适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练8

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课时规范练8
基础对点练
1.(受力分析)(2023天津模拟改编)教室里通常会用磁扣将纸“吸”在竖直黑板上,如图所示。磁扣与纸始终处于静止状态。下列说法正确的是(　　)

A.纸受4个力作用
B.磁扣对纸的摩擦力竖直向上
C.纸受到黑板的作用力等于纸的重力
D.磁扣对黑板的吸引力与黑板对磁扣的吸引力是一对相互作用力
答案 D
解析 纸受重力、磁扣的压力、墙壁的支持力、磁扣对纸的摩擦力和墙壁对纸的摩擦力5个力的作用,故A错误;对磁扣受力分析,竖直方向受重力和纸对磁扣竖直向上的摩擦力,则磁扣对纸的摩擦力竖直向下,故B错误;对纸分析可知,纸受到黑板的作用力为黑板对纸竖直向上的摩擦力和垂直接触面的支持力,根据力的合成可知,不可能等于纸的重力,故C错误;磁扣对黑板的吸引力与黑板对磁扣的吸引力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,故D正确。
2.(受力分析)(2023湖南怀化模拟)如图所示,在水平力F作用下物体A、B保持静止。若A与B的接触面是水平的,且F≠0,则(　　)

A.A的受力个数可能是3个
B.A的受力个数可能是5个
C.B的受力个数可能是3个
D.B的受力个数可能是5个
答案 D
解析 对A受力分析,由平衡条件得,A受重力、B对A的支持力、水平力F以及B对A的摩擦力4个力的作用,故A、B错误。对AB系统受力分析可知,斜面对B的摩擦力可能为零;对B受力分析,B至少受重力、A对B的压力、A对B的静摩擦力、斜面对B的支持力,还可能受到斜面对B的摩擦力,故D正确,C错误。
3.(受力分析与平衡)(2023山西霍州模拟)某电视台在讲解围棋棋局节目,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。对其中某一棋子,下列说法正确的是(　　)

A.棋子共受3个力作用
B.棋子对棋盘的压力大小一定等于其所受重力的大小
C.增大棋子的质量,棋子所受的摩擦力增大
D.棋子的磁性越强,棋子所受的摩擦力越大
答案 C
解析 棋子受到重力、棋盘的吸引力、弹力和静摩擦力,共4个力作用,故A错误;棋子对棋盘的压力大小与重力无关,与棋盘对棋子的吸引力大小相等,故B错误;根据竖直方向上二力平衡知,棋子所受的摩擦力等于重力,即摩擦力与磁性强弱无关,与重力有关,所以棋子的质量越大,重力越大,则摩擦力越大,故C正确,D错误。
4.(受力分析与平衡)(2023黄冈中学模拟)如图所示,水平地面上叠放着矩形物体A和B,细线一端连接A,另一端跨过光滑定滑轮连接着物体C,A、B、C均静止。下列说法正确的是(　　)

A.A可能受到3个力作用
B.B可能受到4个力作用
C.适当减小C的质量后,A、B、C仍静止在原位置,A对B的摩擦力不变
D.适当减小C的质量后,A、B、C仍静止在原位置,B对地面的压力增大
答案 D
解析 物体A受力分析如图甲所示,A受到4个力作用,故A错误;物块B受力分析如图乙所示,B受到5个力作用,故B错误;适当减小C的质量后,A、B、C仍静止在原位置,可知FT减小,θ不变,由FfA=FTcosθ可知,B对A的摩擦力减小,则A对B的摩擦力减小,故C错误;因为FNA=mAg-FTsinθ,FNB=FNA'+mBg,FNA=FNA',由FT减小,θ不变,可知适当减小C的质量后,A、B、C仍静止在原位置,B对地面的压力增大,故D正确。

甲

乙
5.(物体的平衡)(2023上海光明中学期中)水平地面上堆放着相同的原木,如图甲所示,截面图如图乙所示,已知原木之间的动摩擦因数为μ,每根原木所受重力为G,可将原木看成圆柱体,若要将最上面的那根原木沿轴线方向匀速拉出,水平拉力大小应为(　　)

