【2017优化探究一轮复习习题】第2章第1讲重力弹力摩擦力

[随堂反馈]1．(2014·高考广东卷)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处受力的方向，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处受到的静摩擦力沿MN方向D．N处受到的静摩擦力沿水平方向解析：支持力的方向与接触面垂直，所以M处的支持力的方向与地面垂直，即竖直向上，N处支持力的方向与接触面垂直，即垂直MN向上，故选项A正确，选项B错误；摩擦力的方向与接触面平行，与支持力垂直，故选项C、D错误．答案：A2．如图甲、乙所示，乙图中斜面体固定不动，物体P、Q在力F作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动．关于物体P所受的摩擦力，下列说法正确的是()A．甲、乙两图中物体P均受摩擦力，且方向均与F相同B．甲、乙两图中物体P均受摩擦力，且方向均与F相反C．甲、乙两图中物体P均不受摩擦力D．甲图中物体P不受摩擦力，乙图中物体P受摩擦力，方向和F方向相同解析：用假设法分析：甲图中，假设P受摩擦力，与P做匀速运动在水平方向合力为零不符，所以P不受摩擦力；乙图中，假设P不受摩擦力，P将相对Q沿斜面向下运动，因此P受沿F方向的摩擦力．故正确选项是D.答案：D3.如图所示，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴O安在一根轻木杆B上，一根轻绳AC绕过滑轮，A端固定在墙上，且绳保持水平，C端挂一重物，BO与竖直方向夹角θ＝45°，系统保持平衡．若保持滑轮的位置不变，改变夹角θ的大小，则滑轮受到木杆作用力大小变化情况是()A．只有角θ变小，作用力才变大B．只有角θ变大，作用力才变大C．不论角θ变大或变小，作用力都是变大D．不论角θ变大或变小，作用力都不变解析：由于两侧细绳中拉力不变，若保持滑轮的位置不变，改变夹角θ的大小，则滑轮受到木杆作用力大小不变，选项D正确，A、B、C错误．答案：D4.如图所示，一直杆倾斜固定并与水平方向成30°的夹角．直杆上套有一个质量为0.5kg的圆环，圆环与轻弹簧相连，在轻弹簧上端施加一竖直向上、大小F＝10N的力，圆环处于静止状态．已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为0.7，g取10m/s2.下列说法正确的是()A．圆环受到直杆的弹力，方向垂直直杆向上B．圆环受到直杆的弹力大小等于2.5NC．圆环受到直杆的摩擦力，方向沿直杆向上D．圆环受到直杆的摩擦力大小等于2.5N解析：因弹簧的拉力F＝10N＞mg＝5N，所以圆环受到垂直直杆向下的支持力FN.同理，拉力沿直杆向上的分力F1＝Fsin30°＝5N，也大于重力沿直杆向下的分力G1，所以圆环受到沿直杆向下的摩擦力Ff，如图所示．垂直直杆方向：FN＋mgcos30°＝Fcos30°沿直杆方向：Ff＋mgsin30°＝Fsin30°解得FN＝eq\f(5\r(3),2)N，Ff＝2.5N，D正确．答案：D5.(2016·石家庄模拟)如图所示，一质量为M、倾角为θ的斜面体置于水平地面上，质量为m的小木块(可视为质点)放在斜面上．现用一平行于斜面、大小恒定的拉力F作用于小木块上，拉力在以斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中，斜面体和小木块始终保持静止状态．下列说法中正确的是()A．小木块受到斜面的最大摩擦力为eq\r(F2＋mgsinθ2)B．小木块受到斜面的最大摩擦力为F－mgsinθC．斜面体受到水平地面的最大摩擦力为FD．斜面体受到水平地面的最大摩擦力为Fcosθ解析：对小木块分析可知，当力F绕小木块旋转一周的过程中，F沿斜面向下时小木块受到的静摩擦力最大，小木块受到的最大静摩擦力Ffm＝mgsinθ＋F，故A、B均错误．对M、m整体受力分析可知，水平地面对斜面体的摩擦力与F的水平分力大小相等，所以最大静摩擦力为F，此时F与斜面底边平行，所以C项正确，D项错误．答案：C[课时作业]一、单项选择题1.如图所示，一小车的表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成，其上放一球，球与水平面的接触点为a，与斜面的接触点为b.当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时，下列结论正确的是()A．球在a、b两点处一定都受到支持力B．球在a点一定受到支持力，在b点处一定不受支持力C．球在a点一定受到支持力，在b点处不一定受到支持力D．球在a点处不一定受到支持力，在b点处也不一定受到支持力解析：若球与车一起水平匀速运动，则球在b处不受支持力作用；若球与车一起水平向左匀加速运动，则球在a处受到的支持力可能为零，选项D正确．答案：D2．