高中物理高考 第1讲　重力、弹力、摩擦力 作业

第1讲　重力、弹力、摩擦力

　　时间：40分钟　 　　满分：100分

一、选择题(本题共11小题，每小题8分，共88分。其中1～8题为单选，9～11题为多选)

1. 如图所示，小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球。当小车和小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是(　　)

A．细绳一定对小球有拉力的作用

B．轻弹簧一定对小球有弹力的作用

C．细绳不一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力

D．细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力

答案　D

解析　当小车匀速运动时，弹簧弹力大小等于小球重力大小，绳的拉力T＝0；当小车和小球向右做匀加速直线运动时，绳的拉力不能为零，弹簧弹力有可能为零。故D正确，A、B、C错误。

2．(2020·江苏省扬州市高三下学期3月阶段性检测)将某劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在墙上，另一端用100 N的力来拉，弹簧的伸长量为10 cm；若对该弹簧两端同时用50 N的力反向拉时，弹簧的伸长量为ΔL，则(　　)

A．k＝10 N/m，ΔL＝10 cm

B．k＝100 N/m，ΔL＝10 cm

C．k＝200 N/m，ΔL＝5 cm

D．k＝1000 N/m，ΔL＝5 cm

答案　D

解析　弹簧上的弹力为100 N时，伸长量为x＝10 cm＝0.1 m，由F＝kx得k＝＝ N/m＝1000 N/m；用50 N的力拉时，ΔL＝＝ m＝0.05 m＝5 cm。故选D。

3．一物体置于粗糙水平地面上，按如图所示不同的放法，在不同大小的水平力作用下甲加速运动，乙和丙匀速运动但乙的速度大，设地面与物体各接触面间的动摩擦因数相等，则物体受到的摩擦力的大小关系是(　　)

A．Ff甲＞Ff乙＞Ff丙  B.Ff乙＞Ff甲＞Ff丙

C．Ff丙＞Ff乙＞Ff甲  D.Ff甲＝Ff乙＝Ff丙

答案　D

解析　物体在三种情况下所受摩擦力均为滑动摩擦力，由Ff＝μFN＝μmg知，物体在三种情况下所受摩擦力大小相等，D正确。

4. (2020·陕西省商洛市模拟)如图所示，质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t＝0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F＝1 N的作用，g取10 m/s2，以水平向右为正方向，该物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图像是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　)

答案　A

解析　物体从t＝0开始以初速度v0沿水平地面向右做匀减速直线运动，受到的滑动摩擦力大小为Ff＝μmg＝0.2×1×10 N＝2 N，方向水平向左，为负值。当物体的速度减为零时，物体所受的最大静摩擦力为Ffm＝μmg＝2 N，因为F＜Ffm，所以物体不能被拉动而处于静止状态，受到静摩擦力作用，其大小为Ff＝F＝1 N，方向水平向右，为正值。故A正确。

5．大小相等的力F按如图所示的四种方式作用在相同的物体上，力F可使物体沿不同粗糙程度的水平面匀速运动，则物体与水平面间的摩擦力最大的是(　　)

答案　A

解析　根据平衡条件有：fA＝F，fB＝Fcos30°，fC＝Fcos30°，fD＝Fcos60°，可知物体与水平面间的摩擦力最大的是A选项。

6．如图甲、乙所示，物体P、Q在力F作用下一起以相同速度沿力F方向匀速运动，图乙中斜面体固定不动，关于物体P所受的摩擦力，下列说法正确的是(　　)

A．图甲、乙中物体P均受摩擦力，且方向均与力F相同

B．图甲、乙中物体P均受摩擦力，且方向均与力F相反

C．图甲、乙中物体P均不受摩擦力

D．图甲中物体P不受摩擦力，图乙中物体P受摩擦力，且方向与力F方向相同

答案　D

解析　在题图甲中，P做匀速直线运动，在水平方向所受合力为零，所以P不受摩擦力；在题图乙中，假设P不受摩擦力，P将相对Q沿斜面向下运动，因此P受与力F方向相同的摩擦力。D正确。

7. 物体b在力F作用下将物体a压向光滑的竖直墙壁，a始终处于静止状态。如图所示，当F逐渐增大时，下列说法中正确的是(　　)

A．a受到的摩擦力有两个

B．a与b间的摩擦力大小随F的增大而增大

C．a受到的摩擦力大小不随F的增大而变化

D．b相对a的运动趋势方向竖直向下

答案　C

解析　与a接触的面有两个，但墙壁光滑，与a之间不存在摩擦力，由于a始终处于静止状态，所以a受到b对它竖直向上的静摩擦力，且a与b间的摩擦力大小等于物体a的重力，与F无关，故A、B错误，C正确；如果b与a间接触面光滑，则a相对b向下滑动，所以b相对a有向上运动的趋势，故D错误。