A.μG B.μG
C.μG D.2μG
答案 C
解析 对最上面一根原木静止时受力分析,如图所示,根据平衡条件可得FN1=FN2=,每一个侧面所受的滑动摩擦力Ff=μFN1,根据平衡条件可得F=2Ff,代入数据联立解得F=μG,故选C。

素养综合练
6.如图所示,某钢制工件上开有一个凹槽,凹槽的截面是一个直角三角形,三个角的度数分别是∠A=30°,∠B=90°,∠C=60°,在凹槽中放有一个光滑的金属球,当金属球静止时,金属球对凹槽的AB边的压力为F1、对BC边的压力为F2,则的值为(　　)

A. B. C. D.
答案 C
解析 将金属球的重力mg沿着垂直于AB边和垂直于BC边分解,则F1=mgcos30°,F2=mgsin30°,所以,故C正确。
7.如图所示,质量为m的物体置于倾角为θ的固定斜面上,物体与斜面之间的动摩擦因数为μ,先用平行于斜面的推力F1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑,若改用水平推力F2作用于物体上,也能使物体沿斜面匀速上滑,则两次的推力之比为(　　)

A.cos θ+μsin θ B.cos θ-μsin θ
C.1+μtan θ D.1-μtan θ
答案 B
解析 物体在力F1和力F2作用下运动时的受力分别如图所示。

将物体受力沿斜面方向和垂直于斜面方向正交分解,由平衡条件可得F1=mgsinθ+Ff1,FN1=mgcosθ,F2cosθ=mgsinθ+Ff2,FN2=mgcosθ+F2sinθ,又Ff1=μFN1,Ff2=μFN2,解得F1=mgsinθ+μmgcosθ,F2=,故=cosθ-μsinθ,B正确。
8.(2022河南洛宁县第一高级中学模拟)如图所示,水平轻绳C一端固定在墙上,另一端连接小球A;另一根轻绳跨过光滑定滑轮后分别连接小球A和水平地面上的物体B。已知物体B的质量mB=3 kg,小球A的质量mA= kg。跨过定滑轮的轻绳两侧与竖直方向夹角均为30°,小球A和物体B均处于静止状态,重力加速度g取10 m/s2,求:

(1)轻绳C的拉力大小。
(2)物体B所受地面的摩擦力大小和支持力大小。
答案 (1)10 N　(2)10 N　(30-10) N
解析 (1)对小球A进行受力分析,可知小球A受重力、轻绳C的拉力和另一根轻绳的拉力,根据平衡条件有,FC=mAgtan30°=10N
另一根轻绳的拉力F==20N。
(2)因同一根轻绳上的拉力相等,则另一根轻绳对B的拉力F'=F=20N
物体B受重力、另一根轻绳的拉力、地面的摩擦力和支持力
则有Ff=F'sin30°=10N
F'cos30°+FN=mBg
解得FN=(30-10)N。
9.如图所示,物块A、带光滑定滑轮的矩形物体B和悬挂的小球C处于静止状态。A与B、B与地面的接触面均粗糙。绕过光滑定滑轮的轻绳和轻弹簧分别与小球C相连,轻弹簧中轴线与竖直方向的夹角为60°,轻绳与竖直方向的夹角为30°,A、B、C的质量分别为mA=2 kg、mB=5 kg、mC=1 kg。弹簧的伸长量Δx=2 cm,重力加速度g取10 m/s2。求:

(1)弹簧的劲度系数k;
(2)物体B对物块A的静摩擦力大小;
(3)地面对物体B的摩擦力大小。
答案 (1)250 N/m　(2)5 N　(3) N
解析 (1)对小球受力分析如图所示

根据正交分解法,有mCg=F弹cos60°+FTcos30°
F弹sin60°=FTsin30°
代入数据解得FT=5N,F弹=5N
由胡克定律F弹=kΔx
可得k=N/m=250N/m。
(2)由二力平衡可知Ff=FT=5N。
(3)将A、B看成整体,受力分析如图所示

根据正交分解法,有Ff地=FTcos60°=N。