地面积会增大
10.(多选)(2023·广东梅州市二模)如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧1，竖直地固定在桌面上，上面压一质量为m的物体，弹簧1上、下端分别与物体和桌面相连；另一劲度系数为eq \f(1,2)k的轻质弹簧2竖直固定在物体的上表面。要想使物体在静止时，物体下面弹簧1的弹力大小减为原来的eq \f(2,3)，则应将弹簧2的上端A竖直向上缓慢移动的距离可能是(已知两根弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g)( )
A.eq \f(mg,k) B.eq \f(3mg,2k) C.eq \f(4mg,k) D.eq \f(5mg,k)
11.(多选)(2023·天津市武清区期中)如图所示，右侧带有挡板的长木板甲放在水平地面上。物块乙放在木板甲上，水平弹簧左端与物块乙连接，右端与挡板连接，用F＝11 N的水平恒力向右拉木板甲，甲和乙相对静止并一起向右做匀加速运动，加速度为2 m/s2，弹簧的伸长量为2 cm，弹簧的劲度系数为200 N/m，不计弹簧的质量。已知m甲＝4 kg，m乙＝1 kg。以下说法正确的是( )
A．弹簧的弹力大小为4 N
B．甲与乙之间没有摩擦力作用
C．甲受到乙的静摩擦力方向向左
D．甲与地面间的滑动摩擦力大小为1 N
12.(2023·湖北黄石市第二中学检测)一长方形木板放置在水平地面上，在长方形木板的上方有一条状竖直挡板，挡板的两端固定于水平地面上，挡板与木板不接触。现有一个方形物块在木板上沿挡板以速度v运动，同时长方形木板以大小相等的速度向左运动，木板的运动方向与竖直挡板垂直，已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为μ1和μ2，物块的质量为m，重力加速度为g，则关于物块所受摩擦力说法正确的是( )
A．竖直挡板对物块的摩擦力大小为0
B．竖直挡板对物块的摩擦力大小为eq \f(\r(2),2)μ1μ2mg
C．只增大木板向左运动的速度，竖直挡板对物块的摩擦力将变小
D．只增大物块沿挡板运动的速度，木板对物块的摩擦力将增大
第1练 重力 弹力 摩擦力
1．A [物体受到的重力是由于地球的吸引而产生的，是万有引力的一个分力，而万有引力与运动状态无关，与其他力无关，故A正确；重力的方向总是竖直向下的，在不同的位置方向不一定相同，故B错误；一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心，所以重心是等效出来的，与其他部分没有区别，故C错误；重力等于质量与重力加速度的乘积，在不同的地方，质量不变，但重力加速度有可能会变化，两极的重力加速度最大，赤道最小，所以在地球的不同地方，物体的重力有可能变化，故D错误。]
2．BD
3．BC [若棋盘竖直，棋子所受的摩擦力与棋子的重力等大反向，则磁性越强，棋子所受摩擦力不变，减小棋子的质量，棋子所受到的摩擦力减小，故A错误，C正确；若棋盘竖直，棋子所受合力为零，则棋盘对棋子的作用力与棋子的重力等大反向，故B正确；若使棋盘倾斜，如题图乙，棋子仍相对棋盘静止，棋子所受摩擦力等于重力沿棋盘方向的分力，小于棋子的重力，棋子受到的摩擦力变小，故D错误。]
4．C [该弹簧测力计的示数等于弹簧一端受到的拉力，则示数为1.0 N，选项A、B错误；该弹簧的劲度系数为k＝eq \f(F,Δx)＝eq \f(1,0.05) N/m＝20 N/m，选项C正确；不挂钩码时，该弹簧的劲度系数不变，仍为20 N/m，选项D错误。]
5．A [需用约1 N的拉力克服最大静摩擦力，A4纸受正反两面的两个摩擦力，不计书皮及A4纸的质量，有1 N＝2μeq \f(G,n)n1＝2×μ×eq \f(6,424)×106 (N)，解得μ≈0.33，故选A。]
6．(1)6 N (2)12 N (3)12 N
解析 (1)设木箱与地面间的最大静摩擦力为Ffmax，则有Ffmax＝μFN，
FN＝mg，解得Ffmax＝12 N
当F1＝6 N时，由于F1木箱没有滑动，则地面对木箱的摩擦力为静摩擦力，Ff1＝F1＝6 N
