2020高考物理一轮总复习课时冲关04《重力弹力摩擦力》（含解析）人教版 学案

重力、弹力、摩擦力

 [A级－基础练]

1．头顶球是足球比赛中常用到的一种技术．如图所示，关于运动员在顶球时头顶受到压力产生的直接原因是(　　)

A．球的形变　　　　 B．头的形变

C．球受到的重力  D．人受到的重力

解析：A　[头顶受到的压力是由于球产生形变，对与之接触的头产生力的作用，选项A正确，B、C、D错误．]

2．一轻质弹簧原长为8 cm，在4 N的拉力作用下伸长了2 cm，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为(　　)

A．40 m/N  B．40 N/m

C．200 m/N  D．200 N/m

解析：D　[由题意知弹簧的弹力为4 N时，弹簧伸长2 cm，根据胡克定律F＝kx，代入可得弹簧的劲度系数k＝200 N/m，所以A、B、C错误，D正确．]

3.如图，一把正常使用的自动雨伞，关于其中的弹簧的状态，正确的说法是(　　)

A．无论雨伞收起还是打开，弹簧都受到压力

B．无论雨伞收起还是打开，弹簧都受到拉力

C．雨伞打开时，弹簧受到压力；雨伞收起时，弹簧受到拉力

D．雨伞打开时，弹簧受到拉力；雨伞收起时，弹簧受到压力

解析：A　[弹簧的位置处于伞柄的支架上，支架两个套筒中间夹着一个始终压缩的弹簧，弹簧的劲度系数较大，原理是利用压缩弹簧来改变三角形的一边的长度，从而达到改变支架与伞柄之间的角度.  当自动雨伞收起时，要使AB间的夹角减小，所以应压缩弹簧，当角度为零时，弹簧还处于压缩状态；当自动雨伞打开时，压缩的弹簧要恢复原状，所以打开雨伞，即打开时弹簧也受到压力，故A正确，B、C、D错误．]

4．(2019·雅礼模拟)质量为mA和mB的小球与劲度系数均为k的轻弹簧L1和L2连接如图，静止时，两弹簧伸长量分别为x1和x2，则(　　)

A．只要mA＝mB，有x1＝x2

B．只要mA＞mB，有x1＜x2

C．只要mA＜mB，有x1＜x2

D．只要不超出弹性限度，始终有x1＞x2

解析：D　[由于kx2＝mBg，kx1＝(mA＋mB)g，故x1＞x2，所以D正确．]

5．(2019·衡水二调)装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出，如图所示，则在匀加速拖出的过程中(　　)

A．材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小

B．材料与平台之间的相对速度逐渐增大，摩擦力逐渐增大

C．平台对材料的支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小

D．材料与平台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因而工人的拉力也不变

解析：D　[匀加速拖出材料的过程，只能持续到材料的重心离开台面的瞬间，故在匀加速拉动过程中，材料的重心在台面上，故材料对台面的压力不变，材料受到的支持力不变，故C错误；而在拉动过程中动摩擦因数不变，由Ff＝μFN可知摩擦力不变，故A、B错误；因为摩擦力不变，材料做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可知F－Ff＝ma，因为加速度不变，摩擦力不变，所以工人的拉力不变，故D正确．]

6．(2019·温州联考)如图所示，建筑装修中工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石加竖直向上大小为F的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ，则磨石受到的摩擦力是(　　)

A．(F－mg)cos θ　　　　　 B．(F－mg)sin θ

C．μ(F－mg)cos θ  D．μ(F－mg)

解析：A　[分析磨石的受力，有重力mg、弹力FN(垂直于斜壁向下)、摩擦力Ff(沿斜壁向下)、外力F四个力．把这四个力沿斜壁和垂直于斜壁方向正交分解，由于磨石处于平衡状态，在沿斜壁方向有mgcos θ＋Ff＝Fcos θ，Ff＝(F－mg)cos θ，垂直于斜壁方向有FN＋mgsin θ＝Fsin θ，又根据Ff＝μFN，可得Ff＝μ(F－mg)sin θ，A正确．]

7．(2019·铜陵模拟)如图所示，物体A、B置于水平地面上，与地面间的动摩擦因数均为μ，物体A、B用一跨过动滑轮的细绳相连，现用逐渐增大的力向上提升滑轮，某时刻拉A物体的绳子与水平面的夹角为53°，拉B物体的绳子与水平面的夹角为37°，此时A、B两物体刚好处于平衡状态，则A、B两物体的质量之比为(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(　　)

A.  B.

C.  D.

解析：A　[设绳中张力为F，对A应用平衡条件可得：Fcos 53°＝μ(mAg－Fsin 53°)，对B应用平衡条件可得：Fcos 37°＝μ(mBg－Fsin 37°)，以上两式联立可解得：＝，A正确．]

8．(2019·福建四地六校联考)如图，A、B两物体叠放在水平地面上，A物体质量m＝20 kg，B物体质量M＝30 kg.处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁，另一端与A物体相连，弹簧处于自然状态，其劲度系数为250 N/m，A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为μ＝0.5.现用一水平推力F作用于物体B上，使B缓慢地向墙壁移动，A、B始终保持相对静止．当B移动0.2 m时，水平推力的大小为(g取10 m/s2)(　　)

