2024-2025學(xué)年新教材高中物理素養(yǎng)培優(yōu)課練習(xí)2物體受力分析含解析粵教版必修第一冊(cè)

PAGE5-素養(yǎng)培優(yōu)課練習(xí)(二)物體受力分析(建議用時(shí)：25分鐘)1.如圖所示，甲、乙兩位同學(xué)做一種特別的“拔河”嬉戲，兩人分別用伸平的手掌托起長(zhǎng)凳的一端，保持凳子水平，然后各自向兩側(cè)水平收回手掌以達(dá)到拖拉凳子的目的．假如甲、乙與凳子下表面各處的粗糙程度相同，且在乙端的凳子上面放四塊磚，則下列推斷正確的是()A．凳子向甲方移動(dòng)B．凳子向乙方移動(dòng)C．凳子在原地不會(huì)被拉動(dòng)D．凳子向體重大的同學(xué)一方移動(dòng)B[本題考查最大靜摩擦力的概念與規(guī)律，甲、乙與凳子下表面各處的粗糙程度相同，但是凳子的右端上面放了四塊磚，這樣乙與凳子間的壓力就大一些，所以最大靜摩擦力就大，這就確定了乙與凳子之間不簡(jiǎn)單滑動(dòng)，所以凳子向乙方移動(dòng)，選項(xiàng)B正確．]2．一物塊m在水平力拉動(dòng)下，沿靜止的水平傳送帶由A端運(yùn)動(dòng)到B端，如圖甲所示，這時(shí)所受摩擦力為F1；現(xiàn)開動(dòng)機(jī)械讓傳送帶向左勻速傳動(dòng)，再次將同樣的物塊m由傳送帶的左端勻速拉動(dòng)到右端，這時(shí)所受摩擦力大小為F2，如圖乙所示．F1、F2的大小關(guān)系滿意()A．F1＝F2B．F1<F2C．F1>F2D．上述三種狀況都有可能A[兩種狀況下，物塊與傳送帶之間均為滑動(dòng)摩擦力，只是相對(duì)速度不同而已；由滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算公式Ff＝μFN可知，滑動(dòng)摩擦力的大小與相對(duì)速度的大小無關(guān)，故選A.]3．原在水平地面上的小物塊受到瞬時(shí)撞擊后，沿光滑斜面對(duì)上滑動(dòng)，如圖所示，則小物塊沿斜面對(duì)上滑動(dòng)的過程中受到幾個(gè)力作用()A．一個(gè) B．兩個(gè)C．三個(gè) D．四個(gè)B[物體在滑動(dòng)過程中，受豎直向下的重力、垂直于支持面的彈力；由于接觸面光滑沒有摩擦力，故物體只受兩個(gè)力，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．]4.如圖所示，兩個(gè)物體A、B的質(zhì)量均為1kg，各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.3，同時(shí)用F＝1N的兩個(gè)水平力分別作用在A、B上，則地面對(duì)物體B、B對(duì)物體A的摩擦力分別為(g取10m/s2)()A．6N3N B．1N1NC．01N D．02NC[以A、B整體為探討對(duì)象進(jìn)行受力分析，可知地面對(duì)B的摩擦力為零；再以A為探討對(duì)象進(jìn)行受力分析，F(xiàn)f＝μmg＝3N>1N，可知B對(duì)A的摩擦力與力F大小相等、方向相反，即為1N，所以選項(xiàng)C正確．]5．如圖所示，在探討摩擦力的試驗(yàn)中，通過向小桶中增加沙子來增大對(duì)小車的拉力F，小桶的質(zhì)量忽視不計(jì)，則小物塊A所受的摩擦力Ff隨拉力F的改變關(guān)系是()B[當(dāng)F較小時(shí)，小車不動(dòng)，與A間是靜摩擦力，隨著F的增大而增大，當(dāng)F達(dá)到最大靜摩擦力后車滑動(dòng)，與A間是滑動(dòng)摩擦力，比最大靜摩擦力稍小，之后F增大，摩擦力不變．]6．(多選)如圖所示，將一勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在內(nèi)壁光滑的半球形容器底部O′處(O為球心)，彈簧另一端與質(zhì)量為m的小球相連，小球靜止于P點(diǎn)．已知容器半徑為R、與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，OP與水平方向的夾角為θ＝30°.下列說法正確的是()A．輕彈簧對(duì)小球的作用力大小為eq\f(\r(3),2)mgB．容器相對(duì)于水平地面有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)C．容器和彈簧對(duì)小球的作用力的合力豎直向上D．彈簧原長(zhǎng)為R＋eq\f(mg,k)CD[對(duì)小球受力分析，如圖所示。由幾何關(guān)系可得，F(xiàn)＝mg，故A錯(cuò)誤；容器和小球整體處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以地面對(duì)半球形容器沒有摩擦力的作用，即半球形容器相對(duì)于水平面沒有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故B錯(cuò)誤；由共點(diǎn)力平衡條件可知，半球形容器對(duì)小球的彈力和彈簧對(duì)小球的作用力的合力與重力等大反向，所以半球形容器對(duì)小球的彈力和彈簧對(duì)小球的作用力的合力方向豎直向上，故C正確；胡克定律得，F(xiàn)＝mg＝kx，所以彈簧的壓縮量x＝eq\f(mg,k)，所以彈簧原長(zhǎng)為R＋eq\f(mg,k)，故D正確．]7.(多選)如圖所示，一質(zhì)量為m的木塊靠在豎直粗糙墻壁上，且受到水平力F的作用，下列說法正確的是()A．若木塊靜止，則木塊受到的靜摩擦力大小等于mg，方向豎直向上B．若木塊靜止，當(dāng)F增大時(shí)，木塊受到的靜摩擦力隨之增大C．木塊沿墻壁向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，墻壁對(duì)木塊的彈力始終與力F等大反向D．若木塊靜止，當(dāng)撤去F，木塊沿墻壁下滑時(shí)，木塊不受滑動(dòng)摩擦力作用ACD[木塊靜止，木塊豎直方向受向下的重力和向上的摩擦力的作用，兩者大小相等，方向相反，F(xiàn)增大，摩擦力不變，A正確，B錯(cuò)誤；墻壁對(duì)木塊的彈力和力F是一對(duì)平衡力，等大反向，C正確；當(dāng)撤去F，墻壁與木塊間無彈力，所以木塊不受摩擦力作用，D正確．]8.