专题06 重力和弹力-2023届高三物理二轮复习重点热点难点专题特训

2023届高三物理二轮复习重点热点难点专题特训

专题06  重力和弹力

【特训典例】

一、重力和重心

1．2022年春晚舞蹈《只此青绿》表演中，需要舞者两脚前后分开，以胯部为轴，上半身后躺，与地面近乎平行，在舞者缓慢后躺的过程中，下列说法不正确的是（　　）

A．人对地面的压力和地面对人的支持力是一对平衡力

B．舞者所受的支持力始终等于舞者的重力

C．舞者越向下躺，重心越低

D．舞者两脚间距越大，下弯时越稳定

【答案】A

【详解】A．人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力与反作用力，选项A错误，符合题意；

B．舞者缓慢后躺，可认为都是平衡状态，则舞者所受的支持力始终等于舞者的重力，选项B正确，不符合题意；

C．舞者越向下躺，整个身体的重心越低，选项C正确，不符合题意；

D．舞者两脚间距越大，重心越向下，下弯时越稳定，选项D正确，不符合题意。故选A。

2．如图所示，浙江某中学学生做化学实验时，水平放置的圆形铁环上放入分液漏斗，两者均处于静止状态，则（　　）

A．分液漏斗受到的重力方向一定指向地心

B．圆形铁环对分液漏斗的作用力与底角θ无关

C．圆形铁环对分液漏斗的弹力是由分液漏斗形变产生的

D．若分液漏斗中溶液不断流出，分液漏斗的重心不断下降

【答案】B

【详解】A．重力是由地球的吸引而产生的，方向竖直向下，而不一定指向地心，A错误；

B．圆形铁环对分液漏斗的作用力与分液漏斗的重力平衡，故圆形铁环对分液漏斗的作用力与底角θ无关，B正确；

C．圆形铁环对分液漏斗的弹力是由圆形铁环形变产生的，C错误；

D．分液漏斗装满溶液时，重心在几何中心处，溶液不断流出的过程重心下降，当溶液流完后重心又回到球心处，故重心先下降后上升，D错误。故选B。

3．如图所示，质量为m的小玉坠用一根长为L的不可伸长的轻绳穿过后悬挂于货架水平杆上M、N两点并处于静止状态；如右图所示，现将长度也为L，质量也为m且分布均匀的项链悬挂于M、N两点并处于静止状态，小玉坠的重心和项链的重心到水平杆的距离分别是h1和h2，M点对轻绳和项链的拉力分别是F1和F2，则（　　）

A．h1>h2，F1>F2 B．h1<h2，F1>F2

C．h1<h2，F1<F2 D．h1>h2，F1=F2

【答案】A

【详解】如题右图中的重力全部集中在玉坠上，重心在玉坠上，图中项链的质量均匀分布于整条项链，其重心一定在最低点的上方，所以玉坠重心到水平杆的距离比项链重心到水平杆的距离大，即h1>h2；

对玉坠和项链的受力分析如图1和图2所示，图1中M、N两点对绳子的拉力方向沿着绳子的方向，图2中M、N两点对项链的拉力方向沿着项链的切线方向，图1中M、N两点对绳子拉力的夹角，比图2中M、N两点对项链拉力的夹角大，根据力的合成可知，图1中M点对绳子的拉力F1比图2中M点对项链的拉力F2要大，即F1>F2。故选A。

4．如图，用球拍击打乒乓球时，如果以乒乓球为研究对象，下列说法正确的是（　　）

A．乒乓球受到球拍的弹力，施力物体是人

B．乒乓球受到重力的作用，受力物体是乒乓球

C．乒乓球的重心在球壳上

D．赤道处的重力加速度小于北极处，则乒乓球在赤道处的重力小于北极处

【答案】BD

【详解】A．用球拍击打乒乓球时，如果以乒乓球为研究对象，施力物体是球拍，故A错误；

B．乒乓球受到重力的作用，受力物体是乒乓球，故B正确；

C．乒乓球的重心在球心附近，不在球壳上，故C错误；

D．赤道处的重力加速度小于北极处，则乒乓球在赤道处的重力小于北极处，故D正确。故选BD。

二、判定弹力有无

5．如图所示，一倾角为45°的斜面靠在墙角处（地面粗糙），为使一光滑的铁球静止于图示位置，需加一水平力F，且F通过球心。下列说法正确的是（　　）

A．铁球一定受墙水平向左的弹力 B．铁球可能受墙水平向左的弹力

C．斜面体一定受到地面对它的静摩擦力 D．斜面体不一定受铁球垂直于斜面向下的弹力

【答案】B

【详解】ABD．铁球一定受到水平F和竖直向下的重力作用，铁球平衡，所以铁球还受到垂直斜面向上的弹力，这三个力如果平衡，铁球和墙之间就不存在弹力，如果不平衡，铁球和墙之间就有弹力；根据牛顿第三定律，铁球对斜面有垂直斜面向下的弹力，故AD错误，B正确；

