浙江省2024-2025学年高中物理第二章课时训练1重力弹力和摩擦力的分析与计算含解析

PAGE5-课时训练1重力、弹力和摩擦力的分析与计算基础巩固1.我国古代有一种饮酒的祭器叫做欹器,如图为北京故宫博物院保存的清末欹器的实物。它的奇妙之处是“虚则欹,中则正,满则覆”,意思是器皿内盛酒过多就马上自动倾倒过来。欹器盛酒过多时之所以能自动倾倒过来,是因为欹器(D)A.所受重力太大了 B.重心降低了C.重心不在器皿上 D.重心上升超过支轴2.三个完全相同的正方体匀称物块,分别沿各自虚线切割掉一半,将剩余部分a,b和c依据图示位置摆放在同一水平地面上,比较三物块的重心位置(B)A.a的重心离地面低 B.b的重心离地面低C.c的重心离地面低 D.一样高3.如图所示,一小球用两根轻绳挂于天花板上,球静止,绳1倾斜,绳2恰好竖直,则小球所受的作用力有(B)A.1个 B.2个C.3个 D.4个4.如图所示,四种情景中物体A均处于静止状态,它与外界的接触面(点)均光滑,其中物体A所受弹力示意图不正确的是(D)5.如图所示,拉力器上装有三根相同的弹簧,弹簧的自然长度为70cm,某人每只手用480N的拉力把它拉至1.5m(在弹簧的弹性限度内),则每根弹簧的劲度系数为(B)A.100N/m B.200N/mC.400N/m D.600N/m6.(2024·台州开学考试)如图,放在水平面上的物体受到水平向右的力F1=7N和水平向左的力F2=2N的共同作用,物体处于静止状态,那么(B)A.假如撤去力F1,那么物体会向左运动B.假如撤去力F1,那么物体受到的摩擦力肯定为2NC.假如撤去力F2,那么物体受到的合力肯定为2ND.假如撤去力F2,那么物体受到的摩擦力肯定为5N解析:物体在水平方向受到F1,F2以及静摩擦力的作用而处于平衡状态,由平衡条件得F1=F2+f,则静摩擦力大小为f=F1-F2=5N,所以最大静摩擦力大于或等于5N;若撤去力F1,物体受到向左的推力F2的作用,由于F2小于最大静摩擦力,故物体仍旧静止不动,所受合力为零,受到的摩擦力肯定为2N,选项A错误,B正确;若撤去力F2=2N,物体受到推力F1的作用,F1可能大于最大静摩擦力,也可能小于最大静摩擦力,故物体所受合力及摩擦力不能确定,选项C,D错误。7.(2024·长兴中学期末)关于弹簧的劲度系数,下列说法中正确的是(C)A.与弹簧受的拉力有关B.与弹簧发生的形变有关C.由弹簧本身确定,与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关D.与弹簧本身特征、所受拉力大小、形变的大小都有关解析:弹簧的劲度系数表示弹簧的软硬程度,只由弹簧本身确定,与弹簧所受拉力及形变大小无关,故C正确,A,B,D错误。8.探究弹力和弹簧伸长的关系时,在弹性限度内,悬挂15N重物时,弹簧长度为0.16m;悬挂20N重物时,弹簧长度为0.18m.则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为(D)A.L0=0.02mk=500N/mB.L0=0.10mk=500N/mC.L0=0.02mk=250N/mD.L0=0.10mk=250N/m解析:由胡克定律F=kx,悬挂15N重物时,15N=k(0.16m-L0);悬挂20N重物时,20N=k(0.18m-L0);联立两式可解得k=250N/m,L0=0.10m,故选D。9.某同学课间帮助老师抬水,如图所示为某时刻该同学同时抬两桶相同的水,并保持静止状态,下列说法正确的是(C)A.A桶受到的摩擦力大于自身重力,所以没有掉下来B.增加对A桶的握力,可以增加摩擦力C.A桶和B桶受到人给的作用力相同D.B桶位置更高,所以人给B桶作用力更大解析:A桶受到的摩擦力与自身重力是一对平衡力,大小相等,方向相反,选项A错误;A桶受到的摩擦力始终等于自身重力,增加握力可增大最大静摩擦力,选项B错误;A桶和B桶受到人给的作用力相同,都等于自身重力,选项C正确,D错误。10.如图所示,某人用手握住一个保温杯,则下列说法中正确的是(B)A.若保持保温杯始终静止,则手握得越紧,保温杯受到的摩擦力越大B.握着保温杯匀速向上运动,保温杯所受的摩擦力向上C.握着保温杯匀速向下运动,保温杯所受的摩擦力向下D.握着保温杯水平匀速运动,保温杯不受摩擦力解析:无论保温杯如何运动,所受摩擦力均为静摩擦力,匀速运动时摩擦力与重力二力平衡。实力提高11.如图所示为建筑工地上搬运石板用的“夹钳”,工人夹住石板沿直线匀速前进过程中,下列推断正确的是(B)A.石板受到4个力的作用B.夹钳对石板的作用力的合力竖直向上C.夹钳夹得越紧,石板受的摩擦力越大D.前进的速度越快,石板受的摩擦力越大解析:石板受重力、2个竖直向上的摩擦力、夹子的2个压力共五个力的作用,故A错误;工人夹住石板沿直线匀速前进过程中,石板受重力和夹钳的作用力,重力方向竖直向下,依据平衡条件可知夹钳对石板的作用力的合力竖直向上,故B正确;石板受到的重力和摩擦力等大反向,所以石板受的摩擦力不变,与夹钳夹的松紧程度和运动速度无关,故C,D错误。12.