（浙江選考）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 第1講 重力 彈力 摩擦力學(xué)案

第1講　重力　彈力　摩擦力 [考試標(biāo)準(zhǔn)] 知識(shí)內(nèi)容 考試要求 說(shuō)明 重力、基本相互作用 c 1.萬(wàn)有引力與重力的相互關(guān)系不作要求． 2.多個(gè)彈簧的串、并聯(lián)問(wèn)題不作要求． 3.不要求引入靜摩擦因數(shù)． 4.不要求判斷不在同一直線上做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)摩擦力的方向. 彈力 c 摩擦力 c 一、重力　基本相互作用 1．重力的理解 (1)產(chǎn)生：由于地球吸引而使物體受到的力． (2)大?。篏＝mg，可用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量． (3)方向：總是豎直向下的． (4)重心：其位置與物體的質(zhì)量分布和形狀有關(guān)． (5)重心位置的確定 質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體，重心在其幾何中心；對(duì)于形狀不規(guī)則或者質(zhì)量分布不均勻的薄板，重心可用兩次懸掛來(lái)確定． 2．基本相互作用 (1)萬(wàn)有引力 (2)電磁相互作用 (3)強(qiáng)相互作用 (4)弱相互作用 自測(cè)1　下列關(guān)于重力和重心的說(shuō)法正確的是(　　) A．物體所受的重力就是地球?qū)ξ矬w產(chǎn)生的吸引力 B．重力的方向總是指向地心 C．用細(xì)線將重物懸掛起來(lái)，靜止時(shí)物體的重心一定在懸線所在的直線上 D．重心就是物體所受重力的等效作用點(diǎn)，故重心一定在物體上 答案　C 二、彈力 1．形變與彈性形變 (1)形變：物體在力的作用下形狀或體積的變化叫形變． (2)彈性形變：有些物體在形變后撤去作用力時(shí)能夠恢復(fù)原狀的形變． (3)彈性限度：當(dāng)形變超過(guò)一定限度時(shí)，撤去作用力后，物體不能完全恢復(fù)原來(lái)的形狀，這個(gè)限度叫彈性限度． 2．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)與它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力． (2)產(chǎn)生條件：物體相互接觸且發(fā)生彈性形變． (3)方向：彈力的方向總是與施力物體形變的方向相反． 3．胡克定律 (1)內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，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. 說(shuō)明：k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． x是彈簧長(zhǎng)度的變化量，不是彈簧形變以后的長(zhǎng)度． 自測(cè)2　(多選)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．木塊放在桌面上受到一個(gè)向上的彈力，這是由于木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的 B．拿一根竹竿撥動(dòng)水中的木頭，木頭受到竹竿的彈力，這是由于竹竿發(fā)生形變產(chǎn)生的 C．繩對(duì)物體的拉力的方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向 D．掛在電線下面的電燈受到向上的拉力，是因?yàn)殡娋€發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的 答案　BCD 三、摩擦力 1．靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力 名稱 靜摩擦力 滑動(dòng)摩擦力 產(chǎn)生條件 接觸面粗糙 接觸處有彈力 兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 接觸面粗糙 接觸處有彈力 兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng) 大小、方向 大小：0＜Ff≤Ffm 方向：與受力物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反 大?。篎f＝μFN 方向：與受力物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反 作用效果 總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 2.