2019年高考物理一轮规范练习：第2章 第1讲　重力　弹力　摩擦力(含解析)

配餐作业　重力　弹力　摩擦力见学生用书P315A组·基础巩固题1．下列说法正确的是(　　)A．有力作用在物体上，其运动状态一定改变B．单个孤立物体有时也能产生力的作用C．作用在同一物体上的力，只要大小相同，作用的效果就相同D．找不到施力物体的力是不存在的解析　由于力的作用效果有二：其一是改变物体运动状态，其二是使物体发生形变，A项错误；力是物体对物体的作用，B项错误；力的作用效果是由大小、方向、作用点共同决定的，C项错误；力是物体与物体之间的相互作用，只要有力就一定会有施力物体和受力物体，D项正确。答案　D　2．(多选)下列关于摩擦力的说法正确的是(　　)A．作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速，不可能使物体加速B．作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速，不可能使物体减速C．作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速，也可能使物体加速D．作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速，也可能使物体减速解析　滑动摩擦力既能提供动力，也能提供阻力，如把物体无初速度放在传送带上，滑动摩擦力对物体做正功，使物体加速，A项错误，C项正确；静摩擦力既能提供动力，也能提供阻力，汽车启动过程中，车厢里的货物跟随汽车一起加速，静摩擦力使货物加速。汽车刹车时，汽车车厢里的货物跟汽车一起停下来的过程，静摩擦力使货物减速，B项错误，D项正确。答案　CD　3.如图所示，在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球，小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等，盒子沿倾角为α的固定斜面滑动，不计一切摩擦，下列说法正确的是(　　)A．无论盒子沿斜面上滑还是下滑，球都仅对盒子的下底面有压力B．盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和右侧面有压力C．盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力D．盒子沿斜面上滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力解析　先以盒子和小球组成的系统为研究对象，无论上滑还是下滑，用牛顿第二定律均可求得系统的加速度大小为a＝gsinα，方向沿斜面向下，由于盒子和小球始终保持相对静止，所以小球的加速度大小也是a＝gsinα，方向沿斜面向下，小球沿斜面向下的重力分力大小恰好等于所需的合外力，因此不需要左、右侧面提供弹力，故A项正确。答案　A　4．在如图所示的装置中，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3，其大小关系是(　　)A．F1＝F2＝F3 B．F1＝F2<F3C．F1＝F3>F2 D．F3>F1>F2解析　对小球受力分析，左边装置中下面的小球受到重力mg和轻弹簧的弹力F1的作用，根据平衡条件可知F1＝mg；其他两个装置中弹簧的弹力等于细线的拉力，对小球受力分析，根据平衡条件可知细线上拉力等于小球重力，则有F2＝F3＝mg。因此，F1＝F2＝F3＝mg，A项正确，B、C、D项错误。答案　A　5．如图所示，质量为2 kg的物体B和质量为1 kg的物体C用轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上。再将一个质量为3 kg的物体A轻放到B上的瞬间，弹簧的弹力大小为(g取10 m/s2)(　　)A．30 N　　　B．0  C．20 N　　　D．12 N解析　放物体A之前，物体B处于平衡状态，由平衡条件可知，弹簧的弹力F＝mBg＝20 N，轻放上物体A的瞬间，弹簧的弹力来不及改变，其大小仍为20 N，故C项正确。答案　C　6．(多选)如图甲所示，A、B两个物体叠放在水平面上，B的上下表面均水平，A物体与一拉力传感器相连接，连拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从t＝0时刻起，用一水平向右的力F＝kt(k为常数)作用在B的物体上，力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，已知k、t1、t2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。据此可求(　　)A．A、B之间的最大静摩擦力B．水平面与B之间的滑动摩擦力C．A、B之间的动摩擦因数μABD．B与水平面间的动摩擦因数μ解析　当B被拉动后，力传感器才有示数，地面对B的最大静摩擦力为fm＝kt1，A、B相对滑动后，力传感器的示数保持不变，则fAB＝kt2－fm＝k(t2－t1)，A、B项正确；由于A、B的质量未知，则μAB和μ不能求出，C、D项错误。答案　AB　7．如图甲所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，地面对斜劈的摩擦力为f1；如图乙所示，若对该物块施加一平行于斜面向下的推力F1，使其加速下滑，则地面对斜劈的摩擦力为f2；如图丙所示，若对该物块施加一平行于斜面向上的推力F2，使其减速下滑，则地面对斜劈的摩擦力为f3。下列关于f1、f2、f3的大小关系正确的是(　　)A．f1＞0   B．f2＞f3C．f2＜f3 D．f2＝f3解析　图甲中斜劈和物块都处于平衡状态，对整体，只有竖直方向的重力和支持力，地面对斜劈的摩擦力f1＝0，若有摩擦力，则系统不能平衡，故A项错误；根据图甲的情景可知，在图乙、丙中，物块受到斜面作用的都是滑动摩擦力和支持力，合力与物块重力平衡即竖直向上，因此物块对斜面的作用力(摩擦力和压力的合力)总是竖直向下的，且与物块的重力等大，所以斜劈只受到了竖直方向的重力、地面支持力和物块的作用力，与图甲的受力情况相同，因此有f1＝f2＝f3＝0，B、C项错误，D项正确。