高考物理复习配餐作业四 重力 弹力 摩擦力.docx
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高考物理复习配餐作业四重力弹力摩擦力
配餐作业(四) 重力 弹力 摩擦力
A组·基础巩固题
1.(2017·洛阳模拟)下列说法正确的是( )
A.有力作用在物体上,其运动状态一定改变
B.单个孤立物体有时也能产生力的作用
C.作用在同一物体上的力,只要大小相同,作用的效果就相同
D.找不到施力物体的力是不存在的
解析 由于力的作用效果有二:
其一是改变物体运动状态,其二是使物体发生形变,A错误;力的作用效果是由大小、方向、作用点共同决定的,C错误;力是物体与物体之间的相互作用,只要有力就一定会有施力物体和受力物体,B错误,D正确。
答案 D
2.下列关于重力、弹力和摩擦力的说法正确的是( )
A.物体的重心一定在物体的几何中心上
B.劲度系数越大的弹簧,产生的弹力越大
C.动摩擦因数与物体之间的压力成反比,与滑动摩擦力成正比
D.静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力之间变化
解析 物体的重心由物体的形状和质量分布决定,A错误;弹簧弹力的大小还与其形变量有关,B错误;动摩擦因数与压力和滑动摩擦力无关,C错误;静摩擦力的大小范围为0 答案 D 3.如图所示,在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球,小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等,盒子沿倾角为α的固定斜面滑动,不计一切摩擦,下列说法正确的是( ) A.无论盒子沿斜面上滑还是下滑,球都仅对盒子的下底面有压力 B.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和右侧面有压力 C.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力 D.盒子沿斜面上滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力 解析 先以盒子和小球组成的系统为研究对象,无论上滑还是下滑,用牛顿第二定律均可求得系统的加速度大小为a=gsinα,方向沿斜面向下,由于盒子和小球始终保持相对静止,所以小球的加速度大小也是a=gsinα,方向沿斜面向下,小球沿斜面向下的重力分力大小恰好等于所需的合外力,因此不需要左、右侧面提供弹力。 故选项A正确。 答案 A 4.(2017·扬州模拟)在如图所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3,其大小关系是( ) A.F1=F2=F3B.F1=F2 C.F1=F3>F2D.F3>F1>F2 解析 对小球受力分析,左边装置中下面的小球受到重力mg和轻弹簧的弹力F1的作用,根据平衡条件可知F1=mg;其他两个装置中弹簧的弹力等于细线的拉力,对小球受力分析,根据平衡条件可知细线上拉力等于小球重力,则有F2=F3=mg。 因此,F1=F2=F3=mg,A正确,B、C、D错误。 答案 A 5.(2017·江阴段考)如图所示,P是位于水平粗糙桌面上的物块,用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳将P与钩码Q相连,Q的质量为m,在P向右匀速运动的过程中,桌面上的绳子始终是水平的,重力加速度为g。 下列说法正确的是( ) A.P所受拉力的施力物体是钩码Q,大小等于mg B.P所受拉力的施力物体是绳子,大小等于mg C.P所受摩擦力的方向水平向左,大小一定小于mg D.P所受摩擦力的方向水平向左,大小一定大于mg 解析 P受绳子的作用,不受钩码的作用,故A错误;P受拉力的施力物体为绳子,大小等于钩码的重力mg,故B正确;P所受到的摩擦力方向与拉力方向相反,故向左,但根据平衡关系可知,其大小一定等于mg,故CD错误。 故选B。 答案 B 6.(2017·湖南联考)如图所示,用恒力F将物体压在粗糙竖直面上,当F从实线位置绕O点顺时针转至虚线位置,物体始终静止,则在这个过程中,摩擦力f与墙壁对物体弹力的变化情况是( ) A.f方向可能一直竖直向上 B.f先变小后变大 C.FN先变小后变大 D.FN先变小后变大再变小 解析 物体始终静止状态,受力平衡,对物体受力分析,若F斜向下,设与水平方向的夹角为θ,根据平衡条件得: f=mg+Fsinθ,方向向上,FN=Fcosθ,当F从实线位置绕O点顺时针转至水平位置的过程中,θ减小,则sinθ减小,cosθ增大,所以f减小,FN增大;若F斜向上,设与水平方向的夹角为θ,根据平衡条件得: f=mg-Fsinθ,若Fsinθ<mg,则摩擦力方向向上,FN=Fcosθ,当F从水平位置转至虚线位置时,θ增大,则sinθ增大,cosθ减小,所以f减小,FN减小,综上可知,f的方向可以一直向上,大小逐渐减小,FN先增大后减小,故A正确,BCD错误。 故选A。 答案 A 7.(多选)如图所示,重80N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上,有一根原长为10cm、劲度系数为1000N/m的弹簧,其一端固定在斜面底端,另一端放置物体A后,弹簧长度缩短为8cm。 现用一测力计沿斜面向上拉物体,若物体与斜面间最大静摩擦力为25N,当弹簧的长度仍为8cm时,测力计读数可能是( ) A.30NB.40N C.50ND.60N 解析 施加拉力前,物体受到四个力的作用而平衡;重力G、垂直斜面向上的支持力N、沿斜面向上的摩擦力f和弹簧对物体施加沿斜面向上的弹力F1,受力如图, 其中F1=kx=1000×(10-8)×10-2N=20N, 根据平衡条件可求出, f=Gsin30°-F1=20N,方向沿斜面向上; 施加拉力F后,弹簧长度不变,说明物体仍然静止,并且弹簧对物体施加的弹力大小和方向不变,若摩擦力沿斜面向上,则F+f+F1=Gsin30°,即F+f=20N,摩擦力f随着F增大而较小,当F=20N时,f=0,若F>20N,摩擦力沿斜面向下,因为物体没有滑动,所以F+F1 AB可能,CD不可能。 