2023版高考物理一輪復(fù)習(xí)第2章相互作用第1講重力彈力摩擦力課后限時(shí)訓(xùn)練新人教版必修1

PAGE重力彈力摩擦力一、選擇題(此題共12小題，1～8題為單項(xiàng)選擇，9～12題為多項(xiàng)選擇)1．(2022·河南省鄭州市第一次質(zhì)量檢測(cè))如下圖，斜面體放置在粗糙的水平地面上，在水平向右的推力F作用下，物體A和斜面體B均保持靜止。假設(shè)減小推力F，物體A仍然靜止在斜面上，那么eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)51342147)(B)A．物體A所受合力一定變小B．斜面對(duì)物體A的支持力一定變小C．斜面對(duì)物體A的摩擦力一定變小D．地面對(duì)斜面體B的摩擦力一定為零[解析]物體A始終靜止，合外力一直為0，A錯(cuò)誤；斜面對(duì)A的支持力為FN＝Fsinθ＋mgcosθ，減小F，那么支持力減小，B正確；開始時(shí)Fcosθ和mgsinθ大小關(guān)系未知，斜面對(duì)物體A的摩擦力方向不能確定，減小F后斜面對(duì)物體A的摩擦力方向和大小不能確定，C錯(cuò)誤；由整體法可知，D錯(cuò)誤。2．(2022·湖南省五市十校高三聯(lián)考)一如下圖，質(zhì)量為2kg的物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，水平地面足夠大。t＝0時(shí)，物體以2m/s的初速度向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)物體施加一個(gè)水平向左的大小恒為2N的拉力F，向右為正方向，g＝10m/s2，那么在t＝0之后eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)51342148)(B)A．物體所受摩擦力不會(huì)變化B．物體所受摩擦力會(huì)由－4N變?yōu)椋?NC．物體所受摩擦力會(huì)由－4N變?yōu)椋?ND．物體所受摩擦力會(huì)由＋4N變?yōu)椋?N[解析]分析摩擦力問(wèn)題的關(guān)鍵是弄清楚是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力，由題意知，剛開始物體向右運(yùn)動(dòng)，所以物體受到向左的滑動(dòng)摩擦力為－4N；又因?yàn)閠＝0時(shí)，物體受到向左的水平恒力，所以物體會(huì)向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直到速度為0；之后水平恒力小于最大靜摩擦力，故物體受到向右的靜摩擦力，與水平恒力等大反向?yàn)椋?N，選項(xiàng)B正確。3．(2022·湖南長(zhǎng)沙明德中學(xué)月考)如下圖，甲、乙、丙、丁四種情況，光滑斜面的傾角都是α，球都是用輕繩系住處于平衡狀態(tài)，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)51342149)(B)A．球?qū)π泵鎵毫ψ畲蟮氖羌讏DB．球?qū)π泵鎵毫ψ钚〉氖潜麍DC．球?qū)π泵鎵毫Φ诙蟮氖嵌DD．球?qū)π泵鎵毫Φ诙蟮氖且覉D[解析]甲圖中，根據(jù)平衡條件得斜面對(duì)小球的支持力N1＝mgcosα<mg。乙圖中，受力如圖，由平衡條件得N2＝eq\f(mg,cosα)>ma。丙圖中，斜面對(duì)小球的支持力N3＝0。丁圖中，設(shè)繩子與斜面的夾角為θ，繩子的拉力大小為F，那么斜面對(duì)小球的支持力N4＝mgcosα－Fsinθ<mg。根據(jù)牛頓第三定律得知，斜面對(duì)小球的支持力與小球?qū)π泵娴膲毫Υ笮∠嗟?，所以球?qū)π泵鎵毫ψ畲蟮氖且覉D。壓力最小的是丙圖，壓力第二大的是甲圖，故B正確。4．(2022·寧夏銀川一中月考)如下圖，某豎直彈射裝置由兩根勁度系數(shù)為k的輕彈簧以及質(zhì)量不計(jì)的底盤構(gòu)成。當(dāng)質(zhì)量為m的物體豎直射向空中時(shí)，底盤對(duì)物體的支持力為5mg(g為重力加速度)，兩根彈簧與豎直方向的夾角為θ＝60°，那么此時(shí)每根彈簧的伸長(zhǎng)量為eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)51342150)(C)A．eq\f(3mg,k)B．eq\f(4mg,k) C．eq\f(5mg,k) D．eq\f(6mg,k)[解析]對(duì)物體m進(jìn)行受力分析，受重力和支持力，根據(jù)牛頓第二定律有N－mg＝ma，其中N＝5mg，解得a＝4g；再對(duì)質(zhì)量不計(jì)的底盤和物體m的整體進(jìn)行分析，受兩個(gè)拉力和重力，根據(jù)牛頓第二定律，豎直方向上有：2Fcos60°－mg＝ma，解得F＝5mg；根據(jù)胡克定律有x＝eq\f(F,k)＝eq\f(5mg,k)，故C正確。5．