【優(yōu)化探究】2022屆高三物理一輪復(fù)習(xí)知能檢測(cè)：2-1重力-彈力-摩擦力-

隨堂演練]1．(2022年高考海南卷改編)下列關(guān)于摩擦力的說(shuō)法，正確的是()①作用在物體上的滑動(dòng)摩擦力只能使物體減速，不行能使物體加速②作用在物體上的靜摩擦力只能使物體加速，不行能使物體減速③作用在物體上的滑動(dòng)摩擦力既可能使物體減速，也可能使物體加速④作用在物體上的靜摩擦力既可能使物體加速，也可能使物體減速A．①② B．①④C．②③ D．③④解析：摩擦力總是阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))，而物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)與物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)．當(dāng)摩擦力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向全都時(shí)，摩擦力是動(dòng)力，方向相反時(shí)為阻力，故D項(xiàng)正確．答案：D2．在如圖所示的四幅圖中，AB、BC均為輕質(zhì)桿，各圖中桿的A、C端都通過(guò)鉸鏈與墻連接，兩桿都在B處由鉸鏈相連接．下列說(shuō)法正確的是()A．圖中的AB桿可以用與之等長(zhǎng)的輕繩代替的有(1)、(2)B．圖中的AB桿可以用與之等長(zhǎng)的輕繩代替的有(1)、(3)C．圖中的BC桿可以用與之等長(zhǎng)的輕繩代替的有(2)、(3)D．圖中的BC桿可以用與之等長(zhǎng)的輕繩代替的有(2)、(4)解析：假如桿端受拉力作用，則可用等長(zhǎng)的繩代替，若桿端受到沿桿的壓力作用，則桿不行用等長(zhǎng)的輕繩代替，如圖(1)、(3)、(4)中的AB桿受拉力作用，而(1)、(2)、(4)中的BC桿均受沿桿的壓力作用，故A、C、D均錯(cuò)誤，B正確．答案：B3．如圖所示，質(zhì)量為m的物體，在沿斜面對(duì)上的拉力F作用下，沿放在水平地面上的質(zhì)量為M的傾角為θ的粗糙斜面勻速下滑，此過(guò)程中斜面保持靜止，則地面對(duì)斜面()A.無(wú)摩擦力 B．有水平向右的摩擦力C．支持力為(M＋m)g D．支持力小于(M＋m)g解析：用整體法進(jìn)行分析，以物體和斜面為爭(zhēng)辯對(duì)象，整體處于平衡狀態(tài)，共受四個(gè)作用力：兩物體的總重力、沿斜面對(duì)上的拉力F、地面的支持力、地面的靜摩擦力，靜摩擦力方向水平向左．由于總重力等于地面的支持力與拉力沿豎直方向的分力的合力，所以支持力小于總重力，D正確．答案：D4．(2022年滁州模擬)如圖所示的裝置中，小球的質(zhì)量均相同，彈簧和細(xì)線的質(zhì)量均不計(jì)，一切摩擦忽視不計(jì)，平衡時(shí)各彈簧的彈力分別為F1、F2、F3，其大小關(guān)系是()A．F1＝F2＝F3 B．F1＝F2＜F3C．F1＝F3＞F2 D．F3＞F1＞F2解析：第一個(gè)圖中，以彈簧下面的小球?yàn)闋?zhēng)辯對(duì)象，其次個(gè)圖中，以懸掛的小球?yàn)闋?zhēng)辯對(duì)象，第三個(gè)圖中，以任一小球?yàn)闋?zhēng)辯對(duì)象．第一個(gè)圖中，小球受豎直向下的重力mg和彈簧向上的彈力，二力平衡，F(xiàn)1＝mg；后面兩個(gè)圖中，小球受豎直向下的重力和細(xì)線的拉力，二力平衡，彈簧的彈力大小均等于細(xì)線拉力的大小，則F2＝F3＝mg，故三圖中平衡時(shí)彈簧的彈力相等．答案：A[限時(shí)檢測(cè)](時(shí)間：45分鐘，滿分：100分)[命題報(bào)告·老師用書(shū)獨(dú)具]學(xué)問(wèn)點(diǎn)題號(hào)力、重力1彈力的推斷2、3胡克定律的應(yīng)用6、7、8、12靜摩擦力的推斷和計(jì)算4、9滑動(dòng)摩擦力的分析計(jì)算5、10、11一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi))1．(2021年高考上海單科)如右圖，質(zhì)量mA＞mB的兩物體A、B疊放在一起，靠著豎直墻面．