高考物理押题冲刺系列Ⅳ：高考预测专题02 重力、弹力、摩擦力

重力、弹力、摩擦力
名师解读
力是物理学的基础，其中重力、弹力、摩擦力是高考常考内容，而对摩擦力、胡克定律的命题几率更高。

大部分以选择题的形式出现，主要涉及弹簧类问题、摩擦力等，有时也与动力学、电磁学相结合，通过连接体、叠加体等形式进行考查。

力的合成与分解、摩擦力的概念及变化规律是复习重点。

样题解读
【样题1】（2012山东临沂市模拟）如图2－1（甲），为杂技
表演的安全网示意图，网绳的结构为正方格形，O 、a 、b 、c 、d ……
等为网绳的结点，安全网水平张紧后，若质量为m 的运动员从高
处落下，并恰好落在O 点上，该处下凹至最低点时，网绳dOe ，
bOg 均成120︒
向上的张角，如图2－1（乙）所示，此时O 点受到
的向下的冲击力大小为F ，则这时O 点周围每根网绳承受的力的
大小为
A ．F
B ．2F
C ．F mg +
D ．2
F mg + [分析] 对O 点受力分析，设每根网绳对O 点的拉力为T ，在竖直方向上有，4Tcos60︒＝F ，得T ＝
2F ，B 项正确。

[答案] B
[解读] 本题涉及到重力、弹力、受力分析、力的合成与分解、物体的平衡等知识点，重点考查推理能力、分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力，体现了《考试大纲》中
对 “能够理论联系实际，运用物理知识综合解决所遇到的问题”和“能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解”的能力要求。

分析本题时要先根据图甲确定O 点受四根网绳的拉力，再从图乙的视角进行力的合成与分解，得出平衡方程，若只看图乙，会误选A 项。

【样题2】如图2－2所示，一个倾角为45°的斜面固定于竖直墙上，为使一光滑的铁球静止在如图所示的位置，需用一个水平推力F 作用于球体上，F 的作用线通过球心。

设球体的重力为G ，竖直墙对球体的弹力为N 1，斜面对球体的弹力为N 2 ，则以下结论正确的是
A ．N 1＝F
B ．G ≤F
C ．N 2＞G
D ．N 2一定大于N 1
[分析] 物体受到G 、N 1、N 2、F 四个力而平衡，将N 2正交分解，如图2－3所示。

从图中可以看出N 1＝F －N 2x ＝F －N 2 cos45°，A 项错误。

当N 1＝0时，由平衡条件：F ＝N 2x ＝N 2cos45°＝N 2y ＝G ；如果N 1≠0，
F ＝N 2x + N 1＝
G + N 1 > G ，所以B 项正确。

由N 2cos45°＝G 得 N 2＝︒
45cos G ，所以C 项正确。

增大F ，N 1＝F －N 2x ＝F －G 随F 增大而不断增大，所以N 1可能大于︒
45cos G ＝N 2，D 项错误。

[答案] BC
[解读] 本题涉及到重力、弹力、受力分析、力的合成与分解、物体的平衡等知识点，考查推理能力、分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力，体现了《考试大纲》中对“能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断”和“必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析”的能力要求。

本
题所研究的物体受四个力，其中只有N2不在水平和竖直方向，所以要对N2进行正交分解，再列平衡方程进行分析，分析时要利用好45º角的特殊性。

【样题3】（2012·湖北省华中师大附中模拟）如图2－4所示，质量不等的三个物块A、B、C用劲度系数完全相同的三个弹簧1、2、3依次连接着处于静止状态，A、B在水平桌面
[分析] （1）隔离物块C，由平衡条件得
弹簧3的弹力大小 F3 ＝m C g＝30 N
根据胡克定律 F＝kx
得k＝F3／x3＝1000N／m
弹簧2的弹力大小F2＝kx2＝20N
弹簧1的弹力大小 F1＝kx1＝0
（2）隔离物块A，由平衡条件F2 ＝F1 + f1
得 f1＝F2 －F1＝20 N，方向水平向左
（3）隔离物块B，由平衡条件 F3＝F2 + f2
得f2＝F3 －F2＝10 N，方向水平向左。

[答案] （1）30 N，20N，0 （2）20 N，水平向左（3）10 N，水平向左
[解读] 本题涉及到重力、弹力、胡克定律、摩擦力、受力分析、力的合成与分解、物体的平衡、牛顿第三定律等知识点，主要考查推理能力、分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力，体现了《考试大纲》中对“能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找
出它们之间的联系”和“能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论”的能力要求。