(2022·陜西渭南教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))如下圖，質(zhì)量為m的木塊P在質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板ab上滑行，長(zhǎng)木板放在水平地面上一直處于靜止?fàn)顟B(tài)。假設(shè)ab與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，木塊P與長(zhǎng)木板ab間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，那么長(zhǎng)木板ab受到地面的摩擦力大小為eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)51342151)(C)A．μ1Mg B．μ1(m＋M)g C．μ2mg D．μ1Mg＋μ2mg[解析]木塊P相對(duì)長(zhǎng)木板ab向右滑動(dòng)，受到向左的滑動(dòng)摩擦力，大小為f1＝μ2N＝μ2mg；力的作用是相互的，故木塊P對(duì)長(zhǎng)木板ab有向右的滑動(dòng)摩擦力，故長(zhǎng)木板ab有向右滑動(dòng)的趨勢(shì)，受到地面對(duì)其向左的靜摩擦力；根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件有f2＝f1，因而f2＝μ2mg，應(yīng)選C。易錯(cuò)分析：此題中長(zhǎng)木板ab受地面所給的靜摩擦力，靜摩擦力沒有計(jì)算公式，只能根據(jù)外力或物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)求解，不能用f＝μN(yùn)求解。最大靜摩擦力可以用f＝μN(yùn)來(lái)求解。有些同學(xué)混淆靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力，易錯(cuò)選B。6．(2022·江蘇鎮(zhèn)江中學(xué)月考)在如下圖的四幅圖中，AB、BC均為輕質(zhì)桿，各圖中桿的A、C端都通過(guò)鉸鏈與墻連接，兩桿都在B處由鉸鏈連接，以下關(guān)于受力的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)51342152)(C)A．甲圖中的AB桿表現(xiàn)為拉力，BC桿表現(xiàn)為拉力B．乙圖中的AB桿表現(xiàn)為拉力，BC桿表現(xiàn)為支持力C．丙圖中的AB、BC桿均表現(xiàn)為拉力D．丁圖中的AB、BC桿均表現(xiàn)為支持力[解析]甲圖中，對(duì)B受力分析，受到AB桿的拉力、BC桿的支持力、繩子的拉力，三力平衡，A錯(cuò)誤；乙圖中，對(duì)B受力分析，受到繩子豎直向下的拉力，那么BC應(yīng)為支持力，由平衡條件可知AB也應(yīng)為支持力，B錯(cuò)誤；丙圖中，對(duì)B受力分析可知，B受到繩子向下的拉力，那么AB桿提供斜向上的拉力，BC桿應(yīng)為向右的拉力，C正確；丁圖中，對(duì)B受力分析可知，B受到繩子向下的拉力，那么AB桿提供拉力，BC桿提供支持力，D錯(cuò)誤。7.(2022·江蘇鎮(zhèn)江三校聯(lián)考)用質(zhì)量為M的吸鐵石將一張質(zhì)量為m的白紙壓在豎直固定的磁性黑板上。某同學(xué)沿著黑板面用水平向右的恒力F輕拉白紙，白紙未移動(dòng)，那么此時(shí)黑板對(duì)白紙的摩擦力的大小為eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)51342153)(D)A．F B．mgC．eq\r(F2＋mg2) D．eq\r(F2＋Mg＋mg2)[解析]由題意可知，整體受向下的重力、向右的拉力作用，二力的合力為F合＝eq\r(F2＋Mg＋mg2)，由力的平衡條件可知，摩擦力應(yīng)與該合力大小相等，方向相反，故D正確。8．(2022·西師大附中、臨川一中聯(lián)考)A、B是天花板上兩點(diǎn)，一根長(zhǎng)為l的細(xì)繩穿過(guò)帶有光滑孔的小球，兩端分別系在A、B點(diǎn)，如圖甲所示；現(xiàn)將長(zhǎng)度也為l的均勻鐵鏈懸掛于A、B點(diǎn)，如圖乙所示。小球和鐵鏈的質(zhì)量相等，均處于平衡狀態(tài)，A點(diǎn)對(duì)輕繩和鐵鏈的拉力分別是F1和F2，球的重心和鐵鏈的重心到天花板的距離分別是h1和h2，那么eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)51342154)(C)A．F1<F2，h1<h2 B．F1>F2，h1<h2C．F1>F2，h1>h2 D．F1＝F2，h1>h2[解析]因?yàn)槭禽p繩，所以繩子的質(zhì)量不計(jì)，那么圖甲中的重力全部集中在球上，重心在球的球心，而圖乙中鐵鏈的質(zhì)量是均勻分布的，故其重心一定在最低點(diǎn)的上方，故h1>h2；對(duì)球和鐵鏈進(jìn)行受力分析，如下圖。