高三物理一轮复习题集04 重力、弹力、摩擦力.doc

重力、弹力、摩擦力
一、选择题
1．下列关于重心、弹力和摩擦力的说法，正确的是(　　)
A．物体的重心一定在物体的几何中心上
B．劲度系数越大的弹簧，产生的弹力越大
C．动摩擦因数与物体之间的压力成反比，与滑动摩擦力成正比
D．静摩擦力的大小是在零和最大静摩擦力之间发生变化
2.(2012·成都模拟)如图2－1－10所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，细绳始终保持竖直．关于小球的受力情况，下列说法正确的是(　　)
A．若小车静止，绳对小球的拉力可能为零
B．若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零
C．若小车向右匀速运动，小球一定受两个力的作用
D．若小车向右减速运动，小球一定受支持力的作用
3．(2012·徐州模拟)水平桌面上一个重200 N的物体，与桌面间的滑动摩擦因数为0.2(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，当依次用15 N,30 N,80 N的水平拉力拉此物体时，物体受到的摩擦力依次为(　　)
A．15 N,30 N,40 N B．0,15 N,15 N C．0,20 N,40 N D．15 N,40 N,40 N
4.(2011·高考山东卷)如图2－1－11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，两侧用细绳系于墙壁．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Ffa≠0，b所受摩擦力Ffb＝0，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间(　　)
A．Ffa大小不变 B．Ffa方向改变 C．Ffb仍然为零 D．Ffb方向向右
5．下列关于力及重力的说法中正确的是(　　)
A．相距一定距离的两磁体间有相互作用力，说明力的作用可以不需要物质传递
B．物体的运动状态没有发生改变，物体也可能受到力的作用
C．形状规则的物体，其重心一定在其几何中心
D．物体重力的大小总是等于它对竖直弹簧秤的拉力
6.一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连．小球某时刻正处于如图2－1－13所示的状态．设斜面对小球的支持力为FN，细绳对小球的拉力为FT，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是(　　)
A．若小车向左运动，FN可能为零 B．若小车向左运动，FT可能为零
C．若小车向右运动，FN不可能为零 D．若小车向右运动，FT不可能为零
7.(2012·福州模拟)如图2－1－14所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向上共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中F1＝10 N，F2＝2 N．若撤去力F1，则下列说法正确的是(　　)
A．木块受到滑动摩擦力 B．木块受到静摩擦力
C．木块所受合力为2 N，方向向左 D．木块所受合力为零
8.(2010·高考课标全国卷)如图2－1－15所示，一物块置于水平地面上．当用与水平方向成60°角的力F1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F2推物块时，物块仍做匀速直线运动．若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为(　　)
A.－1 B．2－ C.－ D．1－
9.如图2－1－16所示，重80 N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上，有一根原长为10 cm，劲度系数为1000 N/m的弹簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物体A后，弹簧长度缩短为8 cm，现用一测力计沿斜面向上拉物体，若物体与斜面间最大静摩擦力为25 N，当弹簧的长度仍为8 cm时，测力计读数不可能为　　)
A．10 N B．20 N C．40 N D．60 N
10.(2012·西城区期末)物块M在静止的传送带上匀速下滑时，传送带突然转动，传送带转动的方向如图2－1－17中箭头所示．则传送带转动后(　　)
A．物块将减速下滑 B．物块仍匀速下滑
C．物块受到的摩擦力变小 D．物块受到的摩擦力变大
