2020版高考物理总复习 第3课 重力 弹力 摩擦力练习

2020版高考物理总复习 第3课 重力 弹力 摩擦力练习

第3课　重力　弹力　摩擦力 1． 弹力的有无、方向和大小 a．假设法判断弹力的有无 ‎(1)(多选)(2018改编，6分)如图所示，水平地面上固定一个斜面，斜面与水平面的夹角为θ。一根轻质细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个小球，细线与斜面平行。小球的质量为m。小球右边有一竖直挡板，重力加速度为g，小球静止在斜面上，不计一切摩擦，则(　　)‎ A．挡板对小球的弹力可能为0‎ B．细线对小球的拉力可能为0‎ C．斜面对小球的支持力可能为0‎ D．细线和挡板对小球的作用力可能都为0‎ 答案：AB 解析：假设挡板与小球不再接触，则小球受重力、细线拉力、斜面支持力保持静止，故A项正确。假设细线与小球不再接触，则小球受到挡板的弹力、斜面支持力、重力保持静止，故B项正确。假设斜面与小球不接触，则小球会摆动，所以斜面对小球一定有弹力，故C项错误。假设挡板与细线都与小球不接触，小球受到垂直于斜面的支持力和竖直向下的重力，小球向下滑动，所以细线和挡板对小球的作用力不可能都为0，故D项错误。‎ b．结合运动和受力情况分析弹力的大小和方向 ‎(2)(多选)(经典题，6分)如图所示，位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆的下端固定有质量为m的小球。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＝mgsin θ，方向沿杆向上 B．小车静止时，F＝mgcos θ，方向垂直于杆向上 C．小车向右做匀速运动时，一定有F＝mg，方向竖直向上 D．小车向右做匀加速运动时，一定有F>mg，方向可能沿杆向上 答案：CD 解析：小球受重力和杆的作用力F静止或做匀速直线运动时，由平衡条件知，二力必等大反向，有F＝mg，方向竖直向上，故A项、B项均错误，C项正确。小车向右做匀加速运动时，小球有向右的恒定加速度，根据牛顿第二定律知，mg和F的合力应水平向右，如图所示。由图可知，F>mg，方向可能沿杆向上，故D项正确。‎ ‎(3)(多选)(2018改编，6分) 如图所示，杆BC的B端用铰链固定在竖直墙上，另一端C为一滑轮。重物G上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处，杆恰好平衡。若将绳的A端沿墙缓慢向下移(BC杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计)，则(　　)‎ 4‎ A．两段绳中的拉力大小相等，且保持不变 B．两段绳中的拉力大小相等但发生变化 C．BC杆对C端的弹力沿杆方向由B指向C D．BC杆受绳的压力增大 答案：ACD 解析：同一根不计质量的绳子绕过光滑的滑轮被分成两段，则这两段绳子中的拉力大小相等，始终等于重物所受的重力，故A项正确，B项错误。选取绳子与滑轮的接触点为研究对象，对其受力分析，如图所示，由于BC杆可以绕B端自由转动，所以平衡时BC杆对C端的弹力沿杆方向由B指向C，故C项正确。绳中的弹力大小相等，即FT1＝FT2＝G，C点处于三力平衡状态，将三个力的示意图平移可以组成闭合三角形，如图中虚线所示，设AC段绳子与竖直墙壁间的夹角为θ，则根据几何知识可知F＝2Gsin，当绳的A端沿墙缓慢向下移时，绳的拉力不变，θ增大，F也增大，根据牛顿第三定律知，BC杆受绳的压力增大，故D项正确。‎ c．运用胡克定律和平衡条件计算弹力 ‎(4)(2017全国Ⅲ，6分)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距‎80 cm的两点上，弹性绳的原长也为‎80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为‎100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)(　　)‎ A．