2024屆高中物理一輪復(fù)習(xí)講義第5講-重力彈力摩擦力-(含答案)

第5講重力彈力摩擦力——?jiǎng)澲攸c(diǎn)之精細(xì)講義系列一．力1．力的概念：物體與物體之間的相互作用．2．力的作用效果兩類效果eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(使物體發(fā)生形變.,改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).))二．重力1．產(chǎn)生：由于地球的吸引而使物體受到的力．2．大?。篏＝mg.3．方向：總是豎直向下．4．重心：因?yàn)槲矬w各部分都受重力的作用，從效果上看，可以認(rèn)為各部分受到的重力作用集中于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做物體的重心．(1)重力的方向不一定指向地心．(2)并不是只有重心處才受到重力的作用．三．彈力1．彈力(1)定義：發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用．(2)產(chǎn)生的條件①兩物體相互接觸；②發(fā)生彈性形變．(3)方向：與物體形變方向相反．2．胡克定律(1)內(nèi)容：彈簧的彈力的大小F跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成正比．(2)表達(dá)式：F＝kx.①k是彈簧的勁度系數(shù)，單位為N/m；k的大小由彈簧自身性質(zhì)決定．②x是彈簧長(zhǎng)度的變化量，不是彈簧形變以后的長(zhǎng)度．有彈力作用的兩物體一定相接觸，相接觸的兩物體間不一定有彈力．四．摩擦力1．產(chǎn)生：相互接觸且發(fā)生形變的粗糙物體間，有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，在接觸面上所受的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力．2．產(chǎn)生條件：接觸面粗糙；接觸面間有彈力；物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)．3．大?。夯瑒?dòng)摩擦力Ff＝μFN，靜摩擦力：0<Ff≤Ffmax.4．方向：與相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反．5．作用效果：阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)．(1)摩擦力阻礙的是物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，但不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)．(2)受靜摩擦力作用的物體不一定靜止，受滑動(dòng)摩擦力作用的物體不一定運(yùn)動(dòng)．(3)接觸面處有摩擦力時(shí)一定有彈力，且彈力與摩擦力方向總垂直，反之不一定成立．【典例1】(多選)關(guān)于彈力的方向，下列說法中正確的是()A．放在水平桌面上的物體所受彈力的方向是豎直向上的B．放在斜面上的物體所受斜面的彈力的方向是豎直向上的C．將物體用繩吊在天花板上，繩所受物體的彈力方向是豎直向上的D．物體間相互擠壓時(shí)，彈力的方向垂直接觸面指向受力物體解析：選AD.放在水平桌面上的物體所受彈力為支持力，其方向?yàn)榇怪庇谧烂嫦蛏?，故A正確；放在斜面上的物體所受斜面的支持力方向垂直于斜面向上，故B錯(cuò)誤，D正確；繩子對(duì)物體的拉力總是沿繩子收縮的方向，而物體對(duì)繩子的彈力方向指向繩子伸長(zhǎng)的方向，故C錯(cuò)誤．【典例2】(多選)關(guān)于胡克定律，下列說法正確的是()A．由F＝kx可知，在彈性限度內(nèi)彈力F的大小與彈簧形變量x成正比B．由k＝eq\f(F,x)可知，勁度系數(shù)k與彈力F成正比，與彈簧的長(zhǎng)度改變量成反比C．彈簧的勁度系數(shù)k是由彈簧本身的性質(zhì)決定的，與彈力F的大小和彈簧形變量x的大小無(wú)關(guān)D．彈簧的勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)單位長(zhǎng)度時(shí)彈力的大小解析：選ACD.在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力與形變量遵守胡克定律F＝kx，故A正確；彈簧的勁度系數(shù)是由彈簧本身的性質(zhì)決定的，與彈力F及x無(wú)關(guān)，故C正確，B錯(cuò)誤；由胡克定律得k＝eq\f(F,x)，可理解為彈簧每伸長(zhǎng)(或縮短)單位長(zhǎng)度時(shí)受到的彈力的值與k相等，故D正確．【典例3】如圖所示，放在粗糙水平面上的物體A上疊放著物體B，A和B之間有一根處于壓縮狀態(tài)的彈簧，A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列說法中正確的是()A．B受到向左的摩擦力 B．B對(duì)A的摩擦力向右C．地面對(duì)A的摩擦力向右 D．地面對(duì)A沒有摩擦力解析：選D.