浙江省2019-2020學年高中物理 第二章 課時訓練1 重力、彈力和摩擦力的分析與計算（含解析）

課時訓練1重力、彈力和摩擦力的分析與計算基礎鞏固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物。它的奇特之處是“虛則欹,中則正,滿則覆”,意思是器皿內盛酒過多就立即自動傾倒過來。欹器盛酒過多時之所以能自動傾倒過來,是因為欹器(D)A.所受重力太大了B.重心降低了C.重心不在器皿上D.重心升高超過支軸2.三個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按照圖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B.2個C.3個D.4個4.如圖所示,四種情景中物體A均處于靜止狀態(tài),它與外界的接觸面(點)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),則每根彈簧的勁度系數(shù)為(B)A.100 N/mB.200 N/mC.400 N/mD.600 N/m6.(2019·臺州開學考試)如圖,放在水平面上的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,物體處于靜止狀態(tài),那么(B)A.如果撤去力F1,那么物體會向左運動B.如果撤去力F1,那么物體受到的摩擦力一定為2 NC.如果撤去力F2,那么物體受到的合力一定為2 ND.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,所受合力為零,受到的摩擦力一定為2 N,選項A錯誤,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C,D錯誤。7.(2019·長興中學期末)關于彈簧的勁度系數(shù),下列說法中正確的是(C)A.與彈簧受的拉力有關B.與彈簧發(fā)生的形變有關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D.與彈簧本身特征、所受拉力大小、形變的大小都有關解析: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,故C正確,A,B,D錯誤。8.探究彈力和彈簧伸長的關系時,在彈性限度內,懸掛15 N重物時,彈簧長度為0.16 m;懸掛20 N重物時,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 mk=500 N/mB.L0=0.10 mk=500 N/mC.L0=0.02 mk=250 N/mD.L0=0.10 mk=250 N/m解析:由胡克定律F=kx,懸掛15 N重物時,15 N=k(0.16 m-L0);懸掛20 N重物時,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.某同學課間幫助老師抬水,如圖所示為某時刻該同學同時抬兩桶相同的水,并保持靜止狀態(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平衡力,大小相等,方向相反,選項A錯誤;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B錯誤;A桶和B桶受到人給的作用力相同,都等于自身重力,選項C正確,D錯誤。10.如圖所示,某人用手握住一個保溫杯,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.握著保溫杯勻速向上運動,保溫杯所受的摩擦力向上C.握著保溫杯勻速向下運動,保溫杯所受的摩擦力向下D.握著保溫杯水平勻速運動,保溫杯不受摩擦力解析:無論保溫杯如何運動,所受摩擦力均為靜摩擦力,勻速運動時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石板用的“夾鉗”,工人夾住石板沿直線勻速前進過程中,下列判斷正確的是(B)A.石板受到4個力的作用B.夾鉗對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.前進的速度越快,石板受的摩擦力越大解析:石板受重力、2個豎直向上的摩擦力、夾子的2個壓力共五個力的作用,故A錯誤;工人夾住石板沿直線勻速前進過程中,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動速度無關,故C,D錯誤。12.如圖所示,有一重力不計的方形容器,被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止狀態(tài),現(xiàn)緩慢地向容器內注水,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錯誤;由平衡條件可得,墻對容器的靜摩擦力Ff=m總g,隨m總的增大而增大,A正確,B錯誤;只要m總gF,不增大水平力F也可使容器靜止不動,C錯誤。