2022届高考物理一轮复习课后限时集训3重力弹力摩擦力含解析新人教版

课后限时集训(三)

(时间：40分钟)

1.匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触。关于小球的受力，下列说法正确的是(　　)

A．重力和细线对它的拉力

B．重力、细线对它的拉力和斜面对它的弹力

C．重力和斜面对它的支持力

D．细线对它的拉力和斜面对它的支持力

A　[小球必定受到重力和细线的拉力。  小球和光滑斜面接触，假设斜面对小球有弹力，小球将受到三个力作用，重力和细线的拉力在竖直方向上，弹力垂直于斜面向上，三个力的合力不可能为零，与题设条件矛盾，故斜面对小球没有弹力，故A正确。]

2.如图所示，质量关系为mA>mB的两个物体A、B叠放在一起，在竖直向上的力F作用下沿竖直墙面向上匀速运动。现撤掉F，则物体A、B在沿粗糙墙面运动的过程中，物体B的受力示意图是(　　)

A　　　　　　B

C　　　　　　D

A　[撤掉F后，A、B整体同时沿竖直墙面运动，只受到重力，墙面对整体没有支持力，如果有，A、B将向右加速运动，故也不受墙面的摩擦力，即A、B整体做自由整体运动，加速度为重力加速度g，处于完全失重状态，A、B间无弹力，物体B只受重力，故A正确。]

3.(2020·福建霞浦第一中学月考)如图所示，物块m在静止的传送带上匀速下滑时，传送带突然顺时针(图中箭头所示)转动起来，则传送带转动后，下列说法正确的是(　　)

A．m受到的摩擦力不变 B．m受到的摩擦力变大

C．m可能减速下滑 D．m可能减速上滑

A　[根据滑动摩擦力的公式Ff＝μFN，传送带突然顺时针转动并不会影响动摩擦因数和物块对传送带的压力，所以滑动摩擦力大小不变，方向仍沿传送带向上，物块受重力、支持力和摩擦力，仍处于平衡状态，故仍匀速下滑，选项A正确。]

4．一根弹簧受10 N拉力时总长为7 cm，受20 N拉力时总长为9 cm，已知当拉力撤去时弹簧都能恢复原长，则弹簧原长为(　　)

A．8 cm B．9 cm 

C．7 cm D．5 cm

D　[弹簧在大小为10 N的拉力作用下，其总长为7 cm；设弹簧原长为l0，根据胡克定律可知ΔF＝kΔx，有10 N＝k×(0.07 m－l0)。弹簧在大小为20 N拉力作用下，其总长为9 cm，有20 N－10 N＝k×(0.09 m－0.07 m)；联立计算得出l0＝0.05 m＝5 cm。故D正确。]

5．实验室常用的弹簧测力计如图甲所示，连接有挂钩的拉杆与弹簧相连，并固定在外壳一端O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(重力为G)上，弹簧和拉杆的质量忽略不计。现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F0竖直向上拉弹簧测力计，静止时弹簧测力计的读数分别为(　　)

甲　　　　　乙　　　 　丙

A．乙图读数F0－G，丙图读数F0＋G

B．乙图读数F0＋G，丙图读数F0－G

C．乙图读数F0，丙图读数F0－G

D．乙图读数F0－G，丙图读数F0

D　[按图乙方式固定时，F0＝F＋G，则弹簧测力计的读数(弹簧弹力)为F＝F0－G；按图丙方式固定时，弹簧测力计的读数(弹簧弹力)直接由F0引起，则弹簧测力计的读数为F0，选项D正确。]

6．(多选)(2020·福建莆田第六中学月考)如图甲、乙所示，倾角为θ的斜面上放置一滑块M，在滑块M上放置一个物块m，M和m相对静止，一起沿斜面匀速下滑，下列说法正确的是(　　)

甲　　　　　　　乙

A．图甲中物块m受到摩擦力

B．图乙中物块m受到摩擦力

C．图甲中物块m受到水平向左的摩擦力

D．图乙中物块m受到与斜面平行向上的摩擦力

BD　[对图甲：设物块m受到摩擦力，则物块m受到重力、支持力、摩擦力，而重力、支持力平衡，若受到摩擦力作用，其方向与接触面相切，即方向水平，则物块m受力将不平衡，与题中条件矛盾，故假设不成立，A、C错误。对图乙：设物块m不受摩擦力，由于物块m匀速下滑，物块m必受力平衡，若物块m只受重力、支持力作用，由于支持力与接触面垂直，故重力、支持力不可能平衡，则假设不成立，由受力分析知，物块m受到与斜面平行向上的摩擦力，B、D正确。]

