2020版高考物理(课标版)大一轮复习课时规范练4重力弹力摩擦力 含解析

课时规范练4重力弹力摩擦力
基础对点练
1.(力的概念)下列关于常见力的说法正确的是()
A.弹力、重力、支持力、摩擦力都是按照力的性质命名的
B.有规则形状的物体,其重心就在物体的几何中心
C.两接触面间有摩擦力存在,则一定有弹力存在
D.物体之间接触就一定产生弹力
2.(弹力)关于弹力,下列说法中错误的是()
A.物体受到的弹力是由于施力物体的形变而产生的
B.弹力产生在直接接触而发生弹性形变的物体之间
C.相互挤压的物体间弹力方向总是跟接触面相垂直
D.相互接触的物体间一定存在弹力
3.(摩擦力)(2019·重庆第一中学月考)如图,一物块在外力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动,已知物块质量为1 kg,与桌面间动摩擦因数μ=0.75,重力加速度g取10 m/s2,外力F的最小值为()
A.5 N
B.6 N
C.7.5 N
D.8 N
F与水平方向夹角为θ,根据平衡知识可知:F cos θ=μ(mg-F sin θ),解得F=;由数学知识可知,cos θ+0.75sin θ的最大值为1.25,则外力F的最小值为F min=6 N,故选B。

4.(弹力)(2019·贵州遵义航天高级中学一模)如图为内燃机中的连杆传动装置部分示意图。

当汽缸中高压气体以力F推活塞时,连杆BA与BO的夹角为θ,不计活塞重力和一切摩擦,则此汽缸壁对活塞的作用力为()
A.F sin θ
B.F cos θ
C.F tan θ
D.
,受汽缸中高压气体对活塞的作用力F,AB杆对其的推力F',汽缸对活塞的作用力F N,如图所示。

根据平衡条件,有:
F N=F tan θ
所以C选项是正确的。

5.
(弹力)如图所示,在水平晾衣竿(可视为光滑竿)上晾晒床单时,为了尽快使床单晾干,可在床单间支撑轻质细竿。

随着细竿位置的不同,细竿上边两侧床单间夹角θ(θ<150°)将不同。

设床单重力为G,晾衣竿所受压力大小为F N,下列说法正确的是()
A.当θ=60°时,F N=G
B.当θ=90°时,F N=G
C.只有当θ=120°时,才有F N=G
D.无论θ取何值,都有F N=G
,受到重力和支持力作用,根据受力平衡,无论θ取何值,都有支持力的大小等于重力的大小,而支持力的大小等于晾衣竿所受的压力大小,故D正确,ABC错误。

6.(摩擦力)(2019·四川乐山高三一调)如图所示,A、B两个物体质量分别为m1和m2,A与B间动摩擦因数为μ1,B与地面间动摩擦因数为μ2。

现用力F拉着A物体向右运动,B保持静止,则关于地面对B物体的摩擦力大小和方向下列说法正确的是()
A.μ2(m1+m2)g,方向水平向左
B.μ2(m1+m2)g,方向水平向右
C.μ2m2g,方向水平向左
D.μ1m1g,方向水平向左
A受力分析,A受到重力、支持力、拉力和B对A的摩擦力F f BA=μ1m1g,方向水平向左;对B受力分析,在水平方向B受到A对B的摩擦力F f AB与地面对B的摩擦力,由于B保持静止,所以地面对B的摩擦力与A对B的摩擦力大小相等,方向相反,故地面对B物体的摩擦力大小为μ1m1g,方向水平向左,故D正
确,ABC错误。

7.(摩擦力)(2018·安徽蚌埠二中期中)如图所示,重6 N的木块静止在倾角为30°的斜面上,若用平行于斜面沿水平方向,大小等于4 N的力F推木块,木块仍保持静止,则木块所受的摩擦力大小为()
A.3 N
B.4 N
C.5 N
D.10 N
,受推力F、重力G、支持力F N和静摩擦力F f,
将重力按照作用效果分解为沿斜面向下的分力F'=G sin 30°=3 N和垂直斜面向上的分力G cos 30°=3
N;在与斜面平行的平面内,如图有F f==5 N,故选C。

8.(摩擦力的突变)如图所示,一物块开始时静止在粗糙的倾角为θ的固定斜面上。

从某时刻开始,物块受到一方向不变、大小从零均匀增大、与斜面平行的拉力作用。

假设物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

以F f表示物块所受摩擦力的大小,F表示拉力的大小。

能正确描述F f与F之间的关系的图象可能是()
θ的固定斜面上,所以F f=mg sin θ,方向沿斜面向上,也说明
F fm=μmg cos θ≥mg sin θ;当受到力F后,摩擦力F f=mg sin θ-F,F大小从零均匀增大,当F=mg sin θ时,F f=0,当F>mg sin θ时,F f反向增大,当F=mg sin θ+F fm时,物块将要开始向上滑动,此后摩擦力不变。