如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力()A．方向向左，大小不变B．方向向左，逐渐减小C．方向向右，大小不变D．方向向右，逐渐减小解析：对A、B整体受力分析如图所示，滑动摩擦力Ff使整体产生加速度a，a等于μg且大小不变，对B受力分析知，B所受静摩擦力Ff′＝mBa＝μmBg，大小不变，方向向左，A正确，B、C、D错误．答案：A3.如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在下面弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧．在此过程中下面木块移动的距离为()A.eq\f(m1g,k1) B.eq\f(m2g,k2)C.eq\f(m1g,k2) D.eq\f(m2g,k1)解析：在没有施加外力向上提时，弹簧k2被压缩，压缩的长度为Δx＝eq\f(m1＋m2g,k2).在用力缓慢向上提m1直至m1刚离开上面的弹簧时，弹簧k2仍被压缩，压缩量为Δx′＝eq\f(m2g,k2).所以在此过程中，下面木块移动的距离为Δx－Δx′＝eq\f(m1g,k2)，故选C.答案：C4．如图所示，某粮库使用电动传输机向粮垛上输送麻袋包，现将一麻袋包放置在倾斜的传送带上，与传送带一起向上匀速运动，其间突遇故障，传送带减速直至停止．若上述匀速和减速过程中，麻袋包与传送带始终保持相对静止，下列说法正确的是()A．匀速运动时，麻袋包只受重力与支持力作用B．匀速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上C．减速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向下D．减速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上解析：传送带匀速运动时，麻袋包受力平衡，麻袋包除受重力、垂直斜面向上的支持力外，还要受沿斜面向上的摩擦力的作用，A错误，B正确．传送带向上减速运动时，麻袋包的加速度沿斜面向下，受到的摩擦力可能沿传送带向上、沿传送带向下或为零，C、D错误．答案：B5.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()A．绳的拉力增大，BC杆受绳的压力增大B．绳的拉力不变，BC杆受绳的压力增大C．绳的拉力不变，BC杆受绳的压力减小D．绳的拉力不变，BC杆受绳的压力不变解析：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．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＝2Gsineq\f(θ,2)，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，B正确．答案：B6.如图所示，把一重为G的物体，用一水平方向的推力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上．从t＝0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是下图中的()解析：物体在竖直方向上只受重力G和摩擦力Ff的作用．由于Ff从零开始均匀增大，开始一段时间Ff＜G，物体加速下滑；当Ff＝G时，物体的速度达到最大值；之后Ff＞G，物体向下做减速运动，直至减速为零．在整个运动过程中，摩擦力为滑动摩擦力，其大小为Ff＝μFN＝μF＝μkt，即Ff与t成正比，是一条过原点的倾斜直线；当物体速度减为零后，滑动摩擦力变为静摩擦力，其大小为Ff＝G，所以物体静止后的图线为平行于t轴的线段，故选项B正确．答案：B7．如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态，则()A．B受到C的摩擦力一定不为零B．C受到水平面的摩擦力一定为零C．不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力方向一定向左D．水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等解析：以B物体为研究对象，沿斜面方向受到重力沿斜面方向向下的分力、绳的拉力和静摩擦力，静摩擦力的大小等于重力沿斜面方向向下的分力与拉力的合力，所以可能为零，可能沿斜面向上或向下，A项错误；利用整体法可知不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力与拉力在水平方向上的分力平衡，方向一定向左，B项错误，C项正确；同理，在竖直方向利用整体法判断水平面对C的支持力等于B、C的总重力减去拉力在竖直方向上的分力，D项错误．答案：C8．