高考物理一轮复习课时作业4重力弹力摩擦力含答案

重力 弹力 摩擦力

(建议用时40分钟)

1．如图所示为运动员立定跳远脚蹬地起跳瞬间的受力示意图，正确的是(　　)

【解析】选A。对运动员受力分析，受到竖直向下的重力，垂直地面的向上的弹力，因为运动员立定跳远脚蹬地起跳瞬间，有相对地面向左运动的趋势，还受到水平向右的静摩擦力，由上分析，可知，故A正确，B、C、D错误。

2．如图所示，竖直墙面上有一只壁虎从A点沿水平直线加速运动到B点，此过程中关于壁虎受力情况，下列说法正确的是(　　)

A.壁虎受三个力的作用

B．竖直墙面对壁虎弹力为零

C．壁虎受到的摩擦力等于重力

D．壁虎受到的摩擦力的方向斜向左上方

【解析】选D。竖直墙面上有一只壁虎从A点沿水平直线加速运动到B点，因此加速度方向由A指向B，根据牛顿第二定律，可知，合力方向由A指向B，壁虎除受到重力外，还受到摩擦力，墙壁的支持力以及大气对壁虎两侧的压力差，壁虎受到四个力的作用；根据矢量的合成法则，那么壁虎受到摩擦力的方向斜向左上方，故A、B、C错误，D正确。

3.如图所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，细绳始终保持竖直，关于小球的受力情况，下列说法中正确的是(　　)

A．若小车静止，绳对小球的拉力可能为零

B．若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零

C．若小车向右运动，小球一定受两个力的作用

D．若小车向右运动，小球一定受三个力的作用

【解析】选B。若小车静止或做匀速直线运动，则小球受力平衡，因细绳始终保持竖直，小球受重力和绳子的拉力作用，二力等大反向，斜面对小球的支持力为0，A、D错误，B正确；若小车向右做减速运动，一定受斜面支持力，可能受绳子的拉力，也可能不受绳子拉力，小球可能受三个力的作用，C错误。

4．躺椅在生活中用途广泛，图甲中人双脚离地而坐，图乙中人双脚着地而坐。两图中位于水平地面上的人和椅子都保持静止状态，下列说法正确的是(　　)

A.图甲中人对椅子的压力是由椅子发生形变产生的

B．图甲中人不同的躺姿会改变椅子对人的作用力

C．图乙中人脚用力蹬地时躺椅对人背部的摩擦力一定沿椅面向上

D．图乙中人脚用力蹬地时脚对地的摩擦力与椅子对地的摩擦力大小相等

【解析】选D。图甲中人对椅子的压力是由人发生形变对椅子产生的弹力，故A错误；图甲中人不同的躺姿不会改变椅子对人的作用力，该作用力始终与人的重力等大反向，故B错误；图乙中人脚用力蹬地时，如果人的背相对于椅子有向上的运动趋势，则躺椅对人背部的摩擦力沿椅面向下，故C错误；以人和椅子整体为研究对象，当图乙中人脚用力蹬地时整体处于平衡状态，水平方向受力平衡，则地对脚的摩擦力与地对椅子的摩擦力大小相等，故D正确。

5.如图，两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为k1、k2，它们一端固定在质量为m的物体上，另一端分别固定在Q、P上，当物体平衡时上面的弹簧处于原长，若把固定的物体换成质量为2m的物体(弹簧不变，且弹簧均在弹性限度内)，当物体再次平衡时，物体比第一次平衡时的位置下降了x，则x为(　　)

A．　　　　　　　　 B．

C．         D．

【解析】选A。当物体的质量为m时，下方弹簧被压缩的长度为x1＝；当物体的质量变为2m时，物体比第一次下降了x，则上方弹簧伸长的长度为x，下方弹簧被压缩的长度为x1＋x，两弹簧弹力之和等于2mg，由胡克定律和平衡条件得： k2x＋k1(x1＋x)＝2mg；联立解得：x＝，选项A正确。

6. (2020·绵阳模拟)如图所示，轻杆AC垂直插入竖直墙内并固定，另一端装一光滑定滑轮，绳子BCD跨过滑轮挂着一重为G的物体，绳子B端固定在墙上，BC与墙之间的夹角为θ。若把绳子B端向上移动少许，则(　　)

A．绳子的拉力减小

B．绳子的拉力增大

C．轻杆对滑轮的作用力减小

D．轻杆对滑轮的作用力增大

【解析】选C。对重物受力分析可知，重物受到重力与绳子的拉力，由平衡条件可知，绳子的拉力与重物的重力大小相等，C处为活结，则绳子的拉力不变，故A、B错误；由滑轮平衡可知，杆对滑轮的作用力大小与绳对滑轮作用力大小相等，方向相反，由于是同一绳子，则绳中拉力大小相等且不变，当把绳子B端向上移动少许，两段绳间的夹角变大，则两绳拉力的合力减小，所以轻杆对滑轮的作用力减小，故C正确，D错误。

