1、新高考物理一轮复习考点强化训练考点五 重力 弹力 摩擦力解析版2021年新高考物理一轮复习考点强化训练考点五 重力弹力摩擦力1.如图所示,在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球,小球的直径恰好和盒子内表面正方体的棱长相等,盒子沿倾角为的固定斜面滑动,不计一切摩擦,下列说法中正确的是()A.无论盒子沿斜面自由上滑还是下滑,球都仅对盒子的下底面有压力B.盒子沿斜面自由下滑时,球对盒子的下底面和右侧面有压力C.盒子沿斜面自由下滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力D.盒子沿斜面自由上滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力答案A2.如图,两个弹簧的质量不计,劲度系数分别为k1、k2,它们一端固定在
2、质量为m的物体上,另一端分别固定在Q、P处,当物体平衡时上面的弹簧处于原长。若把固定的物体换为质量为2m的物体(弹簧的长度不变,且均在弹性限度内),当物体再次平衡时,物体比第一次平衡时的位置下降了x,重力加速度为g,则x为()A. B. C. D.答案A3.如图所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成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的作用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的作用答案D若
3、小球与小车一起匀速运动,则细绳对小球无拉力;若小球与小车有向右的加速度a=g tan ,则轻弹簧对小球无弹力。D正确。4.(多选)如图所示,用滑轮将质量为m1、m2的两物体悬挂起来,忽略滑轮和绳的重力及一切摩擦,使得0120时,m1m2;当120时,m1mB。然后由静止释放,在它们同时沿竖直墙面下滑的过程中,物体B()A.仅受重力作用B.受重力、物体A的压力作用C.受重力、竖直墙的弹力和摩擦力作用D.受重力、竖直墙的弹力和摩擦力、物体A的压力作用答案AA、B两物体由静止释放,与墙壁之间无相互挤压,故不受摩擦力,它们只受重力作用,处于完全失重状态,A项正确。7.如图所示,水平推力F作用在木块B上
4、使得木块A、B保持相对静止一起向前做匀加速直线运动,地面粗糙,则下列说法正确的是()A.木块A不受摩擦力B.木块A对B的摩擦力方向向右C.若A、B一起向前做匀速直线运动,则A、B间不存在摩擦力D.若A、B一起向前做匀速直线运动,则木块A受到三个力的作用答案C由题意,A、B的运动状态为匀加速直线运动,A受力情况较简单,对于A,假设A、B间无摩擦力,则A只受重力和支持力,合力为0,与运动状态不对应,所以假设不正确,即A、B间存在摩擦力,且B对A的摩擦力方向向右,则A对B的摩擦力方向向左,故A、B错;若A、B做匀速直线运动,则假设正确,C对,D错。8.在如图所示的四幅图中,AB、BC均为轻质杆,各图
5、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,下列关于受力的说法正确的是()A.甲图中的AB杆表现为拉力,BC杆表现为拉力B.乙图中的AB杆表现为拉力,BC杆表现为支持力C.丙图中的AB、BC杆均表现为拉力D.丁图中的AB、BC杆均表现为支持力答案C在甲图中,对B点进行受力分析,B点受到AB杆的拉力、BC杆的支持力和绳子的拉力,三力平衡,A项错误;在乙图中,对B点进行受力分析,B点受到绳子竖直向下的拉力,则BC杆应表现为支持力,由平衡条件可知AB杆应表现为支持力,B项错误;在丙图中,对B点进行受力分析可知,B点受到绳子竖直向下的拉力,AB杆提供斜向上的拉力,BC杆应提供向右的拉力,
6、C项正确;在丁图中,对B点进行受力分析可知,B点受到绳子竖直向下的拉力,AB杆提供拉力,BC杆提供支持力,D项错误。9.(多选)如图所示,有一倾角=30的斜面B,质量为M,一质量为m的物体A静止在B上,现用水平力F推物体A,F的大小为mg,A和B始终保持静止,则()A.物体A有沿斜面向上运动的趋势B.物体A有沿斜面向下运动的趋势C.物体A所受摩擦力的方向沿斜面向下D.若逐渐减小推力F至0,此过程中物体A所受摩擦力的方向不变答案AC作出物体A除摩擦力以外的力的受力示意图,建立如图所示的直角坐标系,重力与推力F在x轴上的合力F合=F cos -mg sin =,方向沿斜面向上,所以物体A有沿斜面上
