2019届高考物理一轮复习课时规范练04《重力　弹力　摩擦力》(含解析)

课时规范练4　重力　弹力　摩擦力

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基础巩固组

1.(力的概念)下列关于常见力的说法正确的是(　　)

A.弹力、重力、支持力、摩擦力都是按照力的性质命名的

B.有规则形状的物体,其重心就在物体的几何中心

C.两接触面间有摩擦力存在,则一定有弹力存在

D.物体之间接触就一定产生弹力

答案C

解析支持力是按效果来命名的,故A错误;重心的位置还跟质量分布有关,故B错误;产生摩擦力的条件是相互挤压,且有相对运动或相对运动趋势,故C正确;接触和形变是产生弹力的条件,缺一不可,故D错误。综上本题选C。

2.(弹力)关于弹力,下列说法中错误的是(　　)

A.物体受到的弹力是由于施力物体的形变而产生的

B.弹力产生在直接接触而发生弹性形变的物体之间

C.相互挤压的物体间弹力方向总是跟接触面相垂直

D.相互接触的物体间一定存在弹力

答案D

解析物体受到的弹力是由于施力物体的形变而产生的,故A正确;产生弹力的条件是有弹性形变,相互接触,故B正确;相互挤压的物体间弹力方向总是跟接触面垂直,故C正确;产生弹力的条件是有弹性形变,相互接触,故只有发生弹性形变的物体,才可能对跟它接触的物体产生弹力作用,而接触不一定有弹性形变,D错误。

3.(摩擦力的大小)(2017·四川成都模拟)如图所示,物体A、B用细绳与轻弹簧连接后跨过滑轮。A静止在倾角为45°的粗糙斜面上,B悬挂着,已知质量mA=3mB,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°减小到30°,那么下列说法中正确的是(　　)

A.弹簧的弹力将减小

B.物体A对斜面的压力将减小

C.物体A受到的静摩擦力将减小

D.弹簧的弹力及A受到的静摩擦力都不变

答案C

解析将斜面倾角由45°减小到30°,弹簧的弹力等于物体B的重力,不变,A项错误;倾角减小,物体A对斜面的压力将增大,B项错误;斜面倾角为45°时,物体A重力沿斜面方向分力为3mBgsin 45°,由平衡条件可知物体A受到的静摩擦力为3mBgsin 45°-mBg;斜面倾角由45°减小到30°,物体A受到的静摩擦力为3mBgsin 30°-mBg;所以物体A受到的静摩擦力将减小,C项正确,D项错误。

4.(弹力)(2017·河南郑州期中)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,则两小车平衡时,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)(　　)

A.3L B.4L

C.5L D.6L

答案C

解析根据题意知只有一个长度为L的弹簧,下端挂一个质量为m的小球时,弹簧的总长度变为2L,即mg=kL,如题图所示悬挂时,上端弹簧受两个小球的拉力,即2mg=kx1,解得x1=2L。对下端弹簧由二力平衡得mg=kx2,解得x2=L。所以B小球距悬点O的距离为2L+2L+L=5L,选项C正确。

5.(多选)(弹力)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.1 N和6 N

B.5 N和6 N

C.1 N和2 N

D.5 N和2 N〚导学号06400099〛

答案AD

解析弹簧的弹力为2 N,有两种可能情形:弹簧处于拉伸状态;弹簧处于压缩状态,因此对应的解应有两组。①当弹簧处于拉伸状态时,由A、B受力均平衡可知,A受重力、弹簧向下的拉力及绳子对A的拉力,由共点力的平衡可知,绳子的拉力F=GA+F=5 N;由牛顿第三定律可知天花板受到的拉力为5 N;对B分析,B受重力、支持力及弹簧向上的拉力而处于平衡,则B受支持力FN=mg-F=2 N;D符合题意。②若弹簧处于压缩状态,同理可知,A符合题意。故答案为AD。

6.(摩擦力的大小)(2017·河北石家庄调研)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

答案A

解析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。

7.(摩擦力的方向)(2017·山东济南市中区期末)如图所示,质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙的传送带上,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,当传送带分别以v1、v2的速度逆时针运动时(v1<v2),绳中的拉力分别为F1、F2,则下列说法正确的是(　　)

A.物体受到的摩擦力Ff1<Ff2

B.物体所受摩擦力方向向右

C.F1=F2

D.传送带速度足够大时,物体受到的摩擦力可为0

答案

C

解析物体的受力如图所示,滑动摩擦力与绳的拉力的水平分量平衡,因此方向向左,选项B错误;设绳与水平方向成θ角,则Fcos θ-μFN=0,FN+Fsin θ-mg=0,解得F=,因为θ不变,所以F恒定不变,选项C正确;滑动摩擦力Ff=Fcos θ=也不变,选项A、D错误。

8.(摩擦力的突变)如图所示,一物块开始时静止在粗糙的倾角为θ的固定斜面上。从某时刻开始,物块受到一方向不变、大小从零均匀增大、与斜面平行的拉力作用。假设物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以Ff表示物块所受摩擦力的大小,F表示拉力的大小。能正确描述Ff与F之间的关系的图象可能是(　　)

