高中物理：第3章-习题课-三种性质的力及物体的受力分析

第三章习题课三种性质的力及物体的受力分析课时分层训练「基础达标练」1．(多选)(2019·山东师大附中第一次学分认定考试)关于弹力和摩擦力的关系，下列说法正确的是()A．两物体间若有弹力，就一定有摩擦力B．两物体间若有摩擦力，就一定有弹力C．弹力和摩擦力的方向一定垂直D．当两物体间的弹力消失时，摩擦力仍可存在一段时间解析：选BC弹力产生的条件：相互接触挤压；摩擦力产生的条件：接触面粗糙；相互接触挤压；有相对运动或相对运动趋势；可见有摩擦力，必有弹力；有弹力，不一定有摩擦力，当弹力消失时，摩擦力立即消失，故B正确，A、D错误；弹力的方向垂直于接触面，摩擦力的方向与接触面相切，与相对运动或相对运动趋势的方向相反，可见两个力方向互相垂直，故C正确．2．体育课上一学生将足球踢向斜台，如图所示，下列关于足球和斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是()A．沿v1的方向B．沿v2的方向C．先沿v1的方向后沿v2的方向D．沿垂直于斜台斜向左上方的方向解析：选D足球与斜台的作用是球面与平面的相互作用，足球所受弹力的方向垂直于斜台指向足球，即斜向左上方，故D正确．3.如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球受到的重力为G，平衡时球在A处，今用力F压球使弹簧缩短x，球至B处，则此时弹簧的弹力为()A．kxB．kx＋GC．G－kxD．以上都不对解析：选B设球在A处时弹簧已压缩了Δx，由平衡条件得弹力FA＝G＝kΔx，球在B处时，弹簧又压缩了x，球再达平衡时，弹力FB＝k(Δx＋x)＝G＋kx.故选项B正确．4．(多选)(2019·湖南衡阳市一中高一期中)一轻弹簧竖直挂着一质量为1kg物体，物体静止时弹簧伸长5cm；当用这一轻弹簧在水平桌面上拉着该物体匀速前进时，弹簧伸长1.5cm(g取10m/s2)，则下列说法正确的是()A．轻弹簧的劲度系数为20N/mB．物体与桌面间的动摩擦因数为0.3C．物体与桌面间的动摩擦因数为0.15D．轻弹簧的劲度系数为200N/m解析：选BD挂着1kg的物体处于静止状态，所以由mg＝k·Δx得10N＝k×0.05m，劲度系数k＝200N/m，D正确；由f＝μmg＝k×0.015得摩擦因数μ＝0.3，B正确，故选BD.5．(2019·山东济南一中高一期中)我国的高铁技术在世界处于领先地位，高铁(如图甲所示)在行驶过程中非常平稳，放在桌上的水杯几乎感觉不到晃动．图乙为高铁车厢示意图，A、B两物块相互接触地放在车厢里的水平桌面上，物块与桌面间的动摩擦因数相同，A的质量比B的质量大，车厢在平直的铁轨上向右做匀速直线运动，A、B相对于桌面始终保持静止，下列说法正确的是()A．A受到2个力的作用B．B受到3个力的作用C．A受到桌面对它向右的摩擦力D．B受到A对它向右的弹力解析：选A车在平直的铁轨上向右做匀速直线运动，此时A、B均在向右做匀速运动，故A、B均只受重力和支持力作用，水平方向没有外力，故水平方向均不受摩擦力，同时AB间也没有弹力作用，故A正确，B、C、D错误．6．如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数也相同．三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示．则下列说法正确的是()A．A物体受到的摩擦力方向向右B．三个物体中只有A物体不受摩擦力C．B受到的摩擦力沿斜面向下D．B、C受到的摩擦力方向相反解析：选BA物体做水平方向的匀速直线运动，水平方向不受摩擦力，A错误；B、C物体均有相对传送带向下滑动的趋势，故均受到沿斜面向上的静摩擦力，B正确，C、D错误．7．(2019·辽宁省实验中学期中)如图所示，A、B两物体紧靠着放在粗糙水平面上，A、B间接触面光滑．在水平推力F作用下两物体一起加速运动，物体A恰好不离开地面，则关于A、B两物体的受力个数，下列说法正确的是()A．A受3个力，B受4个力B．A受4个力，B受3个力C．A受3个力，B受3个力D．A受4个力、B受4个力解析：选A对于A物体：由题可知，物体A恰好不离开地面，地面对A没有支持力，也没有摩擦力，则A受到重力、F和B对A的支持力共3个力作用．对于B物体：受到重力、A对B的压力和地面的支持力和摩擦力，共4个力作用．故选项A正确．8．如图甲所示，用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块，A端的拉力均匀增加，0～t1时间木块静止；木块运动后改变拉力大小，使木块在t2时刻后处于匀速直线运动状态．计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示的拉力随时间变化图线．当用F＝5.3N的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为________N；若用F＝5.8N的水平拉力拉木块，木块所受摩擦力大小为________N.