動(dòng)摩擦因數(shù) (1)定義：彼此接觸的物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)摩擦力和正壓力的比值．μ＝. (2)決定因素：接觸面的材料和粗糙程度． 自測(cè)3　(多選)關(guān)于摩擦力，以下說(shuō)法中正確的是(　　) A．運(yùn)動(dòng)物體可能受到靜摩擦力作用，但靜止物體不可能受到滑動(dòng)摩擦力作用 B．靜止物體可能受到滑動(dòng)摩擦力作用，但運(yùn)動(dòng)物體不可能受到靜摩擦力作用 C．正壓力越大，摩擦力可能越大，也可能不變 D．摩擦力方向可能與速度方向在同一直線上，也可能與速度方向不在同一直線上 答案　CD 命題點(diǎn)一　彈力的分析和求解 1．彈力有無(wú)的判斷“三法” (1)條件法：根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來(lái)判斷是否存在彈力． (2)假設(shè)法：假設(shè)兩個(gè)物體間彈力不存在，若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，則此處一定有彈力． (3)狀態(tài)法：根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用牛頓第二定律或共點(diǎn)力平衡條件判斷彈力是否存在． 2．彈力方向 3．彈力大小計(jì)算的三種方法 (1)根據(jù)力的平衡條件進(jìn)行求解． (2)根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行求解． (3)根據(jù)胡克定律進(jìn)行求解(彈簧彈力)． 模型一　物體與物體間的彈力 例1　(多選)如圖1所示，一傾角為45°的斜面固定于豎直墻上，為使一光滑的鐵球靜止，需加一水平力F，且F通過(guò)球心，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖1 A．球一定受墻的彈力且水平向左 B．球可能受墻的彈力且水平向左 C．球一定受斜面的彈力且垂直于斜面向上 D．球可能受斜面的彈力且垂直于斜面向上 答案　BC 解析　鐵球處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)F較小時(shí)，球的受力情況如圖甲所示，當(dāng)F較大時(shí)，球的受力情況如圖乙所示，故B、C正確． 變式1　如圖2所示，A、B兩物體并排放在水平桌面上，C物體疊放在A、B上，D物體懸掛在線的下端時(shí)線恰好豎直，且D物體與斜面接觸．若接觸面均光滑，所有物體均靜止，下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖2 A．A對(duì)B的彈力方向水平向右 B．C對(duì)地面的壓力大小等于C的重力 C．D對(duì)斜面沒(méi)有壓力作用 D．斜面對(duì)D的支持力垂直斜面向上 答案　C 解析　物體接觸并產(chǎn)生彈性形變時(shí)就能產(chǎn)生彈力作用，無(wú)法直接判斷有無(wú)形變時(shí)，可用假設(shè)法．若A、B間有彈力作用，則A、B不能保持靜止?fàn)顟B(tài)，所以A和B之間沒(méi)有彈力，A錯(cuò)誤；C對(duì)A、B產(chǎn)生向下的壓力作用，對(duì)地面并不產(chǎn)生壓力，B錯(cuò)誤；如果去掉斜面，D物體仍然靜止，保持原來(lái)的狀態(tài)，所以D與斜面之間沒(méi)有彈力作用，C正確，D錯(cuò)誤． 模型二　繩的彈力 例2　如圖3所示，質(zhì)量為m的小球套在豎直固定的光滑圓環(huán)上，輕繩一端固定在圓環(huán)的最高點(diǎn)A，另一端與小球相連．小球靜止時(shí)位于環(huán)上的B點(diǎn)，此時(shí)輕繩與豎直方向的夾角為60°，則輕繩對(duì)小球的拉力大小為(重力加速度為g)(　　) 圖3 A．2mgB.mgC．mgD.mg 答案　C 解析　對(duì)B點(diǎn)處的小球受力分析，如圖所示，則有 FTsin60°＝FNsin60° FTcos60°＋FNcos60°＝mg 解得FT＝FN＝mg，故C正確． 模型三　彈簧的彈力 例3　如圖4所示，小球a的質(zhì)量為小球b的質(zhì)量的一半，分別與輕彈簧A、B和輕繩相連接并處于平衡狀態(tài)．輕彈簧A與豎直方向的夾角為60°，輕彈簧A、B的伸長(zhǎng)量剛好相同，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖4 A．輕彈簧A、B的勁度系數(shù)之比為1∶3 B．輕彈簧A、B的勁度系數(shù)之比為2∶1 C．輕繩上拉力與輕彈簧A上拉力的大小之比為2∶1 D．輕繩上拉力與輕彈簧A上拉力的大小之比為∶2 答案　D 解析　設(shè)輕彈簧A、B的伸長(zhǎng)量都為x，小球a的質(zhì)量為m，則小球b的質(zhì)量為2m.