【走向高考】(2013春季出版)高考物理總復習 2-1重力 彈力 摩擦力同步練習 新人教版

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1、 2-1重力 彈力 摩擦力 一、選擇題 1.關于摩擦力,下列說法正確的是(  ) A.兩個接觸的物體間可能只存在相互作用的摩擦力 B.兩個物體間有彈力一定有摩擦力 C.汽車在水平公路上行駛,驅動輪受到的摩擦力向前 D.雜技演員用手握著豎直的桿向上攀,手握桿的力越大,手受到桿的摩擦力越大 [答案] C [解析] 有摩擦力一定有彈力,A錯;有彈力不一定有摩擦力,B錯;驅動輪與地面間的摩擦力是動力,此時方向向前,C正確,演員爬桿時,是靜摩擦力,與壓力無關,D錯。 2.(2013·福建福州)如圖所示,水平桌面上疊放著A、B兩物體,B物體受力F作用,A、B一起相對地面向右做勻減速

2、直線運動,則B物體的受力個數(shù)為(  ) A.4     B.5     C.6     D.7 [答案] C [解析] 先用隔離法,選取A為研究對象,A必受到B對其施加的水平向左的摩擦力,所以A對B施加了水平向右的摩擦力;再運用整體法,選取A和B組成的系統(tǒng)為研究對象,系統(tǒng)做勻減速直線運動,合力方向向左,即地面對系統(tǒng)施加了水平向左的摩擦力;最后再選取B為研究對象,其共受到6個力的作用:豎直向下的重力,A對其豎直向下的壓力和水平向左的摩擦力,地面對它豎直向上的支持力和水平向左的摩擦力以及水平拉力F。本題答案為C項。 3.(2012·海南瓊海一模)將一物塊分成相等的A、B兩部分靠在一起,

3、下端放置在地面上,上端用繩子拴在天花板上,繩子處于豎直伸直狀態(tài),整個裝置靜止,則(  ) A.繩子上拉力可能為零 B.地面受的壓力可能為零 C.地面與物體間可能存在摩擦力 D.A、B之間可能存在摩擦力 [答案] AD [解析] 經(jīng)分析,繩子上拉力可能為零,地面受的壓力不可能為零,選項A對而B錯;由于繩子處于豎直伸直狀態(tài),繩子中拉力只可能豎直向上,所以地面與物體B間不可能存在摩擦力,而A、B之間可能存在摩擦力,選項C錯而D對。 4.(2012·湖北武漢)用一枚磁性棋子把一張沒有磁性的卡片壓在磁性黑板的豎直平面上,磁性棋子、卡片以及磁性黑板三個物體均有一定的重量,它們靜止不動,如

4、圖所示,下列說法正確的是(  ) A.磁性棋子受到四個力作用,其中有三個力的施力物體均是黑板 B.磁性棋子受到的磁力和彈力是一對作用力和反作用力 C.卡片受到四個力作用 D.卡片會受到兩個摩擦力作用 [答案] D [解析]  本題考查重力、彈力、摩擦力,意在考查物體的受力分析,整體法與隔離法的應用,以磁性棋子為研究對象,它受到四個力作用,只有磁力是磁性黑板施加的,彈力和摩擦力是卡片施加的,重力是地球施加的,磁性棋子受到的磁力和彈力是一對平衡力,A、B錯誤;卡片兩個平面都會受到彈力和摩擦力作用,還有重力作用,C錯誤,D正確。 5.(2013·浙江金華)如圖所示,將兩相同的六邊

5、形木塊a、b置于粗糙的水平地面上,中間用一輕彈簧連接,b的右端用橡皮筋與墻壁相連。開始時a、b均靜止,彈簧處于壓縮狀態(tài),橡皮筋有拉力?,F(xiàn)將橡皮筋剪斷,則剪斷瞬間(  ) A.a所受的摩擦力大小不變 B.a所受的摩擦力方向向右 C.b所受摩擦力為零 D.b所受摩擦力方向向左 [答案] ABD [解析] 剪斷前,彈簧處于壓縮狀態(tài),所以彈簧對a的彈力方向向左,對b的彈力方向向右,橡皮筋剪斷瞬間,彈簧上的彈力不能突變,所以a的受力不變,a所受的摩擦力大小不變,方向與彈簧對a的彈力方向相反,即水平向右,A、B兩項正確,剪斷前,b受到彈簧水平向右的推力、橡皮筋水平向右的拉力和地面水平向左的