‎86 cm　　B．‎‎92 cm C．‎98 cm　　D．‎‎104 cm 答案：B 解析：平衡时绳的总长度为‎100 cm，则每段绳的长度为‎50 cm，平衡时弹性绳与水平方向的夹角为θ，则sin θ＝，每段弹性绳的拉力为T，则2Tsin θ＝mg，解得T＝mg。根据胡克定律，T＝kΔx1，且Δx1＝‎10 cm，解得k＝mg，将弹性绳的两端移动到同一点，则2kΔx2＝mg，则Δx2＝‎6 cm，总长度为‎80 cm＋2×‎6 cm＝‎92 cm，故B项正确。‎ 1． 摩擦力的方向、大小和突变 a．判断关于摩擦力的说法 ‎(5)(2018改编，6分)关于两物体间的弹力和摩擦力，以下说法中正确的是(　　)‎ A．摩擦力的大小一定与弹力成正比 4‎ B．摩擦力的方向与弹力的方向垂直 C．两个水平叠放的物体，上面物体对接触面的压力就是自身重力 D．摩擦力只能是阻力不能是动力 ‎ 答案：B 解析：摩擦力有静摩擦力和滑动摩擦力，滑动摩擦力的大小与弹力成正比，但静摩擦力不一定，故A项错误。弹力的方向总是垂直于接触面而指向被压或被支持的物体，摩擦力的方向总是沿着接触面并与接触面相切，故B项正确。重力是物体受到地球的引力的一个分力，而压力是下面物体受到上面物体给的弹力，故C项错误。静摩擦力与滑动摩擦力的方向由接触的两个物体的相对运动(或者相对运动趋势)决定，而不是由单个物体的运动方向决定的，当摩擦力方向与物体运动方向相同时，摩擦力是这个物体运动的动力，摩擦力方向与物体运动方向相反时，摩擦力是这个物体运动的阻力，故D项错误。‎ b．假设法分析静摩擦力的有无和方向 ‎(6)(2014广东理综，4分)如图所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处的受力情况，下列说法正确的是(　　)‎ A．M处受到的支持力竖直向上 B．N处受到的支持力竖直向上 C．M处受到的摩擦力沿MN方向 D．N处受到的摩擦力沿水平方向 答案：A 解析：M处受到的支持力垂直于地面向上，即竖直向上，故A项正确。 N处受到的支持力垂直于原木P向上，不是竖直向上，故B项错误。假设M、N处都不受摩擦力，则原木P滑动，假设不成立。假设M处受摩擦力而N处不受摩擦力，则M处摩擦力沿水平方向指向原木堆。假设M处不受摩擦力而N处受摩擦力，则N处的摩擦力沿着原木P的方向由M指向N，故M、N处至少有一处受摩擦力，故C项、D项均错误。‎ c．运用公式f＝μFN列方程求解 ‎(7)(2017全国Ⅱ，6分)如图所示，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为(　　)‎ A．2－　　　B.　　　C.　　　D. ‎ 答案：C 解析：物块在水平拉力F作用下匀速运动，则F＝μmg。当F的方向与水平面成60°时，物块也恰好做匀速直线运动，则Fcos 60°＝μ(mg－Fsin 60°)，联立解得μ＝，故C项正确。‎ 4‎ d．解析法求摩擦力突变的图像 ‎ (8)(2017彭州模拟，6分)长直木板的上表面的一端放有一个铁块，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角α变大)，另一端不动，则铁块受到的摩擦力Ff随角度α的变化关系图像是图中的(　　)‎ 答案：C 解析：开始时，α＝0，Ff＝0，开始一段时间，铁块相对木板静止，所受的是静摩擦力。缓慢竖起时，可认为铁块处于平衡状态，由力的平衡关系可知Ff＝mgsin α，静摩擦力随α的增大而增大，它们呈正弦规律变化，在铁块刚好要滑动而没滑动时，Ff达到最大值。α继续增大，铁块将开始滑动，静摩擦力变为滑动摩擦力，Ff＝μmgcos α，因此，滑动摩擦力随α的增大而减小，呈余弦规律变化，且最大静摩擦力大于滑动摩擦力，故C项正确。‎ 4‎