13.裝修工人在搬運材料時施加一個水平拉力將其從水平臺面上拖出,如圖所示,則在勻加速拖出的過程中(D)A.材料與平臺之間的接觸面積逐漸減小,摩擦力逐漸減小B.材料與平臺之間的相對速度逐漸增大,摩擦力逐漸增大C.平臺對材料的支持力逐漸減小,摩擦力逐漸減小D.材料與平臺之間的動摩擦因數(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面的瞬間,故在勻加速拖動過程中,材料的重心在臺面上,故材料對臺面的壓力不變,材料受到的支持力不變,故C錯誤;而在拖動過程中動摩擦因數(shù)不變,由Ff=F N可知摩擦力不變,故A,B錯誤;材料做勻加速直線運動,由牛頓第二定律可知F-Ff=ma,因為加速度不變,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,當推力大小為F1時未能推動木箱(如圖甲);逐漸增大推力(如圖乙),當推力增大到F2時木箱被推動了(如圖丙)。則(C)A.甲圖中木箱所受摩擦力大于F1B.乙圖中木箱所受摩擦力等于F2C.丙圖中木箱所受摩擦力可能小于F2D.丙圖中木箱所受摩擦力一定等于F2解析:甲圖中未能推動木箱,則所受摩擦力等于F1,A錯誤;乙圖中木箱仍未被推動,則所受摩擦力等于推力,即小于F2,B錯誤;當增大到F2時木箱被推動了,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摩擦力,則選項D錯誤,C正確。15.如圖所示,水平傳送帶上放一物塊,當傳送帶向右以速度v勻速傳動時,物體在輕彈簧水平拉力的作用下處于靜止狀態(tài),此時彈簧的伸長量為x;現(xiàn)令傳送帶向右加速到2v,這時彈簧的伸長量為x。則以下關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x<x B.彈簧伸長量將增大,即x>xC.彈簧伸長量在傳送帶向右加速時將有所變化,最終x=xD.彈簧伸長量在整個過程中始終保持不變,總滿足x=x解析:彈簧拉力與傳送帶的滑動摩擦力是一對平衡力,而滑動摩擦力的大小由,FN決定,與相對速度大小無關。16.如圖所示,在工地上,用皮帶運輸機運送貨物,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mgsin 平衡。17.如圖是某小組同學為研究動摩擦因數(shù)所設計的實驗裝置。其中A為一質量為M的長直木板,B為木板上放置的質量為m的木塊,Q為木塊右端連接的一彈簧測力計。實驗時用力將A從B的下方抽出,通過Q的讀數(shù)即可測出動摩擦因數(shù)。若實驗條件較為理想,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.通過該方法不能測得A與B之間的動摩擦因數(shù)D.通過該方法可測得A與地面之間的動摩擦因數(shù)解析:用力將A從B的下方抽出達到穩(wěn)定狀態(tài)時,在水平方向上B所受的滑動摩擦力與彈簧測力計的拉力平衡,根據(jù)滑動摩擦力Ff=FN可知,無論木板A是做勻速直線運動還是變速直線運動,都不會改變木塊受到的摩擦力大小,木塊相對地面總是靜止的,均能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù),選項A錯誤,B正確;當B達到穩(wěn)定狀態(tài)時,彈簧測力計的讀數(shù)與B所受的滑動摩擦力大小相等,B對木板A的壓力大小等于B的重力mg,由F=FN,得=,從Q上讀取F,則可求得A與B之間的動摩擦因數(shù),由于力F的大小未知,故不可測出A與地面間的動摩擦因數(shù),選項C,D錯誤。18.如圖所示,一質量不計的彈簧原長為10 cm,一端固定于質量m=2 kg 的物體上,另一端施一水平拉力F。(設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等,g=10 m/s2 )(1)若物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2,當彈簧拉長至12 cm時,物體恰好勻速運動,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)物體勻速運動時,k(x-x0)=mg則k= N/m=200 N/m。(2)當彈簧拉長至11 cm時,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=mg=0.2×2×10 N=4 NF1<Ffm,則物體不動,故所受靜摩擦力Ff1=F1=2 N。(3)當彈簧拉長至13 cm時,彈力F2=k(x2-x0)=200×(0.13-0.10) N=6 NF2>Ffm,則物體運動,此時所受到的滑動摩擦力為Ff2=FN=mg=0.2×2×10 N=4 N。答案:(1)200 N/m(2)2 N(3)4 N- 6 -