高考物理一轮复习课后练习04 重力弹力摩擦力（含答案解析）

2020版高考物理 全程复习课后练习04

重力弹力摩擦力

1.下列关于摩擦力的说法中正确的是(　　)

A．静止的物体不可能受到滑动摩擦力

B．相对静止的两个物体之间，也可能有摩擦力

C．有相对运动的两物体之间一定存在摩擦力

D．运动的物体受到的摩擦力的方向总是与它的运动方向相反

A．物块可能会沿斜面下滑

B．物块受到的摩擦力变小

C．物块受到的摩擦力大小不变

D．物块对斜面的压力变小

A．由图可求出物块的质量

B．由图可求出物块与斜面间的动摩擦因数

C．F小于F0时物块保持静止状态

D．F大于F0后物块做匀变速运动

A．800 N/m          B．900 N/m          C．1 000 N/m          D．1 200 N/m

5.如图所示,小物体P放在直角斜劈M上,M下端连接一竖直弹簧,并紧贴竖直光滑墙壁。开始时,P、M静止,M与墙壁间无作用力,现以平行斜面向上的力F向上推物体P,但P、M未发生相对运动。则在施加力F后(　　)

A.P、M之间的摩擦力变大

B.P、M之间的摩擦力变小

C.墙壁与M之间仍然无作用力

D.弹簧的形变量减小

A．A弹簧的伸长量为3 cm

B．外力F=10 N

C．B弹簧的伸长量为4 cm

D．突然撤去外力F瞬间，b球加速度为0

A．2－       B.      C.      D.

9.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处受力的方向，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．A对B的摩擦力减小

B．拉力F一定增大

C．物体B对斜面的作用力不变

D．地面受到的摩擦力大小可能变大

A．小球做匀速直线运动

B．圆环一定受三个力作用

C．圆环一定受四个力作用

D．小球的重力大于轻绳的拉力

A．如果图甲中的物体静止在水平地面上，那么弹簧测力计的读数可能小于F

B．如果图乙中的物体静止在斜面上，那么弹簧测力计的读数一定等于F

C．如果图丙中的物体静止在粗糙水平地面上，那么弹簧测力计的读数一定等于F

D．如果已知图丁中水平地面光滑，则由于物体的质量未知，无法判定弹簧测力计的读数与F的大小关系

(1)轻绳与水平方向的夹角θ；

(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数μ.

(1)当弹簧伸长1 cm时，求弹簧弹力F1和物体所受的摩擦力f1的大小；

(2)当弹簧伸长2 cm时，求弹簧弹力F2和物体所受的摩擦力f2的大小．

答案解析

1.答案为：B；

解析：静止的物体可能受到滑动摩擦力的作用，如物体在粗糙桌面上滑行，桌面受到的是滑动摩擦力，故A错误；相对静止的两个物体之间，也可能有摩擦力，比如：正在随斜向上运动的传送带匀速上滑的物体，故B正确；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，故C错误；摩擦力的方向可能与运动方向相同，也可能与运动方向相反，但总是和物体之间的相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反，故D错误．

解析：开始时，物块在斜面上受重力mg、斜面的支持力N和摩擦力f、水平力F作用，物块处于静止状态，因此f为静摩擦力，根据共点力平衡条件可知，在垂直于斜面的方向上有N=mgcosα，在平行于斜面的方向上有f=，由于水平力F与斜面平行，因此即使撤去外力F，对垂直于斜面方向上的受力情况无影响，故选项D错误；当撤去外力F后，在平行于斜面方向上，除斜面对物块的摩擦力以外，仅剩下重力沿斜面向下的分力，且有mgsinα<，所以此时斜面对物块的摩擦力仍然是静摩擦力，故选项A错误；且有f′=mgsinα，故选项B正确、C错误．

解析：设物块的质量为m，当推力F=0时，物块所受的摩擦力为a=mgsinα，

可以得出物块质量m=，选项A正确；当推力F增大到F0时，物块开始滑动，

物块所受的摩擦力为b=μmgcosα，可得出物块与斜面之间的动摩擦因数，选项B正确；

F小于F0时物块保持静止状态，选项C正确；F大于F0后物块保持运动状态，

但不是匀变速运动，选项D不正确．

解析：如图所示，过O点作AB的垂线，与AB所在直线相交于D点，连接OA、OB，

设OD=s，BD=L1，AD=L2，由几何关系得：L1－L2=3.5 cm，tan 53°=，tan37°=，

解得s=6 cm，弹簧从A点调节到B点时，形变量为Δx=－，

解得Δx=2.5 cm，根据胡克定律F=kΔx，可求得k=1 000 N/m，选项C正确．

5.答案为：D；

解析：未施加F之前,对小物体P受力分析,根据平衡条件可知,小物体P受到的沿斜面向上的静摩擦力等于重力沿斜面向下的分力。施加向上的推力F后,当F大于小物体P的重力沿斜面向下的分力的2倍时,摩擦力变大;当F等于小物体P的重力沿斜面向下的分力的2倍时,摩擦力大小不变;当F小于小物体P的重力沿斜面向下的分力的2倍时,摩擦力变小,故A、B错误。把P、M看成一个整体,整体受力平衡,则墙壁与M的弹力等于F在水平方向的分力,竖直方向弹簧弹力等于整体的重力减去F在竖直方向的分力,所以弹力减小,形变量减小,故C错误,D正确。

