浙江省2019-2020學(xué)年高中物理 第二章 課時(shí)訓(xùn)練1 重力、彈力和摩擦力的分析與計(jì)算（含解析）

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1、課時(shí)訓(xùn)練1　重力、彈力和摩擦力的分析與計(jì)算 基礎(chǔ)鞏固 1.我國古代有一種飲酒的祭器叫做欹器,如圖為北京故宮博物院保存的清末欹器的實(shí)物。它的奇特之處是“虛則欹,中則正,滿則覆”,意思是器皿內(nèi)盛酒過多就立即自動(dòng)傾倒過來。欹器盛酒過多時(shí)之所以能自動(dòng)傾倒過來,是因?yàn)殪テ?　D　) A.所受重力太大了 B.重心降低了 C.重心不在器皿上 D.重心升高超過支軸 2.三個(gè)完全相同的正方體均勻物塊,分別沿各自虛線切割掉一半,將剩余部分a,b和c按照?qǐng)D示位置擺放在同一水平地面上,比較三物塊的重心位置(　B　) A.a的重心離地面低 B.b的重心離地面低 C.c的重心離地面低 D.一樣高

2、3.如圖所示,一小球用兩根輕繩掛于天花板上,球靜止,繩1傾斜,繩2恰好豎直,則小球所受的作用力有(　B　) A.1個(gè) B.2個(gè) C.3個(gè) D.4個(gè) 4.如圖所示,四種情景中物體A均處于靜止?fàn)顟B(tài),它與外界的接觸面(點(diǎn))均光滑,其中物體A所受彈力示意圖不正確的是(　D　) 5.如圖所示,拉力器上裝有三根相同的彈簧,彈簧的自然長度為70 cm,某人每只手用480 N的拉力把它拉至1.5 m(在彈簧的彈性限度內(nèi)),則每根彈簧的勁度系數(shù)為(　B　) A.100 N/m B.200 N/m C.400 N/m D.600 N/m 6.(2019·臺(tái)州開學(xué)考試)如圖,放在水平面上的

3、物體受到水平向右的力F1=7 N和水平向左的力F2=2 N的共同作用,物體處于靜止?fàn)顟B(tài),那么(　B　) A.如果撤去力F1,那么物體會(huì)向左運(yùn)動(dòng) B.如果撤去力F1,那么物體受到的摩擦力一定為2 N C.如果撤去力F2,那么物體受到的合力一定為2 N D.如果撤去力F2,那么物體受到的摩擦力一定為5 N 解析:物體在水平方向受到F1,F2以及靜摩擦力的作用而處于平衡狀態(tài),由平衡條件得F1=F2+f,則靜摩擦力大小為f=F1-F2=5 N,所以最大靜摩擦力大于或等于5 N;若撤去力F1,物體受到向左的推力F2的作用,由于F2小于最大靜摩擦力,故物體仍然靜止不動(dòng),所受合力為零,受到的摩

4、擦力一定為2 N,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;若撤去力F2=2 N,物體受到推力F1的作用,F1可能大于最大靜摩擦力,也可能小于最大靜摩擦力,故物體所受合力及摩擦力不能確定,選項(xiàng)C,D錯(cuò)誤。 7.(2019·長興中學(xué)期末)關(guān)于彈簧的勁度系數(shù),下列說法中正確的是(　C　) A.與彈簧受的拉力有關(guān) B.與彈簧發(fā)生的形變有關(guān) C.由彈簧本身決定,與彈簧所受的拉力大小及形變程度無關(guān) D.與彈簧本身特征、所受拉力大小、形變的大小都有關(guān) 解析:彈簧的勁度系數(shù)表示彈簧的軟硬程度,只由彈簧本身決定,與彈簧所受拉力及形變大小無關(guān),故C正確,A,B,D錯(cuò)誤。 8.探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時(shí),在彈性限度內(nèi),懸

5、掛15 N重物時(shí),彈簧長度為0.16 m;懸掛20 N重物時(shí),彈簧長度為0.18 m.則彈簧的原長L0和勁度系數(shù)k分別為(　D　) A.L0=0.02 m　k=500 N/m B.L0=0.10 m　k=500 N/m C.L0=0.02 m　k=250 N/m D.L0=0.10 m　k=250 N/m 解析:由胡克定律F=kx,懸掛15 N重物時(shí),15 N=k(0.16 m-L0);懸掛20 N重物時(shí),20 N=k(0.18 m-L0);聯(lián)立兩式可解得k=250 N/m,L0= 0.10 m,故選D。 9.某同學(xué)課間幫助老師抬水,如圖所示為某時(shí)刻該同學(xué)同時(shí)抬兩桶相同的水,并保

