【2017優(yōu)化探究一輪復(fù)習(xí)習(xí)題】第2章第1講重力彈力摩擦力

[隨堂反饋]1．(2014·高考廣東卷)如圖所示，水平地面上堆放著原木，關(guān)于原木P在支撐點(diǎn)M、N處受力的方向，下列說(shuō)法正確的是()A．M處受到的支持力豎直向上B．N處受到的支持力豎直向上C．M處受到的靜摩擦力沿MN方向D．N處受到的靜摩擦力沿水平方向解析：支持力的方向與接觸面垂直，所以M處的支持力的方向與地面垂直，即豎直向上，N處支持力的方向與接觸面垂直，即垂直MN向上，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；摩擦力的方向與接觸面平行，與支持力垂直，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．答案：A2．如圖甲、乙所示，乙圖中斜面體固定不動(dòng)，物體P、Q在力F作用下一起以相同速度沿F方向勻速運(yùn)動(dòng)．關(guān)于物體P所受的摩擦力，下列說(shuō)法正確的是()A．甲、乙兩圖中物體P均受摩擦力，且方向均與F相同B．甲、乙兩圖中物體P均受摩擦力，且方向均與F相反C．甲、乙兩圖中物體P均不受摩擦力D．甲圖中物體P不受摩擦力，乙圖中物體P受摩擦力，方向和F方向相同解析：用假設(shè)法分析：甲圖中，假設(shè)P受摩擦力，與P做勻速運(yùn)動(dòng)在水平方向合力為零不符，所以P不受摩擦力；乙圖中，假設(shè)P不受摩擦力，P將相對(duì)Q沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，因此P受沿F方向的摩擦力．故正確選項(xiàng)是D.答案：D3.如圖所示，滑輪本身的質(zhì)量可忽略不計(jì)，滑輪軸O安在一根輕木桿B上，一根輕繩AC繞過(guò)滑輪，A端固定在墻上，且繩保持水平，C端掛一重物，BO與豎直方向夾角θ＝45°，系統(tǒng)保持平衡．若保持滑輪的位置不變，改變夾角θ的大小，則滑輪受到木桿作用力大小變化情況是()A．只有角θ變小，作用力才變大B．只有角θ變大，作用力才變大C．不論角θ變大或變小，作用力都是變大D．不論角θ變大或變小，作用力都不變解析：由于兩側(cè)細(xì)繩中拉力不變，若保持滑輪的位置不變，改變夾角θ的大小，則滑輪受到木桿作用力大小不變，選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤．答案：D4.如圖所示，一直桿傾斜固定并與水平方向成30°的夾角．直桿上套有一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的圓環(huán)，圓環(huán)與輕彈簧相連，在輕彈簧上端施加一豎直向上、大小F＝10N的力，圓環(huán)處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知直桿與圓環(huán)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.7，g取10m/s2.下列說(shuō)法正確的是()A．圓環(huán)受到直桿的彈力，方向垂直直桿向上B．圓環(huán)受到直桿的彈力大小等于2.5NC．圓環(huán)受到直桿的摩擦力，方向沿直桿向上D．圓環(huán)受到直桿的摩擦力大小等于2.5N解析：因彈簧的拉力F＝10N＞mg＝5N，所以圓環(huán)受到垂直直桿向下的支持力FN.同理，拉力沿直桿向上的分力F1＝Fsin30°＝5N，也大于重力沿直桿向下的分力G1，所以圓環(huán)受到沿直桿向下的摩擦力Ff，如圖所示．垂直直桿方向：FN＋mgcos30°＝Fcos30°沿直桿方向：Ff＋mgsin30°＝Fsin30°解得FN＝eq\f(5\r(3),2)N，F(xiàn)f＝2.5N，D正確．答案：D5.(2016·石家莊模擬)如圖所示，一質(zhì)量為M、傾角為θ的斜面體置于水平地面上，質(zhì)量為m的小木塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在斜面上．現(xiàn)用一平行于斜面、大小恒定的拉力F作用于小木塊上，拉力在以斜面所在的平面內(nèi)繞小木塊旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，斜面體和小木塊始終保持靜止?fàn)顟B(tài)．下列說(shuō)法中正確的是()A．小木塊受到斜面的最大摩擦力為eq\r(F2＋mgsinθ2)B．小木塊受到斜面的最大摩擦力為F－mgsinθC．斜面體受到水平地面的最大摩擦力為FD．