6、靜摩擦力的作用,三力平衡,顯然,靜摩擦力大小等于推力和拉力大小之和,剪斷瞬間,橡皮筋的拉力突然消失,但彈簧水平向右的推力不變,b所受摩擦力方向仍然向左,大小突然減小,但不為零,所以C項錯誤,D項正確。 6.(2012·河南平頂山)如圖所示,在大型車站、廣場和商場通常都安裝了智能化的自動扶梯。所謂“智能化”就是自動扶梯在沒有乘客乘行時,以較小的速度勻速運行,當有乘客乘行時自動扶梯經(jīng)過先加速再勻速兩個階段運行,從而達到節(jié)約能源的目的,試分析自動扶梯在運送乘客的過程中(  ) A.乘客始終受摩擦力作用 B.乘客經(jīng)歷先超重再失重 C.乘客對扶梯的作用力先斜向下,再豎直向下 D.扶梯對乘客

7、的作用力始終豎直向下 [答案] C [解析]  勻速時乘客不受摩擦力作用,A錯誤;當扶梯先加速再勻速時,加速上行階段乘客處于超重狀態(tài),勻速時處于平衡狀態(tài),B錯誤;乘客加速時受摩擦力和支持力作用,可知此時扶梯對乘客的作用力先斜向上,由牛頓第三定律可得乘客對扶梯的作用力先斜向下,C正確,D錯誤。 7.(2013·安徽馬鞍山)如圖所示,光滑斜面的傾角都是α,球的質量都是m,球用輕繩系住靜止在斜面上,甲圖懸線與斜面平行,乙圖懸線沿水平方向,丙圖懸線沿豎直方向,丁圖懸線與水平面的夾角大于α。關于球對斜面壓力的大小N有下列說法:①甲圖N一定最大;②乙圖N一定最大;③丙圖N一定為零 ;④丁圖N可能最小

8、。以上說法正確的有(  ) A.只有①④ B.只有②③ C.只有①③ D.只有②④ [答案] B [解析] 對小球受力分析并根據(jù)平衡條件以及牛頓第三定律可得,四種情況中N的大小分別為N甲=mgcosα、N乙=mg/cosα、N丙=0和N?。絤gcosα-Tsinθ(其中T為繩子的拉力,θ為繩與斜面間的夾角),顯然,乙圖N一定最大,丙圖N一定為零,即只有說法②③正確。本題答案為B項。 8.(2012·浙江)如圖所示,與水平面夾角為30°的固定斜面上有一質量m=1.0kg的物體。細繩的一端與物體相連,另一端經(jīng)摩擦不計的定滑輪與固定的彈簧秤相連。物體靜止在斜面上,彈簧秤的示數(shù)為

9、4.9N。關于物體受力的判斷(取g=9.8m/s2),下列說法正確的是(  ) A.斜面對物體的摩擦力大小為零 B.斜面對物體的摩擦力大小為4.9N,方向沿斜面向上 C.斜面對物體的支持力大小為4.9N,方向豎直向上 D.斜面對物體的支持力大小為4.9N,方向垂直斜面向上 [答案] A [解析] 由題圖可知,細繩上拉力等于彈簧的示數(shù),F(xiàn)繩=4.9N。設物體受到一個沿斜面向下的摩擦力f,則物體靜止在斜面上受到四個力的作用:重力G、斜面對物體的支持力N、繩拉力F繩、斜面對物體的靜摩擦力f,將重力G分解成沿斜面向下的分力Gx和垂直斜面向下的分力Gy。則Gx=mgsin30°=4.9N

10、,Gy=mgcos30°=4.9N,物體受力平衡,N=Gy=4.9N,選項D錯;斜面對物體的支持力N垂直斜面向上,選項C錯;由f+Gx=F繩,代入數(shù)據(jù),得f=0,斜面對物體沒有摩擦力,選項A正確,選項B錯誤。 二、非選擇題 9.如圖所示,用彈簧秤稱一物體的重力時,讀數(shù)為7.5N。把這個物體放在傾角θ=37°的斜面上,用同樣的彈簧秤平行于斜面拉著該物體向上做勻速運動時,彈簧秤的讀數(shù)為6N,斜面對物體的支持力大小等于________N,物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)等于______。 [答案] 6 0.25 [解析] 斜 面上的物體受力如圖。其中F為彈簧秤拉力,F(xiàn)′為摩擦力,由題

