新教材2022版高考物理人教版一轮总复习训练：3　重力、弹力、摩擦力

这是一份新教材2022版高考物理人教版一轮总复习训练：3　重力、弹力、摩擦力，共7页。试卷主要包含了如图所示，水平地面上堆放着原木等内容，欢迎下载使用。

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1．如图所示，水平地面上堆放着原木。关于原木P在支撑点M、N处的受力方向，下列说法正确的是( )
A. M处受到的支持力竖直向上
B. N处受到的支持力竖直向上
C. M处受到的静摩擦力沿MN方向
D. N处受到的静摩擦力沿水平方向
A 解析：M处受到的支持力方向垂直于地面向上，即竖直向上，A项正确；N处受到的支持力方向垂直于原木P向上，B项错误；M处受到的静摩擦力方向平行于地面，C项错误；N处受到的静摩擦力方向平行于原木P，D项错误。
2．(2019·全国卷Ⅱ)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为 eq \f(\r(3),3)，重力加速度取10 m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1 500 N，则物块的质量最大为( )
A. 150 kg B. 100 eq \r(3) kg
C. 200 kg D. 200 eq \r(3) kg
A 解析：对物块进行受力分析，如图所示。则沿斜面方向有F＝Ff＋mg sin θ，又Ff＝μFN，FN＝mg cs θ，带入数据解得m＝150 kg，故A选项正确。
3．如图所示是汽车45°极限爬坡时的照片，汽车缓慢逐步沿斜坡攀爬，斜坡的倾角逐渐增大至45°。下列关于汽车这一爬坡过程的说法正确的是( )
A. 坡的倾角越大，汽车对坡面的压力也越大
B. 汽车受到沿坡面向下、大小不断减小的滑动摩擦力作用
C. 汽车受到沿坡面向上、大小不断增大的静摩擦力作用
D. 若汽车能顺利爬坡，则车胎与坡间的最大静摩擦力至少为车重的大小
C 解析：坡面上的汽车受到重力、斜面的支持力与摩擦力，设坡面的倾角为θ，则支持力FN＝G cs θ，坡的倾角增大，则汽车受到的支持力减小，根据牛顿第三定律可知，坡面的倾角越大，则汽车对坡面的压力越小，故A错误；汽车受到的静摩擦力Ff＝G sin θ，方向沿斜面向上，当θ增大时，汽车受到的摩擦力增大，故B错误，C正确；θ＝45°时，静摩擦力达到最大，可知若汽车能顺利爬坡，则车胎与坡间的最大静摩擦力至少为车重的 eq \f(\r(2),2)，故D错误。
4．如图所示，两辆车正以相同的速度做匀速运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是( )
A. 物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点
B. 重力的方向总是垂直向下的
C. 物体重心的位置与物体形状和质量分布无关
D. 力是使物体运动的原因
A 解析：物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点，这个点就是物体的重心，重力的方向总是和水平面垂直，是竖直向下，而不是垂直向下，所以选项A正确，B错误；从题图可以看出，汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化，重心的位置就发生了变化，故选项C错误；力不是使物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，所以选项D错误。
5．长木板上表面的一端放有一质量为m的木块，木块与木板接触面上装有摩擦力传感器，如图甲所示，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面间的夹角θ变大)，另一端不动，摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力Ff随角度θ的变化图像，如图乙所示。下列判断正确的是( )