7.(2020·福建三明市质检)如图所示，质量为10 kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5 N时，物体A处于静止状态。若小车以1 m/s2的加速度向右运动，则(g＝10 m/s2)(　　)

A．物体A相对小车向右运动

B．物体A受到的摩擦力减小

C．物体A受到的摩擦力大小不变

D．物体A受到的弹簧的拉力增大

C　[由题意得，物体A与小车的上表面间的最大静摩擦力Ffm≥5 N，小车加速运动时，假设物体A与小车仍然相对静止，则物体A所受合力F合＝ma＝10 N，可知此时小车对物体A的摩擦力为5 N，方向向右，且为静摩擦力，所以假设成立，物体A受到的摩擦力大小不变，故选项A、B错误，C正确；物体A受到的弹簧的拉力大小不变，故D错误。]

8.如图所示，A、B两个物块的重力分别是GA＝3 N，GB＝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 N B．5 N和6 N

C．1 N和2 N D．5 N和2 N

D　[当弹簧由于被压缩而产生2 N的弹力时，由受力平衡及牛顿第三定律知识：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，可得天花板受到的拉力为5 N，地板受到的压力为2 N，D正确。]

9.(多选)如图所示，有一倾角θ＝30°的斜面B，质量为M，一质量为m的物体A静止在B上，现用水平力F推物体A，F的大小为mg，A和B始终保持静止，则(　　)

A．物体A有沿斜面向上运动的趋势

B．物体A有沿斜面向下运动的趋势

C．物体A所受摩擦力的方向沿斜面向下

D．若逐渐减小推力F至0，此过程中物体A所受摩擦力的方向不变

AC　[作出物体A除摩擦力以外的力的受力示意图，建立如图所示的直角坐标系，重力与推力F在x轴上的合力F合＝Fcos θ－mgsin θ＝，方向沿斜面向上，所以物体A有沿斜面上滑的趋势，A对，B错；物体A所受摩擦力的方向沿斜面向下，C对；减小推力F，重力与F在x轴上的合力先减小为0，此过程中合力方向向上，继续减小F，合力方向将变为向下，摩擦力的方向将发生突变，由之前的向下变成向上，D错。]

10．(2019·全国卷Ⅱ)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10 m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1 500 N，则物块的质量最大为(　　)

A．150 kg B．100 kg

C．200 kg D．200 kg

A　[设物块的质量最大为m，将物块的重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解，由平衡条件，在沿斜面方向有F＝mgsin 30°＋μmgcos 30°，解得m＝150 kg，A项正确。]

11．(多选)在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化规律的实验中，设计了如图甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连(调节力传感器高度可使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮可使桌面上部轻绳水平)，整个装置处于静止状态。实验开始时打开力传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图象如图乙，则结合该图象，下列说法正确的是(　　)

甲　　　　　　　　　乙　　

A．可求出空沙桶的重力

B．可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小

C．可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小

D．可判断第50 s后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)

ABC　[t＝0时刻，力传感器显示拉力为2 N，则滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为2 N，由小车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 N，A选项正确；t＝50 s时刻摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力为3.5 N，同时小车启动，说明带有沙的沙桶重力等于3.5 N，此时摩擦力立即变为滑动摩擦力，故摩擦力突变为3 N的滑动摩擦力，B、C选项正确；此后由于沙和沙桶重力3.5 N大于滑动摩擦力3 N，故50 s后小车将加速运动，D选项错误。]

12．(多选)如图所示，水平地面粗糙，A、B两同学站在地上水平推墙。甲图中A向前推B，B向前推墙；乙图中A、B同时向前推墙。每人用力的大小都为F，方向水平。则下列说法中正确的是(　　)

甲　　　　　　　　乙

A．甲图方式中墙受到的推力为2F

B．乙图方式中墙受到的推力为2F

C．甲图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F

D．乙图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F

BD　[对于乙图，墙壁在水平方向所受到人的作用力如图1所示(俯视图)，此时墙壁所受到的推力为F合＝2F。根据力的平衡可知A、B两人受到的静摩擦力大小均为Ff＝F。对于甲图，先以墙壁为研究对象，此时墙壁所受到的推力只有B对它的推力F，如图2所示。然后再以B为研究对象，B同学的受力情况如图3所示，B受到A的推力F和墙壁的反作用力F′1，由于F＝F′1，所以此时B在水平方向不受摩擦力的作用。再以A为研究对象，A同学的受力情况如图4所示，根据牛顿第三定律可知由于A对B的作用力为F，所以B对A的反作用力F′2＝F，根据力的平衡可知A所受地面的摩擦力大小为F。]

