2020年高考物理一輪復習第二單元相互作用第1講重力彈力摩擦力練習含解析新人教版54

1、1重力彈力摩擦力相互作用是力學乃至整個高中階段物理學的基礎，高考對本模塊中知識點的考查頻率較高，特別是對摩擦力、受力分析、物體的平衡考查頻率高。能力的考查以理解能力和應用能力為主。本章涉及“滑動摩擦 力” “動摩擦因數(shù)”“靜摩擦力”“形變”“彈力” “胡克定律” “矢量和標量”七個I級考點，“力的合成和分解”“共點力的平衡”兩個級考點。常見的三種力、物體的平衡、受力分析是高考的重點和難點，也是熱點。命題呈現(xiàn)以下特點：（1）對彈力和摩擦力大小、方向的考查；（2）受力分析及力的運算作為一種分析物理問題的工具，貫穿高考考查的大部分內(nèi)容和考題；（3）常考查力的合成與分解；（4）共點力作用下物體的平衡，

2、如動態(tài)平衡、極值求解等考查也較多。預測 2020 年高考命題趨勢:（1）考查力的產(chǎn)生條件、力的大小的計算和方向的判斷、力的合成與分解、平衡條件的應用、動態(tài)平衡問題的分析?！皬椓Α薄澳Σ亮Α睂儆诟呖嫉臒狳c和難點?！皬椈赡Ｐ汀笨梢栽诓煌锢砬榫跋戮C合考查，與其他知識結(jié)合來考查彈力大小的定性分析或定量計算及方向的判定。不論靜摩擦力還是動摩擦力，每年都有所考查，要正確把握其大小的計算和方向的判斷。（2）考查的模型一般為疊加體、連接體 （輕繩連接、輕桿連接、輕彈簧連接）、死結(jié)模型、滑輪模型（活結(jié)模型）、輕彈簧模型等。（3）涉及的思想方法有整 體法與隔離法、假設法、正交分解法、矢量三角形法、等效思想等。（

3、4）單獨考查一個知識點的試題非常少，大多數(shù)情況是同時涉及幾個知識點，考查的重點和熱點是彈力、摩擦力、力的合成與分解、共點力作用下物體的平衡等知識點的創(chuàng)新設計，注重對物理思維與物理能力的考查。（5）試題以現(xiàn)實生活中的現(xiàn)象為背景，或以高科技為背景考查一些綜合性問題，考生平時應鍛煉自己建立物理模型的能力。高考引共點力的平樹力的動毎分析物體的動共點力的 甲衡條件.jJ物仏的平擦力f-201R年卷共點力的 平看胡克 定律方搏力力的合成 與分第富孝年|1廠 2016年-2017 全31卷1影II卷n卷共點力的平衡H#平離條伸2第 1 講 重力 彈力 摩擦力好汨強注品淤閔事注核“必知倶L1重力產(chǎn)生：由于地球

4、吸引而使物體受到的力。重力不是萬有引力，而是萬有引力的一個分力。（2）大小:G=mg可用彈簧測力計測量。物體的質(zhì)量m不會變；G的變化是由在地球上不同位置處g的變化引起的。（3）方向：豎直向下。豎直向下是和水平面垂直，不一定和接觸面垂直，也不一定指向地心。重心：物體的每一部分都受重力作用，可認為重力集中作用于一點，即物體的重心（是一種理想化模型,真實不存在）。影響重心位置的因素：物體的幾何形狀，物體的質(zhì)量分布。重心的位置不一定在物體上。不規(guī) 則薄板重心的確定方法：懸掛法。1. 1|（2019 四川西昌模擬）如圖所示，兩輛車在以相同的速度做勻速運動，根據(jù)圖中所給信息和所學知識你可以得出的結(jié)論是（）

5、。A. 物體各部分都受重力作用，但可以認為物體各部分所受重力集中于一點B. 重力的方向總是垂直向下的C. 物體重心的位置只與物體的質(zhì)量分布有關D. 力是使物體運動的原因【答案】A1.2|（2019 江蘇淮安月考）下列關于物體重心的說法中正確的是（）。A 物體的重心必在物體上B.形狀規(guī)則的物體的重心就在物體的幾何中心C 重心是物體各部分所受重力的合力的等效作用點D 重心就是物體內(nèi)最重的一點【答案】C32彈力（1）彈力：發(fā)生形變的物體由于要恢復原狀而對與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力。（2）彈力方向的判斷方法：繩子只能受拉力而發(fā)生形變，即繩子只能承受拉力。因此繩子拉物體的彈力的方向總是沿著繩子指向其收縮

