第六讲 重力、弹力、摩擦力 期末复习讲义-2024-2025学年高一上学期物理粤教版(2019)必修第一册
2024-12-07
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理粤教版必修 第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第一节 重力,第二节 弹力,第三节 摩擦力 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 重力,弹力,摩擦力 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.67 MB |
| 发布时间 | 2024-12-07 |
| 更新时间 | 2024-12-11 |
| 作者 | 夜市物理 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-12-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49169480.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
粤教版2019必修第一册期末复习讲义
第六讲 重力、弹力、摩擦力
考点
具体内容
重力
1.明确重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,方向竖直向下,大小与物体质量成正比
2.掌握质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心 ,不规则薄板物体的重心可用悬挂法求出
弹力
1. 牢记弹力产生的两个条件,即物体直接相互接触且发生弹性形变
2.能够准确判断常见弹力的方向
3.对有明显形变的弹簧,需会运用胡克定律计算弹力大小,对于没有明显形变的物体,要能根据物体的受力情况和运动情况,运用共点力平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小
摩擦力
1.清楚滑动摩擦力和静摩擦力产生的三个条件
2.明确摩擦力的方向总是沿着接触面的切线方向,滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反,静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反
3.理解滑动摩擦力大小与正压力成正比,静摩擦力的大小根据受力物体所处的运动状态,依据平衡条件或牛顿第二定律来计算
一.力
(1)定义:力是一个物体对另一个物体的作用.
(2)作用效果:使物体发生形变或改变物体的运动状态(即产生加速度).
(3)性质:力具有物质性、相互性、矢量性、独立性等特征.
二.重力
(1)产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.
注意:重力不是万有引力,而是万有引力竖直向下的一个分力.
(2)大小:G=mg,可用弹簧测力计测量.同一物体G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的.
(3)方向:竖直向下.
(4)重心:物体的各部分都受到重力的作用,可认为重力集中作用于一点,即物体的重心.
①影响重心位置的因素:物体的几何形状;物体的质量分布.
②不规则薄板形物体重心的确定方法:悬挂法.
注意:重心的位置不一定在物体上.
三.弹力
(1)定义:发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体会产生的力的作用.
(2)产生条件:
①物体间直接接触;
②接触处发生形变.
(3)方向:总是与施力物体形变的方向相反.
2.弹力大小的计算
(1)应用胡克定律F=kx计算弹簧的弹力.注意:x表示形变量.
(2)物体静止或做匀速直线运动时,用共点力平衡条件来计算弹力.
(3)物体不处于平衡状态时可应用牛顿第二定律计算弹力.
四.摩擦力
1.定义:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,在接触面上会产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力.
2.产生条件
(1)接触面粗糙;
(2)接触处有压力;
(3)两物体间有相对运动或相对运动趋势.
3.方向:与受力物体相对运动或相对运动趋势的方向相反.
4.大小
(1)滑动摩擦力:Ff=μFN,μ为动摩擦因数;
(2)静摩擦力:0<F≤Fmax.
5.弹力与摩擦力的关系
若两物体间有摩擦力,则两物体间一定有弹力,若两物体间有弹力,但两物体间不一定有摩擦力.
考点一:重力
1.重力的方向总是竖直向下,不一定指向地心,也不一定垂直向下。
2.重力的大小G=mg,而g的大小与所处的地球位置有关。
3.重心是重力的等效作用点,其位置与物体的形状和质量分布有关,但不一定在物体上。
例1. 在2021年的日本东京奥运会中,16岁管晨辰发挥稳定,斩获中国女子体操东京首金,下列关于管晨辰受力的说法正确的是( )
A.管晨辰只有静止时才受重力作用
B.管晨辰所受重力的方向是指向地心的
C.管晨辰在空中做动作时,重心不一定在她身上
D.管晨辰在起跳离开平衡木后,上升的过程中加速度方向向上
例2. 如图,建筑工人为检查墙砌得是否符合要求,通常拿起半块砖头拴在细线的一端并挂在墙角来进行。这是利用了( )
A.重力的作用点在重心上 B.重力的大小与质量成正比
C.重力的方向总是竖直向下 D.重力的方向总是垂直向下
例3. 如图是一个质量分布均匀的铁球的重力的图示,下列说法正确的是( )
A.力的图示中重力的作用点在重心上,表示其他部分不受重力
B.力的图示中重力的方向垂直平面向下,当放在斜面上则垂直斜面向下
C.根据力的图示可读得铅球重力的大小为
D.力的图示中标度是唯一的,必须是
例4. 人类对力的认识经历了漫长的发展过程,直到牛顿发表了《自然哲学的数学原理》,才奠定了现代力学的基础,使人类对力的理解有了质的飞跃。下列说法正确的是( )
A.力是一种物质,它看得见摸得着
B.重力是一种非接触力,施力物体是地球
C.某物体是施力物体时,不可能同时也是受力物体
D.形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在其几何中心
例5. 舞狮作为一项精彩绝伦的非遗项目,常常在重大节庆活动中大放异彩。在一场令人瞩目的高桩舞狮表演中,一位技艺高超的舞狮者稳稳地站在高高的桩上,狮头随着表演者灵动的动作上下舞动、左右腾挪,紧张而刺激,下列说法正确的是( )
A.舞狮者从北京来到海南,其重力不变
B.平衡时,舞狮者和狮头整体的重心所在的竖直线一定过舞狮者与桩的接触点
C.狮头所受重力一定指向地心
