人教版高考物理一轮总复习课后习题 第二章 相互作用 共点力的平衡 课时规范练4 重力 弹力 摩擦力

课时规范练4 重力弹力摩擦力
基础对点练
1.(弹力有无判断)图中光滑小球都与下表面接触,则小球一定受支持力的是( )
2.(胡克定律)如图所示,一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接,弹簧、地面水平。

A、B两点离墙壁的距离分别为x1、x2,物块在A、B两点恰好均能静止,物块与地面的最大静摩擦力为F,则弹簧的劲度系数为( )
A.F
x2+x1B.2F
x2+x1
C.2F
x2-x1D.F
x2-x1
3.
(摩擦力突变问题)如图所示,一倾角为θ=37°的斜面固定在地面上,质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行,设斜面足够长,已知该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g 取10 m/s2。

取初速度v0的方向为正方向,则该滑块所受摩擦力F f随时间变化的图像是( )
4.
(多选)(弹簧的弹力、胡克定律)如图所示,锻炼身体用的拉力器并列装有四根相同的弹簧,每根弹簧的自然长度都是40 cm,某人用600 N的力把它们拉长至1.6 m,则( )
A.人的每只手受到拉力器的拉力为300 N
B.每根弹簧产生的弹力为150 N
C.每根弹簧的劲度系数为125 N/m
D.每根弹簧的劲度系数为500 N/m
5.
(静摩擦力)(浙江高三月考)测反应时间的示意图如图所示,一位同学用两根手指捏住直尺的顶端,另一位同学用一只手在直尺下方做捏住直尺的准备,但手不能碰到直尺。

忽略空气阻力,直尺由静止释放,测出直尺被捏住时其降落的高度﹐根据自由落体运动知识,可以算出另一位同学做出反应的时间,下列说法正确的是( )
A.直尺静止时,直尺对手指有5个力的作用
B.直尺静止时,直尺对手指有4个力的作用
C.静止时,直尺受到的摩擦力与手指对其的正压力成正比
D.直尺受到的压力,是直尺发生弹性形变产生的
6.
(多选)(传送带模型——摩擦力突变)如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,以速度v0逆时针匀速转动。

在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tan θ,若以沿传送带向下为正方向,则下列图像中能客观地反映小木块的受力和运动情况的是( )
7.
(弹簧弹力和摩擦力)(湖南高三月考)如图所示,轻质弹簧的左端与墙面相连,右端与一质量m=1 kg的物块相连。

物块与水平面之间的动摩擦因数μ=0.5。

现给物块施加一个水平向右的恒力F=8 N,物块仅能在AB之间静止,AB之间距离为0.05 m。

最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g 取10 m/s2。

则下列说法正确的是( )
A.弹簧原长位置在A点右侧
B.弹簧原长位置在AB之间
C.弹簧劲度系数k=200 N/m
D.弹簧劲度系数k=260 N/m
8.(静摩擦力、滑动摩擦力的产生条件)如图所示,完全相同的A、B两物体放在水平地面上,与水平地面间的动摩擦因数均为μ=0.2,每个物体重
G=10 N,设物体A、B与水平地面间的最大静摩擦力均为F max=2.5 N,对A 施加一个向右的由0均匀增大到6 N的水平推力F,有四位同学将A物体受到的摩擦力F fA随水平推力F的变化情况用图像表示出来。

其中表示正确的是( )
素养综合练
9.
(湖南岳阳县第三中学高三月考)竖直细杆上套有一个质量为1 kg的小圆环,圆环左侧系有一劲度系数k=500 N/m的轻弹簧,已知弹簧与竖直方向的夹角为θ=53°,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,环与细杆间的动摩擦因数为μ=0.75,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧一直处于弹性限度内,g 取10 m/s2,以下说法正确的是( )
A.当弹簧的伸长量时,圆环与细杆间的摩擦力为零
B.当弹簧的伸长量时,圆环与细杆间的摩擦力为1.5 N
C.当弹簧的伸长量时,圆环与细杆间的摩擦力为12 N
D.当弹簧的伸长量时,圆环与细杆间的摩擦力为2 N
10.
(湖南怀化一模)如图所示,A、B是粗糙水平面上的两点,O、P、A三点在同一竖直线上,且O、P两点间距离为L,在P点处固定一光滑的小立柱,一小物块通过原长为L0的弹性轻绳与悬点O连接。