對(duì)小球b，由平衡條件知，彈簧B中彈力為kBx＝2mg；對(duì)小球a，由平衡條件知，豎直方向上，有kBx＋mg＝kAxcos60°，聯(lián)立解得kA＝3kB，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；水平方向上，輕繩上拉力FT＝kAxsin60°，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確． 變式2　如圖5所示，某一彈簧測(cè)力計(jì)外殼的質(zhì)量為m，彈簧及與彈簧相連的掛鉤質(zhì)量忽略不計(jì)．將其放在光滑水平面上，現(xiàn)用兩水平拉力F1、F2分別作用在與彈簧相連的掛鉤和與外殼相連的提環(huán)上，關(guān)于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖5 A．只有F1＞F2時(shí)，示數(shù)才為F1 B．只有F1＜F2時(shí)，示數(shù)才為F2 C．不論F1、F2大小關(guān)系如何，示數(shù)均為F1 D．不論F1、F2大小關(guān)系如何，示數(shù)均為F2 答案　C 解析　彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)一定等于彈簧掛鉤上的拉力F1，與F1、F2的大小關(guān)系無(wú)關(guān)，C正確． 模型四　桿的彈力 例4　如圖6所示，與豎直墻壁成53°角的輕桿一端斜插入墻中并固定，另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，水平輕質(zhì)彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力大小為mg(g表示重力加速度)，則輕桿對(duì)小球的彈力大小為(　　) 圖6 A.mg B.mg C.mg D.mg 答案　D 解析　小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，其所受合力為零，小球受力如圖所示，由圖中幾何關(guān)系可得F＝＝mg，選項(xiàng)D正確． 命題點(diǎn)二　靜摩擦力的分析和計(jì)算 1．靜摩擦力有無(wú)及方向的判斷“三法” (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：先判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(即加速度的方向)，再利用牛頓第二定律(F＝ma)確定合力，然后通過(guò)受力分析確定靜摩擦力的大小及方向． (3)牛頓第三定律法：先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再根據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力方向． 2．靜摩擦力大小的計(jì)算 (1)物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng))，利用力的平衡條件來(lái)計(jì)算其大?。? (2)物體有加速度時(shí)，若合外力為靜摩擦力，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． 例5　如圖7所示，兩塊木板緊緊夾住木塊，一直保持靜止，木塊重為30N，木塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，若左右兩端的正壓力F都是100N，則木塊所受的摩擦力的大小和方向是(　　) 圖7 A．30N，方向向上 B．20N，方向向上 C．40N，方向向下 D．100N，方向向上 答案　A 解析　由于木塊靜止，故摩擦力與重力平衡，F(xiàn)f＝G＝30N，方向向上． 變式3　如圖8所示，物體A、B在力F作用下一起以大小相等的速度沿F方向勻速運(yùn)動(dòng)，關(guān)于物體A所受的摩擦力，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖8 A．甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均與F相同 B．甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均與F相反 C．甲、乙兩圖中物體A均不受摩擦力 D．甲圖中物體A不受摩擦力，乙圖中物體A受摩擦力，方向和F相同 答案　D 解析　用假設(shè)法分析：甲圖中，假設(shè)A受摩擦力，與A做勻速運(yùn)動(dòng)在水平方向所受合力為零不符合，所以A不受摩擦力；乙圖中，假設(shè)A不受摩擦力，A將相對(duì)B沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，則知A受沿F方向的摩擦力，故選D. 變式4　一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個(gè)力即F1、F2和摩擦力的作用，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖9所示，其中F1＝10 N，F(xiàn)2＝2 N，若撤去F1，則木塊受到的摩擦力為(　　) 圖9 A．