11、意知G=7.5N,F(xiàn)=6N。 在平行斜面方向上F=F′+Gsin37°,在垂直斜面方向上FN=Gcos37°,所以斜面對物體的支持力為6N,摩擦力大小為1.5N。由F′=μFN得動摩擦因數(shù)為0.25。 10.一勁度系數(shù)為1N/cm的輕質彈簧上端固定于O點,下端懸掛一個光滑的定滑輪C,已知C重1N。木塊A、B用跨過定滑輪的輕繩相連接,A、B的重力分別為5N和2N。整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),如圖所示,則地面對木塊A的支持力大小為__________,彈簧伸長量為____________。 [答案] 3N 5 cm [解析] 對B木塊受力分析:B受到繩子的拉力和重力,二力平衡,所以繩子的拉力

12、等于B木塊的重力。對A木塊分析:A受到繩子拉力、重力和地面的支持力,其中重力的大小等于繩子拉力的大小加上地面對它的支持力。根據(jù)以上的分析,地面對木塊A的支持力大小為3N。彈簧的拉力應該等于兩個繩子的拉力加上滑輪C的重力,所以彈簧的拉力是5N,由F=kx得x=5cm。 11.如圖所示,水平面上有一重為40N的物體,受到F1=13N和F2=6N的水平力的作用而保持靜止。已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,求: (1)物體所受的摩擦力的大小與方向。 (2)當只將F1撤去,物體受到的摩擦力的大小和方向。 (3)若撤去的力不是F1而是F2,則物體受到的摩擦

13、力大小方向又如何? [答案] (1)7N,水平向右 (2)6N,水平向左 (3)8N,水平向右 [解析] 最大靜摩擦力Fm=μFN=μG=0.2×40N=8N (1)因為F1-F2=13N-6N=7NFmax,所以摩擦力為滑動摩擦力,F(xiàn)f3=μFN=8N,方向與F1方向相反,即水平向右。 12.(2012·山東東營一中高三月考)如圖所示,A、B兩物體疊放在水平

14、地面上,A與B之間、B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.50,A物體質量m=30kg,B物體質量M=10kg。處于水平位置的輕彈簧一端固定于墻壁,另一端與A物體相連,彈簧處于自然狀態(tài),其勁度系數(shù)為250N/m?,F(xiàn)有一水平推力F作用于物體B上,使B緩慢地向墻壁移動,當移動到某處時,A,B間開始發(fā)生相對滑動,求:此時的水平推力F的大小和在此過程中物體A的位移大小。(g取10m/s2) [答案] 350N 0.6m [解析] AB間開始發(fā)生相對運動時,就是B給A的摩擦力等于滑動摩擦力時,對B受力分析,B受A給B向右的摩擦力μmg,地面給B向右的摩擦力μ(m+M)g,對物體B由于力的平衡條件得

15、F=2μmg+μMg,代入可得F=350N。 對A受力分析,由二力平衡kx=μmg,解得x=0.6m。 13.用一根長20cm、勁度系數(shù)k=200N/m的彈簧水平拉著放在水平桌面上質量為1kg的木塊,彈簧的長度逐漸伸長到22.4cm時木塊開始運動,當彈簧的長度為21.7cm時,木塊在桌面上做勻速運動,則: (1)木塊受到的最大靜摩擦力多大?靜摩擦力的變化范圍怎樣? (2)木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)是多少? (3)木塊滑動的過程中,當彈簧的長度小于或大于21.7cm時,滑動摩擦力如何變化?(g=10N/kg) [答案] (1)4.8N 0~4.8N (2)0.34 (3)大小不變 [

16、解析] (1)木塊在未滑動前,根據(jù)二力平衡條件可知,木塊受到桌面的彈力FN與物體重力G大小相等、方向相反,靜摩擦力F′與彈簧的拉力F大小相等、方向相反,其受力情況如圖所示。 木塊在剛滑動之前,受到靜摩擦力已達到最大值,其最大值為: Fmax=F=k(x1-x0)=200×(0.224-0.20)N=4.8N 木塊在未開始運動之前,受到的靜摩擦力總是與彈簧的拉力大小相等、方向相反??梢娔緣K受到摩擦力隨著彈簧的拉力增大而增大,其變化范圍是0~Fmax,則0~4.8N。 (2)當木塊做勻速運動時,木塊受到的滑動摩擦力F滑與彈簧的拉力大小相等、方向相反。 F滑=F′=k(x2-x0)=200×(0.217-0.20)N =3.4N, 因為F滑=μFN=μG 所以動摩擦因數(shù)為μ===0.34 (3)因為滑動摩擦力F滑=μFN,F(xiàn)滑是由FN決定的,μ和FN不變,所以F滑不變,可見在木塊滑動后,彈簧的長度小于或大于21.7cm時,只是拉力變化,滑動摩擦力的大小與木塊的運動狀態(tài)無關。 9

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