当小物块静止于A点时,小物块受到弹性轻绳的拉力小于重力。

将小物块移至B点(弹性轻绳在小立
柱左侧且处于弹性限度内),由静止释放后,小物块沿地面运动通过A点,若L0>L,则在小物块从B运动到A的过程中( )
A.小物块受到的滑动摩擦力保持不变
B.小物块受到的滑动摩擦力逐渐减小
C.小物块受到的滑动摩擦力逐渐增大
D.小物块受到的滑动摩擦力先减小后增大
11.(湖南娄底高三模拟)如图所示,物块A、B叠放在一起,用绕过定滑轮的细线连接,连接两物块的细线水平,定滑轮连在力传感器上。

用大小为F 的水平力拉物块A,使物块A匀速向右运动,此时力传感器上的示数为F1,不计滑轮与力传感器的重力,A与B、B与水平面的接触面均糙,则( )
A.F1>F
B.F1<F
C.F1=F
D.无法判断F1与F的大小关系
12.(北京高三一模)摩擦传动装置结构简单,容易制造,在生产生活中得到广泛应用。

如图所示为打印机送纸装置,搓纸辊旋转带动纸张前进走纸,摩擦片在纸张下方贴紧,施加阻力分离纸张,以保证只有一张纸前移,避免
两张纸同时送入。

送纸过程中,假设搓纸辊和纸张之间的动摩擦因数为μ1,纸张之间的动摩擦因数为μ2,纸张和摩擦片之间的动摩擦因数为μ3。

设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计纸张质量及空气阻力。

(1)假设现有10张相同的打印纸,最上面的为第1张,请问第2张纸受到第1张纸的摩擦力的方向与纸张前进方向是否相同?
(2)为保证送纸装置正常工作,说明μ1、μ2和μ3的大小关系。

参考答案
课时规范练4 重力弹力摩擦力
1.C 解析选项A、B、D中,如果绳子的拉力等于小球的重力,则小球不会受到支持力作用,但是选项C中,若小球不受支持力的作用,则小球不会处于平衡状态,故C正确。

2.C 解析设弹簧原长为l0,由平衡条件可得F=k(l0-x1),F=k(x2-l0),解得
k=2F
x2-x1
,故选项C正确。

3.B 解析滑块上升过程中受滑动摩擦力,由F f=μF N和F N=mgcosθ联立,解得F f=6.4N,方向沿斜面向下。

当滑块的速度减为零后,由于重力的分力mgsinθ=6N<F f,所以滑块将静止,滑块受到的摩擦力为静摩擦力,由平衡条件得F f'=mgsinθ=6N,方向沿斜面向上,故选项B正确。

4.BC 解析人的每只手的拉力均为600N,所以每只手受到拉力器的拉力
也为600N,故选项A错误;每根弹簧的弹力为F=600
4
N=150N,故选项B正确;
每根弹簧的劲度系数k=F
x =150
1.6-0.4
N/m=125N/m,故选项C正确,D错误。

5.B 解析直尺静止时,与手指有两个接触面,每个面都有一个弹力和摩擦力,则直尺对手指有4个力的作用,所以A错误,B正确;静止时,直尺受到的摩擦力为静摩擦力,与手指对其的正压力无关,大小总是等于重力,所以C错误;直尺受到的压力,是手指发生弹性形变产生的,所以D错误。

