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1、2022年高考物理一輪復習 第二章 相互作用 第1講 重力 彈力 摩擦力練習
一、選擇題(本題共13小題,每小題6分,共78分。其中1~9為單選,10~13為多選)
1.如圖所示,兩輛車在以相同的速度做勻速運動,根據(jù)圖中所給信息和所學知識你可以得出的結論是( )
A.物體各部分都受重力作用,但可以認為物體各部分所受重力集中于一點
B.重力的方向總是垂直向下的
C.物體重心的位置與物體形狀或質量分布無關
D.力是使物體運動的原因
答案 A
解析 物體各部分都受重力作用,但可以認為物體各部分所受重力集中于一點,這個點就是物體的重心,重力的方向總是和水平面垂直,是豎直向下而不是
2、垂直向下,所以A正確,B錯誤;從圖中可以看出,汽車(包括貨物)的形狀和質量分布發(fā)生了變化,重心的位置也就發(fā)生了變化,故C錯誤;力不是使物體運動的原因而是改變物體運動狀態(tài)的原因,所以D錯誤。
2. [2018·雅禮模擬]質量為mA和mB的小球與勁度系數(shù)均為k的輕彈簧L1和L2連接如圖,靜止時,兩彈簧伸長量分別為x1和x2,則( )
A.只要mA=mB,有x1=x2
B.只要mA>mB,有x1x2
答案 D
解析 由于kx2=mBg,kx1=(mA+mB)g,故x1>x2,所以D正確。
3.小車上固
3、定一根彈性直桿A,桿頂固定一個小球B(如圖所示),現(xiàn)讓小車從光滑斜面上自由下滑,在下圖的情況中桿發(fā)生了不同的形變,其中正確的是( )
答案 C
解析 小車沿光滑的斜面下滑時的加速度a=gsinθ,即小球沿斜面方向的合力為mgsinθ,桿只對小球施加了垂直于斜面向上的支持力,故C正確。
4.[2018·武漢調研]如圖所示,小車內一根輕質彈簧沿豎直方向和一條與豎直方向成α角的細繩拴接一小球。當小車和小球相對靜止,一起在水平面上運動時,下列說法正確的是( )
A.細繩一定對小球有拉力的作用
B.輕彈簧一定對小球有彈力的作用
C.細繩不一定對小球有拉力的作用,但是輕彈簧對小
4、球一定有彈力
D.細繩不一定對小球有拉力的作用,輕彈簧對小球也不一定有彈力
答案 D
解析 若小球與小車一起勻速運動,則細繩對小球無拉力;若小球與小車有向右的加速度a=gtanα,則輕彈簧對小球無彈力,D正確。
5.[2017·衡水二調]裝修工人在搬運材料時施加一個水平拉力將其從水平臺面上拖出,如圖所示,則在勻加速拖出的過程中( )
A.材料與平臺之間的接觸面積逐漸減小,摩擦力逐漸減小
B.材料與平臺之間的相對速度逐漸增大,摩擦力逐漸增大
C.平臺對材料的支持力逐漸減小,摩擦力逐漸減小
D.材料與平臺之間的動摩擦因數(shù)不變,支持力也不變,因而工人的拉力也不變
答案 D
5、解析 勻加速拖出材料的過程,只能持續(xù)到材料的重心離開臺面的瞬間,故在勻加速拉動過程中,材料的重心在臺面上,故材料對臺面的壓力不變,材料受到的支持力不變,故C錯誤;而在拉動過程中動摩擦因數(shù)不變,由Ff=μFN可知摩擦力不變,故A、B錯誤;因為摩擦力不變,材料做勻加速直線運動,由牛頓第二定律可知F-Ff=ma,因為加速度不變,摩擦力不變,所以工人的拉力不變,故D正確。
6.[2018·溫州聯(lián)考]如圖所示,建筑裝修中工人用質量為m的磨石對斜壁進行打磨,當對磨石加豎直向上大小為F的推力時,磨石恰好沿斜壁向上勻速運動,已知磨石與斜壁之間的動摩擦因數(shù)為μ,則磨石受到的摩擦力是( )
A.(F-m
6、g)cosθ B.(F-mg)sinθ
C.μ(F-mg)cosθ D.μ(F-mg)
答案 A