壓縮的彈簧對(duì)B有向左的彈力，B有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，受到向右的摩擦力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；A對(duì)B的摩擦力向右，由牛頓第三定律可知，B對(duì)A的摩擦力向左，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對(duì)整體研究，根據(jù)平衡條件分析可知，地面對(duì)A沒有摩擦力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．考點(diǎn)一彈力的分析和計(jì)算1．彈力有無(wú)的判斷方法(1)條件法：根據(jù)產(chǎn)生彈力的兩個(gè)條件——接觸和發(fā)生彈性形變直接判斷．(2)假設(shè)法或撤離法：可以先假設(shè)有彈力存在，然后判斷是否與研究對(duì)象所處狀態(tài)的實(shí)際情況相符合．還可以設(shè)想將與研究對(duì)象接觸的物體“撤離”，看研究對(duì)象能否保持原來的狀態(tài)．2．彈力方向的判斷方法(1)根據(jù)物體所受彈力方向與施力物體形變的方向相反判斷．(2)根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件或牛頓第二定律確定彈力的方向．3．彈力大小的確定方法(1)彈簧類彈力：由胡克定律知彈力F＝kx，其中x為彈簧的形變量，而不是伸長(zhǎng)或壓縮后彈簧的總長(zhǎng)度．(2)非彈簧類彈力：根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和其他受力情況，利用平衡條件或牛頓第二定律來綜合確定．【典例1】如圖所示，小車內(nèi)一根輕質(zhì)彈簧沿豎直方向和一條與豎直方向成α角的細(xì)繩拴接一小球．當(dāng)小車和小球相對(duì)靜止，一起在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是()A．細(xì)繩一定對(duì)小球有拉力的作用B．輕彈簧一定對(duì)小球有彈力的作用C．細(xì)繩不一定對(duì)小球有拉力的作用，但是輕彈簧對(duì)小球一定有彈力D．細(xì)繩不一定對(duì)小球有拉力的作用，輕彈簧對(duì)小球也不一定有彈力解析：選D.若小球與小車一起勻速運(yùn)動(dòng)，則細(xì)繩對(duì)小球無(wú)拉力；若小球與小車有向右的加速度a＝gtanα，則輕彈簧對(duì)小球無(wú)彈力，D正確．【典例2】一輕質(zhì)彈簧原長(zhǎng)為8cm，在4N的拉力作用下伸長(zhǎng)了2cm，彈簧未超出彈性限度．則該彈簧的勁度系數(shù)為()A．40m/N B．40N/mC．200m/N D．200N/m解析：選D.根據(jù)胡克定律有F＝kx，則k＝eq\f(F,x)＝eq\f(4,2×10－2)N/m＝200N/m，故D正確．【典例3】如圖所示，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿間的夾角為θ，在斜桿的下端固定有質(zhì)量為m的小球，下列關(guān)于桿對(duì)球的作用力F的判斷正確的是()A．小車靜止時(shí)，F(xiàn)＝mgsinθ，方向沿桿向上B．小車靜止時(shí)，F(xiàn)＝mgcosθ，方向垂直于桿向上C．小車以向右的加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定有F＝eq\f(ma,sinθ)D．小車以向左的加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)＝eq\r(ma2＋mg2)，方向斜向左上方，與豎直方向的夾角θ1滿足tanθ1＝eq\f(a,g)解析：選D.小車靜止時(shí)，由物體的平衡條件知此時(shí)桿對(duì)球的作用力方向豎直向上，大小等于球的重力mg，A、B錯(cuò)誤；小車以向右的加速度a運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球受桿的作用力的方向與豎直方向的夾角為θ1，如圖甲所示．根據(jù)牛頓第二定律，有Fsinθ1＝ma，F(xiàn)cosθ1＝mg，兩式相除可得tanθ1＝eq\f(a,g)，只有當(dāng)球的加速度a＝gtanθ時(shí)，桿對(duì)球的作用力才沿桿的方向，此時(shí)才有F＝eq\f(ma,sinθ)，C錯(cuò)誤；小車以加速度a向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律，可知小球所受到的重力mg與桿對(duì)球的作用力的合力大小為ma，方向水平向左，如圖乙所示．所以桿對(duì)球的作用力的大小F＝eq\r(ma2＋mg2)，方向斜向左上方，tanθ1＝eq\f(a,g)，D正確．幾種典型彈力的方向考點(diǎn)二靜摩擦力的有無(wú)及方向的判斷1．假設(shè)法：利用假設(shè)法判斷的思維程序如下：2．狀態(tài)法根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來確定，思路如下．3．轉(zhuǎn)換法利用牛頓第三定律(作用力與反作用力的關(guān)系)來判定．