高三物理一轮复习配套练习人教版21重力弹力摩擦力.doc

第二章 相互作用
第一节 重力弹力摩擦力
随堂演练巩固
1.(2012湖南衡阳月考)用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速运动,从某时刻起力F随时间均匀减小,物体所受的摩擦力随时间t变化如图中实线所示,下列说法正确的是( )

A.F是从时刻开始减小的时刻物体的速度刚好变为零
B.F是从时刻开始减小的时刻物体的速度刚好变为零
C.F是从时刻开始减小的时刻物体的速度刚好变为零
D.F是从时刻开始减小的时刻物体的速度刚好变为零
【答案】 A
2.如图所示,轻绳一端固定在倾角为30○的光滑斜面上,另一端连接一质量为m的小球,小球质量分布均匀,轻绳水平.整个系统置于水平地面上,且处于静止状态.下列说法正确的是( )

A.绳的拉力为
B.斜面对小球的支持力为
C.地面对斜面的摩擦力水平向右
D.斜面对地面的摩擦力为零
【解析】 分析球受力如图,水平方向Nsin30○=T,Ncos30○=mg,得N=对整体,斜面对地面的摩擦力为零,选项A、D正确.

【答案】 AD
3.(2011安徽合肥六中期中测试)如图所示,斜面固定在地面上,倾角为37○ (sin37○=0.6,cos37○=0.8),质量为1 kg的滑块,以一定的初速度沿斜面向下滑,斜面足够长,滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8.该滑块所受摩擦力随时间变化的图象是下图中的(取初速度方向为正方向,g取10 m/s( )

【解析】 由于mgsin37○cos37○,滑块减速下滑,因斜面足够长,故滑块最终一定静止在斜面上,开始阶段cos37○=6.4 N,方向沿斜面向上,静止在斜面上时,mgsin37○=6 N,方向沿斜面向上,由于取初速度方向为正方向,故图象A正确,B、C、D均错误.
【答案】 A
4.(2012福建厦门外国语学校月考)如图所示,水平固定倾角为30○的光滑斜面上有两质量均为m的小球A、B,它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接,现对B施加一水平向左推力F使A、B均静止在斜面上,此时弹簧的长度为l,则弹簧原长和推力F的大小分别为( )

A. B.
C. D.
【解析】 弹簧的原长设为对A:sin30○,对整体:Fcos30○=2mgsin30○,解得:选项B正确.
【答案】 B
5.如图所示,轻弹簧的一端与物块P相连,另一端固定在木板上.先将木板水平放置,并使弹簧处于拉伸状态.缓慢抬起木板的右端,使倾角逐渐增大,直至物块P刚要沿木板向下滑动,在这个过程中,物块P所受静摩擦力的大小变化情况是( )

A.保持不变
B.一直增大
C.先增大后减小
D.先减小后增大
【解析】 分析物体受力,开始摩擦力沿斜面向下,由平衡条件得mgsin式中的F为弹簧弹力,大小不变,当倾角增大,摩擦力f减小,当F=mgsin时,摩擦力f=0,倾角再增大,摩擦力变为沿斜面向上,由平衡条件得mgsin倾角增大,摩擦力f增大,所以摩擦力先减小后增大,选D.
【答案】 D
6.如图所示,一物块置于水平地面上.当用与水平方向成60○角的力拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成30○角的力推物块时,物块仍做匀速直线运动.若和的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为多少?

【解析】 根据平衡条件,有cos60○sin60○cos30○sin30○),联立解得:.
【答案】
7.(2012广东四会中学月考)所受重力N的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上.PA偏离竖直方向37○角,PB在水平方向,且连在所受重力为N的木块上,木块静止于倾角为37○的斜面上,如图所示,试求:

(1)木块与斜面间的摩擦力;
(2)木块所受斜面的弹力.
【解析】 如图甲所示分析P点受力,由平衡条件可得:cos37○ sin37○
可解得: N

再分析的受力情况如图乙所示.
由物体的平衡条件可得:
sin37○′cos37○
′sin37○cos37○′
可求得:.8 N,方向沿斜面向上=76.4 N,方向垂直斜面向上.
【答案】 (1)64.8 N,方向沿斜面向上 (2)76.4 N,垂直斜面向上

