第一节 重力与弹力、摩擦力-2023年高考物理一轮系统复习学思用

【能力提高练】第一节重力与弹力、摩擦力

1.（2022•东北师范大学附属中学高三（下）测试（六））某同学利用图甲所示装置研究摩擦力

的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木

板上。水平向左拉木板，传感器记录的尸-「图像如图乙所示。下列说法正确的是（）

物块力传感超1

力.I1

<I—、1I

实验台长木板

甲

A.实验中必须让木板保持匀速运动

B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线

C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7

D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数

【解析】AB.为了能研究摩擦力随时间的变化曲线，故物块一直要处于静止状态，

则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡，图乙是向右轻绳的拉力随时间变化曲线，故图

乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由图可乙知向右轻绳的拉力先增大后减小，最后趋

于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，所以不需要让木板保持匀速运动，

故AB错误；

C.由图可知，最大静摩擦力约为10N,滑动摩擦力约为7N,故最大静摩擦力与滑动

摩擦力之比约为10:7,故C正确；

D.根据耳=〃稣，=mg,可知，由于不知道物块的重力，故无法求物块与木板

间的动摩擦因数，故D错误。故选C。

【答案】C

2.（2022•北京市北师大附属实验中学高三（下）零模）某同学利用图甲所示的装置研究摩

擦力的变化情况。水平桌面上固定一个力传感器,传感器通过细绳拉住物块，物块放置在粗

糙的长木板上。水平向右拉木板，传感器记录的力尸与时间，的图像如图乙所示。下列说法

正确的是（）

A.在3.0~3.5s时间内，木板一定做匀加速运动

B.在4.5~5.5s时间内，木板一定做匀加速运动

C.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线

D.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为5:4

【解析】A.由乙图可知，在3.0~3.5s时间内，物块与长木板之间为静摩擦力，二者

保持相对静止，即木板处于静止状态。故A错误；

B.同理，在4.5~5.5s时间内，二者之间为滑动摩擦力，木板一定在相对物块运动但是

不一定做匀加速运动。故B错误；

C.物块始终处于平衡状态，虽然传感器显示的细绳拉力和长木板提供的摩擦力等大反

向，但是图乙中曲线是细绳拉力随时间的变化曲线，并不是摩擦力随时间的变化曲线。故C

错误；

D.由乙图可知，最大静摩擦力大小为图中最大F,即5N；滑动摩擦力为图中相对平

稳的尸，即大约4N。所以二者之比约为5:4。故D正确。故选D。

【答案】D

3.（2022•四川外国语学校一模）如图所示，水平地面上斜放着一块木板48,在48上放

着一木板，逐渐增大木板与水平面之间的倾角9,当叙30。时木块所受摩擦力和月53。时相

等，则木块和木板间的动摩擦因数等于（已知疝53。=0.8,cos53o=0.6）（）

【解析】当木板与水平面间的夹角为。（较小角）时，木块恰好静止在木板上，对物体

受力分析，并将重力垂直与平行斜面分解，则有静摩擦力的大小/=Mgsin30,当木板与

水平面间的夹角为。（较大角）时，木块沿木板下滑，根据滑动摩擦力公式

r=〃N=〃mgcos53,根据最大静摩擦力等于滑动摩擦力，得〃=2,故选A。

6

【答案】A

4.（2022•江苏省扬州中学高三（下）开学考试）使用自卸式货车可以提高工作效率.如图

所示，在车厢由水平位置逐渐抬起的过程中，有关货物所受车厢的支持力以和摩擦力斗

下列说法中正确的是（）

A.支持力网逐渐减小

B.支持力尽先减小后不变

C.摩擦力年逐渐增大

D.摩擦力%先增大后不变

【解析】AB.由受力分析可知支持力N=/ngcos6,cos。随着角度的增大而减小,

故支持力为一直减小，故A正确，B错误；

CD.开始时货物受重力和支持力，抬起后受到沿货箱向上的静摩擦力，静摩擦力等于

