2023版高考物理一轮复习第2章相互作用第1讲重力弹力摩擦力课后限时训练新人教版必修1

PAGE重力弹力摩擦力一、选择题(此题共12小题，1～8题为单项选择，9～12题为多项选择)1．(2022·河南省郑州市第一次质量检测)如下图，斜面体放置在粗糙的水平地面上，在水平向右的推力F作用下，物体A和斜面体B均保持静止。假设减小推力F，物体A仍然静止在斜面上，那么eq\x(导学号51342147)(B)A．物体A所受合力一定变小B．斜面对物体A的支持力一定变小C．斜面对物体A的摩擦力一定变小D．地面对斜面体B的摩擦力一定为零[解析]物体A始终静止，合外力一直为0，A错误；斜面对A的支持力为FN＝Fsinθ＋mgcosθ，减小F，那么支持力减小，B正确；开始时Fcosθ和mgsinθ大小关系未知，斜面对物体A的摩擦力方向不能确定，减小F后斜面对物体A的摩擦力方向和大小不能确定，C错误；由整体法可知，D错误。2．(2022·湖南省五市十校高三联考)一如下图，质量为2kg的物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2，水平地面足够大。t＝0时，物体以2m/s的初速度向右运动，同时对物体施加一个水平向左的大小恒为2N的拉力F，向右为正方向，g＝10m/s2，那么在t＝0之后eq\x(导学号51342148)(B)A．物体所受摩擦力不会变化B．物体所受摩擦力会由－4N变为＋2NC．物体所受摩擦力会由－4N变为－2ND．物体所受摩擦力会由＋4N变为＋2N[解析]分析摩擦力问题的关键是弄清楚是滑动摩擦力还是静摩擦力，由题意知，刚开始物体向右运动，所以物体受到向左的滑动摩擦力为－4N；又因为t＝0时，物体受到向左的水平恒力，所以物体会向右做匀减速直线运动直到速度为0；之后水平恒力小于最大静摩擦力，故物体受到向右的静摩擦力，与水平恒力等大反向为＋2N，选项B正确。3．(2022·湖南长沙明德中学月考)如下图，甲、乙、丙、丁四种情况，光滑斜面的倾角都是α，球都是用轻绳系住处于平衡状态，那么以下说法正确的选项是eq\x(导学号51342149)(B)A．球对斜面压力最大的是甲图B．球对斜面压力最小的是丙图C．球对斜面压力第二大的是丁图D．球对斜面压力第二大的是乙图[解析]甲图中，根据平衡条件得斜面对小球的支持力N1＝mgcosα<mg。乙图中，受力如图，由平衡条件得N2＝eq\f(mg,cosα)>ma。丙图中，斜面对小球的支持力N3＝0。丁图中，设绳子与斜面的夹角为θ，绳子的拉力大小为F，那么斜面对小球的支持力N4＝mgcosα－Fsinθ<mg。根据牛顿第三定律得知，斜面对小球的支持力与小球对斜面的压力大小相等，所以球对斜面压力最大的是乙图。压力最小的是丙图，压力第二大的是甲图，故B正确。4．(2022·宁夏银川一中月考)如下图，某竖直弹射装置由两根劲度系数为k的轻弹簧以及质量不计的底盘构成。当质量为m的物体竖直射向空中时，底盘对物体的支持力为5mg(g为重力加速度)，两根弹簧与竖直方向的夹角为θ＝60°，那么此时每根弹簧的伸长量为eq\x(导学号51342150)(C)A．eq\f(3mg,k)B．eq\f(4mg,k) C．eq\f(5mg,k) D．eq\f(6mg,k)[解析]对物体m进行受力分析，受重力和支持力，根据牛顿第二定律有N－mg＝ma，其中N＝5mg，解得a＝4g；再对质量不计的底盘和物体m的整体进行分析，受两个拉力和重力，根据牛顿第二定律，竖直方向上有：2Fcos60°－mg＝ma，解得F＝5mg；根据胡克定律有x＝eq\f(F,k)＝eq\f(5mg,k)，故C正确。5．(2022·陕西渭南教学质量检测)如下图，质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行，长木板放在水平地面上一直处于静止状态。假设ab与地面间的动摩擦因数为μ1，木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2，那么长木板ab受到地面的摩擦力大小为eq\x(导学号51342151)(C)A．μ1Mg B．μ1(m＋M)g C．μ2mg D．μ1Mg＋μ2mg[解析]木块P相对长木板ab向右滑动，受到向左的滑动摩擦力，大小为f1＝μ2N＝μ2mg；力的作用是相互的，故木块P对长木板ab有向右的滑动摩擦力，故长木板ab有向右滑动的趋势，受到地面对其向左的静摩擦力；根据共点力平衡条件有f2＝f1，因而f2＝μ2mg，应选C。易错分析：此题中长木板ab受地面所给的静摩擦力，静摩擦力没有计算公式，只能根据外力或物体的运动状态来求解，不能用f＝μN求解。最大静摩擦力可以用f＝μN来求解。有些同学混淆静摩擦力与滑动摩擦力，易错选B。6．