D.舞狮者调整身体姿势和舞动狮头会改变他和狮头整体的重心位置
考点二:弹力方向及大小
1.弹力有无的判断方法
条件法
根据弹力产生的两个条件(接触和形变)直接判断
假设法
在一些微小形变难以直接判断的情况下,可以先假设有弹力存在,然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合
状态法
根据研究对象的运动状态进行受力分析,判断是否需要弹力,物体才能保持现在的运动状态
2.接触面上的弹力方向判断
面与面
点与平面
点与曲面
曲面与平面
垂直于
接触面
垂直于
接触面
垂直于
切面
垂直于
平面
例1. 重阳节那天,李晓同学网购了一双老人鞋送给奶奶,奶奶穿后说:“鞋底弹性好,穿着很舒服,”奶奶所说的“弹性好”,正确的理解是( )
A.鞋底不受弹力 B.鞋底的弹性形变较明显
C.鞋底不发生形变 D.鞋底消除了人的重量
例2. 今年7月,在匈牙利布达佩斯进行的2022年国际泳联世界锦标赛上,21岁的王宗源以领先第二名60多分的巨大优势成功卫冕男子1米板项目的冠军。如图所示,是王宗源起跳前的情景,下列说法正确的是( )
A.王宗源起跳以后至落水前重心相对于身体的位置不变
B.王宗源受到的支持力是由于跳板发生形变而产生的
C.王宗源对跳板的压力是由于跳板发生形变而产生的
D.王宗源和跳板之间不存在摩擦力的作用
例3. 两个光滑的木板固定为如图所示的结构,其中下面的木板水平,小球A放于其中,且与两木板都接触,则( )
A.两个木板对A都有弹力作用
B.只有下面的木板对A有弹力作用
C.将图中结构整体逆时针旋转一小角度后,A球受两木板的弹力作用
D.将图中结构整体逆时针旋转一小角度后,A球仅受左边木板的弹力作用
例4. 一字形圆头弹力绳是用超弹性硅胶制成,弹力绳的质量不计且遵循胡克定律。如图,晓敏正使用弹力绳进行拉伸训练,双手各施加15N的拉力向两端拉弹力绳(未超出弹性限度、且未与背部接触),弹力绳劲度系数为N/m。则下列说法正确的是( )
A.弹力绳的弹力大小为30N
B.弹力绳的伸长量为30cm
C.若双手的拉力减小,则弹力绳的劲度系数减小
D.若将弹力绳一端固定在地面上,另一端施加15N拉力,则其伸长量不变
例5. 口咽拭子的正确采样方法是:采样人员将拭子越过舌根,在被采集者两侧扁桃体稍微用力来回擦拭至少3次,然后再在咽后壁上下擦拭至少3次,下列说法正确的是( )
A.采样棉签对咽后壁的压力是由咽后壁形变产生的
B.采样棉签受到咽后壁的弹力方向垂直于咽后壁
C.采样棉签受到咽后壁的弹力方向沿着采样棒
D.咽后壁对采样棉签摩擦力的方向与棉签刮动方向相同
例6. 如图是汽车特技表演中的镜头,汽车只有两个轮子着地并在水平地面上匀速前进,下列关于这个现象的说法正确的是( )
A.研究汽车车轮转动的时候,可以将汽车看成质点
B.地面发生弹性形变,对汽车施加了支持力
C.地面对汽车的支持力大小大于汽车的重力
D.因车身倾斜,地面对汽车的支持力方向平行轮胎平面斜向上
例7. 今年9月份亚运会在杭州举行,乒乓球比赛是大家特别关注的项目,目前男女团体都已进入决赛,在一次比赛中国乒选手樊振东将乒乓球斜打到台面上时,乒乓球受到的弹力方向( )
A.斜左上 B.斜右上 C.竖直向上 D.竖直向下
例8. 关于如图所示的弹簧测力计,以下说法正确的是( )
A.弹簧测力计的量程及最小分度值分别是和
B.在弹性限度内,弹簧测力计的弹簧伸长越长,它所受的拉力就越大
C.使用弹簧测力计只能测出竖直方向上的拉力而无法测出水平方向的拉力
D.量程大的测力计弹簧长度一定比量程小的测力计弹簧长度长
例9. 弹簧秤的一端系在墙上,一位同学在另一端向左用力拉,如图所示,弹簧秤读数为40N(弹簧秤测量范围为0~100N),则( )
A.弹簧秤两端受到的力大小相等
B.这位同学对弹簧秤的作用力大小为20N
C.弹簧秤对墙的作用力与墙对弹簧秤的作用力是一对平衡力
D.这位同学的拉力越大,弹簧越长,并且弹簧伸长量与拉力成正比
例10.射箭,即箭术(Archery),是指借助弓的弹力将箭射出,在一定的距离内比赛精准度的体育运动,别称射箭运动。如图为奥运会上的射箭比赛,运动员放开弓弦,箭射出的过程中,有关弓弦受到的弹力的说法正确的是( )
A.弓弦受到的弹力是手施加的
B.弓弦受到的弹力的施力物体是箭
C.由于弓弦产生弹性形变使弓弦受力
D.由于箭产生弹性形变使弓弦受到力的作用
考点三:摩擦力
1.静摩擦力大小没有确定的取值,也无确定的运算公式,只能在零到最大值之间取值,等于使物体产生相对运动趋势的外力的大小。与相对运动趋势的强弱有关,趋势越强,静摩擦力越大,但不能超过最大静摩擦力,即0≤f≤fm,跟接触面相互挤压力FN无直接关系。具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。
静摩擦力只能应用平衡条件或牛顿第二定律求解。
2. 动摩擦力公式Ff=μFN中的FN为两接触面间的正压力,与物体的重力没有必然联系,不一定等于物体的重力;μ为动摩擦因数,与材料和接触面的粗糙程度有关,与接触面积、速度大小均无关
例1. 某同学为了感知摩擦力,用手掌轻压桌面并向前移动,感觉到有力阻碍手的移动。这个力( )
A.是静摩擦力 B.是滑动摩擦力 C.大小与压力无关 D.随压力增大而减小
例2. 如图所示,有两个相同的梯形物体,它们在力的作用下,以下列四种方式沿相同的水平面运动,下列对不同情况下物体所受摩擦力的比较,正确的是( )
A.f丙>f甲=f丁>f乙 B.f乙>f丙>f丁>f甲
C.f乙>f丁>f甲>f丙 D.f乙>f甲=f丁>f丙
例3. 考试中,右手拿橡皮在答题卡上擦除错误选项,左手把答题卡摁在桌面上静止。若全程只有橡皮和左手与答题卡的上表面接触,下列关于答题卡受到的摩擦力,说法正确的是( )
A.答题卡处于静止状态,受到的摩擦力都是静摩擦力
B.答题卡处于静止状态,不受摩擦力作用
C.橡皮给答题卡的摩擦力是滑动摩擦力
D.答题卡相对于左手没有运动趋势
例4.某同学用弹簧测力计拉放在水平固定木板上的木块,拉力方向与木板而平行,下列说法正确的是( )
A.在木块开始运动之前,随着拉力增大,木块与木板之间的摩擦力大小保持不变
B.在木块开始运动之后,随着拉力增大,木块与木板之间的摩擦力大小会逐渐增加
C.在木块开始运动之前,保持拉力大小不变,在木块上放一个砝码将改变木块与木板之间的摩擦力大小
D.在木块开始运动之后,保持拉力大小不变,在木块上放一个砝码将改变木块与木板之间的摩擦力大小
例5.在生活中,我们有这样的认识:用手握紧一个啤酒瓶,将瓶提离桌面,需用力将瓶握紧,这样做是为了( )
A.增加对瓶的摩擦力 B.使摩擦力大于重力,不易掉下
C.增加手和瓶间的摩擦因数 D.增加手和瓶间的最大静摩擦力
例6.如图,一端固定的弹簧秤拉住一块重力为的物块,现用水平拉力将放置在物块下的长木板拉出,物块保持静止,弹簧秤的读数为,则关于物块与木板间的动摩擦因数的表达式正确的是( )
