高考物理复习 课时过关题04 重力 弹力 摩擦力（含答案解析）

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2020(人教版)高考物理复习 课时过关题04 重力 弹力 摩擦力1.如图所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，紧贴墙壁．若在斜面上放一物体m，再给m施加一竖直向下的恒力F，M、m均保持静止，则小车受力的个数为(　　)A．3         B．4         C．5         D．6 2.在倾角θ=37°的固定斜面上叠放着A、B两物块，A、B通过绕过定滑轮的轻绳相连，如图所示，A、B间光滑，B与斜面间动摩擦因数μ=0.5，物块A的质量为m，B的质量为M.不计绳与滑轮间的摩擦，系统处于静止状态，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则下列判断正确的是(　　)A．斜面对B的摩擦力可能为零B．连接A、B的轻绳张力为0.2(m＋M)gC．A、B的质量关系必须满足M=5mD．物块B受到的静摩擦力方向一定沿斜面向上 3.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 4.如图所示,将一轻质弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,刻度尺的0刻线与弹簧上端对齐,当弹簧下端挂一个50 g的砝码时,指针示数为l1=3.40 cm,当弹簧下端挂两个50 g的砝码时,指针示数为l2=5.10 cm。g取9.8 m/s2。由此可知(　　)A.弹簧的原长是1.70 cmB.仅由题给数据无法获得弹簧的原长C.弹簧的劲度系数是25 N/mD.由于弹簧的原长未知,无法算出弹簧的劲度系数 5.如图所示，细绳竖直拉紧，小球和光滑斜面接触，并处于静止状态，则小球受到的力是(　　)A．重力、细绳的拉力B．重力、细绳的拉力、斜面的弹力C．重力、斜面的弹力D．细绳的拉力、斜面的弹力 6.如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面的木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧，在这过程中上面木块移动的距离为(重力加速度为g)(　　)A.            B.           C.＋           D.＋ 7.如图所示,轻弹簧两端分别固定质量为ma、mb的小球a、b,通过两根细线将小球吊在水平天花板上,已知两球均处于静止状态,两细线与水平方向的夹角均为α,弹簧轴线沿水平方向,以下说法正确的是(　　)A.a球所受细线的拉力大小为magsin αB.a、b两球所受细线的拉力大小不一定相等C.b球所受弹簧弹力的大小为mbgtan αD.a、b球的质量大小关系一定满足ma=mb 8.如图所示，完全相同、质量均为m的物块A、B用轻弹簧相连，置于带有挡板C的固定斜面上．斜面的倾角为θ，弹簧的劲度系数为k.初始时弹簧处于原长，A恰好静止．现用一沿斜面向上的力F拉A，直到B刚要离开挡板C，则此过程中物块A的位移为(弹簧始终处于弹性限度内)(　　)A.         B.        C.        D.  9.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  10.A、B、C三个物体通过轻绳和光滑的滑轮相连，且处于静止状态，如图所示．C是一箱沙子，沙和箱子的重力都等于G，动滑轮的质量不计，打开箱子下端开口，使沙子均匀流出，经过时间t0流完，若A、B、C始终处于静止状态，则下列图象中能正确表示在这个过程中桌面对B的摩擦力Ff随时间t的变化关系是(　　) 11. (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  12. (多选)如图所示，人重600 N，木板重400 N，人与木板间、木板与水平地面间的动摩擦因数均为0.2，绳与滑轮的质量及它们之间的摩擦不计．若人用水平拉力拉绳，使他与木板一起向右匀速运动，则(　　)A．人拉绳的力是200 NB．人拉绳的力是100 NC．人对木板的摩擦力方向水平向右D．人对木板的摩擦力方向水平向左       13.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。             14.如图所示,质量为m0的直角三棱柱A放在水平地面上,其顶角为θ。质量为m的光滑球B放在三棱柱和竖直墙壁之间,三棱柱A和球B都处于静止状态,求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少?               
