2023年高考物理一轮复习专题05重力、弹力、摩擦力（练）（含解析）

专题05重力、弹力、摩擦力1．用一个水平推力F=kt〔k为恒量，t为时间〕把一重为G的物体压在竖直的足够高的平整墙上，如下图，从t=0开始物体所受的摩擦力f随时间t变化关系是下列图中的哪一个：〔〕【答案】B【解析】如下图，从t=0开始水平推力F=kt，即压力不断增大，那么物体受到滑动摩擦力作用，所以滑动摩擦力的大小与压力正比。因此滑动摩擦力不断增大，当物体的最大静摩擦力大于重力时，物体处于静止状态，即使推力增大，也不会影响物体的静摩擦力大小，此时静摩擦力的大小等于重力。因此B正确；ACD均错误；2．如下图，在一粗糙水平上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为、劲度系数为k的轻弹簧连结起来，木块与地面间的动摩擦因数为，现用一水平力向左拉木块1，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是：〔〕A．B．C．D．【答案】C3．如下图，物体放在某新型材料的木板上，当木板倾角分别为45°和60°时，物体受到的摩擦力大小恰好相等，那么物体和木板间的动摩擦因数为：〔〕A．B．C．D．【答案】B【解析】当木板倾角为45°时受到静摩擦力，由平衡知识可知，静摩擦力大小为mgsin45°；能够当木板倾角为60°时受到滑动摩擦力，大小为μmgcos60°，由题意可知：mgsin45°=μmgcos60°，解得μ=，应选B.4．〔多项选择〕如下列图所示的四个图中光滑球和每个接触面间均存在弹力的是：〔〕【答案】BD【名师点睛】此题考查分析判断两物体间是否存在弹力的能力，紧扣弹力产生的条件进行分析，可以用假设法分析；要知道物体间产生弹力要有两个条件：一是两物体直接接触，二是物体要发生弹性形变，可以移走与光滑球的接触面，看球能否保持原来的运动状态来分析是否存在弹力。5．一质量不计的弹簧原长为10cm，一端固定于质量m=2kg的物体上，另一端施水平拉力F．〔取g=10m/s2〕求：〔1〕假设物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至12cm时，物体恰好匀速运动，求弹簧的劲度系数；〔2〕假设将弹簧拉长至11cm时，求此时物体所受到的摩擦力的大小；〔3〕假设将弹簧拉长至13cm时，求此时物体所受到的摩擦力的大小(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)【答案】〔1〕200N/m〔2〕2N〔3〕4N【解析】〔1〕物体匀速前进时

k〔x-x0〕=μmg∴〔2〕F1=k〔x1-x0〕=2N∵F1＜fmax=F滑=μmg=4N∴f为静摩擦力，大小为2N〔3〕F2=k〔x2-x0〕=6N∵F2＞fmax=F滑=μmg=4N∴f为滑动摩擦力，大小为4N1．为了测量A、B两物体之间的滑动摩擦力，某同学设计了如下图四个实验方案．在实验操作过程中，认为测力计读数即为滑动摩擦力的大小，那么最准确的方案是：〔〕【答案】C2．如下图，有黑白两条毛巾交替折叠地放在地面上，白毛巾的中部用线与墙壁连接着，黑毛巾的中部用线拉住，设线均呈水平．欲将黑白毛巾别离开来，设每条毛巾的质量均为m，毛巾之间及其跟地面间的动摩擦因数均为μ，那么将黑毛巾匀速拉出需用的水平拉力为：〔〕A.μmgB.2μmgC.5μmgD.6μmg【答案】C【解析】根据受力平衡，黑毛巾有四个面受到摩擦力，平衡时，应选：C.【名师点睛】此题涉及到滑动摩擦力方向的判定和物体的平衡条件的应用，要知道滑动摩擦力方向与接触面相切，与相对运动的方向相反；解题时要注意每个接触面都可能有摩擦力的存在，注意各个接触面的压力大小不同，此题有一定难度.3．如下图，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上〔但不拴接〕，整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧，在这过程中下面木块移动的距离为：〔〕A.m1g/k1B.m2g/k1C.m1g/k2D.m2g/k2【答案】C【解析】开始时：设弹簧压缩的长度x2，那么有m1g+m2g=k2x2，得到x2=(m1+m2)g/k2，当上面的木块刚离开上面弹簧时，设弹簧压缩的长度x2′，那么有m2g=k2x2′得到x2′=m2g/k2，所以在这过程中下面木块移动的距离为h=x2-x2′=m1g/k2。【名师点睛】对于弹簧问题，往往先分析弹簧原来的状态，再分析变化后弹簧的状态，找出物体移动距离与弹簧形变之间的关系．开始时弹簧处于压缩状态，弹力等于两个木块的总重力，由胡克定律求出弹簧压缩的长度x2．