重力沿斜面向下的分力，即心umgsin。，随着角度增大，静摩擦力增大；当角度达到一

定程度时，物体开始滑动，静摩擦力变成滑动摩擦力，而滑动摩擦力篇="mgcos6、cos。

随着角度的增大而减小，故摩擦力将减小，故摩擦力是先增大后减小，故CD错误。故选A。

【答案】A

5.（2022•长春外国语学校高三（下）期初考试）打印机进纸系统的结构示意图如图所示，

正常情况下，进纸系统能做到“每次只进一张纸设图中刚好有20张相同的纸，每张纸的

质量均为〃?，搓纸轮按图示方向转动带动最上面的第1张纸向右运动，搓纸轮与纸张之间的

动摩擦因数为川，纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为"2,工作时

搓纸轮给第I张纸压力大小为凡打印机正常工作时，下列说法正确的是（）

搓纸轮

纸张

摩擦片

A.第2张纸受到第1张纸的摩擦力方向向左

B.第10张纸与第11张纸之间的摩擦力大小为N2（F+10，〃g）

C.第20张纸与摩擦片之间的摩擦力为0

D.若想做到“每次只进一张纸”，则附>明

【解析】A.第1张纸相对第二张纸向右运动，所以给第2张纸的摩擦力方向向右，

A错误；

B.将第2到10张纸作为整体，第1张纸对第2张纸的摩擦力大小为f=^mg+F）,

第10张纸与第II张纸之间为静摩擦力，所以第10张纸与第11张纸之间的摩擦力大小为

f=jn2（mg+F）,B错误；

C.将第2到第20张纸作为整体受力分析可知，第20张纸与摩擦片之间的摩擦力为静

摩擦力，大小不为零，C错误；

D.第1张纸下表面受到第2张纸施加的滑动摩擦力为了=〃2（"取+用，要将纸一张一张

进入就需要满足,片〃-，通常情况下Q>wg，所以〃i>〃2，D正确。故选D。

【答案】D

6.（2022•山东潍坊市高三（下）一模）如图甲所示为被称作“雪游龙”的国家雪车雪橇中

心，2022年北京冬奥会期间，该场馆承担雪车、钢架雪车、雪橇三个项目的全部比赛。图

乙为运动员从侧壁冰面过“雪游龙’’独具特色的360。回旋弯道的场景，在某段滑行中运动员沿

倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动，则此段运动过程中（）

A.雪车和运动员所受合外力为零

B.雪车受到冰面斜向上的摩擦力

C.雪车受到冰面的摩擦力方向与其运动方向相反

D.运动员所受雪车的支持力小于自身重力

【解析】A.雪车和运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动，处于非平衡状态,

所受合外力不为0,A错误；

BC.雪车受到的摩擦力是滑动摩擦力，与相对冰面运动方向相反，故受到的摩擦力方

向与其运动方向相反，B错误，C正确；

D.雪车和运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动，运动员所受到的合外力指向

轨迹圆心，故所受雪车的支持力大于自身重力，D错误。故选C。

【答案】C

7.（2022•浙江杭州市高三（下）二模）一本书重约6N,有424页，书本正面朝上。现将

一张A4纸夹在106~107页间，A4纸能够覆盖几乎整个书页，如图所示。若要将A4纸抽出,

至少需用约1N的拉力。不计书皮及A4纸的质量，则A4纸和书之间的摩擦因数最接近（）

A.0.33B.0.45C.0.56D.0.67

【解析】需用约1N的拉力克服最大静摩擦力，A4纸受正反两面的两个摩擦力，不

计书皮及A4纸的质量，有1=2X〃*9X4=2x〃x白X106,解得〃标0.33,故选A。

【答案】A

8.如图所示，将两相同的木块八人置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两

侧用细绳系于墙壁.开始时。、匕均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩

擦力aa#0,〃所受摩擦力Ff》=0.现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间（）

乡—ab

A.尸防大小不变B.Ff“方向改变

C.Ff〃仍然为零D.F仍方向向右

【解析】剪断右侧绳的瞬间，右侧绳上拉力突变为零，而弹簧对两木块的拉力没有发

生突变，与原来一样，所以6相对地面有向左的运动趋势，受到静摩擦力尸步方向向右，C

错误、D正确.剪断右侧绳的瞬间，木块”受到的各力都没有发生变化，A正确、B错误.

