2024-2025学年新教材高中物理素养培优课练习2物体受力分析含解析粤教版必修第一册VIP

PAGE5-素养培优课练习(二)物体受力分析(建议用时：25分钟)1.如图所示，甲、乙两位同学做一种特别的“拔河”嬉戏，两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端，保持凳子水平，然后各自向两侧水平收回手掌以达到拖拉凳子的目的．假如甲、乙与凳子下表面各处的粗糙程度相同，且在乙端的凳子上面放四块砖，则下列推断正确的是()A．凳子向甲方移动B．凳子向乙方移动C．凳子在原地不会被拉动D．凳子向体重大的同学一方移动B[本题考查最大静摩擦力的概念与规律，甲、乙与凳子下表面各处的粗糙程度相同，但是凳子的右端上面放了四块砖，这样乙与凳子间的压力就大一些，所以最大静摩擦力就大，这就确定了乙与凳子之间不简单滑动，所以凳子向乙方移动，选项B正确．]2．一物块m在水平力拉动下，沿静止的水平传送带由A端运动到B端，如图甲所示，这时所受摩擦力为F1；现开动机械让传送带向左匀速传动，再次将同样的物块m由传送带的左端匀速拉动到右端，这时所受摩擦力大小为F2，如图乙所示．F1、F2的大小关系满意()A．F1＝F2B．F1<F2C．F1>F2D．上述三种状况都有可能A[两种状况下，物块与传送带之间均为滑动摩擦力，只是相对速度不同而已；由滑动摩擦力的计算公式Ff＝μFN可知，滑动摩擦力的大小与相对速度的大小无关，故选A.]3．原在水平地面上的小物块受到瞬时撞击后，沿光滑斜面对上滑动，如图所示，则小物块沿斜面对上滑动的过程中受到几个力作用()A．一个 B．两个C．三个 D．四个B[物体在滑动过程中，受竖直向下的重力、垂直于支持面的弹力；由于接触面光滑没有摩擦力，故物体只受两个力，故B正确，A、C、D错误．]4.如图所示，两个物体A、B的质量均为1kg，各接触面间的动摩擦因数均为0.3，同时用F＝1N的两个水平力分别作用在A、B上，则地面对物体B、B对物体A的摩擦力分别为(g取10m/s2)()A．6N3N B．1N1NC．01N D．02NC[以A、B整体为探讨对象进行受力分析，可知地面对B的摩擦力为零；再以A为探讨对象进行受力分析，Ff＝μmg＝3N>1N，可知B对A的摩擦力与力F大小相等、方向相反，即为1N，所以选项C正确．]5．如图所示，在探讨摩擦力的试验中，通过向小桶中增加沙子来增大对小车的拉力F，小桶的质量忽视不计，则小物块A所受的摩擦力Ff随拉力F的改变关系是()B[当F较小时，小车不动，与A间是静摩擦力，随着F的增大而增大，当F达到最大静摩擦力后车滑动，与A间是滑动摩擦力，比最大静摩擦力稍小，之后F增大，摩擦力不变．]6．(多选)如图所示，将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O′处(O为球心)，弹簧另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点．已知容器半径为R、与水平地面之间的动摩擦因数为μ，OP与水平方向的夹角为θ＝30°.下列说法正确的是()A．轻弹簧对小球的作用力大小为eq\f(\r(3),2)mgB．容器相对于水平地面有向左的运动趋势C．容器和弹簧对小球的作用力的合力竖直向上D．弹簧原长为R＋eq\f(mg,k)CD[对小球受力分析，如图所示。由几何关系可得，F＝mg，故A错误；容器和小球整体处于静止状态，所以地面对半球形容器没有摩擦力的作用，即半球形容器相对于水平面没有运动趋势，故B错误；由共点力平衡条件可知，半球形容器对小球的弹力和弹簧对小球的作用力的合力与重力等大反向，所以半球形容器对小球的弹力和弹簧对小球的作用力的合力方向竖直向上，故C正确；胡克定律得，F＝mg＝kx，所以弹簧的压缩量x＝eq\f(mg,k)，所以弹簧原长为R＋eq\f(mg,k)，故D正确．]7.(多选)如图所示，一质量为m的木块靠在竖直粗糙墙壁上，且受到水平力F的作用，下列说法正确的是()A．若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小等于mg，方向竖直向上B．若木块静止，当F增大时，木块受到的静摩擦力随之增大C．