A. B. C. D.
一、单选题
1.(24-25高一上·广东·期中)运动员手托铅球将铅球抛出,铅球飞出一段距离后落到水平地面上,下列说法正确的是( )
A.铅球在空中运动时不受任何力
B.铅球在空中运动时受到手对它的推力
C.铅球在地面上受到的支持力是由于地面发生了形变
D.铅球足够坚硬,因此运动员手托铅球时铅球未发生形变
2.(22-23高一上·浙江温州·期末)剪纸艺术是我国古老的民间艺术之一,在“非遗进校园”活动中,老艺人在教室里进行剪纸教学时,用一块磁铁将剪纸作品吸在竖直的磁性黑板上,下列关于各物体的受力情况正确的是( )
A.磁铁对剪纸没有摩擦力作用
B.磁铁对剪纸的摩擦力方向竖直向上
C.磁铁对剪纸的压力是由于剪纸发生形变引起的
D.磁铁对剪纸的摩擦力与黑板对剪纸的摩擦力大小不相等
3.(23-24高一上·福建·课后作业)在下列各情况中,不存在静摩擦力的是( )
A.静止放在水平地面上的木箱与水平地面之间
B.静止在斜面上的物体
C.拔河比赛中,某运动员握紧绳子的手与绳子之间
D.用力平推放在地面上的柜子(但没有推动),人的脚与地面之间
4.(22-23高一上·广西柳州·阶段练习)如图所示,白板竖直放置且静止. 某同学用笔在白板上写字,在写字的过程中( )
A.白板对笔的作用力方向与白板平行
B.白板受到笔的摩擦力为静摩擦力
C.笔受到白板的摩擦力为滑动摩擦力
D.白板与笔接触的位置没有弹力的作用
5.(23-24高一上·上海闵行·期中)食堂工作人员送午餐到教室门口,已知食品箱总质量为,它与地面的摩擦因数,重力加速度。工作人员对食品箱施加水平向东的推力,没有推动食品箱,则食品箱受到的摩擦力为( )
A.,向东 B.,向东 C.,向西 D.,向西
6.(24-25高一上·河北唐山·阶段练习)要使木块在水平木桌上滑动受到的摩擦力小些,下列措施中有效的是( )
A.将木块和木桌的接触面刨光滑些
B.在木桌表面上垫一张平整的铁皮
C.使木块的滑动速度增大
D.减小木块与桌面的接触面积
7.(24-25高一上·湖北·期中)运动员在进行空翻、跑酷等训练时经常用到如图所示的减震地板。一块正方形地板下面竖直排列着16根完全相同的弹簧,当质量为50 kg的运动员站在地板上静止后,要使地板下降的距离不超过5.0 cm(弹簧始终在弹性限度内,g = 10 m/s2),则每根弹簧的劲度系数至少为( )
A.100 N/m B.625 N/m
C.10000 N/m D.无法确定
8.(24-25高一上·海南·期中)辛弃疾在《破阵子·为陈同甫赋壮词以寄之》中有“马作的卢飞快,弓如霹雳弦惊”之句。现在想象一位将军在战场上张弓射箭,对于张弓以及箭射出后的过程中所蕴含的物理知识,下列理解正确的是( )
A.张弓过程中,弓发生的形变是一种非弹性形变
B.张弓过程中,弓对箭的弹力是由于箭的形变产生的
C.箭射出后在空中飞行,若忽略空气阻力,其运动状态始终不变
D.箭射出瞬间,弓弦对箭的弹力方向与箭运动方向相同
9.(24-25高一上·山东菏泽·期中)近期,网剧“逃出大英博物馆”爆火,引发人们对于流落海外文物的关注。如图所示,是在大英博物馆一个角落陈列的“中华缠枝纹薄胎玉壶”,该壶技艺精湛,美轮美奂。下列有关受力情况的分析正确的是( )
A.玉壶对陈列台面的压力是由于台面发生形变而产生的
B.陈列台面对玉壶的支持力是由于台面发生形变而产生的
C.由于玉壶本身就有重力,所以玉壶的重力没有施力物体
D.由于玉壶质地坚固,所以玉壶不可能发生形变
10.(22-23高一上·山西吕梁·期末)我们生活在地球上,重力无处不在,下列没有利用到重力的是( )
A.砌墙时用铅垂线检验墙身是否竖直
B.农业生产中的抛秧
C.人起跳后落回地面
D.拉弓射箭
11.(22-23高一上·浙江·期中)用水平力将黑板擦压在竖直黑板上,在逐渐减小力直至为0的过程中,黑板对黑板擦的摩擦力将( )
A.保持不变 B.逐渐减小
C.先保持不变然后逐渐减小为0 D.先逐渐减小然后保持不变
12.(23-24高一上·江苏徐州·期末)用弹簧测力计拖动水平固定木板上的木块,使木块做匀速直线运动。在木块上加一砝码,使其仍做匀速直线运动。则( )
A.加上砝码前、后,木板与木块间动摩擦因数不变
B.加上砝码前、后,木板与木块间最大静摩擦力不变
C.加上砝码前、后,弹簧测力计的示数不变
D.随木块匀速运动的砝码所受摩擦力的方向与运动方向相同
13.(2024·河南·二模)如图所示为军校学生的日常体能训练的场景,该同学开始阶段沿杆加速向上运动然后匀速运动,最后在最高点停留片刻.已知该同学的质量为,双手与杆之间的动摩擦因数为,手与杆之间的弹力为,重力加速度为。下列说法中正确的是( )
A.整个运动过程中,手与杆之间的摩擦力为
B.在匀速运动阶段,该同学受到的摩擦力为静摩擦力,加速阶段为滑动摩擦力
C.无论加速、还是匀速阶段,该同学与杆之间的摩擦力可能均是静摩擦力
D.该同学手与杆之间的弹力越大,所受的摩擦力越大
14.(24-25高一上·江苏徐州·期中)如图甲所示,用力传感器拖动水平固定木板上的静止木块,直到使其匀速运动;图乙是在计算机屏幕上得到拉力随时间变化的F-t图像。则木块( )
A.12s时受到的是滑动摩擦力 B.12s时受到的是静摩擦力
C.12s时受到的摩擦力大小为4.0N D.与木板间的最大静摩擦力为4.0N