先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的大小和方向，再確定另一物體受到的反作用力——靜摩擦力的大小和方向．【典例1】如圖，質(zhì)量mA>mB的兩物體A、B疊放在一起，靠著豎直墻面．讓它們由靜止釋放，在沿粗糙墻面下落過程中，物體B的受力示意圖是()解析：選A.兩物體A、B疊放在一起，在沿粗糙墻面下落過程中，由于物體與豎直墻面之間沒有壓力，所以沒有摩擦力，二者一起做自由落體運(yùn)動(dòng)，A、B之間沒有彈力作用，物體B的受力示意圖是圖A.【典例2】(多選)如圖所示是主動(dòng)輪P通過皮帶帶動(dòng)從動(dòng)輪Q的示意圖，A與B、C與D分別是皮帶上與輪緣上相互接觸的點(diǎn)，則下列判斷正確的是()A．B點(diǎn)相對(duì)于A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向與B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相反B．D點(diǎn)相對(duì)于C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向與C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相反C．D點(diǎn)所受靜摩擦力方向與D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相同D．主動(dòng)輪受到的摩擦力是阻力，從動(dòng)輪受到的摩擦力是動(dòng)力解析：選BCD.P為主動(dòng)輪，假設(shè)接觸面光滑，B點(diǎn)相對(duì)于A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向一定與B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向相同，A錯(cuò)誤；Q為從動(dòng)輪，D點(diǎn)相對(duì)于C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向與C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向相反，Q輪通過靜摩擦力帶動(dòng)，因此，D點(diǎn)所受的靜摩擦力方向與D點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向相同，B、C均正確；主動(dòng)輪靠摩擦帶動(dòng)皮帶，從動(dòng)輪靠摩擦被皮帶帶動(dòng)，故D也正確．【典例3】(多選)如圖所示，傾角為θ的斜面C置于水平地面上，小物塊B置于斜面上，通過細(xì)繩跨過光滑的定滑輪與物體A相連接，連接B的一段細(xì)繩與斜面平行，已知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受到地面的摩擦力一定為零C．C有沿地面向右滑動(dòng)的趨勢(shì)，一定受到地面向左的摩擦力D．將細(xì)繩剪斷，若B依然靜止在斜面上，此時(shí)地面對(duì)C的摩擦力為0解析：選CD.若繩對(duì)B的拉力恰好與B的重力沿斜面向下的分力平衡，則B與C間的摩擦力為零，A項(xiàng)錯(cuò)誤；將B和C看成一個(gè)整體，則B和C受到細(xì)繩向右上方的拉力作用，故C有向右滑動(dòng)的趨勢(shì)，一定受到地面向左的摩擦力，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；將細(xì)繩剪斷，若B依然靜止在斜面上，利用整體法判斷，B、C整體在水平方向不受其他外力作用，處于平衡狀態(tài)，則地面對(duì)C的摩擦力為0，D項(xiàng)正確．考點(diǎn)三摩擦力的計(jì)算1．靜摩擦力大小的計(jì)算(1)物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速運(yùn)動(dòng))，利用力的平衡條件來判斷其大?。?2)物體有加速度時(shí)，若只有靜摩擦力，則Ff＝ma.若除靜摩擦力外，物體還受其他力，則F合＝ma，先求合力再求靜摩擦力．2．滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大小用公式Ff＝μFN來計(jì)算，應(yīng)用此公式時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：(1)μ為動(dòng)摩擦因數(shù)，其大小與接觸面的材料、表面的粗糙程度有關(guān)；FN為兩接觸面間的正壓力，其大小不一定等于物體的重力．(2)滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度和接觸面的大小均無(wú)關(guān)．考向1：靜摩擦力的計(jì)算【典例1】如圖所示，質(zhì)量分別為m和M的兩物體P和Q疊放在傾角為θ的斜面上，P、Q間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，Q與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2.