6、的方向。物體放在支持物上，支持物因形變而產(chǎn)生彈力，這種彈力的方向總是垂直于支持面指向被支持的物體。（3）胡克定律:在彈性限度內(nèi),彈力和彈簧形變大小（伸長或縮短的量）成正比。表達式：F=kx?！疽族e警示】（1）桿的彈力方向：桿的彈力方向不能根據(jù)桿的方向來判斷，只能根據(jù)實際情況進行受力 分析得出。（2）彈簧與桿、繩的彈力瞬間變化的區(qū)別：因為彈簧的形變不可能瞬間突變，所以彈簧的彈力不可 能突變；而桿、繩的彈性形變可以在瞬間發(fā)生變化 ,所以桿、繩的彈力可以發(fā)生突變。彈力有無的判斷“四法”1條件法：根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷是否存在彈力。此方法多用來判斷形變較明顯 的情況。2假設法：對形變

7、不明顯的情況，可假設兩個物體間彈力不存在（將其中一個物質(zhì)拿走）,看物體能否保持 原有的狀態(tài)。若運動狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若運動狀態(tài)改變，則此處一定有彈力。3狀態(tài)法：根據(jù)物體的運動狀態(tài)，利用牛頓第二定律或共點力平衡條件判斷彈力是否存在。4替換法：可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體來替換，看能否發(fā)生形態(tài)的變化，若發(fā)生形變，則此處一定有彈力?；兀?019 山東青島聯(lián)考）探究彈力和彈簧伸長的關系時，在彈性限度內(nèi)，懸掛 15N 重物時，彈簧長度為 0.16m, 懸掛20N 重物時，彈簧長度為 0.18m,則彈簧的原長Lo和勁度系數(shù)k分別為（）。AL=0.02mk=500N

8、/mB.L0=0.10mk=500N/mCL0=0.02mk=250N/mD.L0=0.10mk=250N/m【答案】 D2.2（2019 湖南株洲月考）（多選）如圖所示，一傾角為 45的斜面固定于豎直墻上，為使一光滑的鐵球靜止，需 加一水平力F,且F通過球心，下列說法正確的是（）。A.球一定受墻的彈力且水平向左4B.球可能受墻的彈力且水平向左C. 球一定受斜面的彈力且垂直斜面向上D. 球可能受斜面的彈力且垂直斜面向上【答案】BC3摩擦力（1）滑動摩擦力：一個物體在另一個物體表面上發(fā)生相對滑動時，要受到另一個物體阻礙它相對滑動的力。產(chǎn)生條件必須同時滿足：兩物體相互接觸；兩物體間相互擠壓；接觸面

9、是粗糙的；兩物體間有相對運動。（2）靜摩擦力：相互接觸的兩個物體有相對運動的趨勢，但又保持相對靜止狀態(tài)時所受的摩擦力。產(chǎn)生條件必須同時滿足：兩物體相互接觸；兩物體相互擠壓；接觸面粗糙；物體有相對運動趨勢而又保持相對 靜止。方向：與接觸面相切，與相對運動趨勢的方向相反。大?。红o摩擦力是變力，它與使它產(chǎn)生相對運動趨勢的外力有關。最大靜摩擦力：物體所受的靜摩擦力能達到的最大值。靜摩擦力的變化范圍：0卩mg則彈簧的形變量x=,A 項正確,B 項錯誤;豎直方向物體受力平衡，則物體受到地面的支持力與它所受到的重力大小相等，又由地面對物體的支持力等于物體對地面的壓力可知,C 項正確；水平方向物體做勻加速直線

