人教新版高中物理能力提升训练必修第一册第3章重力　弹力　摩擦力word版含解析

一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分)1．[2022·广东佛山顺德区模拟]如图所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，紧贴墙壁．若在斜面上放一物体m，再给m施加一竖直向下的恒力F，M、m均保持静止，则小车受力的个数为()A．3B．4C．5D．62．[2022·黑龙江哈尔滨模拟]大小相等的力F按如图所示的四种方式作用在相同的物体上，力F可使物体能沿不同粗糙程度的水平面匀速运动，则物体与水平面间的摩擦力最大的是()3．[2022·北京丰台一模]如图所示为研究物块与木板之间摩擦力大小的实验装置．将一物块和木板叠放于水平桌面上．轻质弹簧测力计一端固定，另一端用细线与物块水平相连．现在用轻绳与长木板连接，用手向右水平拉轻绳，使长木板在桌面上滑动．弹簧测力计示数稳定后，下列说法正确的是()A．物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力B．木板必须在桌面上做匀速直线运动C．弹簧测力计示数一定等于物块受到的摩擦力D．弹簧测力计示数一定等于木板受到的摩擦力4．[2022·唐山模拟]如图所示，长木板A与物体B叠放在水平地面上，物体与木板左端立柱间放置轻质弹簧，在水平外力F作用下，木板和物体静止不动，弹簧处于压缩状态．将外力F缓慢减小到零，物体和木板始终不动，在此过程中()A．弹簧弹力逐渐减小B．木板A受到地面的摩擦力逐渐减小C．物体B所受摩擦力始终向左D．物体B所受摩擦力逐渐减小5.[2022·济南质检]如图所示，将小物块P轻轻放到半圆柱体上时，小物块只能在圆柱体上A到B之间保持静止．若小物块与半圆柱体之间的动摩擦因数为eq\f(\r(3),3)，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则∠AOB为()A．30°B．60°C．90°D．120°6．[2022·河南鹤壁高中模拟]如图所示，水平传送带上放一物体，当传送带沿顺时针方向以速度v匀速转动时，物体在轻弹簧水平拉力的作用下处于静止状态，此时弹簧的伸长量为Δx；当传送带沿顺时针方向的转动速度变为2v时，物体处于静止状态时弹簧的伸长量为Δx′，则关于弹簧前后两次的伸长量，下列说法中正确的是()A．弹簧的伸长量将减小，即Δx′<ΔxB．弹簧的伸长量将增加，即Δx′>ΔxC．弹簧的伸长量不变，即Δx′＝ΔxD．无法比较Δx和Δx′的大小7．物块m位于斜面上，受到平行于斜面的水平力F的作用处于静止状态．如图所示，若将外力F撤去，则()A．物块可能会沿斜面下滑B．物块受到的摩擦力变小C．物块受到的摩擦力大小不变D．物块对斜面的压力变小8.[2022·湖南娄底五校联考]如图所示，一辆运送沙子的自卸卡车装满沙子，沙粒之间的动摩擦因数为μ1，沙子与车厢底板间的动摩擦因数为μ2(μ2>μ＇)，车厢的倾角用θ表示，下列说法正确的是()A．要顺利地卸干净全部沙子，应满足tanθ<μ2B．要顺利地卸干净全部沙子，应满足sinθ>μ2C．只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足μ2>tanθ>μ1D．只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足tanθ>μ2>μ1二、多项选择题(本题共2小题，每小题4分，共8分)9．[2022·湖南衡阳八中月考]四个完全相同的弹簧测力计，外壳通过绳子分别与四个完全相同的物体相连，挂钩一端施加沿轴线方向的恒力F，以下四种情况中关于弹簧测力计读数的说法正确的是()A．如果图甲中的物体静止在水平地面上，那么弹簧测力计的读数可能小于FB．如果图乙中的物体静止在斜面上，那么弹簧测力计的读数一定等于FC．