10N，方向向左 B．6N，方向向右 C．2N，方向向右 D．0 答案　C 解析　當(dāng)木塊受F1、F2及摩擦力的作用而處于平衡狀態(tài)時(shí)，由平衡條件可知木塊所受的靜摩擦力的大小為8N，可知最大靜摩擦力Fmax≥8N．當(dāng)撤去力F1后，F(xiàn)2＝2N＜Fmax，木塊仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，由平衡條件可知木塊所受的靜摩擦力大小和方向發(fā)生突變，且與作用在木塊上的F2等大反向，故C正確． 命題點(diǎn)三　滑動(dòng)摩擦力的分析和計(jì)算 1．滑動(dòng)摩擦力的方向 總是跟接觸面相切，并且與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反． 2．滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)算 (1)用公式Ff＝μFN計(jì)算． (2)結(jié)合研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(勻速運(yùn)動(dòng)或勻變速運(yùn)動(dòng))利用平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解． 例6　如圖10所示，A、B兩個(gè)物體質(zhì)量分別為m1和m2，A與B間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，B與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2.現(xiàn)用力F拉著A物體向右運(yùn)動(dòng)，B保持靜止，則關(guān)于地面對(duì)B物體的摩擦力大小和方向下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖10 A．μ2(m1＋m2)g，方向水平向左 B．μ2(m1＋m2)g，方向水平向右 C．μ2m2g，方向水平向左 D．μ1m1g，方向水平向左 答案　D 解析　對(duì)A受力分析，A受到重力、支持力、拉力和B對(duì)A的摩擦力FfBA＝μ1m1g，方向水平向左；對(duì)B受力分析，在水平方向B受到A對(duì)B的摩擦力FfAB與地面對(duì)B的摩擦力，由于B保持靜止，所以地面對(duì)B的摩擦力與A對(duì)B的摩擦力大小相等，方向相反，又因?yàn)锳對(duì)B的摩擦力和B對(duì)A的摩擦力是相互作用力，大小相等，方向相反，故地面對(duì)B物體的摩擦力大小為μ1m1g，方向水平向左，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤． 變式5　(2018·寧波市期末)現(xiàn)代的激光打印機(jī)都是自動(dòng)進(jìn)紙的，其進(jìn)紙?jiān)砣鐖D11所示，進(jìn)紙槽里疊放有一疊白紙，每一張白紙的質(zhì)量為m.進(jìn)紙時(shí)滾輪以豎直向下的力壓在第1張白紙上，并沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，確保第1張紙與第2張紙相對(duì)滑動(dòng)．設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，滾輪與白紙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，白紙之間、白紙與進(jìn)紙槽底座之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ2(μ1>μ2)，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖11 A．第1張白紙受到滾輪的摩擦力向左 B．最后一張白紙受到進(jìn)紙槽底座的摩擦力向左 C．一張白紙受到上一張白紙的摩擦力一定向左 D．任意兩張白紙之間均可能發(fā)生相對(duì)滑動(dòng) 答案　B 命題點(diǎn)四　摩擦力和三類突變 類型1　“靜—靜”突變 物體在摩擦力和其他力的共同作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)作用在物體上的其他力的合力發(fā)生變化時(shí)，物體雖然仍保持相對(duì)靜止，但物體所受的靜摩擦力發(fā)生突變． 例7　如圖12所示，質(zhì)量為10kg的物體A拴在一個(gè)被水平拉伸的彈簧一端，彈簧的拉力為5N時(shí)，物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)．若小車(chē)以1m/s2的加速度向右運(yùn)動(dòng)，則(g＝10 m/s2)(　　) 圖12 A．物體A相對(duì)小車(chē)向右運(yùn)動(dòng) B．物體A受到的摩擦力減小 C．物體A受到的摩擦力大小不變 D．