15.(22-23高一上·山西吕梁·期末)劳动最光荣。在一次班级大扫除时,有位同学用90N的水平拉力匀速拉动质量为20kg的课桌,如果在课桌上放了10kg的书,这位同学要匀速推动课桌需要的水平推力大小为( )
A.90N B.100N C.135N D.150N
16.(24-25高一上·山东菏泽·期中)某探究学习小组使用弹簧测力计测量物体的重力,关于其使用体验和对胡克定律的理解,下列说法正确的是( )
A.弹簧弹力的大小仅与形变量有关
B.弹簧测力计的读数与弹簧的初始长度有关
C.弹簧测力计的读数随着物体重力的增大而增大,且一直遵循成正比的关系
D.胡克定律写成的形式,负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长(或压缩)的方向相反
17.下图是一位同学用力推静止在水平地面上的物体时所出现的情景漫画,该漫画描述了物体与地面之间产生摩擦力及其特点的相关问题。下列对摩擦力的认识与漫画中所描述的情景相符合的是( )
A.甲乙丙三幅漫画都能说明物体与地面之间存在静摩擦力
B.甲乙丙三幅漫画能够说明物体与地面之间的静摩擦力有最大值
C.甲乙两幅漫画能够说明随推力的增大静摩擦力可以增大
D.甲乙丙三幅漫画所单独描述的情景都不足以说明物体与地面之间有摩擦力
18.(22-23高一上·广东佛山·期末)如图,P、Q两物体均重10N,各接触面的动摩擦因数均为,现在对物体Q施加一向右的水平拉力,则( )
A.物体P与物体Q一起向右运动
B.物体P静止不动,物体Q向右运动
C.地面对物体P施加水平向左4N的静摩擦力
D.无论如何加大对物体Q的水平拉力F,物体P都不会向右运动
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第六讲 重力、弹力、摩擦力
考点
具体内容
重力
1.明确重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,方向竖直向下,大小与物体质量成正比
2.掌握质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心 ,不规则薄板物体的重心可用悬挂法求出
弹力
1. 牢记弹力产生的两个条件,即物体直接相互接触且发生弹性形变
2.能够准确判断常见弹力的方向
3.对有明显形变的弹簧,需会运用胡克定律计算弹力大小,对于没有明显形变的物体,要能根据物体的受力情况和运动情况,运用共点力平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小
摩擦力
1.清楚滑动摩擦力和静摩擦力产生的三个条件
2.明确摩擦力的方向总是沿着接触面的切线方向,滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反,静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反
3.理解滑动摩擦力大小与正压力成正比,静摩擦力的大小根据受力物体所处的运动状态,依据平衡条件或牛顿第二定律来计算
一.力
(1)定义:力是一个物体对另一个物体的作用.
(2)作用效果:使物体发生形变或改变物体的运动状态(即产生加速度).
(3)性质:力具有物质性、相互性、矢量性、独立性等特征.
二.重力
(1)产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.
注意:重力不是万有引力,而是万有引力竖直向下的一个分力.
(2)大小:G=mg,可用弹簧测力计测量.同一物体G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的.
(3)方向:竖直向下.
(4)重心:物体的各部分都受到重力的作用,可认为重力集中作用于一点,即物体的重心.
①影响重心位置的因素:物体的几何形状;物体的质量分布.
②不规则薄板形物体重心的确定方法:悬挂法.
注意:重心的位置不一定在物体上.
三.弹力
(1)定义:发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体会产生的力的作用.
(2)产生条件:
①物体间直接接触;
②接触处发生形变.
(3)方向:总是与施力物体形变的方向相反.
2.弹力大小的计算
(1)应用胡克定律F=kx计算弹簧的弹力.注意:x表示形变量.
(2)物体静止或做匀速直线运动时,用共点力平衡条件来计算弹力.
(3)物体不处于平衡状态时可应用牛顿第二定律计算弹力.
四.摩擦力
1.定义:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,在接触面上会产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力.
2.产生条件
(1)接触面粗糙;
(2)接触处有压力;
(3)两物体间有相对运动或相对运动趋势.
3.方向:与受力物体相对运动或相对运动趋势的方向相反.
4.大小
(1)滑动摩擦力:Ff=μFN,μ为动摩擦因数;
(2)静摩擦力:0<F≤Fmax.
5.弹力与摩擦力的关系
若两物体间有摩擦力,则两物体间一定有弹力,若两物体间有弹力,但两物体间不一定有摩擦力.