斜面體受到水平地面的最大摩擦力為Fcosθ解析：對(duì)小木塊分析可知，當(dāng)力F繞小木塊旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，F(xiàn)沿斜面向下時(shí)小木塊受到的靜摩擦力最大，小木塊受到的最大靜摩擦力Ffm＝mgsinθ＋F，故A、B均錯(cuò)誤．對(duì)M、m整體受力分析可知，水平地面對(duì)斜面體的摩擦力與F的水平分力大小相等，所以最大靜摩擦力為F，此時(shí)F與斜面底邊平行，所以C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：C[課時(shí)作業(yè)]一、單項(xiàng)選擇題1.如圖所示，一小車的表面由一光滑水平面和光滑斜面連接而成，其上放一球，球與水平面的接觸點(diǎn)為a，與斜面的接觸點(diǎn)為b.當(dāng)小車和球一起在水平桌面上做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列結(jié)論正確的是()A．球在a、b兩點(diǎn)處一定都受到支持力B．球在a點(diǎn)一定受到支持力，在b點(diǎn)處一定不受支持力C．球在a點(diǎn)一定受到支持力，在b點(diǎn)處不一定受到支持力D．球在a點(diǎn)處不一定受到支持力，在b點(diǎn)處也不一定受到支持力解析：若球與車一起水平勻速運(yùn)動(dòng)，則球在b處不受支持力作用；若球與車一起水平向左勻加速運(yùn)動(dòng)，則球在a處受到的支持力可能為零，選項(xiàng)D正確．答案：D2．如圖所示，A、B兩物塊疊放在一起，在粗糙的水平面上保持相對(duì)靜止地向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中B受到的摩擦力()A．方向向左，大小不變B．方向向左，逐漸減小C．方向向右，大小不變D．方向向右，逐漸減小解析：對(duì)A、B整體受力分析如圖所示，滑動(dòng)摩擦力Ff使整體產(chǎn)生加速度a，a等于μg且大小不變，對(duì)B受力分析知，B所受靜摩擦力Ff′＝mBa＝μmBg，大小不變，方向向左，A正確，B、C、D錯(cuò)誤．答案：A3.如圖所示，兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2，上面木塊壓在下面彈簧上(但不拴接)，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開上面的彈簧．在此過(guò)程中下面木塊移動(dòng)的距離為()A.eq\f(m1g,k1) B.eq\f(m2g,k2)C.eq\f(m1g,k2) D.eq\f(m2g,k1)解析：在沒有施加外力向上提時(shí)，彈簧k2被壓縮，壓縮的長(zhǎng)度為Δx＝eq\f(m1＋m2g,k2).在用力緩慢向上提m1直至m1剛離開上面的彈簧時(shí)，彈簧k2仍被壓縮，壓縮量為Δx′＝eq\f(m2g,k2).所以在此過(guò)程中，下面木塊移動(dòng)的距離為Δx－Δx′＝eq\f(m1g,k2)，故選C.答案：C4．如圖所示，某糧庫(kù)使用電動(dòng)傳輸機(jī)向糧垛上輸送麻袋包，現(xiàn)將一麻袋包放置在傾斜的傳送帶上，與傳送帶一起向上勻速運(yùn)動(dòng)，其間突遇故障，傳送帶減速直至停止．若上述勻速和減速過(guò)程中，麻袋包與傳送帶始終保持相對(duì)靜止，下列說(shuō)法正確的是()A．勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，麻袋包只受重力與支持力作用B．勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，麻袋包受到的摩擦力一定沿傳送帶向上C．減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，麻袋包受到的摩擦力一定沿傳送帶向下D．減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，麻袋包受到的摩擦力一定沿傳送帶向上解析：傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，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，還要受沿斜面向上的摩擦力的作用，A錯(cuò)誤，B正確．傳送帶向上減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，麻袋包的加速度沿斜面向下，受到的摩擦力可能沿傳送帶向上、沿傳送帶向下或?yàn)榱悖珻、D錯(cuò)誤．答案：B5.如圖所示，桿BC的B端用鉸鏈固定在豎直墻上，另一端C為一滑輪．重物G上系一繩經(jīng)過(guò)滑輪固定于墻上A點(diǎn)處，桿恰好平衡．