11.(2012·扬州模拟)如图2－1－18所示，光滑水平地面上的小车质量为M，站在小车水平底板上的人质量为m，且m≠M.人用一根跨过定滑轮的绳子拉小车，定滑轮上下两侧的绳子都保持水平，不计绳与滑轮之间的摩擦．在人和车一起向右加速运动的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．人受到向左的摩擦力 B．人拉绳的力越大，人和车的加速度越大
C．人受到向右的摩擦力 D．人拉绳的力越大，人对车的摩擦力越大
12.如图2－1－19所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上．已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为30°，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为(　　)
A．mg和mg B．mg和mg
C．mg和μmg D．mg和μmg
13.(2012·菏泽统测)如图2－1－20所示，质量分别为mA和mB的物体A、B用细绳连接后跨过滑轮，A静止在倾角为45°的斜面上，已知mA＝2mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°增大到50°，系统仍保持静止，下列说法正确的是(　　)
A．细绳对A的拉力将增大 B．A对斜面的压力将减小
C．A受到的静摩擦力不变 D．A受到的合力将增大
14.(2011·高考江苏卷)如图2－1－21所示，倾角为α的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧，绸带与斜面间无摩擦．现将质量分别为M、m(M >m)的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上．两物块与绸带间的动摩擦因数相等，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．在α角取不同值的情况下，下列说法正确的有(　　)
A．两物块所受摩擦力的大小总是相等 B．两物块不可能同时相对绸带静止
C．M不可能相对绸带发生滑动 D．m不可能相对斜面向上滑动
二、计算题
15．一根大弹簧内套一根小弹簧，大弹簧比小弹簧长0.2 m，它们的下端平齐并固定，另一端自由，如图2－1－12所示．当压缩此组合弹簧时，测得弹力与弹簧压缩量的关系如图所示．试求这两根弹簧的劲度系数k1和k2.

16.如图2－1－22所示，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的斜面上，P、Q之间的动摩擦因数为μ1，Q与斜面间的动摩擦因数为μ2(μ1>μ2)．当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静止，则物体P受到的摩擦力大小为多少？

17．(2012·苏州模拟) 如图2－1－23所示，在倾角为θ的光滑斜面上，劲度系数分别为k1、k2的两个轻弹簧沿斜面悬挂着，两弹簧之间有一质量为m1的重物，最下端挂一质量为m2的重物，现用力F沿斜面向上缓慢推动m2，当两弹簧的总长等于两弹簧原长之和时，试求：
(1)m1、m2各上移的距离．
(2)推力F的大小．
答案解析：
1．解析：选D.由重心的概念可知A项错；弹簧弹力的大小还与其形变量有关，B项错；动摩擦因数与压力和滑动摩擦力无关，C项错；静摩擦力的大小范围为0力都沿竖直方向；如果受斜面的支持力，则没法达到平衡，因此在小车静止时，斜面对小球的支持力一定为零，绳子的拉力等于小球的重力，故A项错误，B项正确；小车向右匀速运动时，小球受重力和绳子拉力两个力的作用，C对；若小车向右减速运动时，加速度向左，则一定受斜面的支持力，故D项正确．
3．答案：A
4．解析：选AD.右侧细绳剪断的瞬间，弹簧弹力来不及发生变化，故a的受力情况不变，a左侧绳的拉力、静摩擦力大小方向均不变，A正确，B错误；而b在剪断绳的瞬间右侧绳的拉力立即消失，静摩擦力向右，C错误，D正确．
5．答案：B
6．解析：选AB.对小球受力分析，当FN为零时，小球的合外力水平向右，加速度向右，故小车可能向右加速运动或向左减速运动，A对C错；当FT为零时，小球的合外力水平向左，加速度向左，故小车可能向右减速运动或向左加速运动，B对，D错．
7．答案：BD
8．解析：选B.当用F1拉物块时，由平衡条件可知：F1cos60°＝μ(mg－F1sin60°)；当用F2推物块时，又有F2cos30°＝μ(mg＋F2sin30°)，又F1＝F2，求得μ＝＝2－，B正确．
9．解析：选D.当物体受到的静摩擦力方向沿斜面向下，且达到最大静摩擦力时，测力计的示数最大，此时
F＋kΔx＝mgsinθ＋Ffmax
解得F＝45 N，故F不能超过45 N，选D.