本题研究对象较多，根据所求量可知，应采取隔离的方法，求解摩擦力时要利用好平衡条件。

有些考生一看到三个弹簧，就不敢做下去，其实本题中三个弹簧的伸长量都已给出，所以不是难点。

【样题4】（2012·北京市海淀区模拟）如图2－5所示，质量为Ｍ的斜面体放在粗糙的水平地面上，质量为m的物体沿其斜面匀速下滑，物体下滑过程中斜面体相对地面保持静止。

向下，等于mg。

再分析Ｍ受力可得，地面支持力Ｎ＝（Ｍ＋m）g，摩擦力f＝０。

Ａ项、Ｃ项正确。

方法二：对Ｍ和m整体受力分析，M静止，m沿斜面匀速下滑，整体受力平衡，地面支持力Ｎ＝（Ｍ＋m）g，摩擦力f＝０。

Ａ项、Ｃ项正确。

[答案] AC
[解读] 本题涉及到重力、弹力、摩擦力、受力分析、力的合成与分解、物体的平衡等知识点，考查推理能力和分析综合能力，体现了《考试大纲》中对“能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断”和“能够独立地对所遇到的问题进行具体分析，弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境，找出其中起重要作用的因素及有关条件”的能力要求。

本题中物体M静止，m下滑，似乎不适用整体法。

但由于m是匀速下滑，是平衡状态，因此M和m整体也是平衡状态，合外力为零，可以用整体法，并且还比隔离法简单。

其实整体法与隔离法只是研究方法，是没有条件限制的，只有简单与复杂的区别。

【名师预测】
1．关于摩擦力，下列说法正确的是( ) A．两个接触的物体间可能只存在相互作用的摩擦力
B．两个物体间有弹力一定有摩擦力
C．汽车在水平公路上行驶，驱动轮受到的摩擦力向前
D．杂技演员用手握着竖直的杆向上攀，手握杆的力越大，手受到杆的摩擦力越大
[答案] C
[解析] 有摩擦力一定有弹力，A错；有弹力不一定有摩擦力，B错；驱动轮与地面间的力是动摩擦力，此时方向向前，C正确，演员爬杆时，是静摩擦力，与压力无关，D错．2．一氢气球下系一小重物G，重物只在重力和绳的拉力F作用下做匀速直线运动，不
量是2N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力( )
A．大小为2N，方向平行于斜面向上
B．大小为1N，方向平行于斜面向上
C．大小为2N，方向垂直于斜面向上
D．大小为2N，方向竖直向上
[答案] D
[解析] 由于小球处于静止状态，故小球受力平衡，弹性杆对小球的弹力F N＝G＝2N，方向竖直向上．
4．如图所示，放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B.A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧．A、B均处于静止状态，下列说法中正确的是( )
A．B受到向左的摩擦力
B．B对A的摩擦力向右
C．地面对A的摩擦力向右
D．地面对A没有摩擦力
[答案] D
[解析] 弹簧对B有向左的弹力，B保持静止，因此A对B有向右的摩擦力，B对A的摩擦力向左，A、B错误；A、B整体在水平方向不受其他外力作用，因此没有向左或向右的运动趋势，地面对A没有摩擦力．C错误、D正确．
5．如图所示，加装“保护器”的飞机一旦在空中发生事故失去动力时，上方的降落伞就会自动弹出．如果一根伞绳就能承重2940N，降落伞展开后伞绳与竖直方向的夹角均为30°，飞机的质量约为30t，忽略其他因素，仅考虑当飞机处于平衡时，降落伞的伞绳至少所需的根数最接近( )
A． 120根
B．12根
C．60根
D．100根
[答案] A
[解析] 每根伞绳能承受的拉力为F＝2940N，设共需n根，则有nF cos30°＝300000N，解得n＝118，A正确．
6．如图所示，放在水平桌面上的木块A处于静止状态，所挂的砝码和托盘的总质量为0.6kg，弹簧测力计读数为2N，滑轮摩擦不计，若轻轻取走盘中的部分砝码，使总质量减小到0.3kg，将会出现的情况是(g＝10m/s2) ( )
A．弹簧测力计的读数将变小
B．A仍静止不动
C．A对桌面的摩擦力不变
D．A所受的合力将要变大
[答案] B
[解析] 初态时，对A：
为零，对斜面的正压力始终等于重力沿垂直斜面方向的分力，因此地面对斜面体的摩擦力始终是一个恒力，C正确．
