2021届高考物理（全国通用版）大一轮复习检测：第二章 相互作用 第1课时　重力　弹力　摩擦力 Word版含解析

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【基础巩固】
重力和弹力的分析与计算
1.(多选)在地球上,关于重力,下列说法中正确的是( BD )
A.重力就是地球对物体的吸引力,其方向一定指向地心
B.重力的方向就是物体自由下落的方向
C.重力的大小可以用弹簧测力计或杆秤直接测出
D.在不同地点,同一物体所受的重力可能不同
解析:重力是由于地球对物体的吸引产生的,但由于地球自转的影响,通常情况下重力并不等于地球的引力,其方向竖直向下但并不一定指向地心,选项A错误;将物体由静止开始释放,只在重力作用下物体自由下落,所以重力的方向就是物体自由下落的方向,选项B正确;杆秤称量的是物体的质量而非重力,选项C错误;由公式G=mg可知,重力G的大小由质量m和重力加速度g共同决定,由于不同地点g值可能不同,因此在不同地点,同一物体所受的重力可能不同,选项D正确.
2.如图所示,球A放在斜面上,与水平挡板相接触而处于静止状态,关于球A所受的弹力,以下说法正确的是( B )
A.球A仅受一个弹力作用,弹力的方向垂直斜面向上
B.球A仅受一个弹力作用,弹力的方向竖直向上
C.球A受两个弹力作用,一个水平向左,一个垂直斜面向上
D.球A受三个弹力作用,一个水平向左,一个垂直斜面向上,一个竖直向上
解析:球A受重力竖直向下,与挡板有挤压,与斜面间无挤压,则球A只受挡板竖直向上的弹力,故选项B正确.
弹簧类弹力问题的分析与计算
3.(多选)如图所示,放在水平地面上的质量为m的物体,与地面间的动摩擦因数为μ,在劲度系数为k的轻弹簧作用下沿地面做匀速直线运动.弹簧没有超出弹性限度,则( BD )
A.弹簧的伸长量为
B.弹簧的伸长量为
C.物体受到的支持力与它对地面的压力是一对平衡力
D.弹簧对物体的弹力与物体受到的摩擦力是一对平衡力
解析:由平衡条件有kx=μmg,解得弹簧的伸长量为x=,选项A错误,B正确;物体受到的支持力与它对地面的压力是一对作用力与反作用力,选项C错误;弹簧对物体的弹力与物体受到的摩擦力是一对平衡力,选项D正确.
4.(多选)如图所示,将两相同的木块a,b置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳系于墙壁.开始时,a,b均静止,弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a所受摩擦力fa≠0,b所受摩擦力fb=0.现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间( AD )
A.fa大小不变 B.fa方向改变
C.fb仍然为零 D.fb方向向右
解析:剪断右侧细绳的瞬间,右侧细绳上拉力突变为零,而弹簧对两木块的拉力没有发生突变,与原来一样,所以b相对地面有向左运动的趋势,受到静摩擦力fb方向向右,C错误,D正确,剪断右侧细绳的瞬间,木块a受到的各力都没有发生变化,A正确,B错误.
5.导学号 00622075(2016·河北石家庄模拟)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( D )
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
解析:压缩的弹簧对B有向左的弹力,B有向左运动的趋势,受到向右的摩擦力,选项A错误;A对B的摩擦力向右,则B对A的摩擦力向左,选项B错误;由于整体水平方向没有相对运动趋势,地面对A没有摩擦力,选项C错误,D正确.
摩擦力的分析与计算
6.(2016·山西大同月考)如图所示,甲、乙、丙三个质量相同的物体分别在不同外力的作用下沿水平地面做匀速直线运动,地面与物体间的动摩擦因数均相同.下列判断正确的是( B )
A.三个物体所受的摩擦力大小相等
B.丙物体所受的摩擦力最大
C.乙物体所受的摩擦力最大
D.甲物体所受的摩擦力最大
解析:设拉力与水平方向的夹角为θ,因为三个物体相对地面均做匀速直线运动,所以受到的摩擦力为滑动摩擦力,甲物体在竖直方向上有FN1=mg-F1sin θ;乙物体在竖直方向上有FN2=mg;丙物体在竖直方向上有FN3=mg+F3sin θ,即FN3>FN2>FN1,则Ff=μFN可得Ff3>Ff2>Ff1,故B
正确.