讓它們由靜止釋放，在沿粗糙墻面下落過(guò)程中，物體B的受力示意圖是下圖中的()解析：A、B在豎直下落過(guò)程中與墻面沒(méi)有彈力，所以也沒(méi)有摩擦力，A、B均做自由落體運(yùn)動(dòng)，處于完全失重狀態(tài)，均只受重力，故A正確．答案A2．在日常生活及各項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)中，有彈力毀滅的狀況比較普遍，如圖所示的狀況就是一個(gè)實(shí)例．當(dāng)運(yùn)動(dòng)員踩壓跳板使跳板彎曲到最低點(diǎn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．跳板發(fā)生形變，運(yùn)動(dòng)員的腳沒(méi)有發(fā)生形變B．運(yùn)動(dòng)員受到的支持力是運(yùn)動(dòng)員的腳發(fā)生形變而產(chǎn)生的C．此時(shí)跳板對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力和運(yùn)動(dòng)員的重力等大D．此時(shí)跳板對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力大于運(yùn)動(dòng)員的重力解析：發(fā)生相互作用的物體均要發(fā)生形變，故A錯(cuò)；發(fā)生形變的物體，為了恢復(fù)原狀，會(huì)對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生彈力的作用，B錯(cuò)誤；在最低點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員雖然處于瞬間靜止?fàn)顟B(tài)，但接著運(yùn)動(dòng)員要加速上升，故此時(shí)跳板對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力大于運(yùn)動(dòng)員的重力，C錯(cuò)誤、D正確．答案：D3．(2022年黃山模擬)如圖所示，一傾角為45°的斜面固定于豎直墻上，為使一光滑勻質(zhì)鐵球靜止，需加一水平力F，若力F過(guò)球心，下列說(shuō)法中正確的是()A．球確定受墻的彈力且水平向左B．球可能受墻的彈力且水平向左C．球可能受斜面的彈力且垂直斜面對(duì)上D．球確定同時(shí)受到墻的彈力和斜面的彈力解析：因球處于平衡狀態(tài)，且確定受重力、水平外力作用，所以必受斜面的彈力作用，當(dāng)F大小等于重力時(shí)，球不受墻的彈力，當(dāng)F大于重力時(shí)，受墻的彈力作用，且水平向左，所以B對(duì)．答案：B4．如圖所示，物體A置于傾斜的傳送帶上，它能隨傳送帶一起向上或向下做勻速運(yùn)動(dòng)，下列關(guān)于物體A在上述兩種狀況下的受力描述，正確的是()A．物體A隨傳送帶一起向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，A所受的摩擦力沿斜面對(duì)下B．物體A隨傳送帶一起向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，A所受的摩擦力沿斜面對(duì)下C．物體A隨傳送帶一起向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，A不受摩擦力作用D．無(wú)論A隨傳送帶一起向上還是向下運(yùn)動(dòng)，傳送帶對(duì)物體A的作用力均相同解析：無(wú)論傳送帶向上還是向下運(yùn)動(dòng)，物體A隨傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)處于平衡狀態(tài)，在重力作用下有相對(duì)于傳送帶沿斜面對(duì)下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，傳送帶對(duì)物體有沿斜面對(duì)上的靜摩擦力，依據(jù)平衡條件可得Ff＝mgsinθ，所以D正確．答案：D5．如圖所示，位于水平桌面上的物塊P，由跨過(guò)定滑輪的輕繩與物體Q相連，從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的．