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧兩端分別與豎直墻壁和物塊連接，物塊位于水平面上．A、B是物塊能保持靜止的位置中離墻壁最近和最遠(yuǎn)的點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)離墻壁的距離分別是x1、x2.物塊與地面間的最大靜摩擦力為Fmax，則彈簧的勁度系數(shù)為()A.eq\f(Fmax,x1＋x2)B.eq\f(2Fmax,x1＋x2)C.eq\f(2Fmax,x2－x1)D.eq\f(Fmax,x2－x1)C[設(shè)彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)，由胡克定律，對(duì)物塊離墻壁最近的點(diǎn)有k(L－x1)＝Fmax，對(duì)物塊離墻壁最遠(yuǎn)的點(diǎn)有k(x2－L)＝Fmax，聯(lián)立解得k＝eq\f(2Fmax,x2－x1)，選項(xiàng)C正確．]9．重為10N的木塊放在水平面上，用水平方向的力拉木塊，同時(shí)木塊的受力點(diǎn)連接測(cè)力的傳感器，如圖所示，當(dāng)拉力漸漸增大時(shí)，木塊先靜止后做加速運(yùn)動(dòng)，從計(jì)算機(jī)屏幕上得到木塊與水平面間的摩擦力f隨拉力F改變的圖線如圖所示．依據(jù)圖線及題意，求：(1)木塊所受最大靜摩擦力及滑動(dòng)摩擦力的大??；(2)木塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)．[解析](1)由圖線可知木塊所受最大靜摩擦力fmax＝6.0N，滑動(dòng)摩擦力f＝5.0N.(2)由f＝μFN，得μ＝eq\f(f,G)＝eq\f(5.0,10)＝0.5.[答案](1)6.0N5.0N(2)0.510.(多選)如圖所示，A疊放在B上，B放在斜面上，A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列敘述正確的是()A．B相對(duì)A與B相對(duì)斜面的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相同B．B相對(duì)A的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向沿斜面對(duì)上C．A相對(duì)B的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向沿斜面對(duì)上D．B相對(duì)斜面的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向沿斜面對(duì)下BD[對(duì)A分析，假設(shè)A、B間光滑，則A相對(duì)B向下運(yùn)動(dòng)，故A相對(duì)B的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)沿斜面對(duì)下，由相對(duì)運(yùn)動(dòng)知，B相對(duì)A的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)沿斜面對(duì)上．假設(shè)B與斜面間光滑，則B相對(duì)斜面對(duì)下滑動(dòng)，故B相對(duì)斜面的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)沿斜面對(duì)下，所以選項(xiàng)B、D正確．]11.(多選)如圖所示，放在水平桌面上的木塊A處于靜止?fàn)顟B(tài)，所掛的砝碼和托盤的總質(zhì)量為0.6kg，彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為2N，滑輪摩擦不計(jì)．若輕輕取走盤中的部分砝碼，使總質(zhì)量削減到0.3kg時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)的狀況是(g取10m/s2)()A．彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)將變小B．A仍靜止不動(dòng)C．A對(duì)桌面的摩擦力不變D．A對(duì)桌面的摩擦力變小BD[當(dāng)砝碼和托盤的總質(zhì)量為m1＝0.6kg時(shí)，對(duì)A進(jìn)行受力分析，則有F＋f＝m1g＝6N，f＝4N，可知A與桌面的最大靜摩擦力至少為4N．當(dāng)砝碼和托盤總質(zhì)量為m2＝0.3kg時(shí)，設(shè)A仍不動(dòng)，有F不變，F(xiàn)＋f′＝m2g，f′＝1N<4N，故假設(shè)成立，A仍靜止不動(dòng)，A對(duì)桌面的摩擦力減為1N，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變，故B、D正確．]12.如圖所示，物體A重GA＝40N，物體B重GB＝20N，A與B、B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同．用水平繩將物體A系在墻壁上，水平力F向右拉物體B，當(dāng)F＝30N時(shí)，才能將B勻速拉出．求接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)．[解析]設(shè)接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，物體A與B間的滑動(dòng)摩擦力為F1＝μGA物體B與地面間的滑動(dòng)摩擦力為F2＝μ(GA＋GB)將B勻速拉出，拉力大小與兩個(gè)摩擦力的合力大小應(yīng)相等，有F＝μGA＋μ(GA＋GB)＝μ(2GA＋GB)解得μ＝0.3.[答案]0.313．有一種圓珠筆，內(nèi)部有一根小彈簧．如圖所示，當(dāng)筆桿豎直放置時(shí)，在圓珠筆尾部的按鈕上放一個(gè)200g的砝碼，砝碼靜止時(shí)，彈簧壓縮量為2mm.現(xiàn)用這支圓珠筆水平推一本放在桌面上質(zhì)量為800g的書，當(dāng)按鈕壓縮量為2.4mm(未超過彈簧的彈性限度)時(shí)，這本書恰好勻速運(yùn)動(dòng)．取g＝10m/s2，試求：(1)圓珠筆內(nèi)小彈簧的勁度系數(shù)；(2)書與桌面間的動(dòng)