8．如图所示，AOB为水平架光滑杆，其夹角∠AOB＝60°，在杆上套两个质量均为m的小球，两小球由可伸缩的弹性绳连接，在绳的中点C，施以沿∠AOB角平分线方向向右的水
[解析] 球和C点受力如图所示，球平衡时F N＝F T，C点受三个力互成120°角而平衡F＝F T，正确选项是A.
9．如下图所示，三个质量均不计的完全相同的测力计，各小球质量相同，一切摩擦不
球对它的拉力，弹簧就不能悬在空中．
B 图：分别受到墙和小球对它的拉力，如果没有墙对它的拉力，弹簧将运动起来．
C 图：分别受到两个小球对它的拉力．
由此可见，三种情况都是受到两个拉力且平衡，故结果一样，F 1＝F 2＝F 3.
10．如图所示，长为l 的细绳一端固定在O 点，另一端悬挂质量为m 的小球A ，为使细绳与竖直方向夹角为30°，且使小球A 处于静止状态，则对小球施加的最小的力等于________．
[答案] 12
mg [解析] 对小球受力分析如图，将mg 沿绳和垂直绳方向分解，绳子拉力可以和G x 平衡，外力F 直接与G y 平衡时，外力F 最小F min ＝G y ＝mg sin30°
∴F min ＝12
mg .
11．如图所示，水平面上有一重为40N的物体，受到F1＝13N和F2＝6N的水平力的作用而保持静止．已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2.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)当只将F1撤去，物体受到的摩擦力的大小和方向．
(3)若撤去的力不是F1而是F2，则物体受到的摩擦力大小方向又如何？
[答案] (1)7N，水平向右(2)6N，水平向左(3)8N，水平向右
[解析] 最大静摩擦力F m＝μF N＝μG＝0.2×40N＝8N
(1)因为F1－F2＝13N－6N＝7N<F m，所以摩擦力为静摩擦力，且Ff1＝7N，方向与物体相对运动趋势方向相反，即水平向右．
(2)因为F2＝6N<F m，所以摩擦力为静摩擦力，且Ff2＝6N，方向与F2方向相反，即水平向左．
(3)因为F1＝13N>F m，所以摩擦力为滑动摩擦力，Ff3＝μF N＝8N，方向与F1方向相反，即水平向右．
12．如图所示，倾角α＝60°的斜面上，放一质量为1kg的物体，用k＝100N/m的轻质弹簧平行于斜面拉着，物体放在PQ之间任何位置都能处于静止状态，而超过这一范围，物体就会沿斜面滑动．若AP＝22cm，AQ＝8cm，试求物体与斜面间的最大静摩擦力的大小．(取g＝10m/s2)
[答案] 7N
[解析] P、Q两点应是静摩擦力最大的两个临界位置，在P点弹簧处于伸长状态，受力分析如图(1)所示．
f m ＝F 1－m
g sin α①
在Q 点弹簧处于压缩状态，受力分析如图(2)所示．
f m ＝F 2＋m
g sin α②
设弹簧原长x ，则有
F 1＝k (0.22－x )③
F 2＝k (x －0.08)④
由①②得⎩⎪⎨⎪
⎧ f m ＝F 1－mg sin αf m ＝F 2＋mg sin α
所以2f m ＝F 1＋F 2＝k (0.22－0.08)
f m ＝12
×100×0.14N＝7N.
13．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有两个轻质弹簧相连接的物块A 、B ，它们的质量分别为m A 、m B ，弹簧的劲度系数为k ，C 为一固定挡板．系统处于静止状态．现开始用一恒力F 沿斜面方向拉物块A 使之向上运动，求物块B 刚要离开C 时物块A 受到的合外力和从开始到此时物块A 的位移d .(重力加速度为g )
[答案] F －(m A ＋m B )g sin θ (m A ＋m B )g sin θk
[解析] B 刚要离开C 时，弹簧弹力大小，F 弹＝m B g sin θ.
以A 为对象受力如图
故合力F 合＝F －F 弹－m A g sin θ＝F －(m A ＋m B )g sin θ，
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， B 刚要离开时，弹簧伸长量Δx 2＝m B g sin θk
， 所以A 的位移d ＝Δx 1＋Δx 2＝(m A ＋m B )g sin θk
.。