2016届高考物理一轮课时作业【4】重力、弹力、摩擦力(含答案)

【高考核动力】2016届高考物理一轮复习课时作业4 重力、弹力、摩擦力(时间：45分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后括号内)1．探究弹力和弹簧伸长量的关系时，在弹性限度内，悬挂15 N的重物时，弹簧长度为0.16 m，悬挂20 N的重物时，弹簧长度为0.18 m，则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为( )A．L0＝0.02 m k＝500 N/mB．L0＝0.10 m k＝500 N/mC．L0＝0.02 m k＝250 N/mD．L0＝0.10 m k＝250 N/m【解析】由胡克定律知F1＝k(L1－L0)①F2＝k(L2－L0)②由①②代入数据解得：L0＝0.10 m，k＝250 N/m.【答案】 D2．一个斜面体上搁置一根只能沿竖直方向运动的直杆，杆与斜面接触面粗糙．斜面体水平向右运动过程中，发现杆匀加速上升，如图所示，关于斜面体对杆的作用力，下列判断中正确的是( )A．斜面对杆的滑动摩擦力沿斜面向下B．斜面对杆的滑动摩擦力沿斜面向上C．斜面体对杆的作用力竖直向上D．斜面体对杆的作用力竖直向下【解析】杆匀加速上升，斜面体水平向右运动，杆相对于斜面体向上滑动，因此杆受的摩擦力沿斜面向下，A对，B错；杆受的支持力垂直于斜面向上，杆受斜面体的作用力斜向右上方，C、D项错误．【答案】 A3．质量为m的物体放在水平面上，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F 1、F 2合力的反方向上受到的摩擦力为F f 合＝2μmgD ．在F 1、F 2合力的反方向上受到的摩擦力为F f 合＝μmg【解析】 由于F 1和F 2的合力是恒力，物体由静止开始运动，必沿F 1和F 2的合力方向做直线运动，滑动摩擦力的方向必沿F 1和F 2的合力的反方向，滑动摩擦力的大小为F f 合＝μF N ，又因为F N ＝m g ，故F f 合＝μmg .【答案】 D 4.如图所示，一重为8 N 的球固定在AB 杆的上端，今用测力计水平拉球，使杆发生弯曲，此时测力计的示数为6 N ，则AB 杆对球作用力的大小及方向为( )A ．6N ，竖直向上B ．8 N ，竖直向下C ．10 N ，斜左上与竖直方向的夹角为37°D ．12 N ，斜右上与竖直方向的夹角为53°【解析】 取球受力分析如图所示，由平衡条件知F 杆＝62＋82N ＝10 N. 设F 杆与竖直方向的夹角为θ，则tan θ＝F G ＝68所以θ＝37°. 【答案】 C5．如下图所示，质量为m 的物块，在力F 的作用下静止于倾角为α的斜面上，力F 大小相等且F <mg sin α.则物块所受摩擦力最大的是( )【解析】 因为m 处于静止状态，以m 为研究对象对四个选项中的情况进行受力分析，可得：A 中摩擦力f 1＝mg sin α－F ；B 中摩擦力f 2＝mg sin α－F cos α，C 中摩擦力f 3＝mg sin α；D 中摩擦力f 4＝(mg ＋F )sin α；由于F <mg sin α，比较各选项中的摩擦力可得最大值为f 4.因此选项D 正确．【答案】 D 6.如图所示，斜面体M 的底面粗糙，斜面光滑，放在粗糙水平面上．弹簧的一端固定在墙面上，另一端与放在斜面上的物块m相连，弹簧的轴线与斜面平行．若物块在斜面上来回运动，斜面体保持静止，则地面对斜面体的摩擦力F f与时间t的关系图像应是下图中的哪一个( )【解析】以斜面体M为研究对象，斜面体受重力、物块m的压力、地面的支持力和地面对斜面体的摩擦力作用而保持静止状态，物块在斜面上来回运动，物块对斜面的压力不变，斜面体所受外力不变，故地面对斜面体的摩擦力不发生变化，选项C正确．【答案】 C7.图甲在倾角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，如图甲所示．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.不计绳与滑轮间摩擦，系统处于静止状态，sin 37°＝0.6，c os 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)gC．A、B的质量关系必须满足M＝5mD．物块B受到的静摩擦力方向一定沿斜面向上【解析】由于A、B间光滑，因此A受三个力而平衡，如图乙所示，轻绳张力T＝mg sin 37°＝0.6mg.对B受力分析如图丙所示，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T－Mg sin 37°±F f＝0，其中F f≤μ(m＋M)g cos 37°＝0.4(m＋M)g，可得(0.2M－0.4m)g≤T≤(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．【答案】 A8．