(2022·江苏镇江中学月考)在如下图的四幅图中，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，以下关于受力的说法正确的选项是eq\x(导学号51342152)(C)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[解析]甲图中，对B受力分析，受到AB杆的拉力、BC杆的支持力、绳子的拉力，三力平衡，A错误；乙图中，对B受力分析，受到绳子竖直向下的拉力，那么BC应为支持力，由平衡条件可知AB也应为支持力，B错误；丙图中，对B受力分析可知，B受到绳子向下的拉力，那么AB杆提供斜向上的拉力，BC杆应为向右的拉力，C正确；丁图中，对B受力分析可知，B受到绳子向下的拉力，那么AB杆提供拉力，BC杆提供支持力，D错误。7.(2022·江苏镇江三校联考)用质量为M的吸铁石将一张质量为m的白纸压在竖直固定的磁性黑板上。某同学沿着黑板面用水平向右的恒力F轻拉白纸，白纸未移动，那么此时黑板对白纸的摩擦力的大小为eq\x(导学号51342153)(D)A．F B．mgC．eq\r(F2＋mg2) D．eq\r(F2＋Mg＋mg2)[解析]由题意可知，整体受向下的重力、向右的拉力作用，二力的合力为F合＝eq\r(F2＋Mg＋mg2)，由力的平衡条件可知，摩擦力应与该合力大小相等，方向相反，故D正确。8．(2022·西师大附中、临川一中联考)A、B是天花板上两点，一根长为l的细绳穿过带有光滑孔的小球，两端分别系在A、B点，如图甲所示；现将长度也为l的均匀铁链悬挂于A、B点，如图乙所示。小球和铁链的质量相等，均处于平衡状态，A点对轻绳和铁链的拉力分别是F1和F2，球的重心和铁链的重心到天花板的距离分别是h1和h2，那么eq\x(导学号51342154)(C)A．F1<F2，h1<h2 B．F1>F2，h1<h2C．F1>F2，h1>h2 D．F1＝F2，h1>h2[解析]因为是轻绳，所以绳子的质量不计，那么图甲中的重力全部集中在球上，重心在球的球心，而图乙中铁链的质量是均匀分布的，故其重心一定在最低点的上方，故h1>h2；对球和铁链进行受力分析，如下图。A点对绳子的拉力沿着绳子的方向，A点对铁链的拉力沿着该处链子的切线方向，故图乙中A、B两点对铁链拉力的夹角比拟小，由力的合成知识知F2较小，故C正确。9．(2022·广东中山华侨中学一模)如下图，有一刚性方形容器被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态。现缓慢地向容器内注水，直到注满为止，在此过程中容器始终保持静止，以下说法中正确的选项是eq\x(导学号51342155)(AC)A．容器受到的摩擦力逐渐增大B．容器受到的摩擦力不变C．水平力F可能不变D．水平力F必须逐渐增大[解析]由题知，容器始终处于静止状态，那么其受力平衡，即所受的摩擦力大小等于容器和水的总重力，所以容器受到的摩擦力逐渐增大，故A正确，B错误；水平方向上容器受力平衡，假设最大静摩擦力大于重力，那么力F可能不变，假设最大静摩擦力小于等于重力，那么力F要增大，故C正确，D错误。易错分析：物体受到墙的摩擦力等于物体重力，物重变大、摩擦力变大，这是此题的易错点。有些同学思维定式，认为物体受到墙的摩擦力等于物体重力不会变，却忽略了重力也在变化，从而错选B。10．(2022·浙江金丽衢十二校联考)如下图，木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.24。夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用水平力F作用在木块B上，那么eq\x(导学号51342156)(AD)A．假设F＝1N，那么木块B所受摩擦力大小是9NB．假设F＝1N，那么木块A所受摩擦力大小是7NC．假设木块A、B能一起保持匀速运动，那么拉力F＝24.6ND．假设木块A、B能一起保持匀速运动，那么A、B间弹簧的伸长量为3cm[解析]木块A与地面间的滑动摩擦力为fA＝μmAg＝0.24×50N＝12N，木块B与地面间的滑动摩擦力为fB＝μmBg＝0.24×60N＝14.4N，弹簧弹力为F弹＝kx＝400×0.02N＝8N。施加水平拉力F＝1N后，对B木块进行受力分析，竖直方向上重力与支持力平衡，水平方向受向右的弹簧弹力和拉力，由于B木块与地面间的最大静摩擦力为14.4N(等于滑动摩擦力)，大于弹簧弹力和拉力之和，故木块B静止不动，木块B受到的静摩擦力与弹簧弹力和拉力的合力平衡，因而有fB′＝F弹＋F＝8N＋1N＝9N，弹簧长度没有变化，弹力不变，故木块A相对地面有向左的运动趋势，其受到向右的静摩擦力，且与弹力大小相等，因而有fA′＝F弹＝8N，故A正确，B错误。