当上面的木块刚离开上面弹簧时，弹簧仍处于压缩状态，此时弹力等于下面木块的重力，再由胡克定律求出弹簧此时压缩的长度x2′，所以在这过程中下面木块移动的距离h=x2-x2′。4．〔多项选择〕水平桌面上，重300N的物体与桌面间的动摩擦因数为0.1，最大静摩擦力为33N：〔〕A、当用15N的水平拉力拉此物体时，物体受到的摩擦力为15NB、当用32N的水平拉力拉此物体时，物体受到的摩擦力为32NC、当用32N的水平拉力拉此物体时，物体受到的摩擦力为30ND、当用60N的水平拉力拉此物体时，物体受到的摩擦力为30N【答案】ABD【名师点睛】计算摩擦力，首先要分析物体的状态，确定是什么摩擦力．当水平拉力小于等于最大静摩擦力时，物体拉不动，受到的是静摩擦力；当水平拉力大于最大静摩擦力时，物体被拉动，受到的是滑动摩擦力5．一个底面粗糙、质量为M的劈放在粗糙的水平面上，劈的斜面光滑且与水平面成30°角；现用一端固定的轻绳系一质量为m的小球，小球放在斜面上，小球静止时轻绳与竖直方向的夹角也为30°，如下图，试求：〔1〕当劈静止时绳子的拉力大小．〔2〕地面对劈的支持力大小．〔3〕假设地面对劈的最大静摩擦力等于地面对劈支持力的k倍，为使整个系统静止，k值必须满足什么条件？【答案】〔1〕〔2〕〔3〕【解析】【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，那么可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解，1．【2023·新课标Ⅲ卷】一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上，弹性绳的原长也为80cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，那么弹性绳的总长度变为〔弹性绳的伸长始终处于弹性限度内〕：〔〕A．86cm B．92cm C．98cm D．104cm【答案】B【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，再根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解；如果物体受到三力处于平衡状态，可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据正弦定理列式求解。前后两次始终处于静止状态，即合外力为零，在改变绳长的同时，绳与竖直方向的夹角跟着改变。2．【2023·新课标Ⅱ卷】如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。假设保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为：〔〕A．B．C．D．【答案】C【解析】F水平时：；当保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角时，那么，联立解得：，应选C。【名师点睛】此题考查了正交分解法在解决平衡问题中的应用问题；关键是列出两种情况下水平方向的平衡方程，联立即可求解。3．【2023·江苏卷】一轻质弹簧原长为8cm，在4N的拉力作用下伸长了2cm，弹簧未超出弹性限度，那么该弹簧的劲度系数为：〔〕A．40m/N B．40N/m C．200m/N D．200N/m【答案】D【解析】由题意知，弹簧的弹力为4N时，弹簧伸长2cm，根据胡克定律F=kx，代入数据可得弹簧的劲度系数k=200N/m，所以A、B、C错误，D正确。【方法技巧】此题主要是掌握胡克定律的公式F=kx，并注意各物理量的单位。4．【2023·海南卷】如图，在水平桌面上放置一斜面体P，两长方体物块a和b叠放在P的斜面上，整个系统处于静止状态。假设将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。那么：〔〕A．f1=0，f2≠0，f3≠0B．f1≠0，f2=0，f3=0C．f1≠0，f2≠0，f3=0D．f1≠0，f2≠0，f3≠0【答案】C【名师点睛】“整体隔离法〞是力学中的重要方法，一定要熟练掌握，注意对于由多个物体组成的系统，不涉及内力时优先考虑以整体为研究对象。5．【2023·上海·14】如图，一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上，其一面与风速垂直，当风速为时刚好能推动该物块。风对物块的推力F正比于，其中v为风速、S为物块迎风面积。当风速变为时，刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块，那么该物块的质量为：〔〕A．4mB．8mC．32mD．64m【答案】D【解析】一质量为m的正方体的边长为a，刚好被推动，在水平方向上受到风力和最