A點(diǎn)對(duì)繩子的拉力沿著繩子的方向，A點(diǎn)對(duì)鐵鏈的拉力沿著該處鏈子的切線方向，故圖乙中A、B兩點(diǎn)對(duì)鐵鏈拉力的夾角比擬小，由力的合成知識(shí)知F2較小，故C正確。9．(2022·廣東中山華僑中學(xué)一模)如下圖，有一剛性方形容器被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)緩慢地向容器內(nèi)注水，直到注滿為止，在此過(guò)程中容器始終保持靜止，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)51342155)(AC)A．容器受到的摩擦力逐漸增大B．容器受到的摩擦力不變C．水平力F可能不變D．水平力F必須逐漸增大[解析]由題知，容器始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，那么其受力平衡，即所受的摩擦力大小等于容器和水的總重力，所以容器受到的摩擦力逐漸增大，故A正確，B錯(cuò)誤；水平方向上容器受力平衡，假設(shè)最大靜摩擦力大于重力，那么力F可能不變，假設(shè)最大靜摩擦力小于等于重力，那么力F要增大，故C正確，D錯(cuò)誤。易錯(cuò)分析：物體受到墻的摩擦力等于物體重力，物重變大、摩擦力變大，這是此題的易錯(cuò)點(diǎn)。有些同學(xué)思維定式，認(rèn)為物體受到墻的摩擦力等于物體重力不會(huì)變，卻忽略了重力也在變化，從而錯(cuò)選B。10．(2022·浙江金麗衢十二校聯(lián)考)如下圖，木塊A、B分別重50N和60N，它們與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.24。夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2cm，彈簧的勁度系數(shù)為400N/m。系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動(dòng)?，F(xiàn)用水平力F作用在木塊B上，那么eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)51342156)(AD)A．假設(shè)F＝1N，那么木塊B所受摩擦力大小是9NB．假設(shè)F＝1N，那么木塊A所受摩擦力大小是7NC．假設(shè)木塊A、B能一起保持勻速運(yùn)動(dòng)，那么拉力F＝24.6ND．假設(shè)木塊A、B能一起保持勻速運(yùn)動(dòng)，那么A、B間彈簧的伸長(zhǎng)量為3cm[解析]木塊A與地面間的滑動(dòng)摩擦力為fA＝μmAg＝0.24×50N＝12N，木塊B與地面間的滑動(dòng)摩擦力為fB＝μmBg＝0.24×60N＝14.4N，彈簧彈力為F彈＝kx＝400×0.02N＝8N。施加水平拉力F＝1N后，對(duì)B木塊進(jìn)行受力分析，豎直方向上重力與支持力平衡，水平方向受向右的彈簧彈力和拉力，由于B木塊與地面間的最大靜摩擦力為14.4N(等于滑動(dòng)摩擦力)，大于彈簧彈力和拉力之和，故木塊B靜止不動(dòng)，木塊B受到的靜摩擦力與彈簧彈力和拉力的合力平衡，因而有fB′＝F彈＋F＝8N＋1N＝9N，彈簧長(zhǎng)度沒有變化，彈力不變，故木塊A相對(duì)地面有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，其受到向右的靜摩擦力，且與彈力大小相等，因而有fA′＝F彈＝8N，故A正確，B錯(cuò)誤。木塊A、B能一起保持勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊A、B均受滑動(dòng)摩擦力作用，選木塊A為研究對(duì)象，對(duì)A木塊進(jìn)行受力分析，豎直方向上重力與支持力平衡，水平方向上向右的彈簧彈力和向左的滑動(dòng)摩擦力大小相等，F(xiàn)彈′＝kx′＝12N，解得x′＝3cm，故D正確；選木塊A、B整體為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，豎直方向上重力與支持力平衡，水平方向上水平拉力F與木塊A、B所受滑動(dòng)摩擦力之和大小相等，F(xiàn)＝26.4N，故C錯(cuò)誤。11．如下圖，A、B、C三個(gè)物體質(zhì)量相等，它們與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同。三個(gè)物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向如圖中箭頭所示。那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)51342157)(BC)A．A物體受到的摩擦力不為零，方向向右B．