7、滑的趋势,A对,B错;物体A所受摩擦力的方向沿斜面向下,C对;减小推力F,重力与F在x轴上的合力先减小为0,此过程中合力方向向上,继续减小F,合力方向将变为向下,摩擦力的方向将发生突变,由之前的向下变成向上,D错。10.(多选)(2020云南曲靖四校联考)如图所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为,在斜杆下端固定有质量为m的小球,重力加速度为g,下列关于杆对球的作用力F的判断中,正确的是()A.小车静止时,F=mg sin ,方向沿杆向上B.小车静止时,F=mg cos ,方向垂直于杆向上C.小车向左匀速运动时,F=mg,方向竖直向上D.小车向右以加速度a运动时,F的方向斜向右上方答案
8、CD当小车静止或匀速运动时,杆对球的作用力F大小为mg,方向竖直向上,A、B错,C对;当小车加速向右运动时,小球所受合力方向向右,F应斜向右上方,D对。11.(2020江西南昌模拟)如图所示,位于水平桌面上的物块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从滑轮到P和Q的两段绳都是水平的。已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是,两物块的质量都是m,滑轮的质量、滑轮与绳间的摩擦都不计。重力加速度为g。若用一水平向右的力F拉P,使它做匀速运动,则F的大小为() A.4mg B.3mg C.2mg D.mg答案AP、Q都做匀速运动,因此可用整体法和隔离法求解。隔离Q进行分析,Q在水平方向受绳向左的大
9、小为FT的拉力和向右的摩擦力Ff1=mg,因此FT=mg。对P、Q整体进行分析,整体受绳向左的大小为2FT的拉力、桌面对整体向左的摩擦力Ff2=2mg、向右的外力F,由平衡条件得F=2FT+Ff2=4mg,故A项正确。12.一横截面为直角三角形的木块按如图所示方式放置,质量均为m的A、B两物体用轻质弹簧相连放在倾角为30的直角边上,物体C放在倾角为60的直角边上,B与C之间用跨过定滑轮的轻质细线连接,A、C的质量比为,整个装置处于静止状态。已知物体A、B与斜面间的动摩擦因数相同(1)且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧弹力大小为mg,C与斜面间无摩擦,则()A.物体A、B均受到摩擦力作用且受到的
10、摩擦力等大反向B.物体A所受摩擦力大小为mg,物体B不受摩擦力作用C.弹簧处于拉伸状态,A、B两物体所受摩擦力大小均为mg,方向均沿斜面向下D.剪断弹簧瞬间,物体A一定加速下滑答案C对A分析:重力沿斜面向下的分力为mg,静摩擦力FfAmg cos 30F弹+mg sin 30。所以B所受摩擦力沿斜面向下,如图乙所示,FfB=F-F弹-mg sin 30=mg,故A、B错误,C正确;剪断弹簧,A受摩擦力向上,且满足FfA=mg,故A仍处于静止状态,D错误。13.(2020山东威海模拟)如图所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:弹簧的左端
11、固定在墙上;弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;弹簧的左端拴一小物块,物块在粗糙的桌面上滑动。若认为弹簧质量都为零,以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量,则有() A.L2L1 B.L4L3 C.L1L3 D.L2=L4答案D由于弹簧质量不计,这四种情况下,F弹都等于弹簧右端拉力大小F,因而弹簧伸长量均相同,故选D项。14.长直木板上表面的一端放有一铁块,木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角变大),另一端不动,如图所示,则铁块受到的摩擦力Ff随角度的变化图像可能正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()答案C设木板与水平面间
12、的夹角增大到时,铁块开始滑动,显然当时,铁块与木板相对静止,由力的平衡条件可知,铁块受到的静摩擦力的大小为Ff=mg sin ;当时铁块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力,设动摩擦因数为,由滑动摩擦力公式得铁块受到的摩擦力为Ff=mg cos 。通过上述分析可知C正确。15.如图所示,斜面固定在地面上,倾角为37(sin 37=0.6,cos 37=0.8)。质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上自由滑行(斜面足够长,该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8),则该滑块所受摩擦力F随时间变化的图像是下图中的(取初速度v0的方向为正方向,g=10 m/s2)()答案B滑块上滑过程中受到滑动摩擦
