高考物理一轮复习 考点规范练习本04 重力弹力摩擦力（含答案解析）

2020版高考物理 考点规范练习本04

重力弹力摩擦力

1.下列关于常见力的说法中正确的是(　　)

A．弹力、重力、支持力、摩擦力都是按照力的性质命名的

B．有规则形状的物体，其重心就是物体的几何中心

C．两接触面间有摩擦力存在，则一定有弹力存在

D．力是一个物体就可以产生的，不需要其他物体的存在

2.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 cm

B.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/m

D.由于弹簧的原长未知,无法算出弹簧的劲度系数

3.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 α

B.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 α

D.a、b球的质量大小关系一定满足ma=mb

4.如图所示，有8个完全相同的长方体木板叠放在一起，每个木板的质量均为100 g，某人用双手在这叠木板的两侧各加一水平压力F，使木板静止．若手与木板之间的动摩擦因数为0.5，木板与木板之间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10 m/s2，则水平压力F至少为(　　)

A．8 N           B．15 N         C．16 N            D．30 N

5.如图所示,斜面固定在地面上,倾角为37°(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长,该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8),则该滑块所受摩擦力F随时间变化的图像是(取初速度v0的方向为正方向,g取10 m/s2)(　　)

6.一轻弹簧，在弹性限度内，当它的伸长量为4.0 cm时，弹簧的弹力大小为8.0 N；当它的压缩量为1.0 cm时，该弹簧的弹力大小为(　　)

A．2.0 N          B．4.0 N        C．6.0 N           D．8.0 N

7.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)g

C．A、B的质量关系必须满足M=5m

D．物块B受到的静摩擦力方向一定沿斜面向上

8.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(　　)

9. (多选)在固定的斜面Q上放一物块P,P静止不动,现分别用平行于斜面向上、水平向左、竖直向下和垂直于纸面向外(未画出)的力F作用于物块P,P仍静止不动,如图所示。

下列判断正确的是 (　　)

A.图甲中斜面Q对物块P的支持力增大

B.图乙中斜面Q对物块P的摩擦力减小

C.图丙中物块P受到的合外力不变

D.图丁中物块P所受的摩擦力增大

10. (多选)如图所示,物体P、Q用轻绳连接后跨过定滑轮,物体P静止在倾角为37°的斜木板上,物体Q悬挂在定滑轮的另一侧,已知P、Q的质量关系为mQ=mP。今将斜木板的倾角从37°增大到45°,物体P仍保持静止,若不计滑轮处的摩擦,则下列说法正确的是(　　)

A.绳子的张力大小不变

B.物体P受到的静摩擦力将变小

C.物体P对斜木板的压力将变小

D.绳子张力和物体P受到的摩擦力大小均不变

11. (多选)如图所示,将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O'处(O为球心),弹簧另一端与质量为m的小球相连,小球静止于P点。已知容器半径为R,与水平面间的动摩擦因数为μ,OP与水平方向的夹角为θ=30°。下列说法正确的是(重力加速度为g)(　　)

A.容器相对于水平面有向左运动的趋势

B.容器对小球的作用力指向球心O

C.轻弹簧对小球的作用力大小为mg

D.弹簧原长为R+

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 N

B．人拉绳的力是100 N

C．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m的物体与A、B两个弹簧相连,其劲度系数分别为k1和k2,B弹簧下端与地相连,现用手拉A的上端,使A缓慢上移,当B弹簧的弹力大小为原来的时,A上端移动的距离是多少?

答案解析

1.答案为：C；

解析：支持力是根据力的作用效果命名的，故A错误；只有质量分布均匀、形状规则的物体，

重心才在其几何中心，故B错误；弹力产生的条件：相互接触并挤压，摩擦力产生的条件：

接触面粗糙、相互接触并挤压、有相对运动或相对运动趋势，

可见，有摩擦力，必有弹力，故C正确；力是物体与物体间的相互作用，故D错误．

2.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。

3.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。

4.答案为：B；

解析：手对最外侧两木板的静摩擦力大小相等、方向相同．先将所有的木板看成整体，受力分析，竖直方向受重力和静摩擦力，由二力平衡有2μ1F≥8mg，F≥8 N，再对除最外侧两木板之外的木板整体受力分析，竖直方向受重力和静摩擦力，由二力平衡有2μ2F≥6mg，得F≥15 N，只有选项B正确．

5.答案为：B；

解析：滑块上升过程中受到滑动摩擦力作用,由F=μFN和FN=mgcosθ联立得F=6.4N,方向沿斜面向下。当滑块的速度减为零后,由于重力的分力mgsinθ小于滑动摩擦力μmgcosθ,滑块静止不动,滑块受的摩擦力为静摩擦力,由平衡条件F=mgsinθ,代入可得F=6N,方向为沿斜面向上,故选项B正确。

6.答案为：A；

解析：当弹簧的伸长量为4.0 cm时，根据胡克定律F=kx得，

弹簧的劲度系数k===2.0 N/cm；当弹簧的压缩量为1.0 cm时，

弹簧的弹力大小F2=kx2=2.0 N/cm×1.0 cm=2.0 N，选项A正确．

7.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．

8.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．

9.答案为：CD；

解析：图甲中,斜面Q对物块P的支持力等于物块P的重力垂直斜面方向的分力,与F的大小无关,所以斜面Q对物块P的支持力不变,故A错误。把图乙中F分解到沿斜面方向和垂直斜面方向,根据平衡条件可知,物块P受到的摩擦力等于重力沿斜面向下的分力和F沿斜面向下的分力之和,摩擦力增大,故B错误。物块P处于静止状态,合力为零,则图丙中物块P受到的合外力不变,故C正确。图丁中施加垂直纸面向外的力F,根据平衡条件可知,物块P受到的摩擦力Ff=>mgsinθ,所以摩擦力增大,故D正确。

10.答案为：ABC；

解析：绳中张力大小等于物体Q的重力大小,且其大小保持不变,故A正确;设斜木板与水平面夹角为α,物体P对斜板压力等于mPgcosα,α由37°变为45°,则压力变小,故C正确;当α=37°时,P受到的静摩擦力Ff=mQg-mPgsin37°=0.15mPg,方向沿斜板向下,当α=45°时,P受到的静摩擦力Ff'=mQg-mPgsin45°≈0.04mPg,方向仍沿斜板向下,故B正确,D错误。

11.答案为：BD；

解析：容器和小球组成的系统与水平面间的摩擦力为零,没有相对水平面的运动趋势,A错误;

容器对小球的弹力沿容器半径指向球心O,B正确;由FNsinθ+F弹sinθ=mg,FNcosθ=F弹cosθ,

可得F弹=FN=mg,C错误;由F弹=kx可得弹簧的压缩量x=,弹簧的原长l0=lO'P+x=R+,D正确。

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：B原来处于压缩状态,其压缩量为x0=,当向上缓慢拉A使B中弹力大小减为原来的时,

有两种可能。

(1)B仍处于被压缩的状态,则此时A弹簧的弹力和伸长量分别为

F1=mg-F2=mg,x1=,

这时B上端移动的位移x2=,

所以A上端移动的距离sA=x1+x2=mg。

(2)B处于拉伸状态,则此时A弹簧的弹力和伸长量分别为

F1'=mg+F2'=mg,x1'=mg,

这时B上端移动的位移x2'=mg,

所以A上端上移的距离为sA'=x1'+x2'=mg。