高考物理一輪復習-第二章-第1講-重力-彈力-摩擦力

[A組基礎(chǔ)題組]一、單項選擇題1．(2021·安徽合肥高三質(zhì)檢)圖示裝置為閱讀時使用的角度可調(diào)支架?，F(xiàn)將一本書放在傾斜支架上，書始終保持靜止。關(guān)于該書受力情況，下列說法正確的是()A.可能受兩個力作用B.可能受三個力作用C.一定受摩擦力D.支架下邊緣對書一定有彈力解析：由題意可知，書一定受到重力和彈力作用，由于書的重力有沿傾斜支架向下的分力作用，所以書必然受到一個沿傾斜支架向上的力，以維持平衡，這個力可以為摩擦力，也可以是支架下邊緣對書的彈力，還可以是摩擦力和支架下邊緣對書彈力的合力，故書可能受三個力作用，也可能受四個力作用，故A錯誤，B正確；當書的重力沿傾斜支架向下的分力作用與支架下邊緣對書彈力相等時，摩擦力不存在，故C錯誤；當書的重力沿傾斜支架向下的分力作用與沿傾斜支架向上的摩擦力相等時，支架下邊緣對書彈力不存在，故D錯誤。答案：B2．(2021·四川省資陽統(tǒng)考)如圖所示為建筑工地上搬運石板用的“夾鉗”，工人夾住石板沿直線勻速前進過程中，下列判斷正確的是()A.石板受到4個力的作用B.夾鉗對石板的作用力的合力豎直向上C.夾鉗夾的越緊，石板受到的摩擦力越大D.前進的速度越快，石板受到的摩擦力越大解析：工人夾住石板沿直線勻速前進過程中，石板受重力、夾鉗的2個摩擦力和2個壓力5個力的作用，故A錯誤；工人夾住石板沿直線勻速前進過程中，石板受重力和夾鉗的作用力，重力方向豎直向下，根據(jù)平衡條件可知夾鉗對石板的作用力的合力豎直向上，故B正確；石板受到的重力和摩擦力等大反向，所以石板受到的摩擦力不變，與夾鉗的松緊程度和運動速度無關(guān)，故C、D錯誤。答案：B3．(2021·江蘇南通高三檢測)如圖所示，質(zhì)量為4kg的物體在動摩擦因數(shù)為0.5的水平面上向右運動，在運動過程中受到水平向左、大小為10N的拉力作用，則在圖示時刻物體所受摩擦力為(g取10N/kgA.10N，向右 B．10N，向左C.20N，向右 D．20N，向左解析：物體相對地面向右運動，則滑動摩擦力的方向向左，大小為f＝μN＝μmg＝0.5×4×10N＝20N。答案：D4.如圖所示，與豎直墻壁成53°角的輕桿一端斜插入墻中并固定，另一端固定一個質(zhì)量為m的小球，水平輕質(zhì)彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力大小為eq\f(3,4)mg(g表示重力加速度)，則輕桿對小球的彈力大小為()A.eq\f(5,3)mg B．eq\f(3,5)mgC.eq\f(4,5)mg D．eq\f(5,4)mg解析：小球處于靜止狀態(tài)，其合力為零，對小球受力分析，如圖所示，由圖中幾何關(guān)系可得F＝eq\r(（mg）2＋（\f(3,4)mg）2)＝eq\f(5,4)mg，選項D正確。答案：D5．(2021·四川省廣安遂寧資陽等七市聯(lián)考)將一根輕質(zhì)彈簧上端固定，下端懸掛一質(zhì)量為m的物體，物體靜止時，彈簧長度為L1；而當彈簧下端固定在水平地面上，將質(zhì)量為m的物體壓在其上端，物體靜止時，彈簧長度為L2。已知重力加速度為g，則該彈簧的勁度系數(shù)是()A.eq\f(mg,L1) B．eq\f(2mg,L1－L2)C.eq\f(mg,L1－L2) D．eq\f(mg,L2)解析：設彈簧原長為L0，彈簧下端懸掛一質(zhì)量為m的物體時，有mg＝k(L1－L0)，質(zhì)量為m的物塊放在彈簧的上端時，有mg＝k(L0－L2)，聯(lián)立以上兩式解得k＝eq\f(2mg,L1－L2)，故選B。答案：B二、多項選擇題6．如圖甲所示，A、B兩個物體疊放在水平面上，B的上下表面均水平，A物體與一拉力傳感器相連接，連接力傳感器和物體A的細繩保持水平。從t＝0時刻起，用一水平向右的力F＝kt(k為常數(shù))作用在B物體上，力傳感器的示數(shù)隨時間變化的圖線如圖乙所示，已知k、t1、t2，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。據(jù)此可求()A.A、B之間的最大靜摩擦力B.水平面與B之間的滑動摩擦力C.A、B之間的動摩擦因數(shù)μABD.B與水平面間的動摩擦因數(shù)μ解析：當B與水平面間的靜摩擦力達到最大后，力傳感器才有示數(shù)，故水平面對B的最大靜摩擦力為fm＝kt1，A、B相對滑動后，力傳感器的示數(shù)保持不變，則t2時刻A、B間恰達到最大靜摩擦力，故A、B間的最大靜摩擦力fAB＝kt2－kt1，選項A、B正確；由于A、B的質(zhì)量未知，則μAB和μ不能求出，選項C、D錯誤。答案：AB7．如圖甲所示，一人用由零逐漸增大的水平力F推靜止于水平地面上的質(zhì)量為10kg的木箱，木箱所受的摩擦力f與F的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是(g取10m/s2A.木箱所受的最大靜摩擦力fm＝21NB.木箱所受的最大靜摩擦力fm＝20NC.木箱與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.21D.