2017届高三物理一轮复习 第2章 相互作用 第1讲 重力 弹力 摩擦力知能提升演练

重力弹力摩擦力[随堂反馈]1．(2014·高考广东卷)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解析：支持力的方向与接触面垂直，所以M处的支持力的方向与地面垂直，即竖直向上，N 处支持力的方向与接触面垂直，即垂直MN向上，故选项A正确，选项B错误；摩擦力的方向与接触面平行，与支持力垂直，故选项C、D错误．答案：A2．如图甲、乙所示，乙图中斜面体固定不动，物体P、Q在力F作用下一起以相同速度沿F 方向匀速运动．关于物体P所受的摩擦力，下列说法正确的是( )A．甲、乙两图中物体P均受摩擦力，且方向均与F相同B．甲、乙两图中物体P均受摩擦力，且方向均与F相反C．甲、乙两图中物体P均不受摩擦力D．甲图中物体P不受摩擦力，乙图中物体P受摩擦力，方向和F方向相同解析：用假设法分析：甲图中，假设P受摩擦力，与P做匀速运动在水平方向合力为零不符，所以P不受摩擦力；乙图中，假设P不受摩擦力，P将相对Q沿斜面向下运动，因此P受沿F方向的摩擦力．故正确选项是D.答案：D3.如图所示，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴O安在一根轻木杆B上，一根轻绳AC绕过滑轮，A端固定在墙上，且绳保持水平，C端挂一重物，BO与竖直方向夹角θ＝45°，系统保持平衡．若保持滑轮的位置不变，改变夹角θ的大小，则滑轮受到木杆作用力大小变化情况是( )A ．只有角θ变小，作用力才变大B ．只有角θ变大，作用力才变大C ．不论角θ变大或变小，作用力都是变大D ．不论角θ变大或变小，作用力都不变解析：由于两侧细绳中拉力不变，若保持滑轮的位置不变，改变夹角θ的大小，则滑轮受到木杆作用力大小不变，选项D 正确，A 、B 、C 错误．答案：D4.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/s 2.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：因弹簧的拉力F ＝10 N ＞mg ＝5 N ，所以圆环受到垂直直杆向下的支持力F N .同理，拉力沿直杆向上的分力F 1＝F sin 30°＝5 N ，也大于重力沿直杆向下的分力G 1，所以圆环受到沿直杆向下的摩擦力F f ，如图所示．垂直直杆方向：F N ＋mg cos 30°＝F cos 30°沿直杆方向：F f ＋mg sin 30°＝F sin 30°解得F N ＝532N ，F f ＝2.5 N ，D 正确． 答案：D5.(2016·石家庄模拟)如图所示，一质量为M 、倾角为θ的斜面体置于水平地面上，质量为m 的小木块(可视为质点)放在斜面上．现用一平行于斜面、大小恒定的拉力F 作用于小木块上，拉力在以斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中，斜面体和小木块始终保持静止状态．下列说法中正确的是( )A ．小木块受到斜面的最大摩擦力为F 2＋ mg sin θ 2B ．小木块受到斜面的最大摩擦力为F －mg sin θC ．斜面体受到水平地面的最大摩擦力为FD ．斜面体受到水平地面的最大摩擦力为F cos θ解析：对小木块分析可知，当力F绕小木块旋转一周的过程中，F沿斜面向下时小木块受到的静摩擦力最大，小木块受到的最大静摩擦力F fm＝mg sin θ＋F，故A、B均错误．对M、m 整体受力分析可知，水平地面对斜面体的摩擦力与F的水平分力大小相等，所以最大静摩擦力为F，此时F与斜面底边平行，所以C项正确，D项错误．答案：C[课时作业]一、单项选择题1.如图所示，一小车的表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成，其上放一球，球与水平面的接触点为a，与斜面的接触点为b.当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时，下列结论正确的是( )A．球在a、b两点处一定都受到支持力B．球在a点一定受到支持力，在b点处一定不受支持力C．球在a点一定受到支持力，在b点处不一定受到支持力D．球在a点处不一定受到支持力，在b点处也不一定受到支持力解析：若球与车一起水平匀速运动，则球在b处不受支持力作用；若球与车一起水平向左匀加速运动，则球在a处受到的支持力可能为零，选项D正确．答案：D2．如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力 ( )A．方向向左，大小不变B．方向向左，逐渐减小C．方向向右，大小不变D．方向向右，逐渐减小解析：对A、B整体受力分析如图所示，滑动摩擦力F f使整体产生加速度a，a等于μg且大小不变，对B受力分析知，B所受静摩擦力F f′＝m B a＝μm B g，大小不变，方向向左，A 正确，B、C、D错误．答案：A3.如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在下面弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧．在此过程中下面木块移动的距离为( )A.m 1g k 1 B.m 2g k 2 C.m 1g k 2 D.m 2g k 1解析：在没有施加外力向上提时，弹簧k 2被压缩，压缩的长度为Δx ＝ m 1＋m 2 g k 2.在用力缓慢向上提m 1直至m 1刚离开上面的弹簧时，弹簧k 2仍被压缩，压缩量为Δx ′＝m 2g k 2.所以在此过程中，下面木块移动的距离为Δx －Δx ′＝m 1g k 2，故选C. 答案：C4．如图所示，某粮库使用电动传输机向粮垛上输送麻袋包，现将一麻袋包放置在倾斜的传送带上，与传送带一起向上匀速运动，其间突遇故障，传送带减速直至停止．若上述匀速和减速过程中，麻袋包与传送带始终保持相对静止，下列说法正确的是( )A ．匀速运动时，麻袋包只受重力与支持力作用B ．匀速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上C ．减速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向下D ．减速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上解析：传送带匀速运动时，麻袋包受力平衡，麻袋包除受重力、垂直斜面向上的支持力外，还要受沿斜面向上的摩擦力的作用，A 错误，B 正确．传送带向上减速运动时，麻袋包的加速度沿斜面向下，受到的摩擦力可能沿传送带向上、沿传送带向下或为零，C 、D 错误． 答案：B5.如图所示，杆BC 的B 端用铰链固定在竖直墙上，另一端C 为一滑轮．重物G 上系一绳经过滑轮固定于墙上A 点处，杆恰好平衡．若将绳的A 端沿墙缓慢向下移(BC 杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计)，则( )A ．绳的拉力增大，BC 杆受绳的压力增大B ．绳的拉力不变，BC 杆受绳的压力增大C ．绳的拉力不变，BC 杆受绳的压力减小D ．绳的拉力不变，BC 杆受绳的压力不变解析：选取绳子与滑轮的接触点为研究对象，对其受力分析，如图所示．绳中的弹力大小相等，即F T1＝F T2＝G ，C 点处于三力平衡状态，将三个力的示意图平移可以组成闭合三角形，如图中虚线所示，设AC 段绳子与竖直墙壁间的夹角为θ，则根据几何知识可知F ＝2G sin θ2，当绳的A 端沿墙缓慢向下移时，绳的拉力不变，θ增大，F 也增大，根据牛顿第三定律知，BC 杆受绳的压力增大，B 正确．答案：B6.如图所示，把一重为G 的物体，用一水平方向的推力F ＝kt (k 为恒量，t 为时间)压在竖直的足够高的平整墙上．从t ＝0开始物体所受的摩擦力F f 随t 的变化关系是下图中的( )解析：物体在竖直方向上只受重力G 和摩擦力F f 的作用．由于F f 从零开始均匀增大，开始一段时间F f ＜G ，物体加速下滑；当F f ＝G 时，物体的速度达到最大值；之后F f ＞G ，物体向下做减速运动，直至减速为零．在整个运动过程中，摩擦力为滑动摩擦力，其大小为F f ＝μF N ＝μF ＝μkt ，即F f 与t 成正比，是一条过原点的倾斜直线；当物体速度减为零后，滑动摩擦力变为静摩擦力，其大小为F f ＝G ，所以物体静止后的图线为平行于t 轴的线段，故选项B 正确．答案：B7．如图所示，倾角为θ的斜面体C 置于水平面上，B 置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A 相连接，连接B 的一段细绳与斜面平行，A 、B 、C 都处于静止状态，则( )A．B受到C的摩擦力一定不为零B．C受到水平面的摩擦力一定为零C．不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力方向一定向左D．水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等解析：以B物体为研究对象，沿斜面方向受到重力沿斜面方向向下的分力、绳的拉力和静摩擦力，静摩擦力的大小等于重力沿斜面方向向下的分力与拉力的合力，所以可能为零，可能沿斜面向上或向下，A项错误；利用整体法可知不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力与拉力在水平方向上的分力平衡，方向一定向左，B项错误，C项正确；同理，在竖直方向利用整体法判断水平面对C的支持力等于B、C的总重力减去拉力在竖直方向上的分力，D项错误．答案：C8．在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图所示的情况就是一个实例．当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时，下列说法正确的是( )A．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变B．运动员受到的支持力，是运动员的脚发生形变而产生的C．此时跳板对运动员的支持力和运动员的重力等大D．此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力解析：发生相互作用的物体均要发生形变，故A错；发生形变的物体，为了恢复原状，会对与它接触的物体产生弹力的作用，B错误；在最低点，运动员虽然处于瞬间静止状态，但接着运动员要加速上升，故此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力，C错误，D正确．