解析 分析磨石的受力,有重力mg、彈力FN(垂直于斜壁向下)、摩擦力Ff(沿斜壁向下)、外力F四個力。把這四個力沿斜壁和垂直于斜壁方向正交分解,由于磨石處于平衡狀態(tài),在沿斜壁方向有mgcosθ+Ff=Fcosθ,F(xiàn)f=(F-mg)cosθ,垂直于斜壁方向有FN+mgsinθ=Fsinθ,又根據(jù)Ff=μFN,可得Ff=μ(F-mg)sinθ,A正確。
7.[2018·銅陵模擬]如圖所示,物體A、B置于水平地面上,與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ,物體A、B用一跨過動滑輪的細繩相連,現(xiàn)用逐漸增大的力
7、向上提升滑輪,某時刻拉A物體的繩子與水平面的夾角為53°,拉B物體的繩子與水平面的夾角為37°,此時A、B兩物體剛好處于平衡狀態(tài),則A、B兩物體的質量之比為(認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,sin37°=0.6,cos37°=0.8)( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 設繩中張力為F,對A應用平衡條件可得:Fcos53°=μ(mAg-Fsin53°),對B應用平衡條件可得:Fcos37°=μ(mBg-Fsin37°),以上兩式聯(lián)立可解得:=,A正確。
8.[2017·福建四地六校聯(lián)考]如圖,A、B兩物體疊放在水平地面上,A物體質量m=20 kg,B物體質量M=30
8、kg。處于水平位置的輕彈簧一端固定于墻壁,另一端與A物體相連,彈簧處于自然狀態(tài),其勁度系數(shù)為250 N/m,A與B之間、B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5?,F(xiàn)用一水平推力F作用于物體B上,使B緩慢地向墻壁移動,A、B始終保持相對靜止。當B移動0.2 m時,水平推力的大小為(g取10 m/s2)( )
A.200 N B.250 N
C.300 N D.350 N
答案 C
解析 B相對地面移動,B與地面之間為滑動摩擦力,大小f=μ(M+m)g=250 N,因緩慢移動,故受力平衡,F(xiàn)=kx+f,代入數(shù)據(jù)F=300 N,故C正確,A、B、D錯誤。
9.如圖所示,
9、質量為1 kg的物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,從t=0開始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同時受到一個水平向左的恒力F=1 N的作用,g取10 m/s2,向右為正方向,該物體受到的摩擦力f隨時間變化的圖象是(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)( )
答案 A
解析 物體在力F和摩擦力作用下向右做勻減速直線運動,此時滑動摩擦力水平向左,大小為Ff1=μmg=2 N,物體的速度為零后,物體在力F作用下處于靜止狀態(tài),物體受水平向右的靜摩擦力,大小為Ff2=F=1 N,故只有圖A正確。
10.如圖所示,在探究摩擦力的實驗中,用彈簧測力計水平拉一放在水平桌面上的小木塊,小木塊的運動狀態(tài)和
10、彈簧測力計的讀數(shù)如下表所示(每次實驗時,木塊與桌面的接觸面相同),則由下表分析可知,下列選項正確的是( )
實驗次數(shù)
小木塊的運動狀態(tài)
彈簧測力計讀數(shù)/N
1
靜止
0.4
2
靜止
0.6
3
直線加速
0.7
4
勻速直線
0.5
5
直線減速
0.3
A.木塊受到的最大靜摩擦力為0.7 N
B.木塊受到的最大靜摩擦力可能為0.6 N
C.在這五次實驗中,木塊受到的摩擦力大小有三次是相同的
D.在這五次實驗中,木塊受到的摩擦力大小各不相同
答案 BC
