【精准解析】新高考物理：第2章 第1讲 重力 弹力 摩擦力

第2章第1讲重力弹力摩擦力课时作业时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共12小题，每小题7分，共84分。

其中1～9题为单选，10～12题为多选)1.如图所示，小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球。

当小车和小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是()A．细绳一定对小球有拉力的作用B．轻弹簧一定对小球有弹力的作用C．细绳不一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力D．细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力答案 D解析当小车匀速时，弹簧弹力大小等于小球重力大小，绳的拉力T＝0，当小车和小球向右做匀加速直线运动时，绳的拉力不能为零，弹簧弹力有可能为零，故D正确。

2.如图，两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为k1、k2，它们一端固定在质量为m的物体上，另一端分别固定在Q、P处，当物体平衡时上面的弹簧处于原长状态，若把固定的物体换为质量为2m的物体(物体的大小不变，且弹簧均在弹性限度内)，当物体再次平衡时，物体比第一次平衡时的位置下降了x，则x为(已知重力加速度为g)()A.mgk1＋k2B.k1k2mg(k1＋k2)C.2mgk1＋k2D.k1k22mg(k1＋k2)答案 A解析当物体的质量为m时，设下面的弹簧的压缩量为x1，则mg＝k1x1；当物体的质量为2m时，2mg＝k1(x1＋x)＋k2x，联立可得x＝mgk1＋k2，A正确。

3.装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出，如图所示，则在匀加速拖出的过程中()A．材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小B．材料与平台之间的相对速度逐渐增大，摩擦力逐渐增大C．平台对材料的支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小D．材料与平台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因而工人的拉力也不变答案 D解析匀加速拖出材料的过程，只能持续到材料的重心离开台面的瞬间，在匀加速拉动过程中，材料的重心在台面上时，材料对台面的压力不变，材料受到的支持力不变，故C错误；而在拉动过程中动摩擦因数不变，由F f＝μF N可知摩擦力不变，故A、B错误；因为摩擦力不变，材料做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可知F－F f＝ma，所以工人的拉力不变，故D正确。

4.一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图所示，其中F1＝10 N，F2＝2 N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为()A．10 N，方向向左 B.6 N，方向向右C．2 N，方向向右 D.0答案 C解析当物体受F1、F2及摩擦力的作用而处于静止状态时，由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8 N，方向向左，可知最大静摩擦力F fmax≥8 N。

当撤去力F1后，F2＝2 N<F fmax，物体仍处于静止状态，由平衡条件可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变，且与作用在物体上的F2等大反向，C正确。

5．如图甲、乙所示，物体P、Q在力F作用下一起以相同速度沿力F方向匀速运动，图乙中斜面体固定不动，关于物体P所受的摩擦力，下列说法正确的是()A．图甲、乙中物体P均受摩擦力，且方向均与力F相同B．图甲、乙中物体P均受摩擦力，且方向均与力F相反C．图甲、乙中物体P均不受摩擦力D．图甲中物体P不受摩擦力，图乙中物体P受摩擦力，且方向与力F方向相同答案 D解析在题图甲中，P做匀速运动，在水平方向所受合力为零，所以P不受摩擦力；题图乙中，假设P不受摩擦力，P将相对Q沿斜面向下运动，因此P受沿力F方向的摩擦力，D正确。

6.如图所示，有一重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到注满为止，此过程中容器始终保持静止，则下列说法正确的是()A．容器受到的摩擦力不断增大B．容器受到的摩擦力不变C．水平力F必须逐渐增大D．容器受到的合力逐渐增大答案 A解析因注水过程中容器始终静止，故容器受到的合力始终为零，D错误；由平衡条件可得，墙对容器的静摩擦力F f＝m总g，随m总的增大而增大，A正确，B错误；只要m总g≤μF，不增大水平力F也可使容器静止不动，C错误。

7.如图所示，质量为m的物块放在质量为M的斜面体上，斜面体上表面光滑、底部粗糙，物块两端与固定的轻弹簧相连，弹簧的轴线与斜面平行。

当物块在斜面上做周期性往复运动时，斜面体保持静止，下列图中能表示地面对斜面体的摩擦力F f随时间t变化规律的是()答案 A解析物块在垂直斜面方向上，合外力为零，则物块所受支持力大小始终等于重力垂直斜面方向的分力大小并保持不变；再以斜面体为研究对象受力分析，斜面体受重力、支持力、物块对其的压力和地面对其的摩擦力，斜面体所受摩擦力大小等于物块对其的压力在水平方向上的分力大小，故摩擦力保持不变，A项正确。