10、運動，則彈簧對物體的彈力大于物體所受的摩擦力，不是一對平衡力，D 項錯誤?！敬鸢浮緼C題型二 摩擦力的突變問題1. 靜摩擦力的突變問題靜摩擦力是被動力，其存在及大小、方向取決于物體間的相對運動趨勢，靜摩擦力存在最大值。靜摩擦力為零的狀態(tài)是其方向變化的臨界狀態(tài)；靜摩擦力達到最大值是物體恰好保持相對靜止的臨界狀態(tài)。2. 滑動摩擦力的突變問題滑動摩擦力的大小與接觸面間的動摩擦因數(shù)和接觸面受到的正壓力均成正比。發(fā)生相對運動的物體，若9接觸面發(fā)生變化或接觸面受到的正壓力發(fā)生變化，則滑動摩擦力一般會發(fā)生變化。3.摩擦力的“突變”問題(1) 靜一靜“突變”：物體在摩擦力和其他力的作用下處于相對靜止狀態(tài)，當作

11、用在物體上的其他力的合力發(fā)生變化時，若物體仍然保持相對靜止狀態(tài)，則物體受到的靜摩擦力的大小或方向?qū)l(fā)生突變。(2) 靜一動“突變”：物體在摩擦力和其他力作用下處于相對靜止狀態(tài)，當其他力變化時，若物體不能保持相對靜止狀態(tài)，則物體受到的靜摩擦力將“突變”成滑動摩擦力；同理，當物體由相對運動到相對靜止時，物體受到的滑動摩擦力將“突變”為靜摩擦力。(3) 動一動“突變”：某物體相對于另一物體滑動的過程中，若突然相對運動方向改變了，則滑動摩擦力方向會發(fā)生“突變”?！緶剀疤崾尽颗袛嗄Σ亮Ψ较驎r的兩點注意：(1)靜摩擦力的方向與物體的運動方向沒有必然關系，可能相同，也可能相反，還可能成一定的夾角；(2)分析

12、摩擦力方向時，要注意靜摩擦力方向的“可變性”和滑動 摩擦力的“相對性”?！纠?2】(2019 湖北恩施檢測)如圖所示，斜面體A放在水平地面上。物塊B放在斜面上，有一水平力F作 用在B上時，A、B均保持靜止。A受到水平地面的靜摩擦力為fi，B受到A的靜摩擦力為f2,現(xiàn)使F逐漸增大,A、B仍處于靜止狀態(tài)，則()。Afi一定增大B.fi、f2都不一定增大Cf1、f2均增大D.f2一定增大【解析】對物塊B受力分析，受推力、重力、支持力，可能有靜摩擦力。設B的質(zhì)量為m斜面的傾角為B。當 mi n0Fcos0時，靜摩擦力沿斜面向上，大小為f2=mgsi n0-Fcos0，當F增大時，f2減小；當 mcsi

13、n0=Fcos0時,靜摩擦力為零，當F增大時，f2增大； 當 n0Vi,則（ ）。A.12時刻，小物塊離A處的距離達到最大B.t2時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大C. 0t2時間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左D. 0t3時間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用【解析】當小物塊速度為零時，小物塊離A處的距離達到最大，此時為ti時刻，A 項錯誤；t2時刻，小物塊相對傳送帶靜止，故此時小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大，B 項正確；0t2時間內(nèi)，小物塊一直相對傳送帶向左運動，故受到的摩擦力方向一直向右，C 項錯誤；0t2時間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的滑動摩擦力作用，t2t3時間內(nèi)

14、，由于小物塊與傳送帶速度相同，二者相對靜止，小物塊不受摩擦力作用，D 項錯誤?！敬鸢浮緽1.（2019 陜西西安模擬）如圖所示，一斜面固定在地面上，木塊m和M疊放在一起沿斜面向下運動，它們始終相對靜止，m M間的動摩擦因數(shù)為 卩i，M與斜面間的動摩擦因數(shù)為卩2,則（）。精練案M常點11A若m M一起做勻加速運動,可能有 卩1=0,卩2=0B. 若m ML起做勻速運動,一定有 卩1=0,卩2工0C. 若mMl起做勻加速運動,一定有 卩i工 0,卩2=0 D 若 m Ml起做勻速運動，可能有（11工 0,（12工0【解析】若m M起做勻加速運動，對m受力分析，根據(jù)牛頓第二定律知，M對m的摩擦力使之