物體A受到的彈簧的拉力增大 答案　C 解析　由題意得，物體A與小車(chē)的上表面間的最大靜摩擦力Ffm≥5N，小車(chē)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，假設(shè)物體A與小車(chē)仍然相對(duì)靜止，則物體A所受合力F合＝ma＝10N，可知此時(shí)小車(chē)對(duì)物體A的摩擦力為5N，方向向右，且為靜摩擦力，所以假設(shè)成立，物體A受到的摩擦力大小不變，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；同理可知，物體A受到的彈簧的拉力大小不變，故D錯(cuò)誤． 類型2　“靜—?jiǎng)印蓖蛔? 物體在摩擦力和其他力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)其他力變化時(shí)，如果物體不能保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，則物體受到的靜摩擦力將“突變”成滑動(dòng)摩擦力． 例8　(多選)在探究靜摩擦力變化規(guī)律及滑動(dòng)摩擦力變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖13甲所示的演示裝置，力傳感器A與計(jì)算機(jī)連接，可獲得力隨時(shí)間變化的規(guī)律，將力傳感器固定在光滑水平桌面上，測(cè)力端通過(guò)細(xì)繩與一滑塊相連(調(diào)節(jié)力傳感器高度可使細(xì)繩水平)，滑塊放在較長(zhǎng)的小車(chē)上，小車(chē)一端連接一根輕繩并跨過(guò)光滑的輕質(zhì)定滑輪系一只空沙桶(調(diào)節(jié)滑輪可使桌面上部輕繩水平)，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)．實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)打開(kāi)力傳感器同時(shí)緩慢向沙桶里倒入沙子，小車(chē)一旦運(yùn)動(dòng)起來(lái)，立即停止倒沙子，若力傳感器采集的圖象如圖乙，則結(jié)合該圖象，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖13 A．可求出空沙桶的重力 B．可求出滑塊與小車(chē)之間的滑動(dòng)摩擦力的大小 C．可求出滑塊與小車(chē)之間的最大靜摩擦力的大小 D．可判斷第50s后小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)(滑塊仍在車(chē)上) 答案　ABC 解析　t＝0時(shí)刻，力傳感器顯示拉力為2N，則滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力，大小為2N，由小車(chē)與空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2N，A選項(xiàng)正確；t＝50s時(shí)刻摩擦力達(dá)到最大值，即最大靜摩擦力為3.5N，同時(shí)小車(chē)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明帶有沙子的沙桶重力等于3.5N，此時(shí)摩擦力立即變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，故摩擦力突變?yōu)?N的滑動(dòng)摩擦力，B、C選項(xiàng)正確；此后由于沙子和沙桶重力3.5N大于滑動(dòng)摩擦力3N，故50s后小車(chē)將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 類型3　“動(dòng)—靜”突變 在滑動(dòng)摩擦力和其他力作用下，做減速運(yùn)動(dòng)的物體突然停止滑行時(shí)，物體將不再受滑動(dòng)摩擦力作用，滑動(dòng)摩擦力“突變”為靜摩擦力． 例9　如圖14所示，斜面固定在地面上，傾角為θ＝37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．質(zhì)量為1kg的滑塊以初速度v0從斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足夠長(zhǎng)，該滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8)，則該滑塊所受摩擦力Ff隨時(shí)間變化的圖象是下圖中的(取初速度v0的方向?yàn)檎较?，g＝10m/s2)(　　) 圖14 答案　B 解析　滑塊上升過(guò)程中受滑動(dòng)摩擦力，F(xiàn)f＝μFN，F(xiàn)N＝mgcosθ，聯(lián)立得Ff＝6.4N，方向沿斜面向下．