如果图丙中的物体静止在粗糙水平地面上，那么弹簧测力计的读数一定等于FD．如果已知图丁中水平地面光滑，则由于物体的质量未知，无法判定弹簧测力计的读数与F的大小关系10．[2022·武昌调研]如图甲所示，小物块A放在斜面体B的斜面上，斜面体B置于水平地面上，给物块A沿斜面向下的初速度v0时，A恰好可沿斜面匀速下滑，对运动中的A分别施加如图乙所示的其中一个恒力后，A仍沿斜面下滑，斜面体B始终静止．则在A运动的过程中，下列说法正确的是()A．若施加的是F1，则A加速下滑，地面对B无摩擦力B．若施加的是F2，则A继续匀速下滑，地面对B无摩擦力C．若施加的是F3，则A减速下滑，地面对B的摩擦力方向水平向右D．若施加的是F4，则A减速下滑，地面对B的摩擦力方向水平向右三、非选择题(本题共3小题，共32分)11．(8分)如图所示，放在水平地面上的物体A的重力G＝100N，右侧连着一轻质弹簧，已知物体与地面间的动摩擦因数Μ＝，弹簧的劲度系数k＝2500N/m.可近似认为物体所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现用力拉弹簧，则：(1)当弹簧伸长1cm时，求弹簧弹力F1和物体所受的摩擦力f1的大小；(2)当弹簧伸长2cm时，求弹簧弹力F2和物体所受的摩擦力f2的大小．12．(10分)[2022·广东惠州实验中学月考]如图所示，在倾角θ＝30°的斜面上放一木板A，重为GA＝100N，板上放一重为GB＝500N的木箱B，斜面上有一固定的挡板，先用平行于斜面的绳子把木箱与挡板拉紧，然后在木板上施加一平行斜面方向的拉力F，把木板从木箱下匀速抽出，此时，绳子的拉力T＝400N．设木板与斜面间的动摩擦因数μ1＝eq\f(\r(3),4)，求：(1)A、B间的摩擦力fB的大小和动摩擦因数μ2；(2)拉力F的大小．13.(12分)如图所示，质量为30kg的小孩在荡秋千时，被一质量为90kg的大人以图中方式用力推动，偏离竖直方向夹角θ＝30°，已知大人推小孩时身体与地面的夹角α＝60°.(g取10m/s2)求：(1)绳子张力的大小？(2)地面对大人的摩擦力的大小和方向？(3)若地面与大人之间的动摩擦因数为μ(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，若要保证人在图示位置能够始终处于静止状态，μ必须满足什么条件？1．B先对物体m进行受力分析，受到重力、向下的恒力F、支持力和静摩擦力，根据平衡条件，支持力和静摩擦力的合力与重力和恒力F的合力是一对平衡力，根据牛顿第三定律，m对M的压力和静摩擦力的合力竖直向下；再对小车M进行受力分析，受重力、m对它的垂直于斜面向下的压力和沿斜面向下的静摩擦力，同时地面对M有向上的支持力，共受到4个力，故A、C、D错误，B正确．2．A根据物体的平衡条件有，fA＝F，fB＝Fcos30°，fC＝Fcos30°，fD＝Fcos60°，知物体与水平面间的摩擦力最大的是A选项．3．C物块与长木板间发生相对运动，是滑动摩擦力，只要两者间发生相对运动即可，木板不必一定在桌面上做匀速直线运动，AB错误；物块受力平衡，弹簧测力计示数等于物块受到的滑动摩擦力，C正确；木板与物块、桌面间都会有摩擦力，D错误．4．B由题意可知木板和物体均静止不动。则弹簧的长度不变，所以弹簧的弹力保持不变，A错误，对物体B受力分析可知，水平方向受向左的推力F、向右的弹力T，如果开始时F>T，则物体B所受的摩擦力向右，由力的平衡条件可知F＝T＋Ff，推力F逐渐减小，则摩擦力逐渐减小，当推力F等于弹簧的弹力时，摩擦力为零，此后摩擦力的方向向左，则有T＝F＋Ff，可知推力F逐渐减小，摩擦力逐渐增大；如果开始时F<T，则有T＝F＋Ff，推力F逐渐减小，摩擦力逐渐增大，CD错误，以木板和物体组成的整体为研究对象，整体在水平方向上受推力F以及地面对木板的摩擦力Ff1，则有F＝Ff1，地面对木板的摩擦力随推力F的减小而减小，B正确．5．