C．斜面虽然挤压墙壁，但相对地面没有运动趋势，所以斜面不受静摩擦力，故C错误。故选B。

6．如图所示，A、B两物体均处于静止状态，则关于B物体的受力情况，下列叙述中不正确的是（　　）

A．B物体一定受四个力

B．B物体可能受三个力，也可能受四个力

C．B物体必受到地面的静摩擦力作用

D．B物体必受到地面的支持力作用

【答案】B

【详解】对物体A、B做受力分析有，物体A受重力和拉力，二力平衡，物体B在细绳拉力作用下有向左运动的趋势，受到地面的静摩擦力作用而静止，则地面对B一定有支持力，B物体共受到四个力作用。

故选B。

7．如图所示，光滑的小球A放在车内的水平地面上，小球A紧靠车厢左壁，车和小球一起沿水平面向右运动，则（　　）

A．小球一定受到3个力作用

B．小球受到小车对它的弹力，该弹力产生的原因是小球的微小形变

C．若小车匀速运动，则车厢左壁对小球A的弹力方向水平向右

D．若小车加速运动，则车厢左壁对小球A的弹力等于小球对车厢左壁的弹力

【答案】D

【详解】AC．若小车匀速运动，小球受到重力和车厢竖直向上的支持力，二力平衡；若果小车加速运动，则小球受到重力、车厢竖直向上的支持力和车厢左壁对小球的弹力三个力，故AC错误；

B．小球一定受到小车地面对它的弹力，若小车向右加速时小球还受到侧壁的弹力，小球受到的弹力产生的原因是小车的微小形变，故B错误；

D．若小车加速运动，则车厢左壁对小球A的弹力与小球对车厢左壁的弹力时一对相互作用力，根据牛顿第三定律，二力等大反向，故D正确。故选D。

8．如图所示，物体A分别与水平面、竖直墙面以及物体B紧密接触，所有接触面均光滑，物体A、B质量均匀，且处于静止状态，则下列说法中正确的是（　　）

A．物体A对水平面的压力和水平面对物体A的支持力为一对作用力与反作用力

B．物体B受到的重力和水平面对物体B的支持力为一对平衡力

C．物体A与物体B间存在相互作用力

D．物体A受到的重力和水平面对物体A的支持力为一对作用力与反作用力

【答案】AB

【详解】A．物体A对水平面的压力和水平面对物体A的支持力为一对作用力与反作用力，故A正确；

BC．假设物体A与物体B间存在相互作用的弹力，则B不可能处于静止状态，故物体A与物体B间不存在相互作用力，则物体B受到重力和水平面对物体B的支持力，且为一对平衡力，故B正确，C错误；

D．物体A受到的重力和水平面对物体A的支持力性质不同，不是一对作用力与反作用力，故D错误。

故选AB。

三、弹力的方向

9．某下列图中各物体均处于静止状态图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是（　　）

A．     B．    C．   D．

【答案】C

【详解】A．该图中小球的重力与杆对A的弹力平衡，可知杆对A的弹力竖直向上，选项A错误；

B．该图中小球只受竖直向上的弹力，选项B错误；

C．该图中小球A受竖直墙壁的水平向左的弹力和下面的球对A沿圆心连线斜向上方向的弹力，选项C正确；

D．该图中小球A受绳的拉力和球面对A通过圆心斜向上的弹力，选项D错误。故选C。

10．某同学将一支笔靠在一个半圆形物体上，关于笔所受弹力方向，下列示意图正确的是

A． B．

C． D．

【答案】C

【详解】半圆形物体对笔有支持力N1，N1垂直于物体与笔的接触面，N1的作用线通过圆心．地面对笔有垂直于地面向上的支持力N2，故ABD错误，C正确．

11．乒乓球运动是我们熟知的，如图所示，当乒乓球从左到右触桌面反弹时的示意图，试分析乒乓球受到桌面的弹力方向正确的是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】A

【详解】在乒乓球与桌面作用时，乒乓球受到桌面的弹力方向垂直桌面竖直向上，故A正确，BCD错误。

故选A。

12．如图所示，是我国的极地考察破冰船——“雪龙号”。为满足破冰航行的要求，其船体结构经过特殊设计，船体下部与竖直方向成特殊角度。则船体对冰块的弹力示意图正确的是(　　)