图1　　　　　　　　图2

图3　　　　　　　　图4

13．(2020·广东惠州调研)如图甲、乙所示，两个相同的固定斜面上分别放有一个静止的三角形木块A、B，它们的质量相等。A木块左侧面沿竖直方向，B木块左侧面垂直于斜面，在两斜面上分别放上一个相同的光滑球后，木块仍保持静止，则放上球后(　　)

甲　　　　　　　乙

A．A木块受到的摩擦力等于B木块受到的摩擦力

B．A木块受到的摩擦力小于B木块受到的摩擦力

C．A木块对斜面的压力等于B木块对斜面的压力

D．A木块对斜面的压力大于B木块对斜面的压力

A　[设球的质量为m，A、B的质量均为M，斜面的倾角为α。以球与A整体为研究对象，由平衡条件可得，A木块受到的摩擦力FfA＝(M＋m)gsin α，同理，以球与B整体为研究对象，B木块受到的摩擦力FfB＝(M＋m)gsin α，则FfA＝FfB，A正确，B错误。以A为研究对象，受力分析如图甲所示，由平衡条件得，斜面对A的支持力FNA＝Mgcos α－FN1sin α，以B为研究对象，受力分析如图乙所示，由平衡条件得，斜面对B的支持力FNB＝Mgcos α，故FNA<FNB。由牛顿第三定律可知，A木块对斜面的压力小于B木块对斜面的压力，C、D错误。

甲　　　　　　　　乙]

14.一横截面为直角三角形的木块按如图所示放置，质量均为m的A、B两物体用轻质弹簧相连放在倾角为30°的直角边上，物体C放在倾角为60°的直角边上，B与C之间用跨过定滑轮的轻质细线连接，A、C的质量比为，整个装置处于静止状态。已知物体A、B与斜面间的动摩擦因数相同(μ<1)且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧弹力大小为mg，C与斜面间无摩擦，则(　　)

A．物体A、B均受到摩擦力作用且受到的摩擦力等大反向

B．物体A所受摩擦力大小为mg，物体B不受摩擦力作用

C．弹簧处于拉伸状态，A、B两物体所受摩擦力大小均为mg，方向均沿斜面向下

D．剪断弹簧瞬间，物体A一定加速下滑

C　[物体C的质量为m，其重力沿斜面的分力为2mg，取A、B及中间的弹簧为系统，则有2mg＝2mgsin 30°＋Ff，所以Ff＝mg，因动摩擦因数μ<1，所以A、B一定受摩擦力作用，且方向均沿斜面向下，A、B错误；物体A、B的受力情况分别如图甲、乙所示，即有T＝mgsin 30°＋FfA，T′＋FfB＋mgsin 30°＝2mg，T＝T′，得FfA＝FfB＝mg，C正确；剪断弹簧瞬间，弹簧的弹力不变，物体A仍处于静止状态，D错误。]

甲　　　　　　　　　　乙　　　

15.(多选)某杂技演员在做手指耍盘高难度的表演，如图所示。设该盘的质量为m，手指与盘之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘底处于水平状态且不考虑盘的自转，则下列说法中正确的是(　　)

A．若手指支撑着盘，使盘保持静止状态，则手指对盘的作用力大小为mg

B．若手指支撑着盘并一起水平向右匀速运动，则盘受到水平向右的静摩擦力

C．若手指支撑着盘并一起水平向右匀加速运动，则手指对盘的作用力大小为μmg

D．若盘随手指一起水平匀加速运动，则手指对盘的作用力大小不会超过mg

AD　[若手指支撑着盘，使盘保持静止状态，则手指对盘的作用力大小等于盘的重力mg，A正确；若手指支撑着盘并一起水平向右匀速运动，则盘在水平方向所受合外力为零，故盘不受静摩擦力作用，B错误；若手指支撑着盘一起水平向右匀加速运动，则盘受到向右的静摩擦力，f≤μmg，所以手指对盘的作用力F≤＝mg，故C错误，D正确。]