當(dāng)滑塊的速度減為零后，由于重力的分力mgsinθ＜μmgcosθ，滑塊靜止，滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力，由平衡條件得Ff′＝mgsinθ，代入可得Ff′＝6N，方向沿斜面向上，故選項(xiàng)B正確． 1．(多選)如圖1所示，A、B兩物體的重力分別是GA＝3N、GB＝4N．A用細(xì)繩懸掛在天花板上，B放在水平地面上，連接A、B間的輕彈簧的彈力F簧＝2N，則繩中張力FT及B對(duì)地面的壓力FN的可能值分別是(　　) 圖1 A．7N和10N B．5N和2N C．1N和6N D．2N和5N 答案　BC 2．(2018·新高考研究聯(lián)盟聯(lián)考)小明在傾斜的路面上使用一臺(tái)沒(méi)有故障的體重秤，那么測(cè)出來(lái)的體重示數(shù)比他實(shí)際體重(　　) A．偏大 B．偏小 C．準(zhǔn)確 D．不準(zhǔn)確，但無(wú)法判斷偏大偏小 答案　B 3．(2018·嘉興市期末)如圖2所示，用手向右拉毛刷，毛刷與桌面保持相對(duì)靜止，則(　　) 圖2 A．手與毛刷間存在滑動(dòng)摩擦力 B．手受到的摩擦力與毛刷受到桌面的摩擦力方向相反 C．毛刷受到桌面的靜摩擦力方向向左 D．手與毛刷之間不存在相互作用力 答案　C 4.(2018·寧波市期末)如圖3，某同學(xué)將一本物理書(shū)用手壓在豎直的墻壁上保持靜止，則與書(shū)本相關(guān)的作用力的大小，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖3 A．書(shū)本受到的摩擦力一定等于書(shū)本的重力 B．手對(duì)書(shū)本的摩擦力一定等于書(shū)本的重力 C．墻對(duì)書(shū)本的摩擦力一定等于書(shū)本的重力 D．當(dāng)手對(duì)書(shū)本的壓力增大時(shí)，書(shū)本受到的摩擦力也增大 答案　A 解析　書(shū)靜止，處于平衡狀態(tài)，書(shū)在豎直方向受重力與摩擦力作用，由平衡條件可知，書(shū)本受到的摩擦力等于書(shū)本的重力，故A正確；書(shū)本受到手與墻壁的摩擦力作用，由平衡條件可知，書(shū)本的重力等于手與墻壁對(duì)書(shū)本的摩擦力的合力，手對(duì)書(shū)本的摩擦力、墻壁對(duì)書(shū)本的摩擦力均小于書(shū)本的重力，故B、C錯(cuò)誤；書(shū)本受到的摩擦力等于書(shū)本的重力，書(shū)本的重力不變，當(dāng)手對(duì)書(shū)本的壓力增大時(shí)，書(shū)本受到的摩擦力不變，故D錯(cuò)誤． 5．(2018·寧波市十校聯(lián)考)中國(guó)書(shū)法是一種藝術(shù)．在楷書(shū)筆畫(huà)中，長(zhǎng)橫的寫(xiě)法要領(lǐng)如下：起筆時(shí)一頓，然后向右行筆，收筆時(shí)略向右按，再向左上回帶．某同學(xué)在水平桌面上平鋪一張白紙，為防止打滑，他在白紙的左側(cè)靠近邊緣處用鎮(zhèn)紙壓住，如圖4所示．則下列關(guān)于行筆過(guò)程中各物體的受力情況正確的是(　　) 圖4 A．毛筆對(duì)紙的壓力一定大于毛筆的重力 B．鎮(zhèn)紙受到了向右的靜摩擦力 C．白紙受到了3個(gè)摩擦力 D．桌面受到了向右的靜摩擦力 答案　D 解析　提筆寫(xiě)字時(shí)，手對(duì)毛筆有向上的作用力，則毛筆對(duì)紙的壓力不一定大于毛筆的重力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；鎮(zhèn)紙相對(duì)白紙無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，則鎮(zhèn)紙不受靜摩擦力作用，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；白紙受到筆的向右的滑動(dòng)摩擦力，同時(shí)受到桌面的向左的靜摩擦力作用，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；桌面受到了白紙向右的靜摩擦力，選項(xiàng)D正確． 6．如圖5，某消防戰(zhàn)士握住旗桿勻速上爬，到頂后再勻速滑下到達(dá)底端，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖5 A．該戰(zhàn)士上爬時(shí)受到的摩擦力方向是沿著旗桿向下的 B．該戰(zhàn)士下滑時(shí)受到的摩擦力方向是沿著旗桿向下的 C．該戰(zhàn)士上爬時(shí)手握旗桿的力越大，受到的摩擦力越大 D．體重更大的戰(zhàn)士勻速上爬時(shí)，受到的摩擦力更大 答案　D 解析　該戰(zhàn)士勻速上爬時(shí)，相對(duì)旗桿具有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故受到的靜摩擦力方向是沿著旗桿向上的，且大小等于戰(zhàn)士的重力，與手握旗桿的力大小無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；該戰(zhàn)士下滑時(shí)相對(duì)旗桿向下滑動(dòng)，受到的摩擦力方向沿著旗桿向上，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由C項(xiàng)分析知，體重更大的戰(zhàn)士勻速上爬時(shí)，受到的摩擦力更大，選項(xiàng)D正確． 