答案　D　8．(多选)如图所示，物体A、B用细绳与弹簧连接后跨过滑轮，A静止在倾角为45°的粗糙斜面上，B竖直悬挂。已知质量mA＝3mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°减小到30°，下列说法正确的是(　　)A．弹簧的弹力大小不变B．物体A对斜面的压力将减少C．物体A受到的静摩擦力将减小D．弹簧的弹力及A受到的静摩擦力都不变解析　弹簧的弹力F始终等于物体B的重力，故弹力大小不变，A项正确；物体A对斜面的压力等于斜面对A的支持力，即N＝mAgcosθ，斜面倾角减小，压力将增大，B项错误；物体A沿斜面的合力为零，有f＝mAgsinθ－mBg，由于mAgsin30°>mBg，故随着角度的减小，摩擦力依旧沿斜面向上，大小逐渐减小，C项正确，D项错误。答案　AC　B组·能力提升题9．如图所示，均匀T形物块A质量为m，夹在两个相同的水平垫板中，A与垫板间的动摩擦因数为μ，当垫板B、C以相同的水平速率v1对称且匀速地向两侧退开时，若要使A以速率v2匀速前移，作用在A中央位置上与v2同向的水平拉力F的大小满足(　　)A．F<μmg  B．F＝μmgC．F>μmg  D．不能确定解析　对A进行受力分析，可知A在水平方向受到B和C对A摩擦力的作用和拉力的作用，由于滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，所以A相对B的运动方向如图(实线)，滑动摩擦力的方向以及滑动摩擦力的分解如图中虚线，由对称性可知，B与C对A的支持力都是mg，则B对A的摩擦力f1＝μmg，由图可知，由于f1＝，所以f1y<f1＝μmg；同理，沿y方向C对A的摩擦力也满足f2y<f2＝μmg，所以作用在A中央位置上与v2同向的水平拉力F的大小满足F＝f1y＋f2y<μmg，故A项正确。答案　A　【误区警示】滑动摩擦力方向的判断同学们都觉得没什么难度，此题对同学们的认知造成很大的冲击，使同学们对基本概念的理解更加深刻。10．如图所示，一木块受到一水平力F作用静止于斜面上，此力F的方向与斜面平行，如果将力F撤掉，下列对木块的描述正确的是(　　)A．木块将沿斜面下滑B．木块受到的摩擦力变大C．木块立即获得加速度D．木块所受的摩擦力方向改变解析　设木块的重力为G，将木块所受的重力分解为垂直于斜面方向和沿斜面向下方向，沿斜面向下的分力大小为Gsinθ，在斜面平面内受力如图甲。力F未撤掉时，由图根据平衡条件得，静摩擦力大小f1＝，力F撤掉时，重力分力Gsinθ＜，所以木块仍保持静止。由图乙，根据平衡条件得f2＝Gsinθ，所以木块受到的摩擦力变小。由图看出，木块所受的摩擦力方向发生了改变。故选D项。答案　D　11.如图所示，一直杆倾斜固定并与水平方向成30°的夹角。直杆上套有一个质量为0.5 kg的圆环，圆环与轻弹簧相连，在轻弹簧上端施加一竖直向上、大小F＝10 N的力，圆环处于静止状态，已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为0.7，g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　)A．圆环受到直杆的弹力，方向垂直直杆向上B．圆环受到直杆的弹力大小等于2.5 NC．圆环受到直杆的摩擦力，方向沿直杆向上D．圆环受到直杆的摩擦力大小等于2.5 N解析　圆环受到直杆的弹力，方向垂直直杆向下，A项错误；画出圆环受力示意图如图所示，应用平行四边形定则可得，圆环受到直杆的弹力大小等于  N，B项错误；圆环受到直杆的摩擦力，方向沿直杆向下，大小等于2.5 N，C项错误，D项正确。答案　D　12.如图所示，质量为m的物体悬挂在轻质支架上，斜梁OB与竖直方向的夹角为θ。设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2，以下结果正确的是(　　)A．F1＝mgsinθ B．F1＝C．F2＝mgcosθ D．F2＝解析　由题可知，对悬挂的物体由力的平衡条件可知绳子的拉力等于其重力，则绳子拉O点的力也等于重力。求OA和OB的弹力，选择的研究对象为作用点O，受力分析如图，由平衡条件可知，F1和F2的合力与T等大反向，则由平行四边形定则和几何关系可得F1＝mgtanθ，F2＝，故D项正确。答案　D　13．如图所示，跨过定滑轮的轻绳两端分别系着物体A和B，物体A放在倾角为θ＝30°的斜面上。已知物体A的质量为m，物体A与斜面间的最大静摩擦力是与斜面间弹力的μ倍(μ＜tanθ)，滑轮与轻绳间的摩擦不计，绳的OA段平行于斜面，OB段竖直，要使物体A静止在斜面上，则物体B质量的取值范围为多少？解析　设绳中张力为T，先以B为研究对象，因为B静止，所以有T＝mBg，再以A为研究对象，若A处于不上滑的临界状态时，则有T＝fm＋mgsinθ，而fm＝μN，N＝mgcosθ，解得mB＝m(sinθ＋μcosθ)。同理，若A处于将不下滑的临界状态时，则有T＋fm＝mgsinθ，可得mB＝m(sinθ－μcosθ)，故mB应满足的条件为m(sinθ－μcosθ)≤mB≤m(sinθ＋μcosθ)。答案　m(sinθ－μcosθ)≤mB≤m(sinθ＋μcosθ)14．如图所示，在倾角θ＝30°的斜面上放一木板A，重为GA＝100 N，板上放一重为GB＝500 N的木箱B，斜面上有一固定的挡板，先用平行于斜面的绳子把木箱与挡板拉紧，然后在木板上施加一平行斜面方向的拉力F，使木板从木箱下匀速抽出，此时，绳子的拉力T＝400 N。设木板与斜面间的动摩擦因数μ＝，求拉力F的大小。解析　以AB整体为研究对象，受力分析如图，由平衡条件得F＝fA＋T－(GA＋GB)sinθ，NA＝(GA＋GB)cosθ，fA＝μNA，解得F＝325 N。答案　325 N