6、持靜止?fàn)顟B(tài),下列說法正確的是(　C　) A.A桶受到的摩擦力大于自身重力,所以沒有掉下來 B.增加對(duì)A桶的握力,可以增加摩擦力 C.A桶和B桶受到人給的作用力相同 D.B桶位置更高,所以人給B桶作用力更大 解析:A桶受到的摩擦力與自身重力是一對(duì)平衡力,大小相等,方向相反,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;A桶受到的摩擦力始終等于自身重力,增加握力可增大最大靜摩擦力,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;A桶和B桶受到人給的作用力相同,都等于自身重力,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。 10.如圖所示,某人用手握住一個(gè)保溫杯,則下列說法中正確的是(　B　) A.若保持保溫杯始終靜止,則手握得越緊,保溫杯受到的摩擦力越大 B.握著保溫

7、杯勻速向上運(yùn)動(dòng),保溫杯所受的摩擦力向上 C.握著保溫杯勻速向下運(yùn)動(dòng),保溫杯所受的摩擦力向下 D.握著保溫杯水平勻速運(yùn)動(dòng),保溫杯不受摩擦力 解析:無論保溫杯如何運(yùn)動(dòng),所受摩擦力均為靜摩擦力,勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力與重力二力平衡。 能力提高 11.如圖所示為建筑工地上搬運(yùn)石板用的“夾鉗”,工人夾住石板沿直線勻速前進(jìn)過程中,下列判斷正確的是(　B　) A.石板受到4個(gè)力的作用 B.夾鉗對(duì)石板的作用力的合力豎直向上 C.夾鉗夾得越緊,石板受的摩擦力越大 D.前進(jìn)的速度越快,石板受的摩擦力越大 解析:石板受重力、2個(gè)豎直向上的摩擦力、夾子的2個(gè)壓力共五個(gè)力的作用,故A錯(cuò)誤;工人夾住石板

8、沿直線勻速前進(jìn)過程中,石板受重力和夾鉗的作用力,重力方向豎直向下,根據(jù)平衡條件可知夾鉗對(duì)石板的作用力的合力豎直向上,故B正確;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變,與夾鉗夾的松緊程度和運(yùn)動(dòng)速度無關(guān),故C,D錯(cuò)誤。 12.如圖所示,有一重力不計(jì)的方形容器,被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)緩慢地向容器內(nèi)注水,直到注滿為止,此過程中容器始終保持靜止,則下列說法正確的是(　A　) A.容器受到的摩擦力不斷增大 B.容器受到的摩擦力不變 C.水平力F必須逐漸增大 D.容器受到的合力逐漸增大 解析:因注水過程中容器始終靜止,故容器受到的合力始終為零,D錯(cuò)誤;由平

9、衡條件可得,墻對(duì)容器的靜摩擦力Ff=m總g,隨m總的增大而增大,A正確,B錯(cuò)誤;只要m總g≤μF,不增大水平力F也可使容器靜止不動(dòng),C錯(cuò)誤。 13.裝修工人在搬運(yùn)材料時(shí)施加一個(gè)水平拉力將其從水平臺(tái)面上拖出,如圖所示,則在勻加速拖出的過程中(　D　) A.材料與平臺(tái)之間的接觸面積逐漸減小,摩擦力逐漸減小 B.材料與平臺(tái)之間的相對(duì)速度逐漸增大,摩擦力逐漸增大 C.平臺(tái)對(duì)材料的支持力逐漸減小,摩擦力逐漸減小 D.材料與平臺(tái)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變,支持力也不變,因而工人的拉力也不變 解析:勻加速拖出材料的過程,只能持續(xù)到材料的重心離開臺(tái)面的瞬間,故在勻加速拖動(dòng)過程中,材料的重心在臺(tái)面上,

10、故材料對(duì)臺(tái)面的壓力不變,材料受到的支持力不變,故C錯(cuò)誤;而在拖動(dòng)過程中動(dòng)摩擦因數(shù)不變,由Ff=μF N可知摩擦力不變,故A,B錯(cuò)誤;材料做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律可知F-Ff=ma,因?yàn)榧铀俣炔蛔?摩擦力不變,所以工人的拉力不變,故D正確。 14.如圖所示,某人用水平力推置于水平地面的木箱,當(dāng)推力大小為F1時(shí)未能推動(dòng)木箱(如圖甲);逐漸增大推力(如圖乙),當(dāng)推力增大到F2時(shí)木箱被推動(dòng)了(如圖丙)。則(　C　) A.甲圖中木箱所受摩擦力大于F1 B.乙圖中木箱所受摩擦力等于F2 C.丙圖中木箱所受摩擦力可能小于F2 D.丙圖中木箱所受摩擦力一定等于F2 解析:甲圖中未能推動(dòng)