甲 乙
A. 木块与木板间的动摩擦因数μ＝tan θ1
B. 木块与木板间的动摩擦因数μ＝ eq \f(Ff2,mg cs θ1)
C. 木板与地面间的夹角为θ2时，木块做自由落体运动
D. 木板由θ1转到θ2的过程中，木块的速度变化越来越快
D 解析：当夹角为θ1时，木块刚好开始滑动，木块此时受到最大静摩擦力Ff2作用，而滑动摩擦力为Ff1，此时木块加速下滑，则有μmg cs θ16．(多选)如图所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆的下端固定有质量为m的小球。下列关于杆对小球的作用力F的判断正确的是( )
A. 小车静止时，F＝mg sin θ，方向沿杆向上
B. 小车静止时，F＝mg cs θ，方向垂直于杆向上
C. 小车向右匀速运动时，一定有F＝mg，方向竖直向上
D. 小车向右匀加速运动时，一定有F＞mg，方向可能沿杆向上
CD 解析：小球受重力和杆的作用力F处于静止或匀速运动时，由力的平衡条件知，二力必等大反向，有 F＝mg，方向竖直向上。小车向右匀加速运动时，小球有向右的恒定加速度，根据牛顿第二定律知，mg和F的合力应水平向右，如图所示。
由图可知，F＞mg，方向可能沿杆向上，选项C、D正确。
7．如图所示，物块A放在木板上处于静止状态，现将木块B略向右移动一些使倾角减小，则下列结论正确的是( )
A. 木板对物块A的作用力不变
B. 木板对物块A的作用力减小
C. 物块A与木板间的正压力减小
D. 物块A所受的摩擦力不变
A 解析：物块A放在木板上处于静止状态，将木块B略向右移动一些使倾角减小，物块A仍保持静止，所以木板对物块A的作用力仍与物块A的重力等大反向，故A正确，B错误；物块A与木板间的正压力FN＝mg cs α，α减小，所以正压力增大，故C错误；物块A所受的摩擦力Ff＝mg sin α，α减小，所以摩擦力减小，故D错误。
8．高杆船技是浙江嘉兴文化古镇(乌镇)至今仍保留并演出的传统民间杂技艺术，表演者爬上固定在船上的竹竿，模拟蚕宝宝吐丝作茧的动作祈愿蚕茧丰收。如图所示，此时表演者静止在弯曲倾斜的竹竿上，则下列说法正确的是( )
A. 表演者对竹竿的弹力是由竹竿形变产生的
B. 表演者对竹竿的力竖直向下
C. 表演者对竹竿的摩擦力一定为0
D. 表演者对竹竿的力大于竹竿对表演者的力
B 解析：表演者对竹竿的弹力是由人发生形变产生的，故A错误；因为表演者静止在弯曲倾斜的竹竿上，受到重力、弹力和摩擦力作用，且处于平衡状态，故竹竿对表演者的力竖直向上，根据牛顿第三定律可知，表演者对竹竿的力竖直向下，故B正确，C错误；根据牛顿第三定律可知，表演者对竹竿的力的大小等于竹竿对表演者的力的大小，故D错误。
9．(多选)如图所示，斜面体A静置于水平地面上，其倾角为θ＝45°，上表面水平的物块B在斜面体A上恰能匀速下滑。现对物块B施加一个沿斜面向上的力F，使物块B能缓慢地向上匀速运动，某时刻在物块B上轻轻地放上一质量为m的小物体C(图中未画出)，斜面体A始终静止，物块B运动状态保持不变，关于放上小物体C之后的情况，下列说法正确的是( )
A. 物块B受到的摩擦力增加了 eq \f(\r(2),2)mg
B. 推力F增大了 eq \f(\r(2),2)mg
C. 推力F增大了 eq \r(2)mg
D. 斜面体A受到地面的摩擦力增加了mg
ACD 解析：设物块B的质量为M，根据物块B在斜面体A上恰能匀速下滑可知Mg sin θ＝μMg cs θ。放上小物体C之后，物块B受到的摩擦力增加了mg sin θ＝ eq \f(\r(2),2)mg，选项A正确；由于物块B运动状态保持不变，放上小物体C之后沿斜面向上的推力F增大了mg sin θ＋μmg cs θ＝ eq \r(2)mg，选项B错误，C正确；斜面体A受到地面的摩擦力增加了2mgsin θcs θ＝mg，选项D正确。
10．如图所示，质量均为m的A、B两小球，由一根劲度系数为k的轻弹簧连接，静止于半径为R的光滑半球形碗中，弹簧水平，两球间距为R且小球半径远小于碗的半径。则弹簧的原长为( )
A. eq \f(mg,k)＋R B. eq \f(mg,2k)＋R
C. eq \f(2\r(3)mg,3k)＋R D. eq \f(\r(3)mg,3k)＋R
D 解析：设弹簧的压缩量为x，以小球A为研究对象，小球受三个力作用：重力、弹力和半球形碗的支持力，如图所示，由平衡条件得tan θ＝ eq \f(mg,F弹)，又F弹＝kx，联立解得x＝ eq \f(mg,k tan θ)，根据几何关系得cs θ＝ eq \f(\f(1,2)R,R)＝ eq \f(1,2)，则θ＝60°，tan θ＝ eq \r(3)，所以x＝ eq \f(mg,k tan θ)＝ eq \f(\r(3)mg,3k)，故弹簧原长x0＝ eq \f(\r(3)mg,3k)＋R，故D正确。
11．如图所示，水平轻杆的一端固定在墙上，轻绳与竖直方向的夹角为37°，小球的重力为12 N，轻绳的拉力为10 N，水平轻弹簧的拉力为 9 N，求轻杆对小球的作用力。
解析：以小球为研究对象，进行受力分析，如图所示，小球受四个力的作用：重力、轻绳的拉力、轻弹簧的拉力、轻杆的作用力，其中轻杆的作用力的方向和大小不能确定，重力与轻弹簧拉力的合力大小为F＝ eq \r(G2＋F eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)))＝15 N，设F与竖直方向的夹角为α，则sin α＝ eq \f(F1,F)＝ eq \f(3,5)，则α＝37°，即方向与竖直方向成37°角斜向下，这个力与轻绳的拉力恰好在同一条直线上。根据物体的平衡条件可知，轻杆对小球的作用力大小为5 N，方向与竖直方向成37°角斜向右上方。
答案：5 N，方向与竖直方向成37°角斜向右上方
12．用弹簧测力计测定木块A和木块B间的动摩擦因数，有如图甲、乙两种装置。
(1)为了能够用弹簧测力计的读数表示滑动摩擦力，图示装置的两种情况，木块A是否都要做匀速直线运动？
(2)若木块A做匀速运动，图甲中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，图甲中当物体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。
解析：(1)题图甲装置中只要A相对B向右滑动即可，弹簧测力计的拉力大小就等于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必须在水平方向上做匀速直线运动，即处于平衡状态。
(2)题图甲中A受到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所受滑动摩擦力的大小等于此时弹簧测力计的读数，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)
答案：(1)见解析 (2)不等于 (3)0.4