7．(2018·寧波市重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖6所示，質(zhì)量為M的小英坐在質(zhì)量為m的雪橇上，狗拉著雪橇沿水平地面從靜止開(kāi)始向左移動(dòng)了一段距離，假定狗對(duì)雪橇的拉力恒為F且與水平方向成θ角．已知雪橇與雪地間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖6 A．雪橇對(duì)小英的作用力大小大于Mg B．雪橇受到的滑動(dòng)摩擦力大小為μ(M＋m)g C．雪橇受到的滑動(dòng)摩擦力大小為Fcosθ D．地面對(duì)雪橇的支持力大小為mg－Fsinθ 答案　A 8.如圖7所示，一個(gè)人站在水平地面上的長(zhǎng)木板上，用力F向右推同樣放置在木板上的箱子，木板、人、箱子均處于靜止?fàn)顟B(tài)．三者的質(zhì)量均為m，重力加速度為g.下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖7 A．箱子受到的摩擦力方向向右 B．人受到的摩擦力方向向右 C．地面對(duì)木板的摩擦力方向向右 D．若人用斜向下的力推箱子，則木板對(duì)地面的壓力會(huì)大于3mg 答案　B 解析　箱子在水平方向受到人向右的推力和木板對(duì)其向左的摩擦力而處于靜止?fàn)顟B(tài)，A錯(cuò)誤；人受到箱子對(duì)人的向左的推力和木板對(duì)人的向右的摩擦力，二力平衡，故B正確；木板受到箱子向右的摩擦力和人向左的摩擦力，二力平衡，所以地面對(duì)木板沒(méi)有摩擦力，C錯(cuò)誤；將木板、人、箱子三者看成一個(gè)整體，豎直方向受到重力和地面的支持力，所以支持力等于三者的重力之和3mg，根據(jù)牛頓第三定律，木板對(duì)地面的壓力大小為3mg，D錯(cuò)誤． 9．如圖8甲所示為某公司研制的“雙動(dòng)力智能型救援機(jī)器人”(又被網(wǎng)友稱為“麻辣小龍蝦”)，其長(zhǎng)長(zhǎng)的手臂前端有兩個(gè)對(duì)稱安裝的“鐵夾”．在某次救援活動(dòng)中，“麻辣小龍蝦”用鐵夾恰好豎直抓取到重量為G的長(zhǎng)方形水泥制品，水泥制品在空中處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖乙所示，則(　　) 圖8 A．水泥制品受到的摩擦力大小一定等于G B．水泥制品受到的摩擦力方向可能豎直向下 C．若鐵夾的位置稍向上移，水泥制品受到的摩擦力變大 D．若增大鐵夾對(duì)水泥制品的擠壓，水泥制品受到的摩擦力變大 答案　A 10.如圖9所示，斜面固定，平行于斜面處于壓縮狀態(tài)的輕彈簧一端連接物塊A，另一端固定，最初A靜止．在A上施加與斜面成30°角的恒力F，A仍靜止，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖9 A．A對(duì)斜面的壓力一定變小 B．A對(duì)斜面的壓力可能不變 C．A對(duì)斜面的摩擦力一定變大 D．A對(duì)斜面的摩擦力可能變?yōu)榱? 答案　D 解析　設(shè)斜面傾角為θ，對(duì)物塊進(jìn)行受力分析，垂直于斜面方向，最初支持力等于mgcosθ，施加恒力F后，支持力等于mgcosθ＋Fsin30°，支持力一定增大．根據(jù)牛頓第三定律，A對(duì)斜面的壓力一定變大，故A、B錯(cuò)誤；初始時(shí)，沿斜面方向，若mgsinθ>F彈，則摩擦力方向向上，大小等于mgsinθ－F彈，施加恒力F后，F(xiàn)沿斜面向上的分力為Fcos30°，由于F大小未知，摩擦力可能仍向上，則一定減??；可能等于零；可能沿斜面向下，大小可能減小、可能不變、可能增大；若mgsinθ<F彈，則摩擦力方向向下，大小等于F彈－mgsinθ，施加恒力F后，摩擦力一定變大．故C錯(cuò)誤，D正確． 11.如圖10所示，用拉伸的輕質(zhì)彈簧連接的木塊靜置于傾角為θ的粗糙斜面上．斜面始終保持靜止，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖10 A．木塊一定受到摩擦力的作用 B．木塊可能受到摩擦力的作用 C．水平面對(duì)斜面的摩擦力方向一定水平向左 D．水平面對(duì)斜面的摩擦力方向一定水平向右 答案　B 解析　設(shè)木塊質(zhì)量為m，若彈簧對(duì)木塊向上的彈力大小恰好等于mgsinθ，木塊不受到摩擦力的作用，若彈簧對(duì)木塊向上的彈力大小大于mgsinθ，木塊受的摩擦力沿斜面向下，若彈簧對(duì)木塊向上的彈力大小小于mgsinθ，木塊受的摩擦力沿斜面向上，故B正確，A錯(cuò)誤；取木塊和斜面為一整體受力分析，由水平方向合力為零可得，水平面對(duì)斜面的摩擦力一定為零，故C、D錯(cuò)誤． 