2024-2025學(xué)年新教材高中物理第三章相互作用3彈力和摩擦力的應(yīng)用課時測評含解析教科版必修1

PAGE1-彈力和摩擦力的應(yīng)用(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題,每題6分,共36分)1.如圖所示是一支旅行用的“兩面針”牙膏,該牙膏的外殼是由鋁薄皮做的,依據(jù)你的視察和生活閱歷,下列說法正確的是 ()A.該牙膏皮被擠壓后發(fā)生的形變?yōu)閺椥孕巫傿.牙膏被擠出來是因為牙膏受到手的作用力C.牙膏蓋上的條紋是為了增大摩擦D.擠牙膏時手對牙膏皮的作用力大于牙膏皮對手的作用力【解析】選C。該牙膏被擠壓后發(fā)生形變,因沒有復(fù)原原狀,則為非彈性形變,故A錯誤;牙膏受到牙膏皮的作用力,發(fā)生形變,從而將牙膏擠出來,故B錯誤;牙膏蓋上的條紋是為了增大摩擦,故C正確;擠牙膏時手對牙膏皮的作用力與牙膏皮對手的作用力屬于作用力與反作用力,大小總相等,故D錯誤。2.在圖中,a、b表面均光滑,天花板和地面均水平。a、b之間肯定有彈力的是 ()【解析】選B。彈力的有無通常利用假設(shè)法推斷,選項A中沒有彈力作用,A錯;選項B中兩小球相互擠壓有彈力作用,B對;選項C中,拿走物體b,a的運動狀態(tài)不變,選項D中拿走斜面,小球b的運動狀態(tài)不變,都沒有彈力作用,C、D錯;故選B。3.如圖,長方體木塊擱在光滑方形槽中,則長方體木塊除重力外還受到彈力的個數(shù)是 ()A.1個 B.2個C.3個 D.4個【解析】選C。長方體木塊擱在光滑方形槽中,與槽接觸的地方有三處,并且都有相互作用,故長方體木塊除重力外還受到彈力的個數(shù)是3個,故選項C正確。【加固訓(xùn)練】如圖,木箱A中放一個光滑的鐵球B,它們一起靜止于斜面上,假如對鐵球B(不包括木箱A)進行受力分析,則鐵球B受力個數(shù)為 ()A.3個B.4個C.2個D.1個【解析】選A。對B球受力分析,受重力、箱子支持力和箱子對球平行斜面對上的支持力,三力平衡,故選項A正確。4.某同學(xué)在上學(xué)途中通過掃碼勝利打開一輛共享單車。當(dāng)他推著自行車在平直馬路上前進時,地面對前輪的摩擦力為F1,對后輪的摩擦力為F2,當(dāng)他騎著自行車在平直馬路上加速前進時,地面對前輪的摩擦力為F3,對后輪的摩擦力為F4,下列說法正確的是 ()A.F1的方向與車前進方向相同B.F2的方向與車前進方向相反C.F3的方向與車前進方向相同D.F4的方向與車前進方向相反【解析】選B。推自行車前進時,前輪、后輪受到的摩擦力均為阻力,地面對前輪、后輪的摩擦力F1和F2的方向都與車前進方向相反,所以選項A錯誤,B正確。而自行車加速前進時,后輪是主動輪,它在與地面接觸處有相對地面對后滑的趨勢,故摩擦力F4的方向與車前進方向相同;前輪是從動輪,它在與地面接觸處有相對地面對前滑的趨勢,故摩擦力F3的方向與車前進方向相反,選項C、D錯誤,故選B。5.物體A質(zhì)量為1kg,與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.2,其從t=0起先以初速度v0向右滑行。與此同時,A還受到一個水平向左、大小恒為1N的作用力,能反映A所受摩擦力f隨時間變更的圖像是(【解析】選B。物體首先受到滑動摩擦力,大小f=μmg=2N,方向水平向左,物體向右做勻減速直線運動,當(dāng)速度減為0,物體處于靜止?fàn)顟B(tài),所受的摩擦力為靜摩擦力,大小為f′=1N,方向水平向右,因取向右為正方向,故B正確,A、C、D錯誤。6.如圖所示,木板B放在粗糙的水平面上,木塊A放在B的上面,A的右端通過一不行伸長的輕繩固定在直立墻壁上,用水平力F向左拉動B,使B以速度v做勻速運動,這時繩水平,張力為T,下列說法正確的是 ()A.T=FB.木塊A受到的是靜摩擦力,大小等于TC.木板B受到一個靜摩擦力,一個滑動摩擦力,合力大小等于FD.若木板B以速度2v做勻速運動,則拉力仍為F【解析】選D。