當(dāng)它們從靜止開始沿斜面滑下時(shí)，兩物體始終保持相對(duì)靜止，則物體P受到的摩擦力大小為()A．μ1mgcosθ，方向平行于斜面向上B．μ1mgcosθ，方向平行于斜面向下C．μ2mgcosθ，方向平行于斜面向上D．μ2mgcosθ，方向平行于斜面向下解析當(dāng)物體P和Q一起沿斜面加速下滑時(shí)，其加速度為a＝gsinθ－μ2gcosθ＜gsinθ，因?yàn)镻和Q相對(duì)靜止，所以P和Q之間的摩擦力為靜摩擦力，且方向平行于斜面向上，B、D錯(cuò)誤；不能用公式Ff＝μFN求解，對(duì)物體P運(yùn)用牛頓第二定律得mgsinθ－F靜＝ma，求得F靜＝μ2mgcosθ，C正確．答案C判斷摩擦力方向時(shí)應(yīng)注意的兩個(gè)問題(1)靜摩擦力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向沒有必然關(guān)系，可能相同，也可能相反，還可能成一定的夾角．(2)分析摩擦力方向時(shí)，要注意靜摩擦力方向的“可變性”和滑動(dòng)摩擦力的“相對(duì)性”．考向2：滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算【典例2】如圖所示，質(zhì)量為mB＝24kg的木板B放在水平地面上，質(zhì)量為mA＝22kg的木箱A放在木板B上，另一端拴在天花板上，輕繩與水平方向的夾角為θ＝37°.已知木箱A與木板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.5.現(xiàn)用水平向右、大小為200N的力F將木板B從木箱A下面勻速抽出(sin37°≈0.6，cos37°≈0.8，重力加速度g取10m/s2)，則木板B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2的大小為()A．0.3 B．0.4C．0.5 D．0.6解析對(duì)A受力分析如圖甲所示，由題意得FTcosθ＝Ff1①FN1＋FTsinθ＝mAg②Ff1＝μ1FN1③由①②③得：FT＝100N對(duì)A、B整體受力分析如圖乙所示，由題意得FTcosθ＋Ff2＝F④FN2＋FTsinθ＝(mA＋mB)g⑤Ff2＝μ2FN2⑥由④⑤⑥得：μ2＝0.3，故A選項(xiàng)正確．答案A計(jì)算摩擦力時(shí)的三點(diǎn)注意(1)首先分清摩擦力的性質(zhì)，因?yàn)橹挥谢瑒?dòng)摩擦力才有公式，靜摩擦力通常只能用平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律來求解．(2)公式Ff＝μFN中FN為兩接觸面間的正壓力，與物體的重力沒有必然聯(lián)系，不一定等于物體的重力．(3)滑動(dòng)摩擦力的大小與物體速度的大小無(wú)關(guān)，與接觸面積的大小也無(wú)關(guān)．【典例3】如圖所示，滑塊A置于水平地面上，滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直)，此時(shí)A恰好不滑動(dòng)，B剛好不下滑．已知A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．A與B的質(zhì)量之比為()A.eq\f(1,μ1μ2) B．eq\f(1－μ1μ2,μ1μ2)C.eq\f(1＋μ1μ2,μ1μ2) D.eq\f(2＋μ1μ2,μ1μ2)解析：選B.對(duì)A、B整體受力分析，F(xiàn)＝Ff1＝μ2(mA＋mB)g.對(duì)B受力分析，F(xiàn)f2＝μ1F＝mBg.聯(lián)立解得eq\f(mA,mB)＝eq\f(1－μ1μ2,μ1μ2)，B正確．【典例4】(多選)如圖所示，小車的質(zhì)量為m0，人的質(zhì)量為m，人用恒力F拉繩，若人和小車保持相對(duì)靜止，不計(jì)繩和滑輪質(zhì)量及小車與地面間的摩擦，則小車對(duì)人的摩擦力可能是()A．0 B.eq\f(m－m0,m＋m0)F，方向向右C.eq\f(m－m0,m＋m0)F，方向向左 D.eq\f(m0－m,m＋m0)F，方向向右解析：選ACD.假設(shè)小車對(duì)人的靜摩擦力方向向右，先對(duì)整體分析受力有2F＝(m0＋m)a，再隔離出人，對(duì)人分析受力有F－Ff＝ma，解得Ff＝eq\f(m0－m,m0＋m)F，若m0>m，則和假設(shè)的情況相同，D正確；若m0＝m，則靜摩擦力為零，A正確；若m0<m，則靜摩擦力方向向左，C正確．考點(diǎn)四輕桿、輕繩、輕彈簧模型輕桿輕繩輕彈簧模型圖示模型特點(diǎn)形變特點(diǎn)只能發(fā)生微小形變?nèi)彳?，只能發(fā)生微小形變，各處張力大小相等既可伸長(zhǎng)，也可壓縮，各處彈力大小相等彈力方向特點(diǎn)不一定沿桿，可以是任意方向只能沿繩，指向繩收縮的方向沿彈簧軸線與形變方向相反彈力作用效果特點(diǎn)可以提供拉力、推力只能提供拉力可以提供拉力、推力彈力大小突變特點(diǎn)可以發(fā)生突變可以發(fā)生突變一般不能發(fā)生突變【典例1】如圖所示，水平輕桿的一端固定在墻上，輕繩與豎直方向的夾角為37°，小球的重力為12N，輕繩的拉力為10N，水平輕彈簧的拉力為9N，求輕桿對(duì)小球的作用力．