解析 第1次和第2次實驗都沒有拉動木塊,說明這兩次的拉力大小均未超過最大靜摩擦力,第三
11、次實驗時,木塊做加速運動,說明拉力已經大于最大靜摩擦力Fm,因此可知,最大靜摩擦力范圍0.6 N≤Fm<0.7 N,故A錯誤、B正確;滑動摩擦力與運動情況無關,因此第3、4、5次的摩擦力大小相等,故C正確,D錯誤。
11.如圖所示,A、B、C三個物體質量相等,它們與傳送帶間的動摩擦因數(shù)相同。三個物體隨傳送帶一起勻速運動,運動方向如圖中箭頭所示,則下列說法正確的是( )
A.A物體受到的摩擦力不為零,方向向右
B.三個物體只有A物體受到的摩擦力為零
C.B、C受到的摩擦力大小相等,方向相同
D.B、C受到的摩擦力大小相等,方向相反
答案 BC
解析 A物體與傳送帶一起勻速運動
12、,沒有發(fā)生相對滑動,也沒有相對運動趨勢,所以A物體不受摩擦力,選項A錯誤;對B、C物體進行受力分析,可知B、C所受的靜摩擦力大小均等于mgsinθ,方向均沿傳送帶向上,選項B、C正確,D錯誤。
12.如圖甲、乙所示,傾角為θ的斜面上放置一滑塊M,在滑塊M上放置一個質量為m的物塊,M和m相對靜止,一起沿斜面勻速下滑,下列說法正確的是( )
A.圖甲中物塊m受到摩擦力
B.圖乙中物塊m受到摩擦力
C.圖甲中物塊m受到水平向左的摩擦力
D.圖乙中物塊m受到與斜面平行向上的摩擦力
答案 BD
解析 對圖甲:設m受到摩擦力,則物塊m受到重力、支持力、摩擦力,而重力、支持力平衡,若受到
13、摩擦力作用,其方向與接觸面相切,方向水平,則物體m受力將不平衡,與題中條件矛盾,故假設不成立,A、C錯誤。對圖乙:設物塊m不受摩擦力,由于m勻速下滑,m必受力平衡,若m只受重力、支持力作用,由于支持力與接觸面垂直,故重力、支持力不可能平衡,則假設不成立,由受力分析知乙圖中m受到沿斜面向上的摩擦力,B、D正確。
13.一物體置于粗糙的固定斜面上保持靜止,現(xiàn)用水平力F推物體,如圖所示,當F由0稍許增大時,物體仍保持靜止狀態(tài),則( )
A.物體所受的合力增大
B.斜面對物體的支持力增大
C.斜面對物體的摩擦力增大
D.斜面對物體的作用力增大
答案 BD
解析 當F=0時靜摩擦
14、力方向沿斜面向上,大小為Ff=mgsinα。F稍許增大,物體仍保持靜止狀態(tài),根據(jù)平衡條件可知合力仍為零,保持不變,故A錯誤;由受力分析圖(如圖所示)可知,斜面對物體的支持力FN=mgcosα+Fsinα,F(xiàn)N增大,故B正確;若Fcosα≤mgsinα,靜摩擦力方向沿斜面向上,由平衡條件得Ff=mgsinα-Fcosα,則F增大,F(xiàn)f減?。蝗鬎cosα>mgsinα,靜摩擦力方向沿斜面向下,由平衡條件得Ff=Fcosα-mgsinα,F(xiàn)增大,F(xiàn)f增大。所以靜摩擦力大小可能減小,也可能增大,故C錯誤;斜面對物體的作用力是支持力和靜摩擦力的合力,根據(jù)平衡條件得,斜面對物體的作用力F′=,F(xiàn)增大,F(xiàn)′
15、增大,故D正確。
二、非選擇題(本題共22分)
14.如圖所示,質量為m的物體與A、B兩個彈簧相連,其勁度系數(shù)分別為k1和k2,B彈簧下端與地相連,現(xiàn)用手拉A的上端,使A緩慢上移,當B彈簧的彈力為原來的時,A上端移動的距離是多少?
答案 mg或mg
解析 B原來處于壓縮狀態(tài),其壓縮量為x0=,當向上緩慢拉A使B中彈力減為原來的時,有兩種可能:
(1)B仍處于被壓縮的狀態(tài),則此時A彈簧的彈力和伸長量分別為
F1=mg-F2=mg,x1==
這時B上端移動的位移x2===
所以A上端移動的距離
sA=x1+x2=mg。
(2)B處于拉伸狀態(tài),則此時A的彈力和伸長量分別為
F1′=mg+F2′=mg,x1′==mg
這時B上端移動的位移
x2′==mg
所以A上端上移的距離為
sA′=x1′+x2′=mg。