考点一:重力
1.重力的方向总是竖直向下,不一定指向地心,也不一定垂直向下。
2.重力的大小G=mg,而g的大小与所处的地球位置有关。
3.重心是重力的等效作用点,其位置与物体的形状和质量分布有关,但不一定在物体上。
例1. 在2021年的日本东京奥运会中,16岁管晨辰发挥稳定,斩获中国女子体操东京首金,下列关于管晨辰受力的说法正确的是( )
A.管晨辰只有静止时才受重力作用
B.管晨辰所受重力的方向是指向地心的
C.管晨辰在空中做动作时,重心不一定在她身上
D.管晨辰在起跳离开平衡木后,上升的过程中加速度方向向上
【答案】C
【详解】A.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,静止和运动的物体都受重力,故A错误;
B.管晨辰所受重力的方向是竖直向下,垂直于当地水平面,不是指向地心,故B错误;
C.管晨辰在空中做动作时,重心不一定在她身上,故C正确;
D.管晨辰在起跳离开平衡木后,上升的过程中受重力,加速度方向向下,故D错误。
故选C。
例2. 如图,建筑工人为检查墙砌得是否符合要求,通常拿起半块砖头拴在细线的一端并挂在墙角来进行。这是利用了( )
A.重力的作用点在重心上 B.重力的大小与质量成正比
C.重力的方向总是竖直向下 D.重力的方向总是垂直向下
【答案】C
【详解】砖头受重力和细绳的拉力作用,因重力的方向总是竖直向下,则细线的拉力是竖直向上的,即细线是竖直的,由此来判断墙面是否竖直。
故选C。
例3. 如图是一个质量分布均匀的铁球的重力的图示,下列说法正确的是( )
A.力的图示中重力的作用点在重心上,表示其他部分不受重力
B.力的图示中重力的方向垂直平面向下,当放在斜面上则垂直斜面向下
C.根据力的图示可读得铅球重力的大小为
D.力的图示中标度是唯一的,必须是
【答案】C
【详解】A.重心是物体各部分所受重力的等效作用点,并不是其他部分不受重力,物体的各个部分都要受到重力,A错误;
B.重力方向竖直向下,当放在斜面上也是竖直向下,B错误;
C.根据力的图示可读得铅球重力的大小为,C正确;
D.力的图示中标度是任意的,D错误。
故选C。
例4. 人类对力的认识经历了漫长的发展过程,直到牛顿发表了《自然哲学的数学原理》,才奠定了现代力学的基础,使人类对力的理解有了质的飞跃。下列说法正确的是( )
A.力是一种物质,它看得见摸得着
B.重力是一种非接触力,施力物体是地球
C.某物体是施力物体时,不可能同时也是受力物体
D.形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在其几何中心
【答案】BD
【详解】A.力是一种物质,它是看不见摸不着却真实存在,A错误;
B.重力是一种非接触力,施力物体是地球,B正确
C.根据力的概念,一个物体是施力物体的同时也是受力物体,C错误;
D.形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在其几何中心,D正确。
故选BD。
例5. 舞狮作为一项精彩绝伦的非遗项目,常常在重大节庆活动中大放异彩。在一场令人瞩目的高桩舞狮表演中,一位技艺高超的舞狮者稳稳地站在高高的桩上,狮头随着表演者灵动的动作上下舞动、左右腾挪,紧张而刺激,下列说法正确的是( )
A.舞狮者从北京来到海南,其重力不变
B.平衡时,舞狮者和狮头整体的重心所在的竖直线一定过舞狮者与桩的接触点
C.狮头所受重力一定指向地心
D.舞狮者调整身体姿势和舞动狮头会改变他和狮头整体的重心位置
【答案】BD
【详解】A.物体所受重力与纬度有关,纬度越高g值越大,则舞狮者从北京来到海南,其重力减小,故A错误;
B.当舞狮者在高桩上保持平衡时,为了维持稳定,根据力矩平衡原理,整体的重心所在的竖直线一定过舞狮者与桩的接触点,只有这样才能确保不会因力矩不平衡而倾倒,故B正确;
C.重力的方向是竖直向下,重力是地球对物体的吸引力的一个分力,狮头所受重力不一定指向地心,故C错误;
D.舞狮者在表演过程中,调整身体姿势会改变身体各部分的相对位置,导致质量分布发生变化,从而改变他和狮头整体的重心位置,故D正确。
故选BD。
考点二:弹力方向及大小
1.弹力有无的判断方法
条件法
根据弹力产生的两个条件(接触和形变)直接判断
假设法
在一些微小形变难以直接判断的情况下,可以先假设有弹力存在,然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合
状态法
根据研究对象的运动状态进行受力分析,判断是否需要弹力,物体才能保持现在的运动状态
2.接触面上的弹力方向判断
面与面
点与平面
点与曲面
曲面与平面
垂直于
接触面
垂直于
接触面
垂直于
切面
垂直于
平面
例1. 重阳节那天,李晓同学网购了一双老人鞋送给奶奶,奶奶穿后说:“鞋底弹性好,穿着很舒服,”奶奶所说的“弹性好”,正确的理解是( )
A.鞋底不受弹力 B.鞋底的弹性形变较明显
C.鞋底不发生形变 D.鞋底消除了人的重量
【答案】B
【详解】ABCD.“弹性好”是指鞋底的弹性形变较明显,故ACD错误,B正确。
故选B。
例2. 今年7月,在匈牙利布达佩斯进行的2022年国际泳联世界锦标赛上,21岁的王宗源以领先第二名60多分的巨大优势成功卫冕男子1米板项目的冠军。如图所示,是王宗源起跳前的情景,下列说法正确的是( )
A.王宗源起跳以后至落水前重心相对于身体的位置不变
B.王宗源受到的支持力是由于跳板发生形变而产生的
C.王宗源对跳板的压力是由于跳板发生形变而产生的
D.王宗源和跳板之间不存在摩擦力的作用
【答案】B
【详解】A.运动员起跳以后至落水前这段时间内,运动员的动作姿势在不停发生变化,则重心相对于身体的位置会改变,故A错误;