已知Q與P之間以及P與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是μ，兩物塊的質(zhì)量都是m，滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計(jì)，若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運(yùn)動(dòng)，則F的大小為()A．4μmg B．3μmgC．2μmg D．μmg解析：對(duì)Q的受力分析如圖甲所示，對(duì)P的受力分析如圖乙所示，由平衡條件可得：FT＝Ff，F(xiàn)T＝Ff地→P＋FfQ→P＋FT，且依據(jù)Ff＝μFN得F＝4μmg，故只有A正確．答案：A6．如圖所示，在水平傳送帶上有三個(gè)質(zhì)量分別為m1、m2、m3的木塊1、2、3,1和2及2和3間分別用原長(zhǎng)為L(zhǎng)，勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接起來(lái)，木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，現(xiàn)用水平細(xì)繩將木塊1固定在左邊的墻上，傳送帶按圖示方向勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)三個(gè)木塊達(dá)到平衡后，1、3兩木塊之間的距離是()A.2L＋eq\f(μm2＋m3g,k)B．2L＋eq\f(μm2＋2m3g,k)C．2L＋eq\f(μm1＋m2＋m3g,k)D．2L＋eq\f(μm3g,k)解析：先以2、3為整體分析，設(shè)1、2間彈簧的伸長(zhǎng)量為x1，有kx1＝μ(m2＋m3)g；再以3為爭(zhēng)辯對(duì)象，設(shè)2、3間彈簧伸長(zhǎng)量為x2，有kx2＝μm3g，所以1、3兩木塊之間的距離為2L＋x1＋x2，故選B.答案：B7．如圖所示，質(zhì)量均為m的木塊A和B，用一個(gè)勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接，最初系統(tǒng)靜止，現(xiàn)在用力緩慢拉A直到B剛好離開(kāi)地面，則這一過(guò)程A上升的高度為()A．mg/k B．2mg/kC．3mg/k D．4mg/k解析：系統(tǒng)最初靜止時(shí)，以木塊A為爭(zhēng)辯對(duì)象得彈簧的壓縮量x1＝mg/k.B剛好離開(kāi)地面時(shí)，以木塊B為爭(zhēng)辯對(duì)象得彈簧的伸長(zhǎng)量x2＝mg/k.A上升的高度h＝x1＋x2＝2mg/k，故B正確．答案：B8．(2022年馬鞍山模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的小球置于傾角為30°的光滑斜面上，勁度系數(shù)為k的輕彈簧，一端系在小球上，另一端固定在P點(diǎn)．小球靜止時(shí)，彈簧與豎直方向的夾角為30°，則彈簧的伸長(zhǎng)量為()A.eq\f(mg,k) B.eq\f(\r(3)mg,2k)C.eq\f(\r(3)mg,3k) D.eq\f(\r(3)mg,k)解析：對(duì)小球受力分析如圖所示：由力的合成可知，F(xiàn)N和F的合力與重力mg等大反向，由幾何關(guān)系可知F＝eq\f(\f(mg,2),cos30°)＝eq\f(\r(3)mg,3)，又由胡克定律得F＝kx，解得x＝eq\f(\r(3)mg,3k)，C正確．答案：C9.A、B、C三個(gè)物體通過(guò)細(xì)線和光滑的滑輪相連，處于靜止?fàn)顟B(tài)，如右圖所示，C是一箱沙子，沙子和箱的重力都等于G，動(dòng)滑輪的質(zhì)量不計(jì)．現(xiàn)打開(kāi)箱子下端開(kāi)口，使沙子均勻流出，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0沙子流完，則下圖中能表示在此過(guò)程中桌面對(duì)物體B的摩擦力Ff隨時(shí)間的變化關(guān)系的圖象是()解析：選擇A、B整體作為爭(zhēng)辯對(duì)象，由于這個(gè)整體開(kāi)頭處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此后來(lái)應(yīng)始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，整體共受到5個(gè)力作用，即重力G′＝GA＋GB、支持力FN、靜摩擦力Ff、兩根繩子的拉力F1和F2.