依據(jù)整體法,由于水平面對B有水平向右的摩擦力,因此T<F,選項A錯誤;A、B之間有相對運動,因此是滑動摩擦力,選項B錯誤;木板B受兩個滑動摩擦力的作用,選項C錯誤;物體勻速運動時,受力是平衡的,由于滑動摩擦力始終不變,外力F也應(yīng)不變,與速度無關(guān),選項D正確。二、計算題(本題共2小題,共24分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要標(biāo)明單位)7.(12分)質(zhì)量為1kg的物體,靜止在水平地面;物體與地面的動摩擦因數(shù)為0.5,最大靜摩擦力與滑動摩擦力視為相等。對物體施加一水平拉力F(1)當(dāng)拉力F=3N時,地面對物體的摩擦力是多少?(2)當(dāng)拉力F=8N時,地面對物體的摩擦力是多少?【解析】(1)滑動摩擦力,即最大靜摩擦力:f=μN=0.5×10N=5N;當(dāng)拉力為3N時,3N<5N,物體未被拉動,此時物體受到靜摩擦力大小等于拉力,所以地面對物體的摩擦力是3N;(2)當(dāng)拉力為8N時,8N>5N,物體被拉動,此時物體受到滑動摩擦力,所以地面對物體的摩擦力是5N。答案:(1)3N(2)5N8.(12分)如圖,一個質(zhì)量為M=2kg的物體放在粗糙水平面上,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,用一條質(zhì)量不計的細繩繞過定滑輪和一個質(zhì)量為m0.1kg的小桶相連,已知:M受到的最大靜摩擦力Fmax=4.5N,細繩水平,滑輪上的摩擦不計,g取10N/kg,求在以下狀況中(1)只掛m0處于靜止?fàn)顟B(tài)時。(2)只掛m0但在M上再放一個M′=3(3)只在桶內(nèi)加入m1=0.33【解析】(1)因為m0g=1N<FmaxM處于靜止?fàn)顟B(tài),受靜摩擦力作用,由二力平衡得F1=m0g=1N(2)在M上再放一個M′=3kgM仍靜止,仍受靜摩擦力F2=F1=m0g=1N(3)因為(m0+m1)g=4.3N<Fmax,故M處于靜止?fàn)顟B(tài),所受靜摩擦力F3=(m0+m1)g=4.3N。答案:(1)1N(2)1N(3)4.3N【加固訓(xùn)練】如圖甲,將完全相同、質(zhì)量均為4kg的木塊A和B疊放在水平桌面上,在16N的水平拉力F1作用下,A、B一起做勻速直線運動。(g取10(1)此時木塊B上表面受到摩擦力Ff1是多少?B的下表面所受的摩擦力Ff2又是多少?(2)桌面與木塊之間的動摩擦因數(shù)是多少?(3)若將A、B緊靠著放在水平桌面上(如圖乙),用水平推力F2推A使它們一起勻速運動,這時,A對B的彈力有多大?【解析】(1)A做勻速直線運動,水平方向不受力,所以B上表面Ff1=0下表面Ff2=F1=16N(2)由FN=(mA+mB)gFf2=μFN解得μ=0.2(3)FNB=mBgB受的摩擦力FfB=8N,FB=FfB=8N。答案:(1)016N(2)0.2(3)8N(15分鐘·40分)9.(6分)(2024·威海高一檢測)如圖所示是磁懸浮地球儀,地球儀依靠它與底座之間的磁力懸浮在底座的正上方保持靜止。已知地球儀的質(zhì)量為m,底座的質(zhì)量為M,則底座對水平地面的作用力大小為 ()A.0 B.mgC.Mg D.g【解析】選D。地球儀和底座受到重力與地面對底座向上的作用力,依據(jù)平衡條件,得地面對底座向上作用力為:F=g,由牛頓第三定律,知底座對水平地面的作用力大小為:F′=F=g,故選項D正確。10.(6分)木塊A、B分別重50N和60N,它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.25,夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2cm,彈簧的勁度系數(shù)為400N/m,系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動,現(xiàn)用F=1N的水平拉力作用在木塊B上,如圖,力FA.