12.如圖11，斜面A放在水平地面上．物塊B放在斜面上，有一水平力F作用在B上時(shí)，A、B均保持靜止．A受到水平地面的靜摩擦力為Ff1，B受到A的靜摩擦力為Ff2，現(xiàn)使F逐漸增大，但仍使A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)，則(　　) 圖11 A．Ff1一定增大 B．Ff1、Ff2都不一定增大 C．Ff1、Ff2均增大 D．Ff2一定增大 答案　A 解析　對(duì)物體B受力分析，受水平力F、重力、支持力，可能有靜摩擦力． 設(shè)B的質(zhì)量為m，斜面的傾角為θ ①當(dāng)mgsinθ>Fcosθ時(shí)，靜摩擦力沿著斜面向上，大小為Ff2＝mgsinθ－Fcosθ，當(dāng)F增大時(shí)，F(xiàn)f2先變小； ②當(dāng)mgsinθ＝Fcosθ時(shí)，靜摩擦力為零，當(dāng)F增大時(shí)，F(xiàn)f2變大； ③當(dāng)mgsinθ<Fcosθ時(shí)，靜摩擦力沿著斜面向下，大小為Ff2＝Fcosθ－mgsinθ，F(xiàn)增大時(shí)，F(xiàn)f2變大； 可知Ff2不一定增大． 對(duì)整體受力分析，有Ff1＝F，則F增大，F(xiàn)f1一定增大，A正確． 13．如圖12所示，長(zhǎng)為3L的木板從光滑水平面滑上長(zhǎng)為5L的粗糙桌面，停止運(yùn)動(dòng)時(shí)木板右端離開(kāi)桌面邊緣距離為L(zhǎng)，則該過(guò)程中，木板所受摩擦力Ff與位移x的關(guān)系圖線是(　　) 圖12 答案　D 解析　木板在粗糙桌面上滑行時(shí)，受到的是滑動(dòng)摩擦力，由于木板對(duì)粗糙桌面的正壓力，隨著進(jìn)入粗糙桌面的長(zhǎng)度變化而變化，設(shè)木塊的總質(zhì)量為M，因此在前3L位移中，F(xiàn)f＝μmg＝μkxg(m＝kx)，當(dāng)木板完全進(jìn)入粗糙桌面時(shí)，則Ff＝μMg，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確． 14．(2018·新高考研究聯(lián)盟聯(lián)考)圖13是汽車(chē)45°極限爬坡時(shí)的照片，若汽車(chē)要緩慢勻速地開(kāi)上45°的斜坡，車(chē)胎和斜坡面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)至少要達(dá)到(　　) 圖13 A．0.7B．0.8C．0.9D．1 答案　D 解析　若要汽車(chē)勻速上坡，μmgcos45°≥mgsin45°，即μ≥1，故D正確． 15．如圖14甲為空中溜索，其原理可以簡(jiǎn)化為圖乙，在傾角為θ的索道桿上套一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)通過(guò)輕繩拉著一個(gè)質(zhì)量為M的物塊．在圓環(huán)沿索道桿向下滑動(dòng)的某一小段過(guò)程中懸掛物塊的輕繩恰好豎直，則此過(guò)程中(　　) 圖14 A．物塊勻加速下滑 B．環(huán)與桿間沒(méi)有摩擦力 C．環(huán)受到的摩擦力為mgsinθ D．物塊受到的拉力為Mg 答案　D 解析　懸掛物塊的輕繩豎直，以物塊為研究對(duì)象，受豎直向下的重力和繩豎直向上的拉力，則物塊沿索道方向的合加速度一定為零，即物塊應(yīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則拉力等于物塊的重力Mg，A錯(cuò)誤，D正確．以圓環(huán)和物塊整體為研究對(duì)象，因整體也做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則合力為零，環(huán)一定受重力、桿的彈力和桿的摩擦力，由共點(diǎn)力的平衡條件知摩擦力為(M＋m)gsinθ，故B、C錯(cuò)誤． 16．如圖15所示，為一輕質(zhì)彈簧的長(zhǎng)度L和彈力F的關(guān)系圖線，試由圖線確定： 圖15 (1)彈簧的原長(zhǎng)； (2)彈簧的勁度系數(shù)； (3)彈簧長(zhǎng)度為8cm時(shí)，彈力大?。? 答案　(1)10cm　(2)200N/m　(3)4N 解析　(1)由題圖可知，當(dāng)F＝0時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)， 則彈簧原長(zhǎng)L0＝10cm. (2)由題圖取一坐標(biāo)(15cm,10N)，表示彈簧伸長(zhǎng)量x＝15cm－10cm＝5cm＝0.05m時(shí)， 彈簧的彈力F＝10N．由胡克定律F＝kx， 則k＝＝N/m＝200 N/m (3)彈簧長(zhǎng)度為8cm時(shí)，彈簧壓縮量x′＝0.02m，則彈簧彈力大小F′＝kx′＝200×0.02N＝4N． 19