6.BD 解析当小木块速度小于传送带速度时,小木块相对于传送带向上滑动,小木块受到的滑动摩擦力沿传送带向下,加速度a=gsinθ+μgcosθ;当小木块速度达到传送带速度时,由于μ<tanθ,即μmgcosθ<mgsinθ,所以速度能够继续增加,此时滑动摩擦力的大小不变,而方向突变为向上,a=gsinθ-μgcosθ,加速度变小,则v-t图像的斜率变小,所以B、D 正确。

7.C 解析设向右为正,水平方向上物块受F、摩擦力、弹簧弹力kx,物块静止,合力为零,A、B为临界点,在这两点物块均受最大静摩擦力,即有
F fm=μmg=5N,A点摩擦力向左,即kΔx A+F fm=F,弹簧弹力向左;B点摩擦力向右,则有kΔ,弹簧弹力向左,A点、B点弹簧均处于拉伸状态,弹簧原长位置在A点左侧,A、B错误。

由于kΔx A=3N,k(Δx A+,D错误,C正确。

8.D 解析推力F由0均匀增大到2.5N时,A、B均未动,而F fA由0均匀增大到2.5N;推力F由2.5N增大到5N时,A、B仍未动,F fA=2.5N,地面对B 物体的摩擦力由0均匀增大到2.5N;推力F由5N增大到6N,A处于运动状态,F fA=μG=2N,故D项正确。

9.B 解析若,则F1=12.5N,其竖直分力为7.5N,水平分力为10N,最大静摩擦力为7.5N,F f1=2.5N时与重力平衡,故A错误;若,则F2=2.5N,其竖直分力为1.5N,水平分力为2N,最大静摩擦力为1.5N,圆环不足以平衡,所以
F f2=1.5N,故B 正确;若,F 3=20N,其竖直分力为12N,水平分力为16N,最大静摩擦力为12N,F f3=2N 时与重力平衡,故C 错误;若,则F 4=10N,其竖直分力为6N,水平分力为8N,最大静摩擦力为6N,F f4=4N 时与重力平衡,故D 错误。

10.
C 解析对小物块受力分析,如图所示,设弹性轻绳从原长到A 点的伸长量为x 0,在某点弹性轻绳与竖直方向的夹角为θ,则物块在该点弹性轻绳中的拉力F T =k
L 0+x 0-L cosθ
+L-L 0,物块对地面的压力为F 压=mg-k
L 0+x 0-L cosθ
+L-L 0
cosθ=mg -k[L 0+x 0-L-(L 0-L)cosθ]。

小物块从B 运动到A 的过程中,绳与竖直方向的夹角θ逐渐减小,cosθ逐渐增大,所以物块对地面的压力F 压逐渐增大,由F f =μF 压可知,小物块受到的滑动摩擦力逐渐增大,故选C 。

11.A 解析由题意可知,绕过定滑轮的细线上的拉力大小为1
2F 1。

设A 与B
的滑动摩擦力大小为F f1,B 与地面间的滑动摩擦力大小为F f2,对A 分析有F=1
2
F 1+F f1,对B 分析有1
2
F 1=F f1+F f2,联立解得F f2=F 1-F>0,则有F 1>F,故选A 。

12.答案(1)相同 (2)μ1>μ3>μ2
解析(1)第1张纸相对第2张纸向纸张前进方向运动,第1张纸受到第2张纸的摩擦力的方向与纸张前进方向相反,则第2张纸受到第1张纸的摩擦力的方向与纸张前进方向相同。

(2)由题意,接触面间弹力大小相等,则当纸槽内有两张纸时,对于与搓纸辊接触的纸张,搓纸辊对它的最大静摩擦力应大于下面纸张对它的最大静摩擦力,有μ1>μ2;对于与摩擦片接触的纸张,摩擦片对它的最大静摩擦力应大于上面纸张对它的最大静摩擦力,有μ3>μ2;当纸槽内只有一张纸时,纸张仍能送入打印机,同理有μ1>μ3,所以μ1>μ3>μ2。