内容正文:
[课下巩固精练卷(四)] 重力 弹力 摩擦力
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(每题5分,建议用时:50分钟)
考点
基础题
综合题
重力和重心
1,3
—
弹力
2,3,7,8
11,13
摩擦力
4,5,6,9
12
摩擦力的突变问题
10
14
【基础落实练】
1.(2023·浙江温州模拟)如图所示,光滑小球A左边靠着竖直墙壁B,右边靠着桌沿处于静止状态,则关于小球A的受力,下列说法正确的是( )
A.墙对A的作用力一定过A的重心
B.桌沿C对A的作用力一定过A的重心
C.A的重力一定过A的重心
D.A球的重心一定在球心
解析:选C。墙对A的作用力和桌沿C对A的作用力都过球心,重心不一定在球心,故A、B、D错误;重心是重力的等效作用点,所以重力一定过A的重心,故C正确。
2.乒乓球运动是一项我们熟知的运动。如图所示,当乒乓球从左到右触桌面反弹时,受到桌面的弹力方向正确的是( )
解析:选A。在乒乓球与桌面作用时,乒乓球受到桌面的弹力方向垂直桌面竖直向上,故A正确,B、C、D错误。
3.(2024•四川德阳模拟)如图所示,将一细杆放在光滑半球形容器内,处于静止状态,它与容器的接触点分别为点A、点B。下列关于细杆的说法中正确的是( )
A.若细杆的形状规则,则细杆的重心一定在它的几何中心
B.细杆的重心一定位于AB之间
C.细杆在A点处可能不受弹力
D.细杆的重心可能位于B点
解析:选B。若细杆的形状规则,质量分布均匀,细杆的重心在它的几何中心,故A错误;A点的弹力指向O,B点的弹力垂直于杆,根据平衡,细杆的重心一定位于AB之间,故B正确,D错误;光滑半球,假设A点不受弹力,杆受B点弹力和重力,无法平衡,故A点受到弹力作用,C错误。
4.如图1,水平桌面上等间距放置几支玻璃管,玻璃管上放一张轻薄的复合板,在复合板上放一辆电动遥控小车。启动遥控小车的前进挡,启动时轮胎不打滑,则( )
A.小车向左运动,受到向左的滑动摩擦力
B.小车向左运动,受到向右的滑动摩擦力
C.复合板受到小车的滑动摩擦力作用而向右运动
D.复合板受到小车的静摩擦力作用而向右运动
解析:选D。小车向左运动,由于小车的轮胎与复合板间无相对滑动,则受到的是静摩擦力,方向向左,选项A、B错误;由牛顿第三定律可知,复合板受到小车的向右的静摩擦力作用而向右运动,选项C错误,D正确。
5.(2023·广东潮州二模)如图所示为智能机器人协助派件员分拣快递的场景,派件员将包裹放在机器人的水平托盘上后,机器人通过扫码读取目的地信息,并生成最优路线,将不同目的地的包裹送至不同的位置,从而实现包裹的分拣功能。关于机器人和包裹,下列说法正确的是( )
A.机器人加速前进则包裹对水平托盘的摩擦力方向向后
B.包裹受到向上的支持力是包裹发生形变产生的
C.包裹对机器人的压力和机器人对包裹的支持力是一对平衡力
D.包裹随着机器人一起做匀速直线运动时,包裹受到向前的摩擦力
解析:选A。机器人加速前进时,机器人相对包裹有向前运动的趋势,故此时包裹对水平托盘的摩擦力方向向后,A正确;包裹受到向上的支持力是托盘发生形变产生的,B错误;包裹对机器人的压力和机器人对包裹的支持力是一对相互作用力,C错误;包裹随着机器人一起做匀速直线运动时,加速度为零,故此时不受到摩擦力,D错误。
6.在力学中,物体间的相互作用抽象为力的概念。下列有关力的说法,正确的是( )
A.物体的运动状态发生变化,所受合力的大小一定变化
B.重心可以看作是物体所受重力的作用点
C.桌面上的书本受到向上的支持力,是因为书本发生了形变
D.爬杆表演时,杂技演员沿竖直杆匀速上爬,受到的摩擦力方向竖直向下
解析:选B。力是改变物体运动状态的原因,物体运动状态变化,但力的大小不一定变化,如匀加速直线运动,故A错误;重心是重力的等效作用点,可以看作是物体所受重力的作用点,故B正确;桌面上的书本受到向上的支持力,是因为桌面发生了形变,故C错误;爬杆表演时,杂技演员沿竖直杆匀速上爬,演员受到重力和摩擦力,二力平衡,所以摩擦力方向竖直向上,故D错误。