课后作业夯基
(时间:45分钟 必做题满分:100分 选做题:10分)
一、不定项选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分.选对但不全的得5分)
1.五本书相叠放在水平桌面上,用水平力F拉中间的书c但未拉动,各书仍静止(如图).关于它们所受摩擦力的情况,以下判断中正确的是 ( )

A.书e受两个摩擦力作用
B.书b受到一个摩擦力作用
C.书c受到两个摩擦力作用
D.书a不受摩擦力作用
【解析】 分析a、b受力,如果水平方向受到摩擦力,就不能处于平衡状态,所以a、b均不受摩擦力,分析书e时,可以把a、b、c、d作为一个整体,易知d与e间存在摩擦力,把a、b、c、d、e作为一个整体可知,地面对e必有摩擦力,选项A、D正确.
【答案】 AD
2.如图所示为一个6米多高、质量为m的四足青铜方鼎被吊车吊起,等长的四根钢索与竖直方向均成30○角,则每根钢索的拉力大小为( )

A. B. C. D.
【解析】 由平衡条件:4Tcos30○选项C正确.
【答案】 C
3.(2012湖南衡阳月考)三个重量均为10 N的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500 N/m的相同轻弹簧p、q用细线连接如图,其中a放在光滑水平桌面上.开始时p弹簧处于原长,木块都处于静止.现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止.该过程p弹簧的左端向左移动的距离是(轻弹簧和细线的重量都忽略不计)( )

A.4 cm B.6 cm C.8 cm D.10 cm
【解析】 原来q弹簧压缩量 cm,当c木块刚好离开水平地面,q弹簧伸长量 cm,弹簧p的伸长量 cm,p弹簧的左端向左移动的距离 cm,选项C正确.
【答案】 C
4.(2012山东济南外国语学校高三月考)如图所示,甲、乙两位同学做”拔河”游戏.两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端,保持凳子水平,然后各自向两侧拖拉.若凳子下表面各处的粗糙程度相同,两位同学手掌粗糙程度也相同,在乙端的凳面上放有四块砖,下列说法中正确的是( )

A.由于甲端比较轻,甲容易将凳子拉向自己
B.谁用的力气大就可以将凳子拉向自己
C.由于乙端比较重,凳子和手之间产生较大的摩擦,乙可以将凳子拉向自己
D.拔河过程中乙的手和凳子之间不会有相对滑动,甲的手可以和凳子间有相对滑动,也可以没有相对滑动
【解析】 最大静摩擦力与压力成正比,乙端比较重,手与凳子间的最大静摩擦力较大,当甲的手与凳子间摩擦力达到最大值时,开始相对滑动,这时乙的手和凳子之间还没有达到最大静摩擦力,因此不会相对滑动,如果甲用力过大,也可能相对滑动,但不论怎样,都是乙将凳子拉向自己,选项C、D正确.
【答案】 CD
5.如图所示,在水平粗糙地面上放置斜面体B,B上再放一表面水平的三角形滑块A,A恰好能在B上匀速下滑,而B仍然静止在地面上,若A、B质量分别为m和M,则( )

A.斜面体B受到地面对它向右的摩擦力
B.A对B的作用力大小等于mg,方向竖直向下
C.由于滑块A沿斜面向下匀速滑动,故B对地面的压力等于(M+m)g
D.若在A的上表面再放一重物,A就会加速下滑
【解析】 对整体,由平衡条件得地面对B的支持力N=(M+m)g,故B对地面的压力N′=N=(M+m)g,地面对B无摩擦力作用,选项C对A错误;物体A受重力和B对A的作用力有方向竖直向上;故A对B的作用力，方向竖直向下,故B项正确;若在A的上表面再放一重物,重力沿斜面的分力和滑动摩擦力等比例增大,A仍匀速下滑,D错误.
【答案】 BC
6.如图所示,位于斜面上的物块m在沿斜面向上的力F作用下,处于静止状态,则斜面作用于物块的静摩擦力
①方向可能沿斜面向上 ②方向可能沿斜面向下 ③大小可能为零 ④大小可能等于F
以上判断正确的是( )