答案B

解析因为物块开始时静止在粗糙的倾角为θ的固定斜面上,所以Ff=mgsin θ,方向沿斜面向上,也说明Ffm=μmgcos θ≥mgsin θ;当受到力F后,摩擦力Ff=mgsin θ-F,F大小从零均匀增大,当F=mgsin θ时,Ff=0,当F>mgsin θ时,Ff反向增大,当F=mgsin θ+Ffm时,物块将要开始向上滑动,此后摩擦力不变。所以B正确,A、C、D错误。

能力提升组

9.(2018·河北武邑中学二调)如图所示,将两根劲度系数均为k、原长均为L的轻弹簧,一端固定在水平天花板上相距为2L的两点,另一端共同连接一质量为m的物体,平衡时弹簧与竖直方向的夹角为37°。若将物体的质量变为m0,平衡时弹簧与竖直方向的夹角为53°(sin 37°=0.6),则等于(　　)

A. B. C. D.

答案A

解析由几何知识得,题图甲中弹簧的伸长量为ΔL=L

题图乙中弹簧的伸长量为ΔL'=L

根据胡克定律:FT=kΔL

则两情况下弹簧拉力之比为

根据平衡条件:2FTcos 37°=mg

2FT'cos 53°=m0g

得

故选A。

10.(2017·湖南江华模拟)用弹簧测力计测定木块A和木块B间的动摩擦因数μ,有如图所示的两种装置。

(1)为了能够用弹簧测力计读数表示滑动摩擦力,图示装置的两种情况中,木块A是否都要做匀速运动?

(2)若木块A做匀速运动,甲图中A,B间的摩擦力大小是否等于拉力Fa的大小?

(3)若A,B的重力分别为100 N和150 N,甲图中当木块A被拉动时,弹簧测力计的读数为60 N,拉力Fa=110 N,求A,B间的动摩擦因数μ。

答案(1)题图甲中A可以不做匀速运动,题图乙中A必须做匀速运动

(2)不等于

(3)0.4

解析(1)题图甲装置中只要A相对B滑动即可,弹簧测力计的拉力大小等于B受到的滑动摩擦力大小;题图乙装置中要使弹簧测力计的拉力大小等于A受到的摩擦力大小,A必须做匀速直线运动,即处于平衡状态。

(2)题图甲中A受B和地面的滑动摩擦力而使A处于匀速运动状态,应是这两个滑动摩擦力的大小之和等于拉力Fa的大小。

(3)FN=GB=150 N,B所受滑动摩擦力大小等于此时弹簧测力计读数,即为Ff=60 N,则由Ff=μFN可求得μ=0.4。(注:滑动摩擦力与Fa的大小无关,这种实验方案显然优于题图乙装置的方案)

11.(2017·海南七校联盟一联)如图所示,两个相同的物体A、B叠在一起放在粗糙的水平桌面上,连在物体B上的轻绳通过定滑轮与空箱C相连,箱内放有一小球与箱右侧内壁接触,整个系统处于静止状态。已知A、B的质量均为m,C的质量为M,小球的质量为m0,物体B与桌面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,不计滑轮摩擦和空气阻力。

(1)分析物体A受几个力作用?小球受几个力作用?

(2)求桌面受到物体的摩擦力大小。

答案(1)A受2个力作用,小球受2个力作用

(2)(M+m0)g

解析(1)由于整个系统处于静止状态,表明整个系统处于平衡状态,系统所受合外力为零,通过隔离法可知,该系统内每个物体所受合外力为零。由隔离法可知物体A受两个力(重力和物体B对其的支持力),小球受重力和箱底对它的支持力两个力作用。

(2)对空箱和小球组成的系统受力分析,知轻绳的拉力大小F=(M+m0)g

对A、B组成的系统受力分析,知静摩擦力大小Ff=F=(M+m0)g

由牛顿第三定律知,桌面受到物体的摩擦力Ff'=(M+m0)g。 〚导学号06400100〛

12.如图所示,人重600 N,木块A重400 N,人与木块、木块与水平面间的动摩擦因数均为0.2。人用水平力拉轻绳,使他与木块一起向右做匀速直线运动,滑轮摩擦不计,求:

(1)人对轻绳的拉力大小;

(2)人对A的摩擦力的大小和方向。

答案(1)100 N　(2)100 N,方向向右

解析设绳的拉力为FT,木块与地面间的摩擦力为FfA。

(1)取人和木块组成的系统为研究对象,并对其进行受力分析,由于人与木块一起做匀速直线运动,FfA=μ(mA+m人)g=200 N,2FT=FfA,所以FT=100 N。

(2)取人为研究对象,对其进行受力分析,如图所示。由于人处于平衡状态,故FT=Ff人=100 N

由于人与木块A处于相对静止状态,故人与木块A之间的摩擦力为静摩擦力。由牛顿第三定律可知,人对木块A的摩擦力方向水平向右,大小为100 N。              〚导学号06400101〛