15、向右做加 速運動，則一定有11豐0,A 項錯誤。若m M起做勻速運動，合力為零，對m由平衡條件可知，m M之間沒 有摩擦力，故可能有11工 0,也可能有11=0;對整體，由平衡條件分析可知，斜面對M有摩擦力作用，方向沿斜 面向上，故12工 0,B、C 兩項錯誤，D 項正確。【答案】D2.（2018 河北滄州月考）完全相同的直角三角形滑塊A、B,按圖甲所示方式疊放,設A B接觸的斜面光滑，A與 桌面的動摩擦因數(shù)為1?，F(xiàn)有一水平推力F作用在B上,恰好使A B一起在桌面上勻速運動，且A B保持相 對靜止，則A與桌面的動摩擦因數(shù)1跟斜面傾角B的關系為（）。甲Ai=tan0B.1=tan0C1=2tan

16、0D.1與0無關【解析】整體在水平方向上受推力和滑動摩擦力，有F=21mg隔離對B分析，B受到重力、推力F和支tan持力，如圖乙所示，根據(jù)共點力平衡，運用合成法，得mgan0=F=21mg解得1=,故 B 項正確,A、C、D 三項 錯誤。乙【答案】B3.（2019 湖南永州模擬）（多選）如圖所示，兩根光滑細棒在同一豎直平面內(nèi)，且與水平面成 7角，棒上各穿有 一個質(zhì)量為m的相同小球，兩球用輕質(zhì)彈簧連接，在圖中位置處于靜止狀態(tài)，此時彈簧與水平面平行，則下列判 斷正確的是（ ）。12A. 彈簧處于拉伸狀態(tài)B. 彈簧處于壓縮狀態(tài)C. 彈簧的彈力大小為4mgD. 彈簧的彈力大小為-mg【解析】以左側(cè)小球

17、為研究對象，假如彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧對該球的彈力方向水平向左，小球還受到 豎直向下的重力和垂直于棒的彈力，根據(jù)平行四邊形定則可知，這三個力的合力不可能為零，則小球不可能處 于靜止狀態(tài)，與題設矛盾，所以彈簧一定處于拉伸狀態(tài)，故 A 項正確，B 項錯誤；根據(jù)平衡條件得彈簧的彈力大小 滿足F=mgan 7 ，解得彈簧的彈力大小Fmg故 C 項正確，D 項錯誤?！敬鸢浮緼C4.（2018 山東煙臺考試）如圖所示，質(zhì)量為m的物塊在質(zhì)量為M的木板上滑行，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為 卩i，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為卩2,已知木板處于靜止狀態(tài)，那么木板所受地面摩擦力的大小是（）。mJM止 i E m . ”

18、 i ” = A2mgB.卩i(m+MgCiiMgDiiMg+(i2mg【解析】物塊相對木板向右滑動，受到向左的滑動摩擦力，大小fi=i2FN=I2mg故物塊對木板有向右的滑動摩擦力，木板受到地面對其向左的靜摩擦力，根據(jù)共點力平衡條件可得，f2=12mg故 A 項正確?！敬鸢浮緼5. （2019 河北保定月考）如圖所示,物體A B疊放在物體C上,C置于水平地面上，水平力F作用于B上,使AB C一起勻速運動，各物體間摩擦力的情況是（）。A.B對C有向左的摩擦力i2B.C對A有向左的摩擦力C. 物體C受到三個摩擦力作用D.C對地面有向右的摩擦力【解析】三個物體都做勻速直線運動，合外力均為零，以B為

19、研究對象，B在水平方向受到向右的拉力F作用,根據(jù)平衡條件可知,C對B有向左的靜摩擦力,而且此靜摩擦力與F平衡,根據(jù)牛頓第三定律可知，B對C有 向右的靜摩擦力,A 項錯誤。對A研究，由平衡條件可知，。對A沒有摩擦力，否則A受力不平衡，不可能做勻速 直線運動，則A對C也沒有摩擦力,B 項錯誤。以整體為研究對象，由平衡條件可知，地面對C有向左的滑動摩 擦力，則C對地面有向右的滑動摩擦力，C受到兩個摩擦力,C 項錯誤，D 項正確?！敬鸢浮緿6.（2018 北京月考）如圖所示的裝置中，小球的質(zhì)量均相同，彈簧和細線的質(zhì)量均不計，一切摩擦力忽略不計，平 衡時各彈簧的彈力分別為Fi、F2、F3,其大小關系是（