13、力作用,由F=FN和FN=mg cos 联立得F=6.4 N,方向沿斜面向下。当滑块的速度减为零后,由于重力的分力mg sin mg cos ,滑块不动,滑块受的摩擦力为静摩擦力,由平衡条件得F=mg sin ,代入数据可得F=6 N,方向沿斜面向上,故选项B正确。16.(多选)如图所示,皮带运输机将物体匀速送往高处,下列结论正确的是()A.物体受到与运动方向相同的摩擦力作用B.传送的速度越大,物体受到的摩擦力越大C.物体所受的摩擦力与传送的速度无关D.物体受到的静摩擦力为物体随皮带上升的动力答案ACD物体随皮带一起上升的过程中,物体具有相对于皮带下滑的趋势,受到沿皮带向上的静摩擦力作用,是使
14、物体向上运动的动力,其大小等于物体重力沿皮带向下的分力,与传送的速度大小无关,故A、C、D正确,B错误。17.(多选)(2020山西太原模拟)如图所示,质量为m的长方体物块放在水平放置的钢板C上,物块与钢板间的动摩擦因数为,由于光滑固定导槽A、B的控制,该物块只能沿水平导槽运动。现使钢板以速度v1向右匀速运动,同时用水平力F拉动物块使其以速度v2(v2的方向与v1的方向垂直,沿y轴正方向)沿槽匀速运动,重力加速度为g,以下说法正确的是()A.若拉力F的方向在第一象限,则其大小一定大于mgB.若拉力F的方向在第二象限,则其大小可能小于mgC.若拉力F的方向沿y轴正方向,则此时F有最小值,其值为m
15、gD.若拉力F的方向沿y轴正方向,则此时F有最小值,其值为mg答案BD物块有相对于钢板水平向左的速度v1和沿槽的速度v2,故物块相对于钢板的速度如图所示,滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,物块做匀速运动,所受导槽的作用力和拉力F的合力与滑动摩擦力大小相等、方向相反,由几何关系易知,F的方向沿y轴正方向时有最小值,即Fmin=f cos =mg cos =mgmg,故B、D正确。18.(多选)某杂技演员在做手指耍盘高难度的表演,如图所示。设该盘的质量为m,手指与盘之间的动摩擦因数为,重力加速度为g,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,盘底处于水平状态且不考虑盘的自转,则下列说法中正确的是()A.若手指
16、支撑着盘,使盘保持静止状态,则手指对盘的作用力大小为mgB.若手指支撑着盘并一起水平向右匀速运动,则盘受到水平向右的静摩擦力C.若手指支撑着盘并一起水平向右匀加速运动,则手指对盘的作用力大小为mgD.若盘随手指一起水平向右匀加速运动,则手指对盘的作用力大小不会超过mg答案AD若手指支撑着盘,使盘保持静止状态,则手指对盘的作用力大小等于盘的重力mg,A正确;若手指支撑着盘并一起水平向右匀速运动,则盘在水平方向所受合外力为零,故盘不受静摩擦力作用,B错误;若手指支撑着盘一起水平向右匀加速运动,则盘受到向右的静摩擦力,fmg,所以手指对盘的作用力F=mg,故C错误,D正确。19.(2020山东潍坊模
17、拟)如图甲所示,轻杆OB可绕B点自由转动,另一端O点用细绳OA拉住,固定在左侧墙壁上,质量为m的重物用细绳OC悬挂在轻杆的O点,OA与轻杆的夹角BOA=30。乙图中水平轻杆OB一端固定在竖直墙壁上,另一端O装有小滑轮,用一根绳跨过滑轮后悬挂一质量为m的重物,图中BOA=30。重力加速度为g。求:(1)甲、乙两图中细绳OA的拉力各是多大?(2)甲图中轻杆受到的弹力是多大?(3)乙图中轻杆对滑轮的作用力是多大?答案(1)2mgmg(2)mg(3)mg解析(1)由于甲图中的杆可绕B转动,是转轴杆(“活杆”),故其受力方向沿杆方向,O点的受力情况如图1所示,则O点所受绳子OA的拉力FT1、杆的弹力FN1的合力与重物的重力是大小相等、方向相反的,可得FT1=2mg;乙图中是用一细绳跨过滑轮悬挂重物的,由于O点处是滑轮,它只是改变绳中力的方向,并未改变力的大小,且AOC是同一段绳子,而同一段绳上的力处处相等,故乙图中绳子拉力为FT1=FT2=mg。图1(2)由图1可知,甲图中轻杆受到的弹力为FN1=FN1=mg。(3)对乙图中的滑轮受力分析,如图2所示,由于杆OB不可转动,所以杆所受弹力的方向不一定沿OB方向。即杆对滑轮的作用力一定与两段绳的合力大小相等,方向相反,由图2可得,F2=2mg cos 60=mg,则所求力FN2=F2=mg。图2