【答案】AD

9.（2021.天津耀华中学）如图所示，一长直木板的上表面放有一小物块，当木板以远离

物块的一端O为轴，由水平位置缓慢向上转动（a角变大）时，则物块受到的摩擦力后随转过

的角度a变化的图像可能正确的是（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（）

【解析】设木板与水平面间的夹角增大到。时，铁块开始滑动，显然当a<0时，铁

块与木板相对静止，由力的平衡条件可知，铁块受到的静摩擦力的大小为Ff=mgsina；当a>0

时铁块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力，设动摩擦因数为"，由滑动摩擦力公式得铁块受到

的摩擦力为居=〃mgcosa.通过上述分析知道：a<6时，静摩擦力随a角增大按正弦函数增

大；当a沙时，滑动摩擦力随a角增大按余弦规律减小，故C正确.

【答案】C

10.为了研究手机保护套与书桌之间的动摩擦因数，小明找来了拉力传感器，先测得该

带保护套的手机的质量为025kg,再按如图甲所示将手机放置在桌面上，用拉力传感器缓

慢拉手机，直至手机在桌面上缓慢向右运动一段距离，截取计算机屏幕上的一段尸一r图线，

如图乙所示，重力加速度g取10m/s2,则以下说法正确的是（）

A.桌面所受的滑动摩擦力约为2.60N,方向向右

B.手机保护套与桌面间的动摩擦因数随着拉力厂的增大而增大

C.若在手机上增加压力，手机保护套与桌面间的动摩擦因数增大

D.手机保护套与桌面间的动摩擦因数为4=1.12

【解析】由F—r图线可得，在0〜八时间内，拉力尸逐渐增大，在九时刻，拉力达

到最大，手机刚开始向右运动，即九时刻拉力的大小等于最大静摩擦力Ffmax，约为2.80N,

之后手机缓慢运动时拉力等于滑动摩擦力Ff,由题图乙可知手机所受的滑动摩擦力约为2.6（）

N,方向向左，由牛顿第三定律可知桌面所受的滑动摩擦力大小约为2.60N,方向向右，A

选项正确；动摩擦因数由接触面的材料和接触面的粗糙程度决定，与拉力和压力都无关，且

〃=奈=1.04,B、C、D选项错误.

【答案】A

II.木块4、8的重力分别为50N和6（）N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25；

夹在A、8之间的水平轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m.系统置于水平地面

上静止不动.现用F=1N的水平拉力作用在木块B上，如图所示，力F作用后（最大静摩

擦力等于滑动摩擦力）（）

AWWWB-AF

7777777777777777777777777777777777

A.木块A所受摩擦力大小是12.5NB.木块A所受摩擦力大小是11.5N

C.木块3所受摩擦力大小是9ND.木块8所受摩擦力大小是7N

【解析】由于弹簧被压缩rAt=2cm,故弹簧的弹力/产Mr=400N/mx0.02m=8

N,弹簧对木块A的力是向左的，大小为8N,而A静止，A所受最大静摩擦力为RmA=50

Nx0.25=12.5N＞尸弹，则A静止，A受到的摩擦力与F评等大反向，FH=Fw=8N,故A受

到的摩擦力为8N,方向水平向右，选项A、B均错误；B所受最大静摩擦力Ffmfl=60Nx0.25

=15N,它受向右的8N的弹簧弹力，还有向右的F=\N的拉力，故两力的合力大小为9N,

方向水平向右，也小于其最大静摩擦力，8也处于静止状态，受力平衡，故它受到的摩擦力

等于弹簧对它的弹力和拉力的合力9N,方向水平向左，选项C正确，D错误.

【答案】C

12.（2022•河南许昌市高三（下）二模）如图所示，一粗糙斜面体静止在水平地面上，斜

面体上方水平虚线处装有一光滑定滑轮。一轻绳跨过定滑轮，其一端悬挂物块N,另一端与

斜面体上的物块M相连，系统处于静止状态。现把定滑轮沿水平虚线缓慢向右移动小段距

离。系统仍处于静止状态，则在此过程中（）

应］

A.轻绳对滑轮的作用力大小不变B.斜面体对M的摩擦力大小一直增加

C.斜面体对〃的作用力大小一直减小D.地面对斜面体的支持力大小一直增加

【解析】A.定滑轮沿水平虚线缓慢向右移动小段距离，绳子间的夹角变小，故轻绳

对滑轮的作用力大小变大，A错误；

B.定滑轮沿水平虚线缓慢向右移动小段距离，绳子拉力的方向与竖直方向变小，但由

于不知道摩擦力的方向，故无法判断斜面体对M