木块沿墙壁向下运动时，墙壁对木块的弹力始终与力F等大反向D．若木块静止，当撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块不受滑动摩擦力作用ACD[木块静止，木块竖直方向受向下的重力和向上的摩擦力的作用，两者大小相等，方向相反，F增大，摩擦力不变，A正确，B错误；墙壁对木块的弹力和力F是一对平衡力，等大反向，C正确；当撤去F，墙壁与木块间无弹力，所以木块不受摩擦力作用，D正确．]8.如图所示，一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接，物块位于水平面上．A、B是物块能保持静止的位置中离墙壁最近和最远的点，A、B两点离墙壁的距离分别是x1、x2.物块与地面间的最大静摩擦力为Fmax，则弹簧的劲度系数为()A.eq\f(Fmax,x1＋x2)B.eq\f(2Fmax,x1＋x2)C.eq\f(2Fmax,x2－x1)D.eq\f(Fmax,x2－x1)C[设弹簧原长为L，由胡克定律，对物块离墙壁最近的点有k(L－x1)＝Fmax，对物块离墙壁最远的点有k(x2－L)＝Fmax，联立解得k＝eq\f(2Fmax,x2－x1)，选项C正确．]9．重为10N的木块放在水平面上，用水平方向的力拉木块，同时木块的受力点连接测力的传感器，如图所示，当拉力渐渐增大时，木块先静止后做加速运动，从计算机屏幕上得到木块与水平面间的摩擦力f随拉力F改变的图线如图所示．依据图线及题意，求：(1)木块所受最大静摩擦力及滑动摩擦力的大小；(2)木块与水平面间的动摩擦因数．[解析](1)由图线可知木块所受最大静摩擦力fmax＝6.0N，滑动摩擦力f＝5.0N.(2)由f＝μFN，得μ＝eq\f(f,G)＝eq\f(5.0,10)＝0.5.[答案](1)6.0N5.0N(2)0.510.(多选)如图所示，A叠放在B上，B放在斜面上，A、B均处于静止状态，下列叙述正确的是()A．B相对A与B相对斜面的运动趋势相同B．B相对A的运动趋势方向沿斜面对上C．A相对B的运动趋势方向沿斜面对上D．B相对斜面的运动趋势方向沿斜面对下BD[对A分析，假设A、B间光滑，则A相对B向下运动，故A相对B的运动趋势沿斜面对下，由相对运动知，B相对A的运动趋势沿斜面对上．假设B与斜面间光滑，则B相对斜面对下滑动，故B相对斜面的运动趋势沿斜面对下，所以选项B、D正确．]11.(多选)如图所示，放在水平桌面上的木块A处于静止状态，所挂的砝码和托盘的总质量为0.6kg，弹簧测力计读数为2N，滑轮摩擦不计．若轻轻取走盘中的部分砝码，使总质量削减到0.3kg时，将会出现的状况是(g取10m/s2)()A．弹簧测力计的读数将变小B．A仍静止不动C．A对桌面的摩擦力不变D．A对桌面的摩擦力变小BD[当砝码和托盘的总质量为m1＝0.6kg时，对A进行受力分析，则有F＋f＝m1g＝6N，f＝4N，可知A与桌面的最大静摩擦力至少为4N．当砝码和托盘总质量为m2＝0.3kg时，设A仍不动，有F不变，F＋f′＝m2g，f′＝1N<4N，故假设成立，A仍静止不动，A对桌面的摩擦力减为1N，弹簧测力计的示数不变，故B、D正确．]12.如图所示，物体A重GA＝40N，物体B重GB＝20N，A与B、B与地面之间的动摩擦因数相同．用水平绳将物体A系在墙壁上，水平力F向右拉物体B，当F＝30N时，才能将B匀速拉出．求接触面间的动摩擦因数．[解析]设接触面间的动摩擦因数为μ，物体A与B间的滑动摩擦力为F1＝μGA物体B与地面间的滑动摩擦力为F2＝μ(GA＋GB)将B匀速拉出，拉力大小与两个摩擦力的合力大小应相等，有F＝μGA＋μ(GA＋GB)＝μ(2GA＋GB)解得μ＝0.3.[答案]0.313．有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧．如图所示，当笔杆竖直放置时，在圆珠笔尾部的按钮上放一个200g的砝码，砝码静止时，弹簧压缩量为2mm.现用这支圆珠笔水平推一本放在桌面上质量为800g的书，当按钮压缩量为2.4mm(未超过弹簧的弹性限度)时，这本书恰好匀速运动．取g＝10m/s2，试求：(1)圆珠笔内小弹簧的劲度系数；(2)书与桌面间的动