所以B正确,A、C、D错误。

素养综合练
9.
(2016·海南卷)如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态。

若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用F f1、F f2和F f3表示。

则()
A.F f1=0,F f2≠0,F f3≠0
B.F f1≠0,F f2=0,F f3=0
C.F f1≠0,F f2≠0,F f3=0
D.F f1≠0,F f2≠0,F f3≠0
,整体相对地面没有相对运动趋势,故F f3=0;再将a和b看成一个整体,a、b整体有相对斜面向下运动的趋势,故b与P之间有摩擦力,即F f2≠0;再对a受力分析可知,a相对于b有向下运动的趋势,a和b之间存在摩擦力作用,即F f1≠0。

选项C正确。

10.(多选)(2019·湖南醴陵二中月考)两个中间有孔的质量均为M的小球用一轻弹簧相连,套在一水平光滑横杆上,两个小球下面分别连一轻弹簧。

两轻弹簧下端系在同一质量为m的小球上,如图所示。

已知三根轻弹簧的劲度系数都为k,三根轻弹簧刚好构成一个等边三角形。

则下列判断正确的是()
A.水平横杆对其中一个小球的支持力为Mg+mg
B.连接质量为m小球的其中一个轻弹簧的伸长量为
C.套在水平光滑横杆上的轻弹簧的形变量为
D.连接质量为m小球的其中一个轻弹簧的弹力为
,在竖直方向整体受到两个力的作用,即竖直向下的重力、竖直向上的支持力,其大小为2F N=(2M+m)g,则水平横杆对其中一个小球的支持力为(M+m)g,故A错误;以m为研究对象,受到
两个弹力和m的重力的作用,故有2F T cos 30°=mg,解之得F T=mg,故D错误;连接质量m小球的轻弹簧的伸长量为x,由F T=mg=kx得x=,故B正确;以M为研究对象,在水平方向有:F T cos 60°=kx'解之得x'=,故C正确。

故选BC。

11.(2019·宁夏青铜峡高级中学月考)如图所示,斜面体放置在粗糙水平地面上,斜面倾角为θ=37°,质量为
m=2 kg的物块在水平向右的推力F=40 N作
用下恰好能沿斜面向上匀速运动,而斜面体始终保持静止。

(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)求:
(1)地面对斜面体的摩擦力大小和方向;
(2)物块和斜面体间的动摩擦因数;
(3)固定斜面体,改变推力F的大小,可以使物块在斜面体上保持静止,求F的取值范围。

水平向左(2)0.5(3)3.6≤F<40 N
对斜面体和物块组成的整体,水平方向受力平衡,根据平衡条件可得:F-F f=0,可得:F f=40 N,则地面对斜面体的摩擦力方向水平向左,大小为40 N。

(2)物块受力分析,受重力、水平推力F、斜面的支持力和沿斜面向下的滑动摩擦力四个力的作用而做匀速直线运动,将力沿平行于斜面和垂直于斜面正交分解,
在平行于斜面的方向上:F cos θ=mg sin θ+μF N
在垂直于斜面的方向上:F N=F sin θ+mg cos θ
代入数据解得:μ=0.5
(3)当推力F很小时,物块受到重力、水平推力、斜面的支持力和沿斜面向上的静摩擦力四个力的作用而静止
在平行于斜面的方向上:F1cos θ+μF N=mg sin θ
在垂直于斜面的方向上:F N=F1sin θ+mg cos θ
代入数据解得:F1= N≈3.6 N
所以当3.6≤F<40 N时,物块会在斜面上保持静止不动。

12.(2019·贵州遵义航天高级中学一模)质量均为m的两物块A和B之间连接着一个轻质弹簧,其劲度系数为k,现将物块A、B放在水平地面上一斜面的等高处,如图所示,弹簧被压缩L1,且物体与斜面均能保持静止,已知斜面的倾角为θ,两物块和斜面间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)斜面和水平地面间的静摩擦力大小;
(2)斜面对A的静摩擦力大小;
(3)弹簧的最大压缩量L2。

(2)
(3)
由两物块A和B及斜面整体受力平衡得
F f地=0
(2)物块A在斜面平面内的受力如图
物块A受力平衡,
F f=
F=kL1
F f=
(3)当F f最大时F最大
F fm=μmg cos θ
F m=
F m=kL2 L2=。