解析以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力如圖所示，小球受四個(gè)力的作用：重力、輕繩的拉力、輕彈簧的拉力、輕桿的作用力，其中輕桿的作用力的方向和大小不能確定，重力與彈簧拉力的合力大小為F＝eq\r(G2＋F\o\al(2,1))＝15N.設(shè)F與豎直方向夾角為α，sinα＝eq\f(F1,F)＝eq\f(3,5)，則α＝37°即方向與豎直方向成37°角斜向下，這個(gè)力與輕繩的拉力恰好在同一條直線上．根據(jù)物體平衡的條件可知，輕桿對(duì)小球的作用力大小為5N，方向與豎直方向成37°角斜向右上方．答案5N方向與豎直方向成37°角斜向右上方【典例2】如圖所示，小車內(nèi)有一固定光滑斜面，一個(gè)小球通過細(xì)繩與車頂相連，細(xì)繩始終保持豎直．關(guān)于小球的受力情況，下列說法正確的是()A．若小車靜止，則繩對(duì)小球的拉力可能為零B．若小車靜止，則斜面對(duì)小球的支持力一定為零C．若小車向右運(yùn)動(dòng)，則小球一定受兩個(gè)力的作用D．若小車向右運(yùn)動(dòng)，則小球一定受三個(gè)力的作用解析：選B.小車向右運(yùn)動(dòng)可能有三種運(yùn)動(dòng)形式：向右勻速運(yùn)動(dòng)、向右加速運(yùn)動(dòng)和向右減速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)小車向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球受力平衡，只受重力和繩子拉力兩個(gè)力的作用．當(dāng)小車向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球需有向右的合力，但由細(xì)繩保持豎直狀態(tài)和斜面形狀可知，該運(yùn)動(dòng)形式不可能有．當(dāng)小車向右減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球需有向左的合力，則一定受重力和斜面的支持力，可能受繩子的拉力，也可能不受繩子的拉力，故B正確．【典例3】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與豎直方向的夾角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：選D.由于兩側(cè)細(xì)繩中拉力不變，若保持滑輪的位置不變，則滑輪受到木桿作用力大小不變，與夾角θ沒有關(guān)系，選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤．【典例4】(多選)兩個(gè)中間有孔的質(zhì)量為M的小球用一輕彈簧相連，套在一水平光滑橫桿上．兩個(gè)小球下面分別連一輕彈簧．兩輕彈簧下端系在同一質(zhì)量為m的小球上，如圖所示．已知三根輕彈簧的勁度系數(shù)都為k，三根輕彈簧剛好構(gòu)成一等邊三角形．則下列判斷正確的是()A．水平橫桿對(duì)質(zhì)量為M的小球的支持力為Mg＋mgB．連接質(zhì)量為m小球的輕彈簧的彈力為eq\f(mg,3)C．連接質(zhì)量為m小球的輕彈簧的伸長(zhǎng)量為eq\f(\r(3),3k)mgD．套在水平光滑橫桿上輕彈簧的形變量為eq\f(\r(3),6k)mg解析：選CD.水平橫桿對(duì)質(zhì)量為M的小球的支持力為Mg＋eq\f(mg,2)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)下面兩個(gè)彈簧的彈力均為F，則2Fsin60°＝mg，解得F＝eq\f(\r(3),3)mg，結(jié)合胡克定律得kx＝eq\f(\r(3),3)mg，則x＝eq\f(\r(3),3k)mg，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；下面的一根彈簧對(duì)M的水平分力為Fcos60°＝eq\f(\r(3),6)mg，再結(jié)合胡克定律得kx′＝eq\f(\r(3),6)mg，解得x′＝eq\f(\r(3),6k)mg，選項(xiàng)D正確．1．圖中各物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)，圖中畫出了小球A所受彈力的情況，其中正確的是（）A． B．C． D．【答案】C【詳解】A．球受重力和彈力，根據(jù)平衡條件，桿對(duì)小球的力應(yīng)豎直向上，A錯(cuò)誤；B．F2C．球受重力、下面球的彈力和墻壁的支持力，兩個(gè)支持力均垂直于接觸面，C正確；D．A還受大半圓對(duì)它的支持力FN，方向沿過小球A故選C。2．如圖所示，某同學(xué)用一雙筷子夾起質(zhì)量為m的圓柱形重物，已知圓柱豎直、半徑為r，筷子水平，交叉點(diǎn)到圓柱接觸點(diǎn)的距離均為L(zhǎng)=4r，每根筷子對(duì)圓柱的壓力大小為2mg，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（