答案解析1.答案为：B；解析：先对物体m进行受力分析，受到重力、向下的恒力F、支持力和静摩擦力，根据平衡条件，支持力和静摩擦力的合力与重力和恒力F的合力是一对平衡力，根据牛顿第三定律，m对M的压力和静摩擦力的合力竖直向下；再对小车M进行受力分析，受重力、m对它的垂直于斜面向下的压力和沿斜面向下的静摩擦力，同时地面对M有向上的支持力，共受到4个力，故A、C、D错误，B正确．  2.答案为：A；解析：由于A、B间光滑，因此A受三个力而平衡，如图甲所示，轻绳张力FT=mgsin 37°=0.6mg.对B受力分析如图乙所示，除斜面对B的静摩擦力方向不确定外，其他力的方向确定，由平衡条件得FT－Mgsin 37°±Ff=0，其中Ff≤μ(m＋M)gcos 37°=0.4(m＋M)g，可得(0.2M－0.4m)g≤FT≤(M＋0.4m)g，则0.2M≤m≤5M，而当m=M时，摩擦力为零，A对，B、C、D均错． 3.答案为：C；解析：[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．]  4.答案为：A；解析：设弹簧原长为l0,由胡克定律得k(l1-l0)=mg,k(l2-l0)=2mg,解得l0=1.70cm,k≈29N/m,故A正确。  5.答案为：A；解析：细绳的拉力和小球重力的合力F合的方向只能在竖直方向上，假设小球受到斜面的弹力，则弹力的方向垂直斜面向上，与竖直方向的F合不可能平衡，小球将会运动，假设不成立，选项A正确．  6.答案为：C；解析：在这个过程中，下面弹簧上的压力由(m1＋m2)g减小到m2g，即减少了m1g，根据胡克定律可断定下面弹簧的长度增长了Δl=.上面的弹簧的压力由m1g减小到0，即减少了m1g，根据胡克定律可断定上面弹簧的长度增长了，故上面的木块共上升＋，C正确． 7.答案为：D解析：如图所示,对a球进行受力分析,运用共点力平衡条件得,细线的拉力FTa=,弹簧的弹力Fa=;对b球进行受力分析,结论相同,即FTb=,Fb=,又Fa=Fb,故ma=mb,FTa=FTb,故A、B、C错误,D正确。  8.答案为：D；解析：初始时弹簧处于原长，A恰好静止，A受到的静摩擦力恰好达到最大值，根据平衡条件，有：mgsinθ=Ff.B刚要离开挡板C时，弹簧拉力等于物块B的重力沿斜面向下的分力和最大静摩擦力之和，即kx=mgsinθ＋Ff.由题意知，A、B的最大静摩擦力相等．解得x=，A的位移x=.故D正确．  9.答案为：C；解析：[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．]  10.答案为：B；解析：设绳子的张力大小为FT，以A、B组成的整体为研究对象，根据平衡条件得，桌面对B的摩擦力Ff=2FT，设t时刻沙子减小的重力为G′，设G′=kt，t时刻对C由平衡条件得，2FT=2G－G′，则有Ff=2G－G′=2G－kt，可见Ff与t是线性关系，Fft图象是向下倾斜的直线，当t=0时，Ff=2G，当t=t0时，Ff=G，只有选项B正确． 11.答案为：BC；解析：[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．]  12.答案为：BC；解析：对人和木板整体受力分析，水平方向向上受到水平向右的两个相等的拉力和地面对木板的滑动摩擦力作用而平衡，则2F=μ(G人＋G板)，得F=100 N，由牛顿第三定律知选项B正确，A错误；对人受力分析，在水平方向上受到水平向右的拉力和木板的摩擦力，方向水平向左，由牛顿第三定律知，人对木板的摩擦力方向水平向右，选项C正确，D错误．13.解：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=200N,2FT=FfA,所以FT=100N。(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==100N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100N。  14.解：选取A和B整体为研究对象,受到重力(m0+m)g、地面支持力FN、墙壁的弹力F和地面的摩擦力Ff的作用(如图甲所示)而处于平衡状态。根据平衡条件有FN=(m0+m)g,F=Ff。再以B为研究对象,它受到重力mg、三棱柱对它的支持力FNB、墙壁对它的弹力F的作用(如图乙所示)而处于平衡状态,根据平衡条件有FNBcosθ=mg,FNBsinθ=F,解得F=mgtanθ,所以Ff=F=mgtanθ。