11、木箱,則所受摩擦力等于F1,A錯(cuò)誤;乙圖中木箱仍未被推動(dòng),則所受摩擦力等于推力,即小于F2,B錯(cuò)誤;當(dāng)增大到F2時(shí)木箱被推動(dòng)了,表明木箱與地面間的最大靜摩擦力為F2,但一般而言,最大靜摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力,則選項(xiàng)D錯(cuò)誤,C正確。 15.如圖所示,水平傳送帶上放一物塊,當(dāng)傳送帶向右以速度v勻速傳動(dòng)時(shí),物體在輕彈簧水平拉力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)彈簧的伸長量為Δx;現(xiàn)令傳送帶向右加速到2v,這時(shí)彈簧的伸長量為Δx′。則以下關(guān)于前后彈簧伸長量的說法,正確的是(　D　) A.彈簧伸長量將減小,即Δx′<Δx B.彈簧伸長量將增大,即Δx′>Δx C.彈簧伸長量在傳送帶向右加速時(shí)將有所變

12、化,最終Δx′=Δx D.彈簧伸長量在整個(gè)過程中始終保持不變,總滿足Δx′=Δx 解析:彈簧拉力與傳送帶的滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力,而滑動(dòng)摩擦力的大小由μ,FN決定,與相對(duì)速度大小無關(guān)。 16.如圖所示,在工地上,用皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)送貨物,下列說法正確的是(　B　) A.把貨物勻速向高處輸送的過程中,貨物沒有受到摩擦力 B.把貨物勻速向高處輸送的過程中,貨物受到平行傳送帶向上的摩 擦力 C.把貨物勻速向低處輸送的過程中,貨物沒有受到摩擦力 D.把貨物勻速向低處輸送的過程中,貨物受到平行于傳送帶向下的摩擦力 解析:貨物勻速輸送的過程中,所受靜摩擦力f始終與重力沿斜面向下的分力mg

13、sin θ平衡。 17.如圖是某小組同學(xué)為研究動(dòng)摩擦因數(shù)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置。其中A為一質(zhì)量為M的長直木板,B為木板上放置的質(zhì)量為m的木塊,Q為木塊右端連接的一彈簧測(cè)力計(jì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)用力將A從B的下方抽出,通過Q的讀數(shù)即可測(cè)出動(dòng)摩擦因數(shù)。若實(shí)驗(yàn)條件較為理想,則(　B　) A.只有將木板A勻速抽出才能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù) B.將木板A加速、減速或勻速抽出均能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù) C.通過該方法不能測(cè)得A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù) D.通過該方法可測(cè)得A與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 解析:用力將A從B的下方抽出達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),在水平方向上B所受的滑動(dòng)摩擦力與彈簧測(cè)力計(jì)的拉力平衡,根據(jù)滑動(dòng)摩擦力Ff=μFN

14、可知,無論木板A是做勻速直線運(yùn)動(dòng)還是變速直線運(yùn)動(dòng),都不會(huì)改變木塊受到的摩擦力大小,木塊相對(duì)地面總是靜止的,均能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù),選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;當(dāng)B達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)與B所受的滑動(dòng)摩擦力大小相等,B對(duì)木板A的壓力大小等于B的重力mg,由F=μFN,得μ=,從Q上讀取F,則可求得A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ,由于力F的大小未知,故不可測(cè)出A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù),選項(xiàng)C,D錯(cuò)誤。 18.如圖所示,一質(zhì)量不計(jì)的彈簧原長為10 cm,一端固定于質(zhì)量m=2 kg 的物體上,另一端施一水平拉力F。(設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等,g=10 m/s2 ) (1)若物體與水平面間的動(dòng)摩

15、擦因數(shù)為0.2,當(dāng)彈簧拉長至12 cm時(shí),物體恰好勻速運(yùn)動(dòng),彈簧的勁度系數(shù)多大? (2)若將彈簧拉長至11 cm,物體受到的摩擦力為多大? (3)若將彈簧拉長至13 cm,物體受到的摩擦力為多大? 解析:(1)物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),k(x-x0)=μmg 則k== N/m=200 N/m。 (2)當(dāng)彈簧拉長至11 cm時(shí), 彈力F1=k(x1-x0)=200×(0.11-0.10) N=2 N 物體所受最大靜摩擦力 Ffm=μmg=0.2×2×10 N=4 N F1Ffm,則物體運(yùn)動(dòng),此時(shí)所受到的滑動(dòng)摩擦力為 Ff2=μFN=μmg=0.2×2×10 N=4 N。 答案:(1)200 N/m　(2)2 N　(3)4 N - 6 -