若將繩的A端沿墻緩慢向下移(BC桿、滑輪、繩的質(zhì)量及摩擦均不計(jì))，則()A．繩的拉力增大，BC桿受繩的壓力增大B．繩的拉力不變，BC桿受繩的壓力增大C．繩的拉力不變，BC桿受繩的壓力減小D．繩的拉力不變，BC桿受繩的壓力不變解析：選取繩子與滑輪的接觸點(diǎn)為研究對(duì)象，對(duì)其受力分析，如圖所示．繩中的彈力大小相等，即FT1＝FT2＝G，C點(diǎn)處于三力平衡狀態(tài)，將三個(gè)力的示意圖平移可以組成閉合三角形，如圖中虛線所示，設(shè)AC段繩子與豎直墻壁間的夾角為θ，則根據(jù)幾何知識(shí)可知F＝2Gsineq\f(θ,2)，當(dāng)繩的A端沿墻緩慢向下移時(shí)，繩的拉力不變，θ增大，F(xiàn)也增大，根據(jù)牛頓第三定律知，BC桿受繩的壓力增大，B正確．答案：B6.如圖所示，把一重為G的物體，用一水平方向的推力F＝kt(k為恒量，t為時(shí)間)壓在豎直的足夠高的平整墻上．從t＝0開始物體所受的摩擦力Ff隨t的變化關(guān)系是下圖中的()解析：物體在豎直方向上只受重力G和摩擦力Ff的作用．由于Ff從零開始均勻增大，開始一段時(shí)間Ff＜G，物體加速下滑；當(dāng)Ff＝G時(shí)，物體的速度達(dá)到最大值；之后Ff＞G，物體向下做減速運(yùn)動(dòng)，直至減速為零．在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，其大小為Ff＝μFN＝μF＝μkt，即Ff與t成正比，是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線；當(dāng)物體速度減為零后，滑動(dòng)摩擦力變?yōu)殪o摩擦力，其大小為Ff＝G，所以物體靜止后的圖線為平行于t軸的線段，故選項(xiàng)B正確．答案：B7．如圖所示，傾角為θ的斜面體C置于水平面上，B置于斜面上，通過(guò)細(xì)繩跨過(guò)光滑的定滑輪與A相連接，連接B的一段細(xì)繩與斜面平行，A、B、C都處于靜止?fàn)顟B(tài)，則()A．B受到C的摩擦力一定不為零B．C受到水平面的摩擦力一定為零C．不論B、C間摩擦力大小、方向如何，水平面對(duì)C的摩擦力方向一定向左D．水平面對(duì)C的支持力與B、C的總重力大小相等解析：以B物體為研究對(duì)象，沿斜面方向受到重力沿斜面方向向下的分力、繩的拉力和靜摩擦力，靜摩擦力的大小等于重力沿斜面方向向下的分力與拉力的合力，所以可能為零，可能沿斜面向上或向下，A項(xiàng)錯(cuò)誤；利用整體法可知不論B、C間摩擦力大小、方向如何，水平面對(duì)C的摩擦力與拉力在水平方向上的分力平衡，方向一定向左，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；同理，在豎直方向利用整體法判斷水平面對(duì)C的支持力等于B、C的總重力減去拉力在豎直方向上的分力，D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：C8．在日常生活及各項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)中，有彈力出現(xiàn)的情況比較普遍，如圖所示的情況就是一個(gè)實(shí)例．當(dāng)運(yùn)動(dòng)員踩壓跳板使跳板彎曲到最低點(diǎn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．跳板發(fā)生形變，運(yùn)動(dòng)員的腳沒有發(fā)生形變B．運(yùn)動(dòng)員受到的支持力，是運(yùn)動(dòng)員的腳發(fā)生形變而產(chǎn)生的C．此時(shí)跳板對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力和運(yùn)動(dòng)員的重力等大D．此時(shí)跳板對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力大于運(yùn)動(dòng)員的重力解析：發(fā)生相互作用的物體均要發(fā)生形變，故A錯(cuò)；發(fā)生形變的物體，為了恢復(fù)原狀，會(huì)對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生彈力的作用，B錯(cuò)誤；在最低點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員雖然處于瞬間靜止?fàn)顟B(tài)，但接著運(yùn)動(dòng)員要加速上升，故此時(shí)跳板對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力大于運(yùn)動(dòng)員的重力，C錯(cuò)誤，D正確．