）A．每根筷子與圓柱體間的摩擦力大小為1B．每根筷子與圓柱體間的摩擦力大小為2C．每根筷子與圓柱體間的摩擦力大小為3D．若增大筷子與圓柱間的壓力，摩擦力大小不變【答案】B【詳解】ABC．重物在豎直方向上由平衡條件可知2解得f俯視水平方向受力分析如圖2N×r17解得f所以每根筷子與圓柱體間的摩擦力大小為f=故AC錯(cuò)誤，B正確；D．增大筷子與圓柱間的壓力，摩擦力豎直分量仍等于重力大小，摩擦力水平分量增大，摩擦力變大。故D錯(cuò)誤。故選B。3．把一個(gè)均勻輕彈簧分成長(zhǎng)度分別為l10、l20的兩個(gè)彈簧，它們的勁度系數(shù)分別為k1、k2.現(xiàn)將這兩個(gè)彈簧串聯(lián)，兩端用大小相等的力拉，使它們?cè)趶椥韵薅葍?nèi)各自伸長(zhǎng)一定長(zhǎng)度。用E1、E2分別表示長(zhǎng)度為l10、l20的兩個(gè)彈黃的彈性勢(shì)能，則E2A．k2k1 B．k1k2【答案】B【詳解】?jī)蓮椈纱?lián)，彈簧的彈力大小相等，設(shè)長(zhǎng)度為l10、l20的兩個(gè)彈黃伸長(zhǎng)量分別為x1和xk即x根據(jù)彈簧彈性勢(shì)能公式可得E2故選B。4．如圖所示，公園里有一仿制我國(guó)古代欹器的U形水桶，桶可繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，水管口持續(xù)有水流出，過一段時(shí)間桶會(huì)翻轉(zhuǎn)一次，決定桶能否翻轉(zhuǎn)的主要因素是（）A．水桶自身重力的大小B．水管每秒出水量的大小C．水流對(duì)桶撞擊力的大小D．水桶與水整體的重心高低【答案】D【詳解】水管口持續(xù)有水流出而過一段時(shí)間桶會(huì)翻轉(zhuǎn)一次，說明主要原因是裝的水到一定量之后，導(dǎo)致水桶與水整體的重心往上移動(dòng)，豎直向下的重力作用線偏離中心轉(zhuǎn)軸，導(dǎo)致水桶不能穩(wěn)定平衡，發(fā)生翻轉(zhuǎn)，故選D。5．如圖所示，幾根圓木堆放在水平面上，其中圓木P與地面和其他圓木的接觸點(diǎn)分別為M、N，下列說法正確的是（）A．圓木P在N處受到的支持力豎直向上B．圓木P在N處受到的支持力垂直于圓木P向上C．圓木P在M處受到的靜摩擦力垂直于MN斜向左上方D．圓木P在M處受到的支持力垂直于圓木P向上【答案】B【詳解】AB．圓木P在N處受到的支持力垂直于圓木斜向上，故A錯(cuò)誤；B正確；C．圓木P在M處受到的靜摩擦力與地面平行，故C錯(cuò)誤；D．圓木P在M處受到的支持力垂直于地面豎直向上，故D錯(cuò)誤。故選B。6．如圖所示，光滑小球A左邊靠著豎直墻壁B，右邊靠著桌沿處于靜止?fàn)顟B(tài)，則關(guān)于小球A的受力下列說法正確的是（）

A．墻對(duì)A的作用力一定過A的重心B．桌沿C對(duì)A的作用力一定過A的重心C．A的重力一定過A的重心D．A球的重心一定在球心【答案】C【詳解】ABD．墻對(duì)A的作用力和桌沿C對(duì)A的作用力都過球心，重心不一定在球心，故ABD錯(cuò)誤；C．重心是重力的等效作用點(diǎn)，所以重力一定過A的重心，故C正確。故選C。7．木塊A、B分別重50N和60N，它們與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25。夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2cm，彈簧的勁度系數(shù)為400N/m。系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動(dòng)。現(xiàn)用F=1NA．木塊A所受摩擦力大小是12.5B．木塊A所受摩擦力大小是11.5C．木塊B所受摩擦力大小是7D．木塊B所受摩擦力大小是9【答案】D【詳解】未加F時(shí)，木塊A、B受力平衡，所受靜摩擦力等于彈簧的彈力，則彈簧彈力為FB木塊與地面間的最大靜摩擦力為fA木塊與地面間的最大靜摩擦力為f施加F后，對(duì)木塊B有F故A、B均靜止。AB．施加F后，木塊A所受摩擦力仍為靜摩擦力，大小為8N，故AB錯(cuò)誤；CD．木塊B所受摩擦力仍為靜摩擦力，其大小為f故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。8．水平橫梁一端A插在墻壁內(nèi)，另一端裝有一小滑輪B，輕繩的一端C固定于墻壁上，另一端跨過滑輪后懸掛一重力為G=100N的重物，∠CBA=30°A．50N B．503N C．100【答案】C【詳解】由題意可得，對(duì)繩B點(diǎn)受力分析如圖滑輪受到繩子的作用力應(yīng)為圖中兩段繩中拉力F1和F2的合力F，因同一根繩張力處處相等，大小都等于物體的重力，即為F1=F2=G=100N用平行四邊形定則作圖，由于拉力F1和F2的夾角為120°，則由幾何知識(shí)得F=100N所以滑輪受繩的作用力為100N。故選C。9．如圖甲所示，一人用由零逐漸增大的水平力F推靜止于水平地面上質(zhì)量為5kg的木箱，木箱所受的摩擦力f與F的關(guān)系如圖乙所示，g取10m/s2，下列說法正確的是（）A．木箱所受的最大靜摩擦力fm=21NB．木箱所受的最大靜摩擦力fm=20NC．木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.21D．木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2【答案】A【詳解】AB．