木块A、B能一起保持匀速运动时，木块A、B均受滑动摩擦力作用，选木块A为研究对象，对A木块进行受力分析，竖直方向上重力与支持力平衡，水平方向上向右的弹簧弹力和向左的滑动摩擦力大小相等，F弹′＝kx′＝12N，解得x′＝3cm，故D正确；选木块A、B整体为研究对象，进行受力分析，竖直方向上重力与支持力平衡，水平方向上水平拉力F与木块A、B所受滑动摩擦力之和大小相等，F＝26.4N，故C错误。11．如下图，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数相同。三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示。那么以下说法正确的选项是eq\x(导学号51342157)(BC)A．A物体受到的摩擦力不为零，方向向右B．三个物体只有A物体受到的摩擦力为零C．B、C受到的摩擦力大小相等，方向相同D．B、C受到的摩擦力大小相等，方向相反[解析]A物体与传送带一起匀速运动，没有发生相对滑动，也没有相对运动趋势，所以A物体不受摩擦力，选项A错误；对B、C物体进行受力分析，可知B、C所受的静摩擦力大小均为mgsinθ，方向均沿传送带向上，选项B、C正确，D错误。12．在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化的规律的实验中，设计了如图甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连(调节传感器高度使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮使桌面上部细绳水平)，整个装置处于静止状态。实验开始时翻开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，假设力传感器采集的图象如图乙所示，那么结合该图象，以下说法正确的选项是eq\x(导学号51342158)(ABC)A．可求出空沙桶的重力B．可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小C．可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小D．可判断第50秒后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)[解析]t＝0时刻，传感器显示拉力为2N，那么滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为2N，由车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2N，A对；t＝50s时刻摩擦力到达最大值，即最大静摩擦力为3.5N，同时小车开始运动，说明带有沙的沙桶重力等于3.5N，此时摩擦力立即变为滑动摩擦力，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力突变为3N的滑动摩擦力，B、C对；此后由于沙和沙桶重力3.5N大于滑动摩擦力3N，故第50s后小车将加速运动，D错。二、非选择题13．如下图，一质量不计的弹簧原长为10cm，一端固定于质量为m＝2kg的物体上，另一端施一水平拉力F。(g＝10m/s2)eq\x(导学号51342159)(1)假设物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长到12cm时，物体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数多大？(2)假设将弹簧拉长到11cm时，物体所受到的摩擦力大小为多少？(3)假设将弹簧拉长到13cm时，物体所受的摩擦力大小为多少？(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)[答案](1)200N/m(2)2N(3)4N[解析](1)物体匀速前进时，k(x－x0)＝μmg那么k＝eq\f(μmg,x－x0)＝eq\f(0.2×2×10,0.12－0.10)＝200(N/m)。(2)F1＝k(x1－x0)＝200×(0.11－0.10)＝2(N)最大静摩擦力可看做等于滑动摩擦力Fm＝0.2×2×10N＝4N故物体没动，所受静摩擦力Ff1＝F1＝2N。(3)弹簧弹力F2＝k(x2－x0)＝200×(0.13－0.10)＝6(N)物体将加速前进，此时所受到的滑动摩擦力为Ff2＝μFN＝μmg＝0.2×2×10N＝4(N)。14．(2022·浙江平阳县模拟)如下图，人重600N，木块A重400N，人与木块、木块与水平面间的动摩擦因数均为0.2。现人用水平力拉绳，使他与木块一起向右做匀速直线运动，滑轮摩擦不计，求：eq