答案：D9.質(zhì)量為m的物體在水平面上，在大小相等、互相垂直的水平力F1和F2的作用下，從靜止開始沿水平面運(yùn)動(dòng)，如圖所示．若物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則物體()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為Ff＝eq\r(2)μmgD．在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力為Ff＝μmg解析：運(yùn)動(dòng)物體受到滑動(dòng)摩擦力，大小為Ff＝μmg，方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相反，即與F1、F2的合力方向相反，故D正確．答案：D10.小車上固定一根彈性直桿A，桿頂固定一個(gè)小球B(如圖所示)，現(xiàn)讓小車從光滑斜面上自由下滑，在下圖的情況中桿發(fā)生了不同的形變，其中正確的是()解析：小車沿光滑的斜面下滑時(shí)的加速度a＝gsinθ，即小球沿斜面方向的合力為mgsinθ，桿只對(duì)小球施加了垂直于斜面向上的支持力，故C正確．答案：C11.如圖所示，物塊A放在傾斜的木板上，木板的傾角α分別為30°和45°時(shí)物塊所受摩擦力的大小恰好相同，則物塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為()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：木板的傾角α為30°時(shí)物塊靜止，所受摩擦力為靜摩擦力，由沿斜面方向二力平衡可知其大小為mgsin30°；木板的傾角α為45°時(shí)物塊滑動(dòng)，所受摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，大小為μmgcos45°，由二者相等可得物塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(2),2).答案：C12．(2016·銅陵模擬)如圖所示，物體A、B置于水平地面上，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，物體A、B用一跨過(guò)動(dòng)滑輪的細(xì)繩相連．現(xiàn)用逐漸增大的力向上提升滑輪，某時(shí)刻拉A物體的繩子與水平面成53°角，拉B物體的繩子與水平面成37°角，此時(shí)A、B兩物體剛好處于平衡狀態(tài)，則A、B兩物體的質(zhì)量之比eq\f(mA,mB)為(認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)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：設(shè)繩中張力為F，對(duì)A應(yīng)用平衡條件可得Fcos53°＝μ(mAg－Fsin53°)，對(duì)B應(yīng)用平衡條件可得Fcos37°＝μ(mBg－Fsin37°)，以上兩式聯(lián)立可解得eq\f(mA,mB)＝eq\f(4μ＋3,3μ＋4)，A正確．答案：A13．如圖所示，在傾角為α的傳送帶上有三個(gè)質(zhì)量均為m的木塊1、2、3，中間均用原長(zhǎng)為L(zhǎng)、勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接起來(lái)，木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，其中木塊1被與傳送帶平行的細(xì)線拉住，傳送帶按圖示方向勻速運(yùn)行，三個(gè)木塊均處于平衡狀態(tài)．下列結(jié)論正確的是()A．2、3兩木塊之間的距離等于L＋eq\f(sinα＋μcosαmg,k)B．2、3兩木塊之間的距離等于L＋eq\f(μmgcosα,k)C．1、2兩木塊之間的距離等于2、3兩木塊之間的距離D．如果傳送帶突然加速，相鄰兩木塊之間的距離都將增大解析：分析木塊3受力情況，由平衡條件可得F23＝mgsinα＋μmgcosα，又F23＝kx23，可求出2、3兩木塊之間的距離等于L＋x23＝L＋eq\f(mgsinα＋μcosα,k)，A正確，B錯(cuò)誤；分析木塊2受力情況，由平衡條件可得F12＝mgsinα＋μmgcosα＋F23，故F12＞F23,1、2兩木板之間的距離大于2、3兩木塊間的距離，C錯(cuò)誤；傳送帶突然加速時(shí)，并不會(huì)使木塊所受的滑動(dòng)摩擦力增大，因此不會(huì)影響兩相鄰