8.如图，光滑斜面固定于水平面，滑块A、B叠放后一起冲上斜面，且始终保持相对静止，A上表面水平，则在斜面上运动时，B受力的示意图为()答案 A解析滑块A、B一起冲上光滑斜面，以A、B为整体研究对象，整体向上做匀减速直线运动，加速度方向沿斜面向下，大小为a＝g sinθ，由于B的加速度方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律知，B受到的合力沿斜面向下，则B一定受到水平向左的摩擦力以及重力和支持力，故A正确，B、C、D错误。

9.如图所示，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑轮到P和Q的两段绳都是水平的。

已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是μ，两物块的质量都是m，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计。

若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动，则F的大小为()A．4μmg B.3μmgC.2μmgD.μmg答案 A解析因为P、Q都做匀速运动，因此可用整体法和隔离法求解。

隔离Q进行分析，Q在水平方向受绳向左的拉力F T和向右的摩擦力F f1＝μmg，因此F T＝μmg。

对整体进行分析，整体受绳向左的拉力2F T，桌面对整体的向左的摩擦力F f2＝2μmg，向右的外力F，由平衡条件得：F＝2F T＋F f2＝4μmg。

故A正确。

10.如图所示，在竖直方向上，两根完全相同的轻质弹簧a、b，一端与质量为m的物体相连接，另一端分别固定，当物体平衡时，若()A．a被拉长，则b一定被拉长B．a被压缩，则b一定被压缩C．b被拉长，则a一定被拉长D．b被压缩，则a一定被拉长答案BC解析对物体受力分析并结合平衡条件，可知当a对物体有拉力F a时，若F a>mg，则b被拉长；若F a<mg，则b被压缩；若F a＝mg，则b处于自然状态，A 错误。

若a被压缩，则b对物体施加的一定是向上的弹力，即b一定被压缩，B 正确。

若b被拉长，则a对物体施加的一定是向上的弹力，即a一定被拉长，C 正确。

若b被压缩，根据平衡条件，a可能被压缩、可能伸长，还可能处于原长状态，D错误。

11．以下的四个图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链连接，且系统均处于静止状态。

关于能否用等长的轻绳来代替轻杆以保持系统的平衡，下列说法正确的是()A．图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙B．图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁C．图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁D．图中的BC杆不可以用轻绳代替的有甲、乙、丁答案BD解析图中的杆均有固定转轴，那么杆上的力均沿杆，如果杆端受拉力作用，可以用与之等长的轻绳代替，如果杆端受压力作用，则不可用等长的轻绳代替，如图中甲、丙、丁中的AB杆均受拉力作用，而甲、乙、丁中的BC杆均受沿杆的压力作用，故A、C错误，B、D正确。

12．如图甲所示，斜面体固定在水平面上，斜面上有一物块在拉力F的作用下始终处于静止状态，拉力F在如图乙所示的范围内变化，取沿斜面向上为正方向。

则物块所受的摩擦力F f与时间t的关系正确的是()答案BD解析若t＝0时，静摩擦力沿斜面向上，随F减小，F f增大，当F反向后，F f在原来基础上继续增大，D正确；若t＝0时，静摩擦力沿斜面向下，随F减小，F f减小，在F＝0前，F f变为沿斜面向上，B正确，A、C错误。

二、非选择题(本题共1小题，共16分)13.如图所示，质量为m的物体与A、B两个弹簧相连，其劲度系数分别为k1和k2，B弹簧下端与地相连，现用手拉A的上端，使A缓慢上移，当B弹簧的弹力为原来的23时，A上端移动的距离是多少？答案13mg⎝⎛⎭⎪⎫1k1＋1k2或53mg⎝⎛⎭⎪⎫1k1＋1k2解析B原来处于压缩状态，其压缩量为x0＝mgk2，当向上缓慢拉A使B中弹力减为原来的23时，有两种可能：(1)B仍处于被压缩的状态，则此时A弹簧的弹力和伸长量分别为F1＝mg－F2＝13mg，x1＝F1k1＝mg3k1这时B上端移动的位移x2＝ΔF2k2＝13mgk2＝mg3k2所以A上端移动的距离s A＝x1＋x2＝13mg⎝⎛⎭⎪⎫1k1＋1k2。

(2)B处于拉伸状态，则此时A的弹力和伸长量分别为F1′＝mg＋F2′＝53mg，x1′＝F1′k1＝53k1mg这时B上端移动的位移x2′＝ΔF2′k2＝53k2mg所以A上端移动的距离为s A′＝x1′＋x2′＝53mg⎝⎛⎭⎪⎫1k1＋1k2。