A．200 N  B．250 N

C．300 N  D．350 N

解析：C　[B相对地面移动，B与地面之间为滑动摩擦力，大小f＝μ(M＋m)g＝250 N，因缓慢移动，故受力平衡，F＝kx＋f，代入数据得F＝300 N，故C正确，A、B、D错误．]

[B级—能力练]

9．(多选)如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数相同．三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示，则下列说法正确的是(　　)

A．A物体受到的摩擦力不为零，方向向右

B．三个物体只有A物体受到的摩擦力为零

C．B、C受到的摩擦力大小相等，方向相同

D．B、C受到的摩擦力大小相等，方向相反

解析：BC　[A物体与传送带一起匀速运动，没有发生相对滑动，也没有相对运动趋势，所以A物体不受摩擦力，选项A错误；对B、C物体进行受力分析，可知B、C所受的静摩擦力大小均等于mgsin θ，方向均沿传送带向上，选项B、C正确，D错误．]

10．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受到的弹簧拉力增大

解析：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，小车向右运动后，对物体A受力分析，可得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，所以物体A相对于小车仍然静止，故A、B错误，C正确；物体A相对于小车仍然静止，所以受到的弹簧的拉力大小不变，故D错误．]

11．(2019·天一大联考)如图所示，滑块放在水平地面上，左边受一个弹簧拉力作用，弹簧原长小于悬挂点的高度，用水平向右的拉力F拉动滑块，使滑块向右缓慢移动，并且滑块始终没有离开地面，则在上述过程中，下列说法正确的是(　　)

A．弹簧弹力在竖直方向的分量不变，滑块受到的摩擦力不变

B．弹簧弹力在竖直方向的分量不变，滑块受到的摩擦力变小

C．弹簧弹力在竖直方向的分量增大，滑块受到的摩擦力变小

D．弹簧弹力在竖直方向的分量增大，滑块受到的摩擦力不变

解析：C　[设悬挂点的高度为H，弹簧的原长为l0，劲度系数为k，弹簧弹力在竖直方向的分量Fy＝ksin θ，故Fy＝kH－kl0sin θ，当滑块向右移动时夹角减小，可知弹簧弹力的竖直分量在增大，故滑块与地面间的弹力减小，滑块与地面间的摩擦力减小，C项正确．]

12．(2019·滨海新区模拟)如图所示，P、Q两物块叠放在一起，在水平向右恒力F作用下沿光滑水平面一起向右做匀加速直线运动，某时刻Q接触弹簧，二者相对静止运动到速度变为零，则关于接触弹簧后二者向右的运动过程，下列说法正确的是(　　)

A．接触弹簧后二者立即减速

B．接触弹簧后P受的摩擦力大小不变

C．接触弹簧后P受的摩擦力方向先向右后向左

D．接触弹簧后P受的摩擦力方向先向左后向右

解析：C　[A项，以整体为研究对象分析，当整体接触弹簧后，水平方向受到向右的恒力F和弹簧水平向左的弹力，弹簧的弹力先小于恒力F，后大于恒力F，木块所受的合力方向先向右后向左，则木块先做加速运动，后做减速运动，故A项错误；B项，接触弹簧后，由于整体的加速度发生变化，则对P分析可知，P受到的摩擦力充当合外力，由牛顿第二定律可知，加速度变化时合外力变化，故摩擦力大小发生变化，故B项错误；CD项，由A项的分析可知，整体的加速度先向右再向左，P的加速度也应先向右后向左，由牛顿第二定律可知，P受到的摩擦力先向右后向左，故C项正确，D项错误．]

13.如图所示，两根轻弹簧AC和BD，它们的劲度系数分别为k1和k2，它们的C、D端分别固定在质量为m的物体上，A、B端分别固定在支架和正下方地面上．当物体m静止时，上方的弹簧处于原长；若将物体的质量变为3m，仍在弹簧的弹性限度内，当物体再次静止时，其相对第一次静止时位置下降了(　　)

A．mg  B．2mg

C．2mg  D．mg

解析：C　[当物体m静止时，上方的弹簧处于原长，由平衡条件可得，k2x1＝mg，下面弹簧压缩了x1＝.若将物体的质量变为3m，设相对第一次静止时位置下降了x，则有上面弹簧拉力F1＝k1x.由平衡条件可得下面弹簧支持力等于3mg－F1＝3mg－k1x.由胡克定律得，k2(x＋x1)＝3mg－k1x，解得x＝2mg，C项正确．]

14．质量为M＝20 kg、长为L＝5 m的木板放在水平面上，木板与水平面间的动摩擦因数为μ1＝0.15.将质量m＝10 kg的小木块(可视为质点)，以v0＝4 m/s的速度从木板的左端水平抛射到木板上，小木块与木板面间的动摩擦因数为μ2＝0.4(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g＝10 m/s2)．则以下正确的是(　　)

A．木板一定静止不动，小木块不能滑出木板

B．木板一定静止不动，小木块能滑出木板

C．木板一定向右滑动，小木块不能滑出木板

D．木板一定向右滑动，小木块能滑出木板

解析：A　[m对M的摩擦力f1＝μ2mg＝0.4×10×10 N＝40 N，地面对M的摩擦力f2＝μ1(M＋m)g＝45 N．因为f1＜f2，木板一定静止不动．根据牛顿第二定律小木块的加速度a＝μ2g＝4 m/s2，则x＝＝ m＝2 m＜L，小物块不会滑出，故A项正确，B、C、D三项错误．故选A项．]