A． B．

C． D．

【答案】C

【详解】船体对冰块的弹力垂直于接触面，指向受力物体，故C正确，ABD错误．故选C．

四、弹力的大小

13．如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆间的夹角为θ，在斜杆的下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力F的判断正确的是（　　）

A．小车向右匀速运动时，

B．小车向左匀速运动时，F的方向垂直于杆向上

C．小车以向右的加速度a运动时，一定有

D．小车以向左的加速度a运动时，F与竖直方向的夹角满足

【答案】D

【详解】小球速运动时，受力平衡，必受重力和向上的弹力，即弹力F=mg，竖直向上，故AB错误；当小球向右以加速度a运动时，对其受力分析，受重力和弹力，如图所示：

合力为：F合=ma，水平向右，根据平行四边形定则，弹力为：，α≠θ，故C错误；与C同理，小车向左以加速度a运动时，有：，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角为 ，则有：，故D正确．

14．如图所示，在真空中光滑绝缘的水平面上有三个相同的不带电的小球，小球之间由三根完全相同的轻弹簧连接构成等边三角形，弹簧处于原长l0，若让每个小球带上相同的电荷量q，小球可沿所在角的角平分线运动，当三角形的面积增大到原来的4倍时小球的加速度均为零，弹簧是绝缘体且劲度系数相同，真空中的静电力常量为k，则弹簧的劲度系数为（     ）

A． B． C． D．

【答案】D

【详解】设弹簧的劲度系数为k′，三角形的面积增大为原来的四倍，则三角形每边边长增大为原来的两倍，即每根弹簧伸长量均为l0，此位置每个带电小球受力平衡，有得故选D。

15．如图所示，两个可视为质点的小球A、B通过固定在O点的光滑滑轮用轻绳相连，小球A置于光滑半圆柱上，小球B用水平轻绳拉着，水平轻绳另一端系于竖直板上，两球均处于静止状态。已知O点在半圆柱横截面圆心O1的正上方，OA与竖直方向成30°角、其长度与半圆柱横截面的半径相等，OB与竖直方向成60°角，则（　　）

A．轻绳对球A的拉力与球A所受弹力的合力大小相等

B．轻绳对球A的拉力与半网柱对球A的弹力大小不相等

C．轻绳AOB对球A的拉力与对球B的拉力大小之比为：

D．球A与球B的质量之比为2：1

【答案】D

【详解】设轻绳中拉力为T，球A受力如图

A．所受弹力为绳对A的拉力和半圆对球A的弹力的合力，与重力等大反向，大于T，故A错误；

B．受力分析可得；解得故B错误；

C．细线对A的拉力与对球B的拉力都等于T，故C错误；

D．对球B：；解得故D正确。故选D。

16．如图所示，OA、OB是两根光滑的金属杆，且AO⊥OB，OA与水平方向呈60°角。小球a、b分别套在OA和OB两根杆上，其质量均为m，某位置系统处于平衡状态，弹簧与金属杆OB呈60°角。已知重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k。则以下说法中错误的是（　　）

A．此时弹簧处于压缩状态，且其压缩量等于

B．小球a受到OA杆的弹力大小为mg

C．小球b受到OB杆的弹力大小为mg

D．向下移动小球b至O点，待系统再次平衡后，弹簧压缩量变为

【答案】D

【详解】AB．如图所示

受力分析小球a，设弹簧对小球的弹力大小为FN，OA杆对小球a的弹力大小为FNA，设FN与水平方向的夹角为θ1，FNA与水平方向的夹角为θ2。根据图中的几何关系有θ1=θ2=30°根据物体的平衡条件有FNcosθ1=FNAcosθ2，FNsinθ1+FNAsinθ2=mg求得FN=FNA=mg根据胡克定律，有弹簧的压缩量为

故AB正确；

C．如图所示

受力分析小球b，根据如上分析，其所受弹簧的弹力FN也为mg，OB杆对小球b的弹力为FNB，设FNB与水平方向的夹角为θ3，FN与水平方向的夹角为θ4。根据图中的几何关系有θ3=60°，θ4=30°根据物体的受力平衡条件有FNBcosθ3=FNcosθ4求得FNB=mg故C正确；

D．如图所示

当将小球b移动至O点后对小球a受力分析，设mg与垂直于OA杆方向的夹角为θ5。根据图中的几何关系有θ5=60°根据物体的受力平衡条件有F'N=mgsinθ5求得F'N=mg根据胡克定律，有弹簧的压缩量为故D错误。故选D。