答案 AB 8.(2017·咸阳质检)如图所示,一劲度系数为k的轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接,弹簧、地面水平。 A、B是物块能保持静止的位置中离墙壁最近和最远的两点,A、B两点离墙壁的距离分别是x1、x2。 则物块与地面的最大静摩擦力为( ) A.k(x2-x1)B.k(x2+x1) C. D. 解析 从A到B弹簧弹力的改变量为2f,根据胡克定律得ΔF=kΔx,有k(x2-x1)=2f,所以f= ,C正确。 答案 C B组·能力提升题 9.如图所示,长方体物块A叠放在长方体物块B上,B置于水平地面上。 A、B质量分别为mA=6kg,mB=2kg,A与B之间、B与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2。 现用大小为10N的水平恒力F向右拉A,若最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,g=10m/s2,则以下说法正确的是( ) A.A、B两物块将一起沿水平地面匀速运动 B.物块B保持静止,物块A相对B匀速滑动 C.物块A所受的摩擦力大小为10N D.物块B所受的摩擦力大小为20N 解析 A、B间的最大静摩擦力fA=μmAg=12N>10N,物块B和地面间的最大静摩擦力为fB=μ(mA+mB)g=16N,用10N的水平恒力F向右拉A,A、B均保持静止,物块A受到B的摩擦力大小为10N,B受到A和地面的摩擦力作用,摩擦力大小都是10N,故C项正确。 答案 C 10.(2017·泰州模拟)如图所示,一物块受到一水平力F作用静止于斜面上,此力F的方向与斜面平行,如果将力F撤除,下列对物块的描述正确的是( ) A.木块将沿斜面下滑 B.木块受到的摩擦力变大 C.木块立即获得加速度 D.木块所受的摩擦力方向改变 解析 设木块的重力为G,将木块所受的重力分解为垂直于斜面方向和沿斜面向下方向,沿斜面向下的分力大小为Gsinθ,如图,在斜面平面内受力如图。 力F未撤掉时,由图根据平衡条件得,静摩擦力大小f1= ,力F撤掉时,重力分力Gsinθ< ,所以木块仍保持静止。 由图,根据平衡条件得f2=Gsinθ,所以木块受到的摩擦力变小。 由图看出,木块所受的摩擦力方向发生了改变。 故选D。 答案 D 11.如图所示,一直杆倾斜固定并与水平方向成30°的夹角;直杆上套有一个质量为0.5kg的圆环,圆环与轻弹簧相连,在轻弹簧上端施加一竖直向上、大小F=10N的力,圆环处于静止状态,已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为0.7,取g=10m/s2。 下列说法正确的是( ) A.圆环受到直杆的弹力,方向垂直直杆向上 B.圆环受到直杆的弹力大小等于2.5N C.圆环受到直杆的摩擦力,方向沿直杆向上 D.圆环受到直杆的摩擦力大小等于2.5N 解析 圆环受到直杆的弹力,方向垂直直杆向下,A错误;画出圆环受力示意图如图所示,应用平行四边形定则可得,圆环受到直杆的弹力大小等于 N,B错误;圆环受到直杆的摩擦力,方向沿直杆向下,大小等于2.5N,C错误,D正确。 答案 D 12.如图所示,质量为m的物体悬挂在轻质支架上,斜梁OB与竖直方向的夹角为θ。 设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2,以下结果正确的是( ) A.F1=mgsinθB.F1= C.F2=mgcosθD.F2= 解析 由题可知,对悬挂的物体由力的平衡条件可知绳子的拉力等于其重力,则绳子拉O点的力也等于重力。 求OA和OB的弹力,选择的研究对象为作用点O,受力分析如图,由平衡条件可知,F1和F2的合力与FT等大反向,则由平行四边形定则和几何关系可得: F1=mgtanθ,F2= ,故D正确。 答案 D 13.如图所示,斜面倾角为θ=30°,一个重20N的物体在斜面上静止不动。 弹簧的劲度系数为k=100N/m,原长为10cm,现在的长度为6cm。 (1)试求物体所受的摩擦力大小和方向。 (2)若将这个物体沿斜面上移6cm,弹簧仍与物体相连,下端仍固定,物体在斜面上仍静止不动,那么物体受到的摩擦力的大小和方向又如何呢? 解析 (1)设物体所受的摩擦力大小为f1,方向沿斜面向上, 对物体m进行受力分析,则有 f1=mgsinθ-F, 由于F=kx1=4N,故f1=20N× -4N=6N,方向沿斜面向上。 (2)若将物体上移,设物体所受的摩擦力大小为f2,方向沿斜面向上, 则再对物体进行受力分析可得: f2=mgsinθ+F′, 由于F′=kx2=100N/m(0.12m-0.10m)=2N,故f2=20N× +2N=12N,方向沿斜面向上。 答案 (1)6N,方向沿斜面向上 (2)12N,方向沿斜面向上 14.如图所示,在倾角θ=30°的斜面上放一木板A,重为GA=100N,板上放一重为GB=500N的木箱B,斜面上有一固定的挡板,先用平行于斜面的绳子把木箱与挡板拉紧,然后在木板上施加一平行斜面方向的拉力F,使木板从木箱下匀速抽出,此时,绳子的拉力T=400N。 设木板与斜面间的动摩擦因数μ= ,求拉力F的大小。 解析 以AB整体为研究对象,受力分析如图,由平衡条件得: F=FfA+T-(GA+GB)sinθ,FNA=(GA+GB)cosθ,FfA=μFNA 解得: F=325N。 答案 F=325N
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