10．解析：选B.当传送带静止时，物块匀速下滑，物块受力平衡可得：mgsinθ＝μmgcosθ；当传送带转动起来时，由于物块与传送带之间的运动方向相反，可判断物块所受的滑动摩擦力方向并没有发生变化，仍然沿传送带向上，大小仍为μmgcosθ，物块受力仍然是平衡的，所以物块仍匀速下滑，B正确．
11．解析：选CD.设绳子对人的拉力为FT，人所受车的摩擦力为Ff人，方向与绳子对人的拉力方向一致．则对人和车组成的系统由牛顿第二定律可知加速度a＝，拉力FT越大，系统的加速度越大，C正确；对人进行受力分析知FT＋Ff人＝ma，得Ff人＝FT，由于m、M大小未知，所以人所受车对其摩擦力的方向未知，但拉力FT越大，摩擦力越大，D正确．
12．解析：选A.等边三棱柱静止在斜面上，处于平衡状态，故所受合力为零，由受力分析可知其受重力、弹力和静摩擦力，画出受力分析图可知斜面对三棱柱的支持力FN＝mgcos30°＝mg，摩擦力Ff＝mgsin30°＝mg，A正确．
13．解析：选B.
如图，以B为研究对象进行受力分析，细绳拉力FT＝mBg；以A为研究对象进行受力分析，FN＝2mBgcosθ，Ff＝2mBgsinθ－FT＝mBg(2sinθ－1)>0；随着角度θ由45°增大到50°，B静止不动，FT＝mBg不变，A错误；FN减小，即A对斜面的压力将减小，Ff将增大，B正确，C错误；而A始终处于静止状态，所受合外力为0，D错误．
14．解析：选AC.绸带与斜面间无摩擦，且为轻质绸带，因此绸带无论运动与否，ma＝0，故绸带所受合力为零，故M、m与绸带间的摩擦力一定大小相等，A正确；当α较小时，mgsinα小于其最大静摩擦力，二者可以同时相对绸带静止，B错误；最大静摩擦力Ffm＝μmgcosα，因M >m，故M的Ffm大于m的Ffm′，当α增大时，mgsinα增大到m的Ffm′时，m相对绸带滑动，此时绸带两端的摩擦力仍大小相等，故没有达到M的Ffm，故M与绸带仍相对静止，C正确，D错误．
15．解析：此物理过程，弹簧压缩测得的力的大小就等于弹簧的弹力，并遵守胡克定律．
据题意，当压缩量只有0.2 m的过程，只大弹簧发生形变，从图中读出x＝0.2 m，F＝2 N，由胡克定律知F1＝k1x1，得k1＝＝＝10(N/m)
弹簧组合形变量为0.3 m时，大弹簧的形变量为x1＝0.3 m，
小弹簧的形变量为x2＝0.1 m，
F1＋F2＝5 N，就有k1x1＋k2x2＝5
k2＝＝＝20(N/m)．
答案：10 N/m　20 N/m
16．解析：先取PQ为一整体，受力分析如图所示．
由牛顿第二定律得：
(M＋m)gsinθ－FfQ＝(M＋m)a
FfQ＝μ2FN
FN＝(m＋M)gcosθ
以上三式联立可得a＝gsinθ－μ2gcosθ
再隔离P物体，设P受到的静摩擦力为FfP，
方向沿斜面向上，对P再应用牛顿第二定律得：
mgsinθ－FfP＝ma
可得出FfP＝μ2mgcosθ.
答案：μ2mgcosθ
17．解析：
(1)没加推力时：
k2x2＝m2gsinθ
k2x2＋m1gsinθ＝k1x1
加上推力后，当两弹簧的总长度等于两弹簧原长之和时，k1的伸长量与k2的压缩量均为x，对m1受力分析可得：
k1x＋k2x＝m1gsinθ
所以m1上移的距离
d1＝x1－x＝－
m2上移的距离d2＝x2＋x＋d1＝x2＋x1
＝＋.
(2)分析m2的受力情况，有：
F＝m2gsinθ＋k2x＝m2gsinθ＋.
答案：(1)－
＋
(2)m2gsinθ＋