三個(gè)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[解析]A物體與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，沒有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，也沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以A物體不受摩擦力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)B、C物體進(jìn)行受力分析，可知B、C所受的靜摩擦力大小均為mgsinθ，方向均沿傳送帶向上，選項(xiàng)B、C正確，D錯(cuò)誤。12．在探究靜摩擦力變化的規(guī)律及滑動(dòng)摩擦力變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的演示裝置，力傳感器A與計(jì)算機(jī)連接，可獲得力隨時(shí)間變化的規(guī)律，將力傳感器固定在光滑水平桌面上，測(cè)力端通過(guò)細(xì)繩與一滑塊相連(調(diào)節(jié)傳感器高度使細(xì)繩水平)，滑塊放在較長(zhǎng)的小車上，小車一端連接一根輕繩并跨過(guò)光滑的輕定滑輪系一只空沙桶(調(diào)節(jié)滑輪使桌面上部細(xì)繩水平)，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)翻開傳感器同時(shí)緩慢向沙桶里倒入沙子，小車一旦運(yùn)動(dòng)起來(lái)，立即停止倒沙子，假設(shè)力傳感器采集的圖象如圖乙所示，那么結(jié)合該圖象，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)51342158)(ABC)A．可求出空沙桶的重力B．可求出滑塊與小車之間的滑動(dòng)摩擦力的大小C．可求出滑塊與小車之間的最大靜摩擦力的大小D．可判斷第50秒后小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)(滑塊仍在車上)[解析]t＝0時(shí)刻，傳感器顯示拉力為2N，那么滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力，大小為2N，由車與空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2N，A對(duì)；t＝50s時(shí)刻摩擦力到達(dá)最大值，即最大靜摩擦力為3.5N，同時(shí)小車開始運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明帶有沙的沙桶重力等于3.5N，此時(shí)摩擦力立即變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力，故摩擦力突變?yōu)?N的滑動(dòng)摩擦力，B、C對(duì)；此后由于沙和沙桶重力3.5N大于滑動(dòng)摩擦力3N，故第50s后小車將加速運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)。二、非選擇題13．如下圖，一質(zhì)量不計(jì)的彈簧原長(zhǎng)為10cm，一端固定于質(zhì)量為m＝2kg的物體上，另一端施一水平拉力F。(g＝10m/s2)eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)51342159)(1)假設(shè)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，當(dāng)彈簧拉長(zhǎng)到12cm時(shí)，物體恰好勻速運(yùn)動(dòng)，彈簧的勁度系數(shù)多大？(2)假設(shè)將彈簧拉長(zhǎng)到11cm時(shí)，物體所受到的摩擦力大小為多少？(3)假設(shè)將彈簧拉長(zhǎng)到13cm時(shí)，物體所受的摩擦力大小為多少？(設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等)[答案](1)200N/m(2)2N(3)4N[解析](1)物體勻速前進(jìn)時(shí)，k(x－x0)＝μmg那么k＝eq\f(μmg,x－x0)＝eq\f(0.2×2×10,0.12－0.10)＝200(N/m)。(2)F1＝k(x1－x0)＝200×(0.11－0.10)＝2(N)最大靜摩擦力可看做等于滑動(dòng)摩擦力Fm＝0.2×2×10N＝4N故物體沒動(dòng)，所受靜摩擦力Ff1＝F1＝2N。(3)彈簧彈力F2＝k(x2－x0)＝200×(0.13－0.10)＝6(N)物體將加速前進(jìn)，此時(shí)所受到的滑動(dòng)摩擦力為Ff2＝μFN＝μmg＝0.2×2×10N＝4(N)。14．(2022·浙江平陽(yáng)縣模擬)如下圖，人重600N，木塊A重400N，人與木塊、木塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2?，F(xiàn)人用水平力拉繩，使他與木塊一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，滑輪摩擦不計(jì)，求：eq