如图所示,有一重力不计的方形容器,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,此过程中容器始终保持静止,则下列说法正确的是(A)A.容器受到的摩擦力不断增大B.容器受到的摩擦力不变C.水平力F必需渐渐增大D.容器受到的合力渐渐增大解析:因注水过程中容器始终静止,故容器受到的合力始终为零,D错误;由平衡条件可得,墙对容器的静摩擦力Ff=m总g,随m总的增大而增大,A正确,B错误;只要m总g≤μF,不增大水平力F也可使容器静止不动,C错误。13.装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图所示,则在匀加速拖出的过程中(D)A.材料与平台之间的接触面积渐渐减小,摩擦力渐渐减小B.材料与平台之间的相对速度渐渐增大,摩擦力渐渐增大C.平台对材料的支持力渐渐减小,摩擦力渐渐减小D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人的拉力也不变解析:匀加速拖出材料的过程,只能持续到材料的重心离开台面的瞬间,故在匀加速拖动过程中,材料的重心在台面上,故材料对台面的压力不变,材料受到的支持力不变,故C错误;而在拖动过程中动摩擦因数不变,由Ff=μFN可知摩擦力不变,故A,B错误;材料做匀加速直线运动,由牛顿其次定律可知F-Ff=ma,因为加速度不变,摩擦力不变,所以工人的拉力不变,故D正确。14.如图所示,某人用水平力推置于水平地面的木箱,当推力大小为F1时未能推动木箱(如图甲);渐渐增大推力(如图乙),当推力增大到F2时木箱被推动了(如图丙)。则(C)A.甲图中木箱所受摩擦力大于F1B.乙图中木箱所受摩擦力等于F2C.丙图中木箱所受摩擦力可能小于F2D.丙图中木箱所受摩擦力肯定等于F2解析:甲图中未能推动木箱,则所受摩擦力等于F1,A错误;乙图中木箱仍未被推动,则所受摩擦力等于推力,即小于F2,B错误;当增大到F2时木箱被推动了,表明木箱与地面间的最大静摩擦力为F2,但一般而言,最大静摩擦力大于滑动摩擦力,则选项D错误,C正确。15.如图所示,水平传送带上放一物块,当传送带向右以速度v匀速传动时,物体在轻弹簧水平拉力的作用下处于静止状态,此时弹簧的伸长量为Δx;现令传送带向右加速到2v,这时弹簧的伸长量为Δx′。则以下关于前后弹簧伸长量的说法,正确的是(D)A.弹簧伸长量将减小,即Δx′<ΔxB.弹簧伸长量将增大,即Δx′>ΔxC.弹簧伸长量在传送带向右加速时将有所变更,最终Δx′=ΔxD.弹簧伸长量在整个过程中始终保持不变,总满意Δx′=Δx解析:弹簧拉力与传送带的滑动摩擦力是一对平衡力,而滑动摩擦力的大小由μ,FN确定,与相对速度大小无关。16.如图所示,在工地上,用皮带运输机运输货物,下列说法正确的是(B)A.把货物匀速向高处输送的过程中,货物没有受到摩擦力B.把货物匀速向高处输送的过程中,货物受到平行传送带向上的摩擦力C.把货物匀速向低处输送的过程中,货物没有受到摩擦力D.把货物匀速向低处输送的过程中,货物受到平行于传送带向下的摩擦力解析:货物匀速输送的过程中,所受静摩擦力f始终与重力沿斜面对下的分力mgsinθ平衡。17.如图是某小组同学为探讨动摩擦因数所设计的试验装置。其中A为一质量为M的长直木板,B为木板上放置的质量为m的木块,Q为木块右端连接的一弹簧测力计。试验时用力将A从B的下方抽出,通过Q的读数即可测出动摩擦因数。若试验条件较为志向,则(B)A.只有将木板A匀速抽出才能从Q上读取稳定读数B.将木板A加速、减速或匀速抽出均能从Q上读取稳定读数C.通过该方法不能测得A与B之间的动摩擦因数D.通过该方法可测得A与地面之间的动摩擦因数解析:用力将A从B的下方抽出达到稳定状态时,在水平方向上B所受的滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力平衡,依据滑动摩擦力Ff=μFN可知,无论木板A是做匀速直线运动还是变速直线运动,都不会变更木块受到的摩擦力大小,木块相对地面总是静止的,均能从Q上读取稳定读数,选项A错误,B正确;当B达到稳定状态时,弹簧测力计的读数与B所受的滑动摩擦力大小相等,B对木板A的压力大小等于B的重力mg,由F=μFN,得μ=Fmg,从Q上读取F,则可求得A与B之间的动摩擦因数μ18.如图所示,一质量不计的弹簧原长为10cm,一端固定于质量m=2kg的物体上,另一端施一水平拉力F。(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,g=10m/s2)(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,当弹簧拉长至12cm时,物体恰好匀速运动,弹簧的劲度系数多大?(2)若将弹簧拉长至11cm,物体受到的摩擦力为多大?(3)若将弹簧拉长至13cm,物体受到的摩擦力为多大?解析:(1)物体匀速运动时,k(x-x0)=μmg则k=μmgx-x(2)当弹簧拉长至11cm时,弹力F1=k(x1-x0