7.如图所示,小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成α角的轻质细绳拴接一小球,此时小车与小球保持相对静止,一起在水平面上运动。下列说法正确的是( )
A.细绳一定对小球有拉力
B.轻弹簧一定对小球有弹力
C.细绳不一定对小球有拉力,但是轻弹簧一定对小球有弹力
D.细绳不一定对小球有拉力,轻弹簧也不一定对小球有弹力
解析:选D。当小车匀速运动时,弹簧弹力大小等于小球重力大小,此时细绳的拉力FT=0;当小车和小球向右做匀加速直线运动时,绳的拉力不可能为零,弹簧弹力有可能为零,故D正确。
8.如图甲所示是一种常见的持球动作,用手臂挤压篮球,将篮球压在身侧。为了方便问题研究,我们将场景进行模型化处理,如图乙所示。若增加手臂对篮球的压力,篮球依旧保持静止,则下列说法正确的是( )
A.篮球受到的合力增大
B.人对篮球的作用力增大
C.人对篮球的作用力的方向竖直向上
D.手臂对篮球产生压力是因为篮球发生了形变
解析:选C。篮球受到重力和人对篮球的作用力从而保持静止状态,说明篮球受力平衡,则合力为0保持不变,故A错误;重力和人对篮球的作用力是一对平衡力,等大反向,篮球重力不变则人对篮球的作用力大小不变,方向竖直向上,故B错误,C正确;手臂对篮球的压力施力物体是手臂,故手臂对篮球产生压力是因为手臂发生了形变,D错误。
9.飞机逃生滑梯是飞机安全设备之一,当飞机发生紧急迫降时,充气滑梯从舱门侧翼中释放,并在10秒内充气后与地面构成倾斜滑道(滑道可近似为平直滑道),保证乘客可以安全的撤离。某机组在一次安全测试中,让一名体验者静止在滑道上,然后改变滑道与水平面之间的夹角θ,发现当θ=30°和θ=45°时,该体验者所受的摩擦力大小恰好相等,则体验者与滑道之间的动摩擦因数为( )
A. B.
C. D.
解析:选B。当θ=30°和θ=45°时,该体验者所受的摩擦力大小恰好相等,则θ=30°时体验者处于静止状态,静摩擦力和重力沿斜面向下的分力相等,即Ff1=mg sin 30°,θ=45°时体验者沿斜面下滑,滑动摩擦力Ff2=μmg cos 45°,根据题意有mg sin 30°=μmg cos 45°,解得μ=,故B正确。
10.如图所示,A、B两物体静止在粗糙水平面上,其间用一根轻弹簧相连,弹簧的长度大于原长。若再用一个从零开始缓慢增大的水平力F向右拉物体B,直到A即将移动,此过程中,地面对B的摩擦力f1和对A的摩擦力f2的变化情况是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A.f1先变小后变大再不变
B.f1先不变后变大再变小
C.f2先变大后不变
D.f2一直在变大
解析:选A。因在施加拉力F前,弹簧处于伸长状态,此时地面对A的摩擦力水平向左,地面对B的摩擦力水平向右,对B施加水平向右的拉力后,随着F的增大,物体B受到的摩擦力先水平向右逐渐减小,再水平向左逐渐增大,当B相对地面向右运动后,物体B受地面的摩擦力不再变化;而在物体B运动之前,物体A受到地面的摩擦力水平向左,大小不变,当B向右运动后,随着弹簧弹力的增大,物体A受到的摩擦力逐渐增大,综上所述,选项A正确,B、C、D错误。
【综合提升练】
11.(2023·山东淄博联考)如图所示,某同学将一轻质弹簧一端固定在竖直挡板上,另一端与物块连接,物块置于水平面上,物块与水平面间的动摩擦因数为μ,弹簧与地面平行。改变物块在水平面上的位置,发现物块只能在A、B两点间保持静止,测得A、B两点到竖直挡板的距离分别为d1、d2,物块的质量为m,当地重力加速度为 g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则该弹簧的劲度系数为( )