B.运动员受到的支持力的施力物体时跳板,它是由于跳板发生形变而产生的,故B正确;
C.运动员对跳板的压力的施力物体时运动员的脚,它是由于运动员的脚发生形变而产生的,故C错误;
D.运动员和跳板之间有相对运动的趋势,则存在静摩擦力的作用,故D错误。
故选B。
例3. 两个光滑的木板固定为如图所示的结构,其中下面的木板水平,小球A放于其中,且与两木板都接触,则( )
A.两个木板对A都有弹力作用
B.只有下面的木板对A有弹力作用
C.将图中结构整体逆时针旋转一小角度后,A球受两木板的弹力作用
D.将图中结构整体逆时针旋转一小角度后,A球仅受左边木板的弹力作用
【答案】BC
【详解】AB.判断上板对A球有无弹力采取假设法,假设撤去上面的木板,则A球仍会保持静止不动,不改变其运动状态,故上面的A板对A球没有弹力的作用,同理,假设撤去下面的板,则A球会掉下去,改变运动状态,所以下面的板对A球有弹力的作用,故A错误,B正确;
CD.将图中结构整体逆时针旋转一小角度后,采用假设法,两个木板撤点任何一个,A球的运动状态都会发生变化,即两板对A球都有弹力的作用,故C正确,D错误。
故选BC。
例4. 一字形圆头弹力绳是用超弹性硅胶制成,弹力绳的质量不计且遵循胡克定律。如图,晓敏正使用弹力绳进行拉伸训练,双手各施加15N的拉力向两端拉弹力绳(未超出弹性限度、且未与背部接触),弹力绳劲度系数为N/m。则下列说法正确的是( )
A.弹力绳的弹力大小为30N
B.弹力绳的伸长量为30cm
C.若双手的拉力减小,则弹力绳的劲度系数减小
D.若将弹力绳一端固定在地面上,另一端施加15N拉力,则其伸长量不变
【答案】D
【详解】A.由受力平衡可知,弹力绳的弹力大小为15N,故A错误;
B.弹力绳的伸长量为
故B错误;
C.弹力绳的劲度系数与自身材料有关,与外力大小无关,故C错误;
D.若将弹力绳一端固定在地面上,另一端施加15N拉力,弹力绳的弹力大小依然为15N,则伸长量不变,故D正确。
故选D。
例5. 口咽拭子的正确采样方法是:采样人员将拭子越过舌根,在被采集者两侧扁桃体稍微用力来回擦拭至少3次,然后再在咽后壁上下擦拭至少3次,下列说法正确的是( )
A.采样棉签对咽后壁的压力是由咽后壁形变产生的
B.采样棉签受到咽后壁的弹力方向垂直于咽后壁
C.采样棉签受到咽后壁的弹力方向沿着采样棒
D.咽后壁对采样棉签摩擦力的方向与棉签刮动方向相同
【答案】B
【详解】A.采样棉签对咽后壁的压力是由采样棉签形变产生的,故A错误;
BC.采样棉签受到咽后壁的弹力方向垂直与接触面,即垂直与咽后壁,故C错误,B正确;
D.采样棉签受到的咽后壁的摩擦力是滑动摩擦力,根据滑动摩擦力的定义可知,摩擦力的方向与相对运动的方向相反,即与棉签刮动方向相反,故D错误。
故选B。
例6. 如图是汽车特技表演中的镜头,汽车只有两个轮子着地并在水平地面上匀速前进,下列关于这个现象的说法正确的是( )
A.研究汽车车轮转动的时候,可以将汽车看成质点
B.地面发生弹性形变,对汽车施加了支持力
C.地面对汽车的支持力大小大于汽车的重力
D.因车身倾斜,地面对汽车的支持力方向平行轮胎平面斜向上
【答案】B
【详解】
A.研究汽车车轮转动的时候,汽车车轮的形状、大小不能忽略,不可以将汽车看成质点,故A错误;
B.发生弹性形变的地面要恢复原状,对汽车施加了支持力,故B正确;
C.汽车在水平地面上匀速前进,竖直方向受力平衡,故地面对汽车的支持力大小等于汽车的重力,故C错误;
D.压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面,指向受力物体,故地面对汽车的支持力方向垂直于地面竖直向上,故D错误。
故选B。
例7. 今年9月份亚运会在杭州举行,乒乓球比赛是大家特别关注的项目,目前男女团体都已进入决赛,在一次比赛中国乒选手樊振东将乒乓球斜打到台面上时,乒乓球受到的弹力方向( )
A.斜左上 B.斜右上 C.竖直向上 D.竖直向下
【答案】C
【详解】乒乓球斜打到台面上时,乒乓球受到的弹力方向垂直于接触面,即竖直向上。
故选C。
例8. 关于如图所示的弹簧测力计,以下说法正确的是( )
A.弹簧测力计的量程及最小分度值分别是和
B.在弹性限度内,弹簧测力计的弹簧伸长越长,它所受的拉力就越大
C.使用弹簧测力计只能测出竖直方向上的拉力而无法测出水平方向的拉力
D.量程大的测力计弹簧长度一定比量程小的测力计弹簧长度长
【答案】AB
【详解】A.由图可知,弹簧测力计的量程为,分度值为,故A正确;
B.弹簧测力计是根据胡克定律制成的,在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的长度越大,故B正确;
C.使用弹簧测力计可以测量任何方向的拉力,力的方向一定沿弹簧测力计的轴线方向,故C错误;
D.量程是弹簧测力计所能测量的最大值,与弹簧的长度无关,量程大的弹簧长度不一定比量程小的弹簧长度大,故D错误。
故选AB。
例9. 弹簧秤的一端系在墙上,一位同学在另一端向左用力拉,如图所示,弹簧秤读数为40N(弹簧秤测量范围为0~100N),则( )
A.弹簧秤两端受到的力大小相等
B.这位同学对弹簧秤的作用力大小为20N
C.弹簧秤对墙的作用力与墙对弹簧秤的作用力是一对平衡力
D.这位同学的拉力越大,弹簧越长,并且弹簧伸长量与拉力成正比
【答案】A
【详解】A.弹簧秤两端受到的力大小相等,A正确;
B.这位同学对弹簧秤的作用力大小为40N,B错误;
C.弹簧秤对墙的作用力与墙对弹簧秤的作用力是一对相互作用力,C错误;
D.这位同学的拉力越大,弹簧越长,在弹性范围内,弹簧伸长量与拉力成正比,D错误。
故选A。