20、）。AFi=Fz=F3B.Fi=F?RD.F3FiF?【解析】甲圖中，以下面小球為研究對象，由平衡條件得知，彈簧的彈力大小等于小球的重力G乙圖中，以 小球為研究對象，由平衡條件得知，彈簧的彈力大小等于小球的重力G丙圖中，以任意一個小球為研究對象，由 平衡條件得知，彈簧的彈力大小等于小球的重力G,所以平衡時各彈簧的彈力大小相等，即Fi=F2=F3,A 項正確?！敬鸢浮緼7. （20i9 湖北武漢一模）（多選）如圖甲所示,斜面體固定在水平面上，斜面上有一物塊在拉力F的作用下始終處 于靜止狀態(tài)，拉力F在如圖乙所示的范圍內(nèi)變化 ,取沿斜面向上為正方向。則物塊所受的摩擦力f與時間t的 關系圖象可能正確的

21、是（）。甲14ACD【解析】若t=0 時靜摩擦力沿斜面向上，隨F減小,f增大,F反向后，f在原來基礎上繼續(xù)增大，D 項可能; 若t=0 時靜摩擦力沿斜面向下,隨F減小,f減小,在F=0 前，f變?yōu)檠匦泵嫦蛏?B 項可能。【答案】BD8.（2018湖南長沙調(diào)研）如圖所示,在粗糙的水平面上,長度為L、質(zhì)量 M=2kg 的長木板某時刻正以速度V。向右運動?，F(xiàn)對長木板施加一水平向左的恒力F（大于 3N）,同時將一質(zhì)量m=1kg 的光滑小球無初速度地放置于長木板上表面與左端距離為-處，發(fā)現(xiàn)長木板向右運動距離5后立即反向向左運動。已知長木板與水平面間的動摩52擦因數(shù)卩=0.1,g取 10m/s ,規(guī)定水平

22、向左為正方向，則下列關于長木板受到的摩擦力f隨時間t的變化規(guī)律的圖象正確的是（）。D【解析】長木板向右減速運動的距離為云的過程中，長木板所受的摩擦力f1=卩（m+Mg=3N,方向水平向左長木板反向向左加速運動的距離為5+的過程中，小球仍在長木板上，則長木板所受的摩擦力f2=（m+Mg=3N,方向水平向右；當小球脫離長木板后，長木板所受的摩擦力f3=yMg=2N,方向水平向右,A 項正確?！敬鸢浮緼刷151. （2017 全國卷m,17） 根輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80cm 的兩點上，彈性繩的原長也為 80cm。將一鉤碼掛在彈性繩的中點，平衡時彈性繩的總長度為100cm;再將彈

23、性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點，則彈性繩的總長度變?yōu)椋◤椥岳K的伸長始終處于彈性限度內(nèi)）（）。A 86cm B.92cm C. 98cm D. 104cm【解析】前后兩次鉤碼均處于平衡狀態(tài)，即合力為零，在改變繩長的同時，繩與豎直方向的夾角跟著改變。由題可知，掛上鉤碼后，如圖甲所示，此時彈性繩長度為 100cm，則0=7 ，sin0=0.6。對結(jié)點O進行受力分 析如圖乙所示，則由圖乙得 2Tsin0=mg當將兩端緩慢移動至同一點時，由受力分析可得 2T=mg，由彈性繩上 彈力F=kx得出=,由題可知x=100cm- 80cm=20cm,則移動后彈性繩伸長的長度x=12cm,那么彈性繩總長度變?yōu)長=L）+x=92cm,B 項正確?！敬鸢浮緽2. （2016 海南卷,2）如圖，在水平桌面上放置一斜面體P,兩長方體物塊a和b疊放在P的斜面上，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。若將a與b、b與P、P與桌面之間摩擦力的大小分別用、f2和f3表示。則（）。Af1=0,f2工 0,f3工0B.f詳 0,f2=0,f3=0Cf詳 0,f2 0,f3=0Df1M0,f2工 0,f3M0【解析】對整體受力分析可知，整體相對地面沒有運動趨勢，故f3=0;再將a和b看成一個整體，a、b整體有相對斜面向下運動的