8. (2021·河南省洛阳市高三上第一次统考)如图所示，表演杂技《顶盘子》时，相对手指静止的盘子处于水平状态，设手指与盘子之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，手指与盘子之间的动摩擦因数为μ，已知盘子的质量为m，重力加速度为g，则对盘子受力情况判断正确的是(　　)

A．若盘子保持静止状态，则盘子受到沿手指斜向上的支持力

B．若盘子水平向右匀速运动，则盘子受到水平向左的摩擦力

C．若盘子水平向右匀加速运动，则盘子受到手指的摩擦力大小为μmg

D．若盘子沿水平方向匀加速运动，则盘子受到手指的作用力最大为 mg

答案　D

解析　盘子处于水平状态，与手之间的接触面水平，若盘子保持静止状态，盘子受到手指竖直向上的支持力，故A错误；若手指支撑着盘子并一起水平向右匀速运动，盘子相对手指静止，水平方向所受合力为零，则不受静摩擦力的作用，故B错误；若手指支撑着盘子并一起沿水平方向匀加速运动，但并没有发生相对滑动，则盘子受到静摩擦力，方向与加速度方向相同，大小f≤μmg，则手对盘子的作用力F≤＝mg，故C错误，D正确。

9. (2020·陕西省榆林市高三一模)如图，L形木板置于粗糙水平面上，光滑物块压缩弹簧后用细线系住。烧断细线，物块弹出的过程木板保持静止，此过程(　　)

A．弹簧对物块的弹力不变

B．弹簧对物块的弹力逐渐减小

C．地面对木板的摩擦力不变

D．地面对木板的摩擦力逐渐减小

答案　BD

解析　烧断细线，弹簧要恢复原状，则弹簧对物块的弹力逐渐减小，故A错误，B正确；木板在水平方向上受到弹簧的弹力和地面的摩擦力，两个力平衡，由于弹簧的弹力逐渐减小，则地面对木板的摩擦力逐渐减小，故C错误，D正确。

10．如图甲所示，将一物块放在固定的斜面体上，在物块上施加的拉力F按图乙所示的规律变化，取沿斜面向上为正方向，开始时物块处于静止状态，则物块所受的摩擦力Ff与时间t的关系可能正确的是(　　)

答案　BC

解析　开始时物块静止，若F0>mgsinθ，则Ff0＝F0－mgsinθ≤Ffm，方向沿斜面向下，为负值；随着F沿斜面向上减小，Ff先减小，当F＝mgsinθ时，Ff＝0，此时t<t1，然后Ff反向增大，为正值；若Ffm足够大，则Ff一直为静摩擦力，一直线性增大，若Ffm不够大，则Ff增大到Ffm后变为滑动摩擦力，保持不变。故A、D错误，B、C正确。

11．以下的四个图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链连接，且系统均处于静止状态。关于能否用等长的轻绳来代替轻杆以保持系统的平衡，下列说法正确的是(　　)

A．图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙

B．图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁

C．图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁

D．图中的BC杆不可以用轻绳代替的有甲、乙、丁

答案　BD

解析　图中的杆均有固定转轴，那么杆上的力均沿杆，如果杆端受拉力作用，可以用与之等长的轻绳代替，如果杆端受压力作用，则不可用等长的轻绳代替，如图甲、丙、丁中的AB杆均受拉力作用，而图甲、乙、丁中的BC杆均受沿杆的压力作用，故A、C错误，B、D正确。

二、非选择题(本题共1小题，共12分)

12. (12分)如图所示，质量为m的物体与A、B两个弹簧相连，其劲度系数分别为k1和k2，B弹簧下端与地面相连，现用手拉A的上端，使A缓慢上移，当B弹簧的弹力为原来的时，A上端移动的距离是多少？

答案　mg或mg

解析　B原来处于压缩状态，其压缩量为x0＝，当向上缓慢拉A使B中弹力减为原来的时，有两种可能：

(1)B仍处于被压缩的状态，则此时A弹簧的弹力和伸长量分别为F1＝mg－F2＝mg，x1＝＝

这时B上端移动的距离x2＝＝＝

所以A上端移动的距离

sA＝x1＋x2＝mg。

(2)B处于拉伸状态，则此时A的弹力和伸长量分别为

F1′＝mg＋F2′＝mg，x1′＝＝

这时B上端移动的距离x2′＝＝

所以A上端移动的距离为

sA′＝x1′＋x2′＝mg。