解析：当用F＝5.3N的水平拉力拉静止的木块时，木块所受静摩擦力大小等于拉力大小，即为5.3N；若用F＝5.8N的水平拉力拉木块，木块所受滑动摩擦力大小为5.1N.☆答案☆：5.35.1「能力提升练」9.如图所示，在研究摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块，小木块的运动状态及弹簧测力计的读数如下表所示(每次实验时，木块与桌面间的接触面相同)，则由下列分析可知()实验次数小木块的运动状态弹簧测力计读数/N1静止0.42静止0.63直线加速0.74匀速直线0.55直线减速0.3A．小木块的最大静摩擦力是0.7NB．小木块的最大静摩擦力是0.6NC．在这五次实验中，小木块受到的摩擦力大小有三次是相同的D．在这五次实验中，小木块受到的摩擦力大小各不相同解析：选C在计算摩擦力的大小时要注意静摩擦力与滑动摩擦力的不同，静摩擦力与外力有关，滑动摩擦力应用公式进行计算．本题木块加速、匀速、减速运动时滑动摩擦力相同，均为0.5N，但由于不知木块何时刚好运动，故无法判断出最大静摩擦力．10.(2019·北京师大附中高一期中)滑块A和B叠放在传送带上，A被细线连于墙上．如果传送带逆时针旋转，滑块A和B都相对地面静止，则下列说法正确的是()A．B受到的静摩擦力水平向左B．A受到的静摩擦力水平向左C．传送带的转速变成原来的两倍，A受到的滑动摩擦力也变成原来的两倍D．无论传送带的转速是多少，B都不受摩擦力解析：选D物体B不受摩擦力，A错误，D正确；A受到传送带向左的滑动摩擦力，B错误；摩擦力与相对速度无关，只与动摩擦因数(粗糙程度)和正压力有关，C错误．11.如图所示，质量为m的木块在静止的质量为M的木板上向右滑行，木板与地面间动摩擦因数为μ1，木块与木板间的动摩擦因数为μ2，木板一直静止，则木板受地面的摩擦力大小为()A．μ2mgB．μ1MgC．μ1(m＋M)gD．μ1Mg＋μ2mg解析：选A对木块受力分析，受重力、长木板的支持力和向左的滑动摩擦力，则有f1＝μ2FN，FN＝mg，故f1＝μ2mg；再对长木板受力分析，受到重力、木块对长木板向下的压力，木块对其向右的滑动摩擦力，地面对长木板的支持力及向左的静摩擦力，根据共点力平衡条件，则有f1＝f2，因此f2＝μ2mg，故A正确，B、C、D错误．12.(2019·深圳中学第一学期期中)如图所示，光滑水平地面上有一直角三角形斜面体B靠在竖直墙壁上，物块A放在斜面体B上，开始A、B静止．现用水平力F推A，A、B仍静止，则此时A、B受力的个数分别可能是()A．3个、3个B．3个、5个C．4个、4个D．3个、4个解析：选D先对AB整体分析，受推力，重力、地面的支持力、墙壁的支持力；再对物体A分析，受重力、推力、斜面体的支持力、摩擦力(当重力的下滑分力与推力的上滑分力相等时静摩擦力为零)，则A可以受到3个或4个力，分析B的受力情况：受重力、墙壁的支持力、地面的支持力、A对B的压力、A对B的静摩擦力(当重力的下滑分力与推力的上滑分力相等时静摩擦力为零)，则B可以受到4个或5个力，当A受到3个力时，B受4个力，当A受4个力时，B受5个力，故D正确．故选D.13.有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧．如图所示，笔杆竖直放置，在圆珠笔尾部的按钮上放一个200g的砝码，砝码静止时，弹簧压缩量为2mm.现用这支圆珠笔水平推一本平放在桌面上质量为800g的书，当按钮压缩量为2.4mm(未超过弹簧的弹性限度)时，这本书恰好匀速运动．g＝10m/s2，试求：(1)笔内小弹簧的劲度系数；(2)书与桌面间的动摩擦因数大小．解析：(1)由于砝码处于静止，则kx＝mg，所以有k＝mgx＝0.2×102×10－3N/m＝1000N/m.(2)要使书恰好能匀速运动，则kx′＝μm′g，得μ＝kx′m′g＝1000×2.4×10－30.8×10＝0.3.☆答案☆：(1)1000N/m(2)0.314.如图所示，一劲度系数为k2的弹簧竖直地放在桌面上，上面压一质量为m的物体，另一劲度系数为k1的弹簧竖直地放在物体上面，其下端与物体的上表面连接在一起，两个弹簧的质量都不计．要想使物体在静止时下面弹簧承受的压力减小为原来的23，应将上面弹簧的上端A竖直提高一段距离d，则d应为多大？解析：物体处于平衡状态，在竖直方向上所受的合外力为零．当上面的弹簧没有作用力时，下面弹簧对物体的支持力等于物体的重力，所以下面弹簧的压缩量为Δx1＝mgk2，当上面弹簧提起时，下面弹簧的弹力减小为物体重力的23，设此时弹簧的压缩量为Δx2，则k2Δx2＝2mg3，得Δx2＝2mg3k2.下面弹簧两次压缩量之差为Δx＝Δx1－Δx2＝mg3k2，这说明物体要上升Δx.当提起A端时，上面弹簧的伸长量为Δx3，产生的弹力大小为mg3＝k1Δx3，所以Δx3＝mg3k1.A端上移的距离等于下面弹簧减少的压缩量与上面弹簧伸长量之和．所以d＝Δx＋Δx3＝k1＋k2mg3k1k2.☆答案☆：k1＋k2mg3k1k2