第二单元摩擦力-高三物理第一轮单元能力复习题

45分钟单元能力训练卷（二）

［考查范围：第二单元分值：120分］

一、选择题（每小题6分，共48分）

1.如图D2—1所示，光滑半球形容器固定在水平面上，0为球心，一质量为m的小滑

块在水平力F的作用下静止于P点.设滑块所受支持力为F,0P与水平方向的夹角为9.

下列关系正确的是（）

图D2-1

mg

tan°

F=mgtan9

„mg

1—八

NtanU

F=mgtan。

2.如图D2-2所示，重为G的物体静止于倾角为0的斜面上，现用垂直于斜面的压

力F=kt（k为比例常量，t为时间）作用在物体上.从t=0开始，物体所受摩擦力f随时

间t的变化关系是图D2-3中的（）

图D2-2

BC

图D2-3

3.如图D2-4所示，质量均为m的两个完全相同的小球A和B用两根等长的细线悬挂

在0点，两球之间连着一根劲度系数为k的轻质弹簧，静止不动时，两根细线之间的夹角

为。，则弹簧的长度被压缩了（）

图D2-4

图D2-5

4.如图D2—5所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，一边紧贴墙壁.若在斜面上加

一物体m,且M、m相对静止，则小车后来受力个数为（）

5.如图D2—6所示，匀强电场的方向与倾斜的天花板垂直，一带正电的物体在天花板

上处于静止状态，则下列判断正确的是（）

A.天花板与物体间的弹力可能为零

B.天花板对物体的摩擦力可能为零

C.物体受到天花板的摩擦力随电场强度E的增大而增大

D.在逐渐增大电场强度E的过程中，物体将始终保持静止

6.如图D2—7所示，在倾角为a的传送带上有质量均为m的三个木块1、2、3,中

间均用原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数均为

U，其中木块1被与传送带平行的细线拉住，传送带按图示方向匀速运行，三个木块处于

平衡状态.下列结论正确的是（）

A.2、3两木块之间的距离等于巴瞥竺上+L

B.2、3两木块之间的距离等于匈0+产、Z^+L

C.1、2两木块之间的距离等于2、3两木块之间的距离

D.如果传送带突然加速，相邻两木块之间的距离都将增大

7.如图D2—8甲所示，一物块在粗糙斜面上，平行斜面向上的外力F作用在物块上，

斜面和物块始终处于静止状态.当F按图D2-8乙所示规律变化时，物体与斜面间的摩擦

力f大小变化规律可能是图D2-9中的（）

图D2-10

8.如图D2—10所示，将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、4块固定

在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角为30°.

假定石块间的摩擦力可以忽略不计，则第1、2块石块间的作用力与第1、3块石块间的作

用力的大小之比为（）

二、实验题（共18分）

9.（8分）用如图D2-11甲所示的装置测定弹簧的劲度系数，被测弹簧一端固定于A

点，另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码，旁边竖直固定一最小刻度为mm的刻度尺.当挂两

个钩码时，绳上一定点P对应刻度如图乙中ab虚线所示.再增加一个钩码后，P点对应刻

度如图乙中cd虚线所示.已知每个钩码质量为50g,重力加速度g=9.8m/sz,则被测弹

簧的劲度系数为N/m,挂三个钩码时弹簧的形变量为cm.

甲

图D2—11

10.（10分）某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋（遵循

胡克定律）和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实

验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连

接，结点为0,将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物，如图D2-12所示.

□

图D2-12

（1）为完成实验，下述操作中必需的是.

A.测量细绳的长度

B.测量橡皮筋的原长

C.测量悬挂重物后橡皮筋的长度

D.记录悬挂重物后结点0的位置

⑵钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是

三、计算题（共54分）

11.（15分）笳图D2-13所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上，

设小球质量m=lkg,斜面倾角a=30°,细绳与竖直方向夹角9=30°,光滑斜面体的

质量M=3kg,置于粗糙水平面上.取g=10m/sz,求：

（D细绳对小球拉力的大小；

（2）地面对斜面体的摩擦力的大小和方向.