7.如图所示,一个质量为m的木块靠在竖直粗糙墙壁上,且受到水平力F的作用,下列说法正确的是 (　　)

A.若木块静止,当F增大时,木块受到的静摩擦力随之增大

B.若木块静止,则木块受到的静摩擦力大小等于mg,方向竖直向上

C.当木块与墙壁间的滑动摩擦力因数为μ,则当撤去F时,木块受到的滑动摩擦力大小等于μmg

D.若撤去F,木块沿墙壁下滑时,木块受三个外力作用

【解析】选B。木块在推力作用下静止时,处于平衡态,受推力F、重力G、向上的静摩擦力f和向右的支持力N,根据共点力平衡条件F=N,G=f。当推力增大时,木块仍然保持静止,故静摩擦力的大小不变,始终与重力平衡,且方向为竖直向上,故A错误,B正确;撤去推力后,墙壁对木块的支持力减小为零,故最大静摩擦力减为零,木块只受重力,做自由落体运动,故C、D错误。

【题后反思】区分最大静摩擦力和静摩擦力随正压力变化时的区别。最大静摩擦力随正压力的增大而增大，静摩擦力则不一定增大，静摩擦力与接触面上的外力和物体的运动状态有关。

8. (2021·云浮模拟)某校高一某同学想进行一项挑战，用两手水平用力地夹起一摞书并保持静止，如图所示。设手对书施加的水平压力F＝220 N，若每本书的质量均为0.90 kg，手与书之间的动摩擦因数为μ1＝0.4，书与书之间的动摩擦因数相同均为μ2＝0.3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，则该同学(　　)

A．最多能夹住16本书　B．最多能夹住9本书

C．最多能夹住14本书    D．最多能夹住19本书

【解析】选A。先将所有的书(设有n本)当作整体，受力分析，竖直方向受重力、静摩擦力，二力平衡，有：2μ1F≥nmg；则有：n≤＝＝19.5；再考虑除最外侧两本书(n－2)，受力分析，竖直方向受重力、静摩擦力，二力平衡，有：2μ2F≥(n－2)mg，则有：n≤＋2＝＋2＝16.6；，解得：n≤16.6，故最多可以夹住16本书；故A正确， B、C、D错误。

9. (2020·贵阳模拟)如图所示，物体A放在水平桌面上，通过定滑轮悬挂一个重为10 N的物体B，且已知物体A与桌面间的最大静摩擦力为4 N。要使A静止，需加一水平向左的力F1，则力F1的取值可以为(　　)

A．3 N　　B．7 N　　C．15 N　　D．17 N

【解题指导】A在接触面上有两个主动力，因此对A最大静摩擦力可能向右，也可能向左，分别对应F1的最大值和最小值。

【解析】选B。对A受力分析，当A受到的最大静摩擦力往左时拉力F1最小。此时F1＋Ff＝mBg，F1＝6 N，当受到的最大静摩擦力向右时，拉力F1最大。此时F1－Ff＝mBg，F1＝14 N，所以拉力F1取值范围应该是6 N≤F1≤14 N，所以A、C、D错误，B正确。

10.如图所示，有黑白两条毛巾交替折叠地放在水平地面上，白毛巾的中部用细线与墙连接着， 黑毛巾的中部用细线拉住。设细线均水平，欲使黑白毛巾分离开来，若每条毛巾的质量均为m、毛巾之间及其与地面之间的动摩擦因数均为μ，则将黑毛巾匀速拉出需施加的水平拉力F为(　　)

A．2μmg    B．4μmg

C．5μmg    D．2.5μmg

【解析】选C。

以黑毛巾为研究对象，其水平受力如图所示，其中f1＝μmg，f2＝μmg，f3＝μmg，f4＝μ2mg

故F＝f1＋f2＋f3＋f4＝5μmg。故选C。

11．(2021·合肥模拟)如图甲所示，一物块静止在倾角为α的固定斜面上，现给物块施加一个平行于斜面底边且逐渐增大的水平力F。物块所受摩擦力f和推力F的大小关系如图乙所示，图中a、b、F0均为已知量。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法不正确的是(　　)

A．由图可求出物块的质量

B．由图可求出物块与斜面间的动摩擦因数

C．F小于F0时物块保持静止状态

D．F大于F0后物块做匀变速运动

【解析】选D。设物块的质量为m，当推力F＝0时，物块所受的摩擦力为a＝mg sin α，可以得出物块质量m＝，选项A正确；当推力F增大到F0时，物块开始滑动，物块所受的摩擦力为b＝μmg cos α，可得出物块与斜面之间的动摩擦因数，选项B正确；F小于F0时物块保持静止状态，选项C正确；F大于F0后物块保持运动状态，但不是匀变速运动，选项D错误。

12.叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m，相互接触，球与地面间的动摩擦因数都为μ，则(　　)