木塊A所受摩擦力大小是12.5NB.木塊A所受摩擦力大小是11.5NC.木塊B所受摩擦力大小是9ND.木塊B所受摩擦力大小是7N【解析】選C。因輕彈簧被壓縮了2cm,故彈簧彈力為F=kΔx=8N,A、B兩木塊所受的最大靜摩擦力分別為FAm=12.5N,FBm=15N,B木塊在水平方向F與彈簧彈力的合力為9N,小于其最大靜摩擦力,故地面給B木塊的摩擦力為9N,A木塊在水平方向的彈簧拉力為8N,也小于其最大靜摩擦力,故地面給A木塊的摩擦力為8N,故選項【加固訓(xùn)練】(多選)如圖是某小組同學(xué)為探討動摩擦因數(shù)所設(shè)計的試驗裝置。其中A為一質(zhì)量為M的長直木板,B為木板上放置的質(zhì)量為m的木塊,Q為木塊右端連接的一彈簧測力計。試驗時用力將A從B的下方抽出,通過Q的讀數(shù)即可測出動摩擦因數(shù)。若試驗條件較為志向,則 ()A.只有將木板A勻速抽出才能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù)B.將木板A加速、減速或勻速抽出均能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù)C.通過該方法可測得A與B之間的動摩擦因數(shù)D.通過該方法可測得A與地面之間的動摩擦因數(shù)【解析】選B、C。用力將A從B的下方抽出達到穩(wěn)定狀態(tài)時,在水平方向上B所受的滑動摩擦力與彈簧測力計的拉力平衡,依據(jù)滑動摩擦力公式F=μFN可知,滑動摩擦力的大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān),與B的速度無關(guān),無論木板A是做勻速直線運動還是變速直線運動,都不會變更木塊受到摩擦力的大小,木塊相對地面總是靜止的,均能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù),選項A錯誤,B正確;當(dāng)B達到穩(wěn)定狀態(tài)時,彈簧測力計的讀數(shù)F與B所受的滑動摩擦力Ff大小相等,B對木板A的壓力大小等于B的重力mg,由F=μN,得μ=,從Q上讀取F,則可求得μ,選項C正確,D錯誤。11.(6分)(多選)水平桌面上,重300N的物體與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.1,最大靜摩擦力為33N,則 ()A.當(dāng)用15N的水平拉力拉此物體時,物體受到的摩擦力為15NB.當(dāng)用32N的水平拉力拉此物體時,物體受到的摩擦力為32NC.當(dāng)用32N的水平拉力拉此物體時,物體受到的摩擦力為30ND.當(dāng)用60N的水平拉力拉此物體時,物體受到的摩擦力為30N【解析】選A、B、D。只有當(dāng)拉力克服最大靜摩擦力時,物體才能發(fā)生相對滑動。當(dāng)物體靜止時,所受拉力與靜摩擦力平衡,因此當(dāng)用15N的水平拉力拉此物體時,物體受到的摩擦力為15N,A正確;當(dāng)用32N的水平拉力拉此物體時,物體受到的摩擦力為32N,B正確,C錯誤;當(dāng)用60N的水平拉力拉此物體時,物體早已發(fā)生相對滑動,摩擦力為滑動摩擦力,f=μmg=30N,D正確。12.(22分)如圖,A物體重力為20N,B物體重力為10N,力F豎直向下,A與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,其余摩擦不計,求(1)(2)兩種狀況下物體A受什么摩擦力?大小如何?(假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)(1)F=0時由靜止釋放B物體。(2)F=10N時由靜止釋放B物體。(3)若要使A勻速運動,所加力F的大小是多少?【解析】(1)F=0時,A所受最大靜摩擦力為f靜max=μmAg=8N,此時mB