图D2-13

12.（19分）如图D2—14所示，在倾角为37°的固定斜面上静置一个质量为5kg的物

体，物体与斜面间的动摩擦因数为.取g=10m/sz,求：

（D物体所受的摩擦力;（sin37°=,cos37°=

（2）若用原长为10cm、劲度系数为X103N/m的弹簧沿斜面向上拉物体，使之向上匀

速运动，则弹簧的最终长度是多少

图D2-14

13.（20分）如图D2—15所示，A、B两物体叠放在水平地面上，已知A、B的质量分别

为吗=10kg,m（=20kg,A、B之间及B与地面之间的动摩擦因数均为u=0.5.一轻绳一

端系住物体A,另一端系于墙上，绳与竖直方向的夹角为37°.今欲用外力将物体B匀速向

右拉出，求所加水平力F的大小，并画出A、B的受力分析图.（取g=10m/s2,sin37。

=,cos37°=

图D2-15

45分钟单元能力训练卷（二）

、mg

1.A［解析］取滑块为研究对象，受力分析如图所示，由平衡条件得F、sin。=mg,

即F=Tmg"，选项c、D错误；由Ftan0=mg,得Fm=gT",选项A正确、B错误.

2.D［解析］未加压力F之前，物体处于静止状态，由平衡条件可得：f=Gsin°,

当加上压力F后，物体仍处于静止状态，因此f仍为GsinO,故D正确.

3.C［解析］小球A受到竖直向下的重力、水平向左的弹簧弹力和细线的拉力，由平

0

°mgtan—

衡条件可得kx=mgtarry,即x=-—,选项C正确.

4.B［解析］以小车M和物体m整体为研究对象，它们必受到重力和地面支持力.因

小车和物体整体处于静止状态，由平衡条件知，墙面对小车必无作用力.以小车为研究对

象，如图所示，它受四个力：重力Mg、地面的支持力%、m对它的压力%和静摩擦力f.

由于m静止，可知f和％的合力必竖直向下，故选项B'IE确.

me

5.1）［解析］物体受力分析如图所示，由于物体静止，由平衡条件知，沿天花板方

向：f=mgsin。，所以选项A、B、C错误；垂直天花板方向：qE=mgcos。+N,当E增大

时，N增大，物体仍静止不动，选项D正确.

6.B［解析］设2、3两木块之间弹簧伸长量为x「分析木块3的受力，由平衡条件

可知，mgsina+umgcosa=kx/故2、3两木块之间的距离为+L=

9Qjna+口cosaQnis

-——,,,+L,选项A错误，B正确；设木块1、2之间弹簧的伸长量为X,以

K2

2、3两木块为一整体，可得：kx=2mgsina+2Pmgcosa,故1、2两木块之间的距离为

2

2^s\na+UcosQ夕mg

x+L=”,sin十・8+L,选项c错误；如果传送带突然加速，并不影响木块所受

2K

的摩擦力的大小和方向，因此相邻两木块之间的距离将不变，选项D错误.

7.D［解析］依题意，若开始时静摩擦力的方向沿着斜面向上，则有F+f=

当力F减小过程中，f增大，直到力F减小到零时f恒定，则D可选；若开始时

静摩擦力的方向沿着斜面向下，则有F=f+mgsin。，当力F减小过程中，f先减小到零，

然后反向增大到mgsin。恒定，无对应选项.

8.B［解析］对第一块石块进行受力分析如图所示，由几何关系可知。=60°,所

以有N：N=sin60°=W，选项B正确.

12132

9.

［解析］对钩码进行受力分析，根据平衡条件得mg=kx,

.mg50X10-3X、，，、一

贝ijk=—=--777----N/m=N/m

XA1U-3

挂三个钩码时，可列方程(m+ni+m)g=kx，

则x'=半^=错误！m=0.0210m=2.10cm

K

10.(l)BCD(2)更换不同的小重物

［解析］本实验中，结点0受三个拉力处于静止状态，三力平衡，任意两个力的合力

与第三个力等大反向.以两橡皮筋的伸长量(代表两个拉力的大小)为长度，沿OA、0B方

向为邻边，作平行四边形，只要该平行四边形的对角线与悬挂重物的橡皮筋在一条直线

上，与表示其拉力的线段相等，即验证了平行四边形定则，故实验要测量橡皮筋的原长、

悬挂重物后橡皮筋的长度，才能算出橡皮筋受力后的伸长量.为了确定拉力的方向，每次

必须记录结点0的位置.由于钉子位置固定，可改变的条件只能是所悬挂的重物的质量，

即可采用的方法是更换不同的小重物.

11.⑴邛N⑵¥N水平向左

OO

［解析］(1)以小球为研究对象，受力分析如图甲所示.

在水平方向：Tsin30°=Fsin300

在竖直方向：F^cos30°+Tcos30°=mg

1'1

Tmg5XIXIOr-

解得T=-—「N」＞N

cos30业3

2

(2)以小球和斜面整体为研究对象，受力分析如图乙所示，因为系统静止，所