解析：由题意，当F=kt时，物体受到的摩擦力为f=μF=μkt，因此滑动摩擦力随着时间的增加不断增大，直到滑动摩擦力大于重力时，物体做减速运动，当物体速度减为零时，摩擦力变成静摩擦力，物体处于静止状态，即使推力增大，静摩擦力大小不变，选项B正确，A、C、D错误．综上本题选B.

解析：a、b两球处于平衡状态，所受合力均为零，A弹簧的伸长量为xA==2 cm，故A错；

对a、b球及A弹簧整体受力分析得：外力F=2mgtan60°=20 N，B弹簧弹力大小为FB==40 N，则B弹簧的伸长量xB==8 cm，故B、C错；撤去力F瞬间，A、B弹簧的弹力不变，则b球所受合力仍为零，加速度为0，故D正确．

解析：当拉力水平时，物块做匀速运动，则F=μmg，当拉力方向与水平方向的夹角为60°时，物块也刚好做匀速运动，则Fcos60°=μ(mg－Fsin60°)，联立解得μ=，A、B、D项错误，C项正确．

9.答案为：A；

解析：M处受到的支持力垂直于地面竖直向上，N处受到的支持力过N垂直于切面，A项正确，

B项错误；静摩擦力方向平行于接触面与相对运动趋势的方向相反，

因此M处受到的静摩擦力沿水平方向，N处受到的静摩擦力沿MN方向，C、D项都错误．

解析：拉力F平行于斜面向上时，先对物体B进行受力分析如图甲，根据平衡条件，有平行于斜面方向F=f＋mgsinθ，垂直于斜面方向N=mgcosθ，其中f=μN，解得F=mg(sinθ＋μcosθ)，f=μmgcosθ，拉力改变方向后，设其与斜面夹角为α，根据平衡条件，在平行于斜面方向，有F′cosα=f＋mgsinθ，垂直于斜面方向N′＋F′sinα=mgcosθ，其中f′=μN′，解得F′=，f′=μ(mgcosθ－F′sinα)，联立各式得到滑动摩擦力减小，故A正确；拉力F可能变大，也可能减小，故B错误；对A进行受力分析，受重力、支持力、B对A的压力、B对A的滑动摩擦力、地面对A的静摩擦力，如图乙，根据平衡条件，在水平方向有f静=N′sinθ＋f′cosθ；又因N=N′，f=f′，当拉力改变方向后，N′和f′都减小，故f′和N′的合力一定减小(B对A的力就是f′和N′的合力)，静摩擦力也一定减小，故C、D错误．

解析：以小球为研究对象，由题意知小球沿杆向下做直线运动，说明加速度为零或加速度沿杆方向，而小球只受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力，这两个力的合力必为零，即小球做匀速直线运动，则圆环也做匀速直线运动，圆环受到重力、竖直向下的拉力、支持力和滑动摩擦力，共四个力作用，选项A、C正确，B错误；由平衡条件知，轻绳对小球的拉力等于小球的重力，选项D错误．

解析：题图甲中的物体静止在水平地面上，根据平衡原理，弹簧测力计的读数等于F，故A错误；不论物体静止在斜面上，还是静止在粗糙水平地面上，由平衡条件可知，弹簧测力计的读数一定等于F，故B、C正确；已知题图丁中水平地面光滑，虽然物体的质量未知，但是弹簧测力计的读数与F的大小仍相等，故D错误．

(1)小球处于平衡状态，其所受合力为零．以小球为研究对象分析受力如图甲所示，

由平衡条件得，水平方向Fcos60°－Tcosθ=0，

竖直方向Fsin60°－Tsinθ－mg=0，

解得θ=30°.

(2)以木块和小球整体为研究对象，受力分析如图乙所示，

由平衡条件得，水平方向有Fcos60°－μN=0，

竖直方向有Fsin60°＋N－mg－Mg=0，

解得μ=.

(1)由胡克定律知F1=kx1=2 500 N/m×0.01 m=25 N

f=μFN，FN=G，则f=μG=40 N

因为F1<f，所以物体仍静止，即f1=25 N

(2)由胡克定律知F2=kx2=2 500 N/m×0.02 m=50 N

F2>f，所以物体运动，即f2=40 N.