A.只有①② B.只有③④
C.只有①②③ D.①②③④都正确
【解析】 当F=mgsin时,摩擦力;当F>mgsin时沿斜面向下;当F<mgsin时沿斜面向上;当F=sin时sinsin.
【答案】 D
7.如图所示,将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用轻绳系于墙壁.开始时a、b均静止,弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a所受摩擦力0,b所受摩擦力0,现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间( )

A.大小改变 B.方向不变
C.仍然为零 D.方向向右
【解析】 剪断右端的绳后,由于弹簧的形变量较大,恢复需要时间,所以弹簧的形变量及弹力瞬间不变,所以a的受力情况不变,选项B、D正确.
【答案】 BD
8.如图所示,物体B叠放在物体A上,A、B的质量均为m,且上、下表面均与斜面平行,它们以共同速度沿倾角为的固定斜面C匀速下滑,则( )

A.A、B间没有静摩擦力
B.A受到B的静摩擦力方向沿斜面向下
C.A受到斜面的滑动摩擦力大小为mgsin
D.A与斜面间的动摩擦因数tan
【解析】 以A、B整体为研究对象,A、B以共同速度沿斜面C匀速下滑,即2mgsincostan受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsin.A、B之间存在静摩擦力,A受B对它的静摩擦力沿斜面向下,B受A对它的静摩擦力沿斜面向上,大小为mgsin故正确选项为B、D.
【答案】 BD
二、论述计算题(本题共2小题,共36分)
9.(18分)如图所示,水平面上有一重为40 N的物体,受到 N和6 N的水平力作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数.2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:

(1)物体所受的摩擦力的大小与方向;
(2)若只将撤去,物体受到的摩擦力的大小和方向;
(3)若撤去的力不是而是则物体受到的摩擦力的大小、方向又如何?
【解析】 (1)设物体相对地面静止,则有:
得f=7 N, (2分)
而 N>f,故物体没动,受的静摩擦力为7 N,方向水平向左. (4分)
(2)撤去后 N (2分)
故物体受静摩擦力,大小为6 N,方向水平向右. (4分)
(3)撤去后,因,物体将向右运动,受到滑动摩擦力 N,方向水平向左. (6分)
【答案】 (1)7 N 水平向左
(2)6 N 水平向右
(3)8 N 水平向左
10.(18分)(2012山东兖州高三入学检测)如图所示,在倾角为37○的固定斜面上静置一个质量为5 kg的物体,物体与斜面间的动摩擦因数为0.8.求:

(1)物体所受的摩擦力;(sin37○=0.6,cos37○=0.8)
(2)若用原长为10 cm,劲度系数为3. N/m的弹簧沿斜面向上拉物体,使之向上匀速运动,则弹簧的最终长度是多少?(取g=10 m/s
【解析】 (1)物体静止在斜面上受力分析如图所示,物体受到的静摩擦力
sin37○ (2分)
代入数据得sin37○N=30 N,方向为沿斜面向上. (4分)

(2)当物体沿斜面向上被匀速拉动时,如图所示,弹簧拉力设为F,伸长量为x,则
F=kx (3分)
F=mgsin37○ (3分)
cos37○ (3分)
弹簧最终长度由以上方程解得l=12 cm. (3分)

【答案】 12 cm
三、选做题(10分)
11.有一只小虫重为G,不慎跌入一个碗中,如图所示,碗内壁为一半径为R的球壳的一部分,且其深度为D,碗与小虫脚间的动摩擦因数为若小虫可顺利爬出此碗口而不会滑入碗底,则D的最大值为多少?(用G、R、表示D.已知最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力)

【解析】 设过碗的边缘的半径与竖直方向的夹角为小虫爬到碗的边缘时所受到的支持力为,摩擦力为受力情况如图所示,

则Gcos,Gsin (3分)
所以有tan (2分)
由几何关系可知D=R(1-cos (3分)
联立上述各式可解得. (2分)
【答案】