B对小物块P进行受力分析，如图所示，假设此时小物块刚好静止在半圆柱体上，所受的摩擦力等于最大静摩擦力，则由力的平衡条件可得mgsinα＝Ff、Ff＝μF′N、F′N＝FN＝mgcosα，整理解得α＝30°，所以∠AOB＝60°，B正确．6．C物体所受的滑动摩擦力大小为f＝μN＝μmg，f与传送带的速度大小无关，当传送带的速度方向不变时，不管速度大小如何变化，物体所受的滑动摩擦力方向向右，大小不变，仍与弹簧弹力平衡，根据平衡条件有kx＝f，知弹簧的伸长量不变，则有Δx′＝Δx，故C正确．7．B开始时，物块在斜面上受重力mg、斜面的支持力N和摩擦力f、水平力F作用，物块处于静止状态，因此f为静摩擦力，根据共点力平衡条件可知，在垂直于斜面的方向上有N＝mgcosα，在平行于斜面的方向上有f＝eq\r(F2＋mgsinα2)，由于水平力F与斜面平行，因此即使撤去外力F，对垂直于斜面方向上的受力情况无影响，故选项D错误；当撤去外力F后，在平行于斜面方向上，除斜面对物块的摩擦力以外，仅剩下重力沿斜面向下的分力，且有mgsinα<eq\r(F2＋mgsin2)，所以此时斜面对物块的摩擦力仍然是静摩擦力，故选项A错误；且有f′＝mgsinα，故选项B正确、C错误．8．C因为μ2>μ1，可知越是上层的沙子越容易卸下，当与车厢底板接触的沙子从车上卸下时，全部沙子就能顺利地卸干净，则有mgsinθ>μ2mgcosθ，得tanθ>μ2，故A、B错误；与车厢底板不接触的沙子卸下，而与车厢底板接触的沙子未卸下时，即只卸去部分沙子车上还留有一部分沙子，这时应有mgsinθ>μ1mgcosθ，mgsinθ<μ2mgcosθ，得μ2>tanθ>μ1，故C正确，D错误．9．BC题图甲中的物体静止在水平地面上，根据平衡原理，弹簧测力计的读数等于F，故A错误；不论物体静止在斜面上，还是静止在粗糙水平地面上，由平衡条件可知，弹簧测力计的读数一定等于F，故B、C正确；已知题图丁中水平地面光滑，虽然物体的质量未知，但是弹簧测力计的读数与F的大小仍相等，故D错误．10．ABA匀速下滑，则A所受的滑动摩擦力和斜面体对物块的支持力在水平方向上的分力相等，且滑动摩擦力是支持力的μ倍，而斜面体受重力、地面的支持力、A对斜面体的压力和摩擦力，由于A对斜面体的压力和摩擦力在水平方向上的分力相等，所以地面对斜面体的摩擦力为零，无论施加的外力方向如何，A所受的滑动摩擦力仍然是支持力的μ倍，即两个力在水平方向上的分力仍然相等，所以地面对斜面体的摩擦力始终为零，C、D错误；若对A施加沿斜面向下的外力F1，则A所受的合力为F1，A沿斜面加速下滑，A正确；若对A施加力F2，则对A有(mg＋F2)sinθ＝μ(mg＋F2)cosθ，则A仍匀速下滑，B正确．11．答案：(1)25N25N(2)40N解析：(1)由胡克定律知F1＝kx1＝2500N/m×m＝25Nf＝μFN，FN＝G，则f＝μG＝40N因为F1<f，所以物体仍静止，即f1＝25N(2)由胡克定律知F2＝kx2＝2500N/m×m＝50NF2>f，所以物体运动，即f2＝40N.12．答案：(1)150Neq\f(\r(3),5)(2)325N解析：本题考查摩擦力的动静突变问题．(1)对B受力分析如图甲所示．由平衡条件，沿斜面方向有GBsinθ＋fB＝T，代入数据，解得A、B间的摩擦力fB＝150N，垂直斜面方向有NB＝GBcosθ＝500×eq\f(\r(3),2)N＝250eq\r(3)N，A、B间的动摩擦因数μ2＝eq\f(fB,NB)＝eq\f(150,250\r(3))＝eq\f(\r(3),5).(2)以A、B整体为研究对象，受力分析如图乙所示．由平衡条件得F＝fA＋T－(GA＋GB)sinθ，NA＝(GA＋GB)cosθ，fA＝μ1NA，联立解得F＝325N.13．答案：(1)100eq\r(3)N(2)50eq\r(3)N，水平向左(3)μ≥eq\f(\r(3),21)解析：(1)选小孩为研究对象，受力分析如图甲所示，由平衡条件有F′＝mg由几何知识可得FN与F′夹角为30°，FT与F′夹