例10.射箭,即箭术(Archery),是指借助弓的弹力将箭射出,在一定的距离内比赛精准度的体育运动,别称射箭运动。如图为奥运会上的射箭比赛,运动员放开弓弦,箭射出的过程中,有关弓弦受到的弹力的说法正确的是( )
A.弓弦受到的弹力是手施加的
B.弓弦受到的弹力的施力物体是箭
C.由于弓弦产生弹性形变使弓弦受力
D.由于箭产生弹性形变使弓弦受到力的作用
【答案】BD
【详解】ABCD.箭射出的过程中,箭产生弹性形变,有恢复原来状态的趋势,产生了对弓弦的作用力,故BD正确,AC错误。
故选BD。
考点三:摩擦力
1.静摩擦力大小没有确定的取值,也无确定的运算公式,只能在零到最大值之间取值,等于使物体产生相对运动趋势的外力的大小。与相对运动趋势的强弱有关,趋势越强,静摩擦力越大,但不能超过最大静摩擦力,即0≤f≤fm,跟接触面相互挤压力FN无直接关系。具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。
静摩擦力只能应用平衡条件或牛顿第二定律求解。
2. 动摩擦力公式Ff=μFN中的FN为两接触面间的正压力,与物体的重力没有必然联系,不一定等于物体的重力;μ为动摩擦因数,与材料和接触面的粗糙程度有关,与接触面积、速度大小均无关
例1. 某同学为了感知摩擦力,用手掌轻压桌面并向前移动,感觉到有力阻碍手的移动。这个力( )
A.是静摩擦力 B.是滑动摩擦力 C.大小与压力无关 D.随压力增大而减小
【答案】B
【详解】用手掌轻压桌面并向前移动,感觉到有力阻碍手的移动,这个力是滑动摩擦力,大小与压力有关,随压力的增大而增大,故ACD错误,B正确。
故选B。
例2. 如图所示,有两个相同的梯形物体,它们在力的作用下,以下列四种方式沿相同的水平面运动,下列对不同情况下物体所受摩擦力的比较,正确的是( )
A.f丙>f甲=f丁>f乙 B.f乙>f丙>f丁>f甲
C.f乙>f丁>f甲>f丙 D.f乙>f甲=f丁>f丙
【答案】D
【详解】甲、丁两图,压力和接触面的粗糙程度相等,接触面的大小不同,由于摩擦力的大小与接触面的大小无关,因此甲、丁两图摩擦力大小相等,即
甲、乙两图,接触面的粗糙程度相同,压力的大小不同,乙图的压力大,因此乙图的摩擦力比甲图的大,即
甲、丙两图,压力相同,甲图是滑动摩擦,丙图是滚动摩擦,相同情况下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小,即
故这四个图摩擦力大小顺序是
故选D。
例3. 考试中,右手拿橡皮在答题卡上擦除错误选项,左手把答题卡摁在桌面上静止。若全程只有橡皮和左手与答题卡的上表面接触,下列关于答题卡受到的摩擦力,说法正确的是( )
A.答题卡处于静止状态,受到的摩擦力都是静摩擦力
B.答题卡处于静止状态,不受摩擦力作用
C.橡皮给答题卡的摩擦力是滑动摩擦力
D.答题卡相对于左手没有运动趋势
【答案】C
【详解】ABC.橡皮相对答题纸运动,则橡皮给答题卡的摩擦力是滑动摩擦力,对答题纸由平衡条件可知,答题纸受到桌面与手的摩擦力,答题纸相对于桌面静止,桌面与答题纸之间的摩擦力为静摩擦力,故C正确,AB错误;
D.若将左手移开,答题卡会相对桌面滑动,可知答题卡静止时受手的摩擦力,答题卡相对于左手有运动趋势,故D错误。
故选C。
例4.某同学用弹簧测力计拉放在水平固定木板上的木块,拉力方向与木板而平行,下列说法正确的是( )
A.在木块开始运动之前,随着拉力增大,木块与木板之间的摩擦力大小保持不变
B.在木块开始运动之后,随着拉力增大,木块与木板之间的摩擦力大小会逐渐增加
C.在木块开始运动之前,保持拉力大小不变,在木块上放一个砝码将改变木块与木板之间的摩擦力大小
D.在木块开始运动之后,保持拉力大小不变,在木块上放一个砝码将改变木块与木板之间的摩擦力大小
【答案】D
【详解】A.在木块开始运动之前,木块受到的是静摩擦力,所以随着拉力增大,木块与木板之间的摩擦力大小会逐渐增加,A错误;
B.在木块开始运动之后,木块受到的是滑动摩擦力,所以随着拉力增大,木块与木板之间的摩擦力大小不会改变,B错误;
C.在木块开始运动之前,木块受到的是静摩擦力,当保持拉力大小不变时,在木块上放一个砝码不会改变木块与木板之间的摩擦力大小,C错误;
D.在木块开始运动之后,木块受到的是滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小与正压力有关,所以当保持拉力大小不变时,在木块上放一个砝码将改变木块与木板之间的摩擦力大小,D正确。
故选D。
例5.在生活中,我们有这样的认识:用手握紧一个啤酒瓶,将瓶提离桌面,需用力将瓶握紧,这样做是为了( )
A.增加对瓶的摩擦力 B.使摩擦力大于重力,不易掉下
C.增加手和瓶间的摩擦因数 D.增加手和瓶间的最大静摩擦力
【答案】D
【详解】这样做的目的是为了增大最大静摩擦力,当外力(重力)小于最大静摩擦力时,瓶子就不会相对于手出现滑动。故ABC错误,D正确。
故选D。
例6.如图,一端固定的弹簧秤拉住一块重力为的物块,现用水平拉力将放置在物块下的长木板拉出,物块保持静止,弹簧秤的读数为,则关于物块与木板间的动摩擦因数的表达式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】对物块进行受力分析,水平方向
T=f
竖直方向
FN=G
摩擦力
f=μ⋅FN
解得
故选A。
一、单选题
1.(24-25高一上·广东·期中)运动员手托铅球将铅球抛出,铅球飞出一段距离后落到水平地面上,下列说法正确的是( )
A.铅球在空中运动时不受任何力
B.铅球在空中运动时受到手对它的推力
C.铅球在地面上受到的支持力是由于地面发生了形变
D.铅球足够坚硬,因此运动员手托铅球时铅球未发生形变
【答案】C
【知识点】重力的概念、大小和方向、弹力定义及产生条件