A. B.
C. D.
解析:选A。根据题意,设弹簧的原长为d0 ,劲度系数为k,在A点时,有k(d0-d1)=μmg,在B点时,有k(d2-d0)=μmg,联立解得k=,故A正确。
12.一本质量为m的书平放在水平桌面上,将一张A4纸夹在书页间,如图所示。已知书与桌面间的动摩擦因数为μ,A4纸与书页间的动摩擦因数为4μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A4纸的质量忽略不计。现有一水平向右的力F作用于A4纸上,若要使书与A4纸一起运动,则A4纸上面书页的质量应至少大于( )
A. B.
C. D.
解析:选B。书本恰好运动时,设A4纸上面的书页的质量为m0,2×4μm0g=μmg,解得 m0=,若要使书一同运动,A4纸上面的书页的质量越大越容易一起拉动,所以m0≥ ,A、C、D错误,B正确。
13.(2023河北衡水模拟)如图所示,B球在地面上,A球与B球用弹簧Q连接、A球与天花板用弹簧P连接,A、B球的球心及两弹簧轴线在同一竖直线上,P的弹力是Q的弹力的2倍,A、B两球的质量均为0.5 kg,重力加速度大小为10 m/s2,则下列判断正确的是( )
A.两弹簧可能都处于压缩状态
B.可能P弹簧压缩,Q弹簧拉伸
C.B球对地面的压力不可能为零
D.P弹簧对天花板的作用力可能为 N
解析:选D。若两弹簧都处于压缩状态,对A球研究,根据平衡条件可推知Q的弹力大于P的弹力,与题目条件相矛盾,故A错误;若Q弹簧拉伸,对A球研究,根据平衡条件可推知P弹簧一定拉伸,故B错误;若P拉伸、Q也拉伸,对A球研究,根据平衡条件可得P的拉力为10 N,则Q的拉力为5 N,对B球研究,根据平衡条件可得地面对B球的支持力等于零,则B对地面的压力恰好为零,故C错误;若P拉伸、Q压缩,设此时P的拉力为F,对A球受力分析,根据平衡条件有F=mg,解得F= N,故D正确。
14.如图a所示,质量为m的半球体静止在倾角为θ的平板上,当θ从0°缓慢增大到90°的过程中,半球体所受摩擦力Ff与θ的关系如图b所示。已知半球体始终没有脱离平板,半球体与平板间的动摩擦因数为 ,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度为g,则( )
A.0~q段图像可能是直线
B.q~段图像可能是直线
C.q=
D.p=
解析:
选D。半圆体在平板上恰好开始滑动的临界条件是mg sin θ=μmg cos θ,故有μ=tan θ=,解得θ=arctan =37°,θ在0~37°之间时,Ff是静摩擦力,大小为mg sin θ;θ在37°~90°之间时,Ff是滑动摩擦力,大小为μmg cos θ;综合以上分析得其Ff与θ关系如图中实线所示,故A、B、C均错误;当θ=37°时Ff=mg sin 37°=0.6mg,即为p=,故D正确。
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