由圖可知，木箱受到的靜摩擦力隨推力的增大而增大，最大靜摩擦力為f當(dāng)推力F大于21N后，靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，其大小為f=20故A正確，B錯(cuò)誤；CD．木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=故CD錯(cuò)誤。故選A。10．圖甲是一種榫卯連接構(gòu)件。相互連接的兩部分P、Q如圖乙所示。圖甲中構(gòu)件Q固定在水平地面上，榫、卯接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，沿P的軸線OO'用大小為F的力才能將P從Q中拉出。若各接觸面間的彈力大小均為FN，滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力大小相等，則A．F6μ B．F4μ C．4Fμ【答案】A【詳解】有6個(gè)接觸面間存在摩擦，所以F=6μ解得F故選A。11．某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置研究摩擦力的變化情況。水平光滑的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上固定著一個(gè)力傳感器，力傳感器與一質(zhì)量為3.5kg的物塊用輕繩連接，物塊放置在粗糙的長(zhǎng)木板上。水平向左拉長(zhǎng)木板，傳感器記錄的F?t圖像如圖乙所示。取重力加速度大小g=10mA．當(dāng)長(zhǎng)木板相對(duì)物塊滑動(dòng)后，必須向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．向左拉長(zhǎng)木板的力的大小與時(shí)間的關(guān)系圖線和圖乙中的曲線一定相同C．物塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小約為10ND．物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)約為0.2【答案】D【詳解】A．分析可知開始時(shí)物塊受到靜摩擦力作用，后長(zhǎng)木板與物塊間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)物塊受到的是滑動(dòng)摩擦力，大小與是否勻速運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，A錯(cuò)誤；B．當(dāng)長(zhǎng)木板相對(duì)物塊滑動(dòng)前，根據(jù)平衡條件可知拉力隨時(shí)間的變化關(guān)系和圖乙相同，但相對(duì)滑動(dòng)后，拉力的大小與物塊受到的摩擦力大小無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)乙圖可知，物塊受到的最大靜摩擦力約為10N，滑動(dòng)摩擦力約為7D．根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式有Ff=μ解得μ=D正確。故選D。12．如圖所示，足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面夾角為θ，以速度v0逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。在傳送帶的上端輕輕放置一個(gè)質(zhì)量為m的小木塊，小木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ>tanθ，則圖中能客觀地反映小木塊的速度隨時(shí)間變化關(guān)系的是（）A． B．C． D．【答案】C【詳解】初狀態(tài)時(shí)，重力的分力與摩擦力均沿著斜面向下，且都是恒力，所以物體先沿斜面勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可得mg解得加速度為a=g當(dāng)小木塊的速度與傳送帶速度相等時(shí)，由μ>tanθ知木塊與傳送帶一起勻速下滑，圖像的斜率表示加速度，可知第一段是傾斜的直線，第二段是平行時(shí)間軸的直線。故選C。13．如圖所示，在水平地面上放置一個(gè)質(zhì)量為M的斜面體（斜面光滑），斜面體上放置一個(gè)質(zhì)量為m的物塊，物塊與固定在墻面上的輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的軸線始終與斜面平行。若物塊在斜面上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程中，斜面體始終保持靜止，則圖中畫出的關(guān)于地面對(duì)斜面體的摩擦力f與時(shí)間t的關(guān)系圖像正確的是（