在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图所示的情况就是一个实例．当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时，下列说法正确的是()A．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变B．运动员受到的支持力，是运动员的脚发生形变而产生的C．此时跳板对运动员的支持力和运动员的重力等大D．此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力解析：发生相互作用的物体均要发生形变，故A错；发生形变的物体，为了恢复原状，会对与它接触的物体产生弹力的作用，B错误；在最低点，运动员虽然处于瞬间静止状态，但接着运动员要加速上升，故此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力，C错误，D正确．答案：D9.质量为m的物体在水平面上，在大小相等、互相垂直的水平力F1和F2的作用下，从静止开始沿水平面运动，如图所示．若物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体()A．在F1的反方向上受到Ff1＝μmg的摩擦力B．在F2的反方向上受到Ff2＝μmg的摩擦力C．在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为Ff＝eq\r(2)μmgD．在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为Ff＝μmg解析：运动物体受到滑动摩擦力，大小为Ff＝μmg，方向与物体运动方向相反，即与F1、F2的合力方向相反，故D正确．答案：D10.小车上固定一根弹性直杆A，杆顶固定一个小球B(如图所示)，现让小车从光滑斜面上自由下滑，在下图的情况中杆发生了不同的形变，其中正确的是()解析：小车沿光滑的斜面下滑时的加速度a＝gsinθ，即小球沿斜面方向的合力为mgsinθ，杆只对小球施加了垂直于斜面向上的支持力，故C正确．答案：C11.如图所示，物块A放在倾斜的木板上，木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为()A.eq\f(1,2) B.eq\f(\r(3),2)C.eq\f(\r(2),2) D.eq\f(\r(5),2)解析：木板的倾角α为30°时物块静止，所受摩擦力为静摩擦力，由沿斜面方向二力平衡可知其大小为mgsin30°；木板的倾角α为45°时物块滑动，所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为μmgcos45°，由二者相等可得物块和木板间的动摩擦因数μ＝eq\f(\r(2),2).答案：C12．(2016·铜陵模拟)如图所示，物体A、B置于水平地面上，与地面间的动摩擦因数均为μ，物体A、B用一跨过动滑轮的细绳相连．现用逐渐增大的力向上提升滑轮，某时刻拉A物体的绳子与水平面成53°角，拉B物体的绳子与水平面成37°角，此时A、B两物体刚好处于平衡状态，则A、B两物体的质量之比eq\f(mA,mB)为(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)()A.eq\f(4μ＋3,3μ＋4) B.eq\f(3μ＋4,4μ＋3)C.eq\f(4μ－3,3μ－4) D.eq\f(3μ－4,4μ－3)解析：设绳中张力为F，对A应用平衡条件可得Fcos53°＝μ(mAg－Fsin53°)，对B应用平衡条件可得Fcos37°＝μ(mBg－Fsin37°)，以上两式联立可解得eq\f(mA,mB)＝eq\f(4μ＋3,3μ＋4)，A正确．答案：A13．如图所示，在倾角为α的传送带上有三个质量均为m的木块1、2、3，中间均用原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数均为μ，其中木块1被与传送带平行的细线拉住，传送带按图示方向匀速运行，三个木块均处于平衡状态．下列结论正确的是()A．2、3两木块之间的距离等于L＋eq\f(sinα＋μcosαmg,k)B．2、3两木块之间的距离等于L＋eq\f(μmgcosα,k)C．1、2两木块之间的距离等于2、3两木块之间的距离D．如果传送带突然加速，相邻两木块之间的距离都将增大解析：分析木块3受力情况，由平衡条件可得F23＝mgsinα＋μmgcosα，又F23＝kx23，可求出2、3两木块之间的距离等于L＋x23＝L＋eq\f(mgsinα＋μcosα,k)，A正确，B错误；分析木块2受力情况，由平衡条件可得F12＝mgsinα＋μmgcosα＋F23，故F12＞F23,1、2两木板之间的距离大于2、3两木块间的距离，C错误；传送带突然加速时，并不会使木块所受的滑动摩擦力增大，因此不会影响两相邻