用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动，从t＝0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小，到t1时刻F减小为零，则物体所受的摩擦力F f随时间t的变化图象可能是下列图中的( )【解析】若F减小为零之前物体始终运动，则摩擦力始终为滑动摩擦力，大小不变，选项A正确；若F减小为零之前物体停止运动，则停止前摩擦力为滑动摩擦力，大小不变，停止后摩擦力为静摩擦力，大小随F的减小而减小，选项D正确．【答案】AD9．(2015·晋中月考)水平桌面上平放着一副共54张且每一张质量都相等的扑克牌．牌与牌之间的动摩擦因数以及最下面一张牌与桌面之间的动摩擦因数都相等．用手指以竖直向下的力按压第一张牌．并以一定的速度水平移动手指．将第一张牌从牌摞中水平移出(牌与手指之间无滑动)．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则( )A．第1张牌受到手指的摩擦力的方向与手指的运动方向相反B．从第2张牌到第M张牌之间的牌不可能发生相对滑动C．从第2张牌到第M张牌之间的牌可能发生相对滑动D．第54张牌受到桌面的摩擦力的方向与手指的运动方向相反【解析】第1张牌在手指静摩擦力的作用下水平移动，所以摩擦力的方向与手指运动的方向相同，选项A错误；设竖直压力为F N，每张牌的质量为m，第n张牌(54≥n≥2)受上面第n－1张牌的摩擦力最大为F f＝μ[F N＋(n－1)mg]，方向与手指的运动方向相同；受下面第n＋1张牌的摩擦力最大为F f′＝μ(F N＋nmg)，方向与手指的运动方向相反，由于F f<F f′，所以从第2张牌到第M张牌之间的牌不可能发生相对滑动，选项B、D正确．【答案】BD10．(2015·广东惠州调考)如图所示，水平地面粗糙，A、B两同学站在地上水平推墙．甲图中A向前推B，B向前推墙；乙图中A、B同时向前推墙．每人用力的大小都为F，方向水平．则下列说法中正确的是( )A．甲图方式中墙受到的推力为2FB．乙图方式中墙受到的推力为2FC．甲图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为FD．乙图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F【解析】对于乙图，墙壁在水平方向所受到人的作用力如图1所示(俯视图)，此时墙壁所受到的推力为F 合 ＝2F .根据力的平衡可知A 、B 两人受到的静摩擦力均为F f ＝F .图4对于甲图，先以墙壁为研究对象，此时墙壁所受到的推力只有B 对它的推力F ，如图2所示．然后再以B 为研究对象，B 受到A 的推力F 和墙壁的反作用力F 1′，由于F ＝F 1′，所以此时B 在水平方向不受摩擦力的作用，B 同学的受力情况如图3所示．再以A 为研究对象，根据牛顿第三定律可知由于A 对B 的作用力为F ，所以B 对A 的反作用力F 2′＝F ，根据力的平衡可知A 所受地面的摩擦力为F ，A 同学的受力情况如图4所示．【答案】 BD二、综合应用(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明，方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11.(12分)(2015·广东中山模拟)如图所示，斜面为长方形的斜面体倾角为37°，其长为0.8 m ，宽为0.6 m ．一重为20 N 的木块原先在斜面体上部，当对它施加平行于AB 边的恒力F 时，刚好使木块沿对角线AC 匀速下滑，求木块与斜面间的动摩擦因数μ和恒力F 的大小．【解析】木块在斜面上的受力示意图，如图所示，由于木块沿斜面向下做匀速直线运动，由平衡条件可知：F ＝mg sin 37°·tan α＝20×0.6×0.60.8 N ＝9 N木块受到的摩擦力为F f ＝mg2＋F 2＝2＋92N ＝15 N由滑动摩擦力公式得μ＝F f F N ＝F f mg cos 37°＝1520×0.8＝1516.【答案】15169 N 12．(18分)如图甲所示，轻绳AD 跨过固定在水平横梁BC 右端的定滑轮挂住一个质量为10 kg 的物体，∠ACB ＝30°；图乙中轻杆HP 一端用铰链固定在竖直墙上，另一端P 通过细绳EP 拉住，EP 与水平方向也成30°，轻杆的P 点用细绳PQ 拉住一个质量也为10 kg 的物体．g 取10 m/s 2，求：(1)轻绳AC 段的张力F AC 与细绳EP 的张力F EP 之比； (2)横梁BC 对C 端的支持力； (3)轻杆HP 对P 端的支持力．【解析】 分别对C 点和P 点受力分析如图所示．(1)图甲中轻绳AD 跨过定滑轮拉住质量为M 1的物体，物体处于平衡状态， 绳AC 段的拉力F AC ＝F CD ＝M 1g图乙中由F EP sin30°＝F PQ ＝M 2g 得F EP ＝2M 2g 所以得F AC F EP ＝M 1g 2M 2g ＝12. (2)图甲中，根据几何关系得： F C ＝F AC ＝M 1g ＝100 N ，方向和水平方向成30°角斜向右上方．(3)图乙中，根据平衡方程有F EP sin 30°＝M 2g F EP cos 30°＝F P所以F P ＝M 2gtan 30°＝3M 2g ≈173 N，方向水平向右．【答案】 (1)1∶2 (2)100 N ，方向与水平方向成30°角斜向右上方 (3)173 N ，方向水平向右。