A．上方球与下方三个球间均没有弹力

B．下方三个球与水平地面间均没有摩擦力

C．水平地面对下方三个球的支持力均为mg

D．水平地面对下方三个球的摩擦力均为μmg

【解析】选C。对上方球受力分析可知，球受重力和下方球的支持力而处于平衡状态，所以上方球一定与下方三个球有弹力的作用，故A错误；下方球受上方球斜向下的弹力作用，所以下方球有相对地面运动的趋势，故下方球与水平地面间有摩擦力作用，B错误；对四个球整体受力分析，竖直方向受重力和地面的支持力而处于平衡状态，所以下方三个球受到的水平地面的支持力的合力大小为4mg，则下方每个球受到的水平地面的支持力均为mg，故C正确；下方三个球受到的水平地面的摩擦力是静摩擦力，故不能根据滑动摩擦力公式进行计算，D错误。

13．如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，物块b置于斜面上，通过跨过光滑定滑轮的细绳与小盒a连接，连接b的一段细绳与斜面平行，连接a的一段细绳竖直，a连接在竖直固定在地面的弹簧上。现向盒内缓慢加入适量砂粒，a、b、c始终处于静止状态。下列判断正确的是(　　)

A.c对b的摩擦力可能减小

B．地面对c的支持力可能增大

C．地面对c的摩擦力可能不变

D．弹簧的弹力可能增大

【解析】选A。盒子a受重力、拉力和弹簧的支持力而平衡，随着砂粒质量的增加；由于不知道b的重力沿着斜面方向的分力与细绳拉力的大小关系，故不能确定静摩擦力的方向，静摩擦力可能增加、可能减小，可能先减小后增大，故A正确；对a分析可知，a处于静止状态，加入适量砂粒后重力变大，弹簧弹力不变，绳子的张力变大；对b与c整体分析，受重力、支持力、拉力和向左的静摩擦力，故地面对c的支持力一定减小，摩擦力一定变大，故B、C、D错误。

14. (多选)如图所示，自动卸货车始终静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下改变与水平面间的夹角，以卸下车厢中的货物。当倾角增大到θ时，质量为M的木箱A与装在箱内的质量为m的物体B一起以共同的速度v沿车厢底匀速滑下，则下列说法正确的是(　　)

A．A、B间没有静摩擦力

B．A受到B的静摩擦力方向沿车厢底面向下

C．A受到车厢底面的滑动摩擦力大小为Mg sin θ

D．A与车厢底面间的动摩擦因数μ＝tan θ

【解析】选B、D。对B受力分析，沿车厢底面方向有mg sin θ＝f，静摩擦力f方向沿车厢底面向上，由牛顿第三定律可知，A受到B的静摩擦力方向沿车厢底面向下，A错误，B正确；对A、B组成的整体受力分析，A受到车厢底面的滑动摩擦力大小为(M＋m)g sin θ＝μ(M＋m)g cos θ，解得μ＝tan θ，C错误，D正确。

15.如图所示，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的，已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都为μ＝0.4，物块P重为40 N，物块Q重为20 N，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动，求：

(1)物块Q所受到的滑动摩擦力的大小和方向；

(2)物块P所受地面的滑动摩擦力的大小和方向；

(3)拉动物块P所需的力F为多大。

【解析】(1)物块Q所受到的滑动摩擦力的大小f1＝μNQ＝μGQ＝0.4×20 N＝8 N，方向水平向右。

(2)物块P所受地面的滑动摩擦力的大小f2＝μNP＝μ(GP＋GQ)＝0.4×(40＋

20) N＝24 N，方向水平向左。

(3)设跨过定滑轮的轻绳拉力大小为T，

对物块Q，由平衡条件得：T＝f1＝8 N

对物块P受力分析，P水平方向受到向右的拉力F、向左的绳的拉力T，Q对P向左的摩擦力及地面对P向左的摩擦力，根据平衡条件，有F＝f1＋f2＋T＝8 N＋24 N＋8 N＝40 N。

答案：(1)8 N　方向水平向右

(2)24 N　方向水平向左　(3)40 N

【加固训练】

(能力拔高题)如图所示，斜面倾角为θ，木板A的质量为M，物块B的质量为m。轻绳的一端与B连接，另一端与固定在斜面上的挡板相连，绳与斜面平行。已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与斜面间的动摩擦因数为μ2。设轻绳始终对B有拉力作用。

(1)若在沿斜面向上的力F作用下A正沿斜面向上匀速运动，求F的值；

(2)若将(1)中的力换成5F，求此时绳的拉力大小。

【解析】(1)对A分析，在沿斜面方向上有：

F=fB+f+Mgsinθ

对B垂直斜面方向上有：

NB=mgcosθ

对AB整体，垂直斜面方向上有：

N=(M+m)gcosθ

又fB=μ1mgcosθ，f=μ2(M+m)gcosθ

解得F=μ1mgcosθ+μ2(M+m)gcosθ+Mgsinθ

(2)当换成5F时，A、B间的摩擦力不变，B仍然处于平衡状态，在沿斜面方向上有：

T+mgsinθ=fB

解得T=μ1mgcosθ-mgsinθ

答案：(1)μ1mgcosθ+μ2(M+m)gcosθ+Mgsinθ

(2)μ1mgcosθ-mgsinθ