其中F1＝F2＝eq\f(GC,2).依據(jù)力平衡條件得：Ff＝F1＋F2＝GC＝2G，當(dāng)沙子均勻流完后Ff′＝G，B正確．答案：B10．(2022年宣城質(zhì)檢)如圖所示，質(zhì)量為mB＝24kg的木板B放在水平地面上，質(zhì)量為mA＝22kg的木箱A放在木板B上．一根輕繩一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，輕繩與水平方向的夾角為θ＝37°.已知木箱A與木板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.5.現(xiàn)用水平方向大小為200N的力F將木板B從木箱A下面勻速抽出(sin37°≈0.6，cos37°≈0.8，重力加速度g取10m/s2)，則木板B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2的大小為()A．0.3 B．0.4C．0.5 D．0.6解析：對(duì)A受力分析如圖甲所示，由題意得FTcosθ＝Ff1①FN1＋FTsinθ＝mAg②Ff1＝μ1FN1③由①②③得FT＝100N對(duì)A、B整體受力分析如圖乙所示由題意得FTcosθ＋Ff2＝F④FN2＋FTsinθ＝(mA＋mB)g⑤Ff2＝μ2FN2⑥由④⑤⑥得：μ2＝0.3，故A答案正確．答案：A二、非選擇題(本題共2小題，共30分，解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11.(15分)如圖有一半徑為r＝0.2m的圓柱體繞豎直軸OO′以ω＝9rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．今用力F將質(zhì)量為1kg的物體A壓在圓柱側(cè)面，使其以v0＝2.4m/s的速度勻速下降．若物體A與圓柱面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25，求力F的大?。?已知物體A在水平方向受光滑擋板的作用，不能隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng))解析：在水平方向上圓柱體有垂直紙面對(duì)里的速度，A相對(duì)圓柱體有垂直紙面對(duì)外的速度為v′，v′＝ωr＝1.8m/s；在豎直方向上有向下的速度v0＝2.4m/s.A相對(duì)于圓柱體的合速度為v＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v′2)＝3m/s合速度與豎直方向的夾角為θ，則cosθ＝eq\f(v0,v)＝eq\f(4,5)A做勻速運(yùn)動(dòng)，豎直方向受力平衡，有Ffcosθ＝mg，得Ff＝eq\f(mg,cosθ)＝12.5N，另Ff＝μFN，F(xiàn)N＝F，故F＝eq\f(Ff,μ)＝50N.答案：50N12．(15分)如圖所示，原長(zhǎng)分別為L(zhǎng)1和L2，勁度系數(shù)分別為k1和k2的輕質(zhì)彈簧豎直懸掛在天花板上，兩彈簧之間有一質(zhì)量為m1的物體，最下端掛著質(zhì)量為m2的另一物體，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)．求：(1)這時(shí)兩彈簧的總長(zhǎng)．(2)若用一個(gè)質(zhì)量為M的平板把下面的物體豎直緩慢地向上托起，直到兩彈簧的總長(zhǎng)度等于兩彈簧的原長(zhǎng)之和，求這時(shí)平板受到下面物體m2的壓力大?。馕觯?1)設(shè)上面彈簧受到的彈力為F1，伸長(zhǎng)量為Δx1，下面彈簧受到的彈力為F2，伸長(zhǎng)量為Δx2，由物體的平衡及胡克定律有F1＝(m1＋m2)gΔx1＝eq\f(m1＋m2g,k1)F2＝m2g，Δx2＝eq\f(m2g,k2)所以總長(zhǎng)為L(zhǎng)＝L1＋L2＋Δx1＋Δx2