）A． B．C． D．【答案】A【詳解】物體對(duì)斜面的壓力為F對(duì)斜面根據(jù)平衡條件得f=解得f=摩擦力不變，故選A。14．如圖所示，質(zhì)量為1kg的物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，從t=0時(shí)刻開始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同時(shí)受到一個(gè)水平向左的恒力F=1N的作用，取向右為正方向，該物體受到的摩擦力f隨時(shí)間變化的圖像是下列圖中的（g取10m/s2）（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】開始物體受到水平向左的滑動(dòng)摩擦力f=μmg=0.2×1×10物體速度減為0后F<f所以物體受到水平向右的靜摩擦力f故選A。15．如圖所示，小車內(nèi)沿豎直方向的一根輕質(zhì)彈簧和一條與豎直方向成α角的細(xì)繩拴接一小球。當(dāng)小車與小球相對(duì)靜止，一起在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（）A．細(xì)繩一定對(duì)小球有拉力B．細(xì)繩不一定對(duì)小球有拉力，輕彈簧對(duì)小球也不一定有彈力C．細(xì)繩不一定對(duì)小球有拉力，但是輕彈簧對(duì)小球一定有彈力D．輕彈簧一定對(duì)小球有彈力【答案】B【詳解】當(dāng)小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧彈力F=mg細(xì)繩拉力FT=0當(dāng)小車向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，若有FTsinα=maFTcosα=mg即a=gtanα則FT≠0而彈簧彈力F=0彈簧彈力F、細(xì)繩拉力FT與小車運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)有關(guān)。B正確。故選B。16．如圖，用水平力F將質(zhì)量為m的物體緊壓在豎直墻上，物體靜止不動(dòng)，物體與墻壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A．物體所受的摩擦力和重力是一對(duì)相互作用力B．物體對(duì)墻壁的摩擦力大小為mgC．物體對(duì)墻壁的摩擦力大小為μFD．水平力F增大，物體所受的摩擦力也增大【答案】B【詳解】A．物體所受的摩擦力和重力是一對(duì)平衡力，故A錯(cuò)誤；B．對(duì)物體受力分析，豎直方向受到重力和靜摩擦力，故f故B正確，C錯(cuò)誤；D．靜摩擦力等于重力，故水平力F增大，物體所受的摩擦力不變，故D錯(cuò)誤。故選B。17．如圖，某同學(xué)用一根勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧測(cè)量物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。將彈簧一端固定在豎直擋板上，另一端與物塊連接，物塊置于水平面上，彈簧與地面平行。改變物塊在水平面上的位置，發(fā)現(xiàn)物塊只能在A、B兩點(diǎn)間保持靜止，測(cè)得A、B兩點(diǎn)到豎直擋板的距離分別為d1、d2，物塊的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，則物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（）A．kd2?d12mg B．k【答案】A【詳解】由題意可知，改變物塊在水平面上的位置，物塊只能在A、B兩點(diǎn)間保持靜止，則有輕質(zhì)彈簧的原長(zhǎng)是L物塊在A、B兩點(diǎn)間的靜止位置是輕質(zhì)彈簧的最大壓縮量與最大伸長(zhǎng)量的平衡位置，因此有k解得μ=A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。18．為研究木板與物塊之間的摩擦力，某同學(xué)在粗糙的長(zhǎng)木板上放置一物塊，物塊通過細(xì)線連接固定在試驗(yàn)臺(tái)上的力傳感器，如圖（a）。水平向左拉木板，傳感器記錄的F-t圖像如圖（b）。下列說法中不正確的是（

）A．物塊受到的摩擦力方向始終水平向左B．1.0~1.3s時(shí)間內(nèi)，木板與物塊間的摩擦力大小與物塊對(duì)木板的正壓力成正比C．1.0~1.3s時(shí)間內(nèi)，物塊與木板之間的摩擦力是靜摩擦力D．2.4~3.0s時(shí)間內(nèi)，木板可能做變速直線運(yùn)動(dòng)【答案】B【詳解】A．木板始終向左運(yùn)動(dòng)或者有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，可得物塊對(duì)木板的摩擦力始終向右，所以物塊受到木板對(duì)其的摩擦力方向始終水平向左，A正確；BC．根據(jù)圖像可得在1.0~1.3s時(shí)間內(nèi)物塊受到摩擦力在變化，所以可得此時(shí)為靜摩擦力，此時(shí)的靜摩擦力大小與物塊對(duì)木板的正壓力無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤，C正確；D．2.4~3.0s時(shí)間內(nèi)傳感器示數(shù)不再變化說明此時(shí)摩擦力已經(jīng)變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，此時(shí)木板只要運(yùn)動(dòng)就行，可能做變速直線運(yùn)動(dòng)，D正確。