7.(2016·江苏扬州期末)某电视台每周都有棋类节目,铁质的棋盘竖直放置,每个棋子都是一个小磁铁,能吸在棋盘上,不计棋子间的相互作用力,下列说法正确的是( D )
A.小棋子共受三个力作用
B.棋子对棋盘的压力大小等于重力
C.磁性越强的棋子所受的摩擦力越大
D.质量不同的棋子所受的摩擦力不同
解析:小棋子受到重力、向上的摩擦力、棋盘的吸引力和棋盘的支持力作用,选项A错误;棋盘对棋子的摩擦力等于棋子的重力,故无论棋子的磁性多强,摩擦力是不变的,质量不同的棋子所受的重力不同,故摩擦力不同,选项B,C错误,D正确.
8.导学号 00622076 (2016·山东潍坊月考)如图所示,物体P,Q在力F作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动,关于物体P所受的摩擦力,下列说法正确的是( D )
A.(甲)、(乙)两图中物体P均受摩擦力,且方向均与F相同
B.(甲)、(乙)两图中物体P均受摩擦力,且方向均与F相反
C.(甲)、(乙)两图中物体P均不受摩擦力
D.(甲)图中物体P不受摩擦力,(乙)图中物体P受摩擦力,方向和F方向相同
解析:(甲)图中P随Q做匀速运动相对于Q无相对运动趋势,所以P不受摩擦力;(乙)图中,假设P不受摩擦力,P将相对Q沿斜面向下运动,从而P受沿F方向的摩擦力,选项D正确.
摩擦力的“突变”——临界现象的分析
9.一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F1,F2和摩擦力的作用,木块处于静止状态,如图所示,其中F1=10 N,F2=2 N,若撤去F1,则木块受到的摩擦力为( C )
A.10 N,方向向左B.6 N,方向向右
C.2 N,方向向右 D.0
解析:当木块受F1,F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时,由平衡条件可知木块所受的摩擦力的大小为8 N,可知静摩擦力f静max≥8 N.当撤去力F1后,F2=2 N10.导学号 00622077如图所示,斜面固定在地面上,倾角为θ=37°
(sin 37°=0.6,cs 37°=0.8).质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长,该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8),则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图像是下图中的(取初速度v0的方向为正方向,g=10 m/s2)( B )
解析:滑块上滑过程中受滑动摩擦力,由Ff=μFN和FN=mgcs θ联立得Ff=6.4 N,方向为沿斜面向下;当滑块的速度减为零后,由于mgsin θ<μmgcs θ,滑块不动,滑块受的摩擦力为静摩擦力,由平衡条件得
Ff′=mgsin θ,代入可得Ff′=6 N,方向为沿斜面向上,故选项B正确.
【素能提升】
11.导学号 00622078(2016·广东肇庆检测)如图所示,斜面体的斜面光滑,放在斜面上的滑块受到平行于斜面向下的力F作用,沿斜面向下运动,斜面体保持静止.下列说法正确的是( B )
A.地面对斜面体的弹力大于斜面和滑块的重力之和
B.地面对斜面体的摩擦力方向水平向右
C.若F反向,地面对斜面体的摩擦力也反向
D.若F增大,地面对斜面体的摩擦力也增大
解析:以斜面体为研究对象,斜面体受到重力、地面支持力、滑块的压力和地面的摩擦力作用,如图所示.地面对斜面体的支持力FN=Mg+
Ncs θ=Mg+mgcs2θ12.导学号 00622079一个长度为L的轻弹簧,将其上端固定,下端挂一个质量为m的小球时,弹簧的总长度变为2L.现将两个这样的弹簧按如图所示方式连接,A,B两小球的质量均为m,则两小球平衡时,B小球距悬点O的距离为(不考虑小球的大小,且弹簧都在弹性限度范围内)( C )
A.3LB.4L
C.5LD.6L
解析:一根弹簧挂一个质量为m的小球时,弹簧的总长度变为2L,即伸长L,劲度系数k=mg/L.若两个小球如题图悬挂,则下面的弹簧也伸长L,上面的弹簧受力2mg,伸长2L,则弹簧的总长为L+L+L+2L=5L,故选项C正确.
13.导学号 00622080如图所示,质量为m1=5 kg的滑块,置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小为30 N的力F推滑块,滑块沿斜面向上匀速运动,斜面体质量m2=10 kg,且始终静止,g取10 m/s2,求:
(1)斜面与滑块的动摩擦因数.
(2)地面对斜面体的摩擦力大小和支持力大小.
解析:(1)滑块受力如图(甲)所示,由平衡条件得
沿斜面方向:F=m1gsin 30°+Ff
解得Ff=F-m1gsin 30°=5 N
沿垂直于斜面方向FN=m1gcs 30°=43.3 N
由Ff=μFN得μ=0.12
(2)滑块与斜面体整体受力如图(乙)所示,由平衡条件得
沿水平方向:
Ff地=Fcs 30°=15 N
沿竖直方向:
FN地=(m1+m2)g-Fsin 30°=135 N.
答案:(1)0.12 (2)15 N 135 N