木箱與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2解析：木箱受到的靜摩擦力隨推力的增大而增大，最大靜摩擦力為21N，當推力F＞21N時，摩擦力變?yōu)榛瑒幽Σ亮Γ笮?0N，木箱與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(f,mg)＝0.2，選項A、D正確。答案：AD8．(2021·黑龍江哈爾濱三中高三模擬)如圖所示，斜面固定，平行于斜面處于壓縮狀態(tài)的輕彈簧一端連接物塊A，另一端固定，最初A靜止。在A上施加與斜面成30°角的恒力F，A仍靜止。下列說法正確的是()A.A對斜面的壓力一定變大B.A對斜面的壓力可能不變C.A對斜面的摩擦力一定變大D.A對斜面的摩擦力可能變?yōu)榱憬馕觯涸O斜面傾角為θ，對物塊A進行受力分析，沿垂直斜面方向，未施加恒力F時，支持力等于mgcosθ，施加恒力F后，支持力等于mgcosθ＋Fsin30°，支持力一定增大，根據(jù)牛頓第三定律知，A對斜面的壓力一定變大，故A正確，B錯誤；平行于斜面處于壓縮狀態(tài)的輕彈簧，未施加恒力F時，摩擦力方向可能向上，可能向下，也可能為0，施加恒力F后，F(xiàn)沿斜面向上的分力為Fcos30°，由于F大小未知，摩擦力可能仍向上，也可能等于0，還可能沿斜面向下，摩擦力的大小可能增大，也可能減小，故C錯誤，D正確。答案：AD[B組能力題組]9．(2019·高考全國卷Ⅱ)物塊在輕繩的拉動下沿傾角為30°的固定斜面向上勻速運動，輕繩與斜面平行。已知物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),3)，重力加速度取10m/s2。若輕繩能承受的最大張力為1500N，則物塊的質(zhì)量最大為()A.150kg B．100eq\r(3)kgC.200kg D．200eq\r(3)kg解析：物塊沿斜面向上勻速運動，受力如圖，根據(jù)平衡條件有F＝f＋mgsinθ，①f＝μN，②N＝mgcosθ，③由①②③式得F＝mgsinθ＋μmgcosθ，所以m＝eq\f(F,gsinθ＋μgcosθ)，代入數(shù)據(jù)得m＝150kg，選項A答案：A10．(多選)如圖所示，用滑輪將質(zhì)量為m1、m2的兩物體懸掛起來，忽略滑輪和繩的重力及一切摩擦，使得0°＜θ＜180°，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。關(guān)于m1、m2的大小關(guān)系，下列說法正確的是()A.m1必大于m2 B．m1必大于eq\f(m2,2)C.m1可能等于m2 D．m1可能大于m2解析：結(jié)點O受三個力的作用，如圖所示，系統(tǒng)平衡時2F1coseq\f(θ,2)＝F3，其中F1＝F2＝m1g，F(xiàn)3＝m2g，所以m1＝eq\f(m2,2cos\f(θ,2))，因為0°<θ<180°，所以m1必大于eq\f(m2,2)。當θ＝120°時，m1＝m2；當120°<θ<180°時，m1＞m2；當0°<θ＜120°時，eq\f(m2,2)＜m1＜m2。故B、C、D正確。答案：BCD11．(2021·黑龍江牡丹江一中高三模擬)如圖所示，滑塊A置于水平地面上，滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直)，此時A恰好不滑動，B剛好不下滑。已知A與B間的動摩擦因數(shù)為μ1，A與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。求A與B的質(zhì)量之比。解析：對A、B整體分析，其受重力、支持力、推力和最大靜摩擦力，根據(jù)平衡條件，有F＝μ2(m1＋m2)g，①再對物體B分析，其受推力、重力、向左的支持力和向上的最大靜摩擦力，根據(jù)平衡條件，水平方向有F＝N，豎直方向有m2g＝f其中f＝μ1N，聯(lián)立有m2g＝μ1F聯(lián)立①②解得eq\f(m1,m2)＝eq\f(1－μ1μ2,μ1μ2)。答案：eq\f(1－μ1μ2,μ1μ2)12．如圖所示，原長分別為L1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A，最下端掛著另一質(zhì)量為m2的物體B，整個裝置處于靜止狀態(tài)。(1)這時兩個彈簧的總長度為多大？(2)若用一個質(zhì)量為M的平板把下面的物體B豎直緩慢地向上托起，直到兩個彈簧的總長度等于兩彈簧的原長之和，求這時平板受到下面物體B的壓力大小。解析：(1)勁度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧受到向下的拉力為(m1＋m2)g，設它的伸長量為x1，根據(jù)胡克定律有(m1＋m2)g＝k1x1，解得x1＝eq\f(（m1＋m2）g,k1)。勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧受到向下的拉力為m2g，設它的伸長量為x2，根據(jù)胡克定律有m2g＝k2x2，解得x2＝eq\f(m2g,k2)。這時兩個彈簧的總長度為L＝L1＋L2＋x1＋x2＝L1＋L2＋eq\f(（m1＋m2）g,k1)＋eq\f(m2g,k2)。(2)根據(jù)題意，下面的彈簧應被壓縮x，上面的彈簧被拉伸x，以A為研究對象，根據(jù)平衡條件有(k1＋k