(2)当F2＝15 N时，由于F2>Ffmax
木箱滑动，地面对木箱的摩擦力为滑动摩擦力，则有Ff2＝Ffmax＝12 N
(3)若此后将拉力减小为F3＝5 N，此时木箱仍在滑动，则木箱受到的摩擦力仍是滑动摩擦力，即Ff3＝Ffmax＝12 N。
7．D [根据题意，对蚂蚁受力分析，设蚂蚁所在位置和圆心连线与竖直方向夹角为θ，如图所示，由平衡条件可得FN＝mgcs θ，Ff＝mgsin θ，由于α>β，则A处蚂蚁受到的支持力比B处蚂蚁小，B处蚂蚁受到的摩擦力比A处蚂蚁小，故A、B错误；蚂蚁与轮胎之间保持静止，则A处蚂蚁受到静摩擦力，大小不一定为μmgcs α，B处蚂蚁受到的摩擦力大小为mgsin β，故C错误，D正确。]
8．A [物块只能在A、B两点间保持静止，则在A、B两点时摩擦力数值上达到最大，且方向相反，故A、B两点弹簧的弹力大小相等，但方向相反，由A点弹簧的长度小于B点的长度，故在A点时弹簧处于压缩状态，在B点时弹簧处于伸长状态，且形变量相同，又最大静摩擦力等于滑动摩擦力，在A点和B点时，有keq \f(d2－d1,2)＝μmg，解得μ＝eq \f(kd2－d1,2mg)，A正确。]
9．B [以沙堆整体为研究对象，只受重力和地面的支持力，地面对沙堆的摩擦力为零，故A错误；沙堆表面上的沙粒受重力、支持力和摩擦力的作用静止，则沙堆倾角α满足μ＝tan α，若已知μ与s，则由几何关系可估算出沙堆的高度，故B正确；由于沙堆密度未知，故不能算出其质量，故C错误；未靠墙放置时，设沙堆的底面积为S，则其体积V＝eq \f(1,3)Sh＝eq \f(1,3)Sμr＝
eq \f(1,3)μS·eq \r(\f(S,π))，当沙堆靠墙时形成半个圆锥体，设沙堆的底面积为S′(底面为半圆形)，则其体积V′＝eq \f(1,3)S′h′＝eq \f(1,3)S′μr′＝eq \f(1,3)μS′·eq \r(\f(2S′,π))，质量不变，则体积不变，则有V＝V′，即eq \f(1,3)μS·eq \r(\f(S,π))＝eq \f(1,3)μS′·eq \r(\f(2S′,π))，可得S′10．AD [初始时刻弹簧1处于压缩状态，弹簧1的压缩量x1＝eq \f(mg,k)，弹簧2处于原长；最终时刻有两种可能性，情况1：当弹簧1的弹力大小减小为原来的eq \f(2,3)时，弹簧1仍处于压缩状态，其压缩量x1′＝eq \f(2mg,3k)
弹簧2处于伸长状态，弹簧2的伸长量x2＝eq \f(mg－\f(2mg,3),\f(k,2))＝eq \f(2mg,3k)
则A端竖直向上移动的距离
d＝(x1－x1′)＋x2＝eq \f(mg,k)
情况2：当弹簧1的弹力大小减为原来的eq \f(2,3)时，弹簧1处于拉伸状态，其伸长量为x1′＝eq \f(2mg,3k)
弹簧2处于伸长状态，弹簧2的伸长量x2′＝eq \f(mg＋\f(2mg,3),\f(k,2))＝eq \f(10mg,3k)
则A端竖直向上移动的距离
d＝(x1＋x1′)＋x2′＝eq \f(5mg,k)，故选A、D。]
11．AD [根据胡克定律得弹簧的弹力大小为F弹＝kx＝200×0.02 N＝4 N，故A正确；对乙受力分析，取向右为正方向，根据牛顿第二定律F弹＋Ff＝m乙a，解得Ff＝－2 N，负号表示方向向左，根据牛顿第三定律，乙对甲的静摩擦力方向向右，故B、C错误；对整个系统，根据牛顿第二定律有F－Ff地＝(m甲＋m乙)a，解得Ff地＝1 N，故D正确。]
12．B [根据题意可知，物块与木板之间的弹力的大小等于物块的重力，由公式Ff＝μFN可知，木板对物块的摩擦力为Ff2＝μ2mg，只增大物块沿挡板运动的速度，木板对物块的摩擦力不变，故D错误；根据题意，物块相对于木板的运动方向如图所示，根据运动的合成和分解规律可知tan θ＝1，解得θ＝45°，由平衡条件可知，挡板对物块的支持力为FN1＝Ff2sin 45°，挡板对物块的摩擦力大小Ff1＝μ1FN1＝eq \f(\r(2),2)μ1μ2mg，故A错误，B正确；结合A、B分析可知，只增大木板向左运动的速度，θ增大，则FN1增大，竖直挡板对物块的摩擦力将变大，故C错误。]