答案：D9.质量为m的物体在水平面上，在大小相等、互相垂直的水平力F1和F2的作用下，从静止开始沿水平面运动，如图所示．若物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体( )A．在F1的反方向上受到F f1＝μmg的摩擦力B．在F2的反方向上受到F f2＝μmg的摩擦力C．在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为F f＝2μmgD．在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为F f＝μmg解析：运动物体受到滑动摩擦力，大小为F f ＝μmg ，方向与物体运动方向相反，即与F 1、F 2的合力方向相反，故D 正确．答案：D10.小车上固定一根弹性直杆A ，杆顶固定一个小球B (如图所示)，现让小车从光滑斜面上自由下滑，在下图的情况中杆发生了不同的形变，其中正确的是( )解析：小车沿光滑的斜面下滑时的加速度a ＝g sin θ，即小球沿斜面方向的合力为mg sin θ，杆只对小球施加了垂直于斜面向上的支持力，故C 正确．答案：C11.如图所示，物块A 放在倾斜的木板上，木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为( )A.12B.32C.22D.52解析：木板的倾角α为30°时物块静止，所受摩擦力为静摩擦力，由沿斜面方向二力平衡可知其大小为mg sin 30°；木板的倾角α为45°时物块滑动，所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为μmg cos 45°，由二者相等可得物块和木板间的动摩擦因数μ＝22. 答案：C12．(2016·铜陵模拟)如图所示，物体A 、B 置于水平地面上，与地面间的动摩擦因数均为μ，物体A 、B 用一跨过动滑轮的细绳相连．现用逐渐增大的力向上提升滑轮，某时刻拉A 物体的绳子与水平面成53°角，拉B 物体的绳子与水平面成37°角，此时A 、B 两物体刚好处于平衡状态，则A 、B 两物体的质量之比m A m B为(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)( )A.4μ＋33μ＋4B.3μ＋44μ＋3C.4μ－33μ－4D.3μ－44μ－3解析：设绳中张力为F ，对A 应用平衡条件可得F cos 53°＝μ(m A g －F sin 53°)，对B 应用平衡条件可得F cos 37°＝μ(m B g －F sin 37°)，以上两式联立可解得m A m B ＝4μ＋33μ＋4，A 正确． 答案：A13．如图所示，在倾角为α的传送带上有三个质量均为m 的木块1、2、3，中间均用原长为L 、劲度系数为k 的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数均为μ，其中木块1被与传送带平行的细线拉住，传送带按图示方向匀速运行，三个木块均处于平衡状态．下列结论正确的是( )A ．2、3两木块之间的距离等于L ＋ sin α＋μcos α mg kB ．2、3两木块之间的距离等于L ＋μmg cos αkC ．1、2两木块之间的距离等于2、3两木块之间的距离D ．如果传送带突然加速，相邻两木块之间的距离都将增大解析：分析木块3受力情况，由平衡条件可得F 23＝mg sin α＋μmg cos α，又F 23＝kx 23，可求出2、3两木块之间的距离等于L ＋x 23＝L ＋mg sin α＋μcos α k，A 正确，B 错误；分析木块2受力情况，由平衡条件可得F 12＝mg sin α＋μmg cos α＋F 23，故F 12＞F 23,1、2两木板之间的距离大于2、3两木块间的距离，C 错误；传送带突然加速时，并不会使木块所受的滑动摩擦力增大，因此不会影响两相邻木块间的距离，D 错误．答案：A二、多项选择题14．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，如把物体无初速度地放在传送带上，滑动摩擦力对物体做正功，使物体加速，A 错误，C 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，车厢里的货物跟汽车一起加速，静摩擦力使货物加速，汽车车厢里的货物跟汽车一起停下来的过程中，静摩擦力使货物减速，B 错误，D 正确．答案：CD15．如图所示，小车的质量为m 0，人的质量为m ，人用恒力F 拉绳，若人和小车保持相对静止，不计绳和滑轮质量及小车与地面间的摩擦，则小车对人的摩擦力可能是( )A ．0 B.m －m 0m ＋m 0F ，方向向右 C.m －m 0m ＋m 0F ，方向向左 D.m 0－m m ＋m 0F ，方向向右 解析：假设小车对人的静摩擦力方向向右，先对整体分析受力有2F ＝(m 0＋m )a ，再隔离出人，对人分析受力有F －F f ＝ma ，解得F f ＝m 0－m m 0＋m F ，若m 0>m ，则和假设的情况相同，D 正确；若m 0＝m ，则静摩擦力为零，A 正确；若m 0<m ，则静摩擦力方向向左，C 正确． 答案：ACD。