【详解】AB.铅球在空中运动时,受到重力作用,不受手对它的推力,故AB错误;
C.铅球在地面上受到的支持力是由于地面发生了形变,故C正确;
D.运动员手托铅球时铅球对手有压力作用,铅球一定发生形变,故D错误。
故选C。
2.(22-23高一上·浙江温州·期末)剪纸艺术是我国古老的民间艺术之一,在“非遗进校园”活动中,老艺人在教室里进行剪纸教学时,用一块磁铁将剪纸作品吸在竖直的磁性黑板上,下列关于各物体的受力情况正确的是( )
A.磁铁对剪纸没有摩擦力作用
B.磁铁对剪纸的摩擦力方向竖直向上
C.磁铁对剪纸的压力是由于剪纸发生形变引起的
D.磁铁对剪纸的摩擦力与黑板对剪纸的摩擦力大小不相等
【答案】D
【知识点】弹力定义及产生条件、判断是否存在静摩擦力及其方向
【详解】AB.磁铁相对剪纸有向下的运动趋势,所以剪纸对磁铁的摩擦力向上,磁铁对剪纸有竖直向下的静摩擦力作用。故AB错误;
C.根据弹力的产生条件可知,磁铁对剪纸的压力是由于磁铁发生形变引起的。故C错误;
D.剪纸对磁铁的摩擦力向上,则磁铁对剪纸的摩擦力向下,黑板对剪纸的摩擦力向上,则黑板对剪纸的摩擦力大小等于磁铁对剪纸的摩擦力加上剪纸的重力,即磁铁对剪纸的摩擦力与黑板对剪纸的摩擦力大小不相等,故D正确。
故选D。
3.(23-24高一上·福建·课后作业)在下列各情况中,不存在静摩擦力的是( )
A.静止放在水平地面上的木箱与水平地面之间
B.静止在斜面上的物体
C.拔河比赛中,某运动员握紧绳子的手与绳子之间
D.用力平推放在地面上的柜子(但没有推动),人的脚与地面之间
【答案】A
【知识点】判断是否存在静摩擦力及其方向
【详解】A.静止放在水平地面上的木箱相对水平地面没有相对运动趋势,不存在静摩擦力,A正确;
B.静止在斜面上的物体有沿斜面向下运动的趋势,存在静摩擦力,B错误;
C.拔河比赛中,某运动员握紧绳子的手与绳子之间有相对运动的趋势,存在静摩擦力,C错误;
D.用力平推放在地面上的柜子(但没有推动),人的脚与地面之间有相对运动的趋势,存在静摩擦力,D错误。
故选A。
4.(22-23高一上·广西柳州·阶段练习)如图所示,白板竖直放置且静止. 某同学用笔在白板上写字,在写字的过程中( )
A.白板对笔的作用力方向与白板平行
B.白板受到笔的摩擦力为静摩擦力
C.笔受到白板的摩擦力为滑动摩擦力
D.白板与笔接触的位置没有弹力的作用
【答案】C
【知识点】弹力定义及产生条件、滑动摩擦力的产生条件与影响因素
【详解】A.白板对笔的作用力有两个:摩擦力和弹力,则板对笔的作用力方向与白板不平行,故A错误;
BC.白板受到的摩擦力为滑动摩擦力,笔受到的摩擦力为滑动摩擦力,故B错误,C正确;
D.白板与笔接触的位置发生形变,则白板对笔有弹力作用,故D错误。
故选C。
5.(23-24高一上·上海闵行·期中)食堂工作人员送午餐到教室门口,已知食品箱总质量为,它与地面的摩擦因数,重力加速度。工作人员对食品箱施加水平向东的推力,没有推动食品箱,则食品箱受到的摩擦力为( )
A.,向东 B.,向东 C.,向西 D.,向西
【答案】D
【知识点】最大静摩擦力与滑动摩擦力的关系
【详解】工作人员对食品箱施加水平推力,没有推动食品箱,则食品箱受到的摩擦力与水平推力二力平衡,所以食品箱受到的摩擦力大小为300N,方向向西。
故选D。
6.(24-25高一上·河北唐山·阶段练习)要使木块在水平木桌上滑动受到的摩擦力小些,下列措施中有效的是( )
A.将木块和木桌的接触面刨光滑些
B.在木桌表面上垫一张平整的铁皮
C.使木块的滑动速度增大
D.减小木块与桌面的接触面积
【答案】A
【知识点】滑动摩擦力的产生条件与影响因素
【详解】A.根据滑动摩擦力表达式,将木块和木桌的接触面刨光滑些,减小动摩擦因数,从而减小摩擦力,故A正确;
B.在木桌表面上垫一张平整的铁皮,动摩擦因数不一定减小,摩擦力不一定减小,故B错误;
CD.动摩擦因数与物体的速度、两物体的接触面积大小无关,所以使木块的滑动速度增大、减小木块与桌面的接触面积都不能减小摩擦力,故CD错误。
故选A。
7.(24-25高一上·湖北·期中)运动员在进行空翻、跑酷等训练时经常用到如图所示的减震地板。一块正方形地板下面竖直排列着16根完全相同的弹簧,当质量为50 kg的运动员站在地板上静止后,要使地板下降的距离不超过5.0 cm(弹簧始终在弹性限度内,g = 10 m/s2),则每根弹簧的劲度系数至少为( )
A.100 N/m B.625 N/m
C.10000 N/m D.无法确定
【答案】B
【知识点】胡克定律及其应用
【详解】根据胡克定律可知
故选B。
8.(24-25高一上·海南·期中)辛弃疾在《破阵子·为陈同甫赋壮词以寄之》中有“马作的卢飞快,弓如霹雳弦惊”之句。现在想象一位将军在战场上张弓射箭,对于张弓以及箭射出后的过程中所蕴含的物理知识,下列理解正确的是( )
A.张弓过程中,弓发生的形变是一种非弹性形变
B.张弓过程中,弓对箭的弹力是由于箭的形变产生的
C.箭射出后在空中飞行,若忽略空气阻力,其运动状态始终不变
D.箭射出瞬间,弓弦对箭的弹力方向与箭运动方向相同
【答案】D
【知识点】弹力定义及产生条件
【详解】A.张弓过程中,弓发生形变,松手后弓能恢复原状,发生的是弹性形变,故A错误;
B.张弓过程中,弓对箭的弹力是由于弓的形变产生的,故B错误;
C.箭射出后在空中飞行,若忽略空气阻力,箭只受重力作用,其运动状态会发生改变,故C错误;
D.箭射出瞬间,弓弦对箭的弹力方向是推动箭向前运动,与箭运动方向相同,故D正确。
故选D 。
9.(24-25高一上·山东菏泽·期中)近期,网剧“逃出大英博物馆”爆火,引发人们对于流落海外文物的关注。如图所示,是在大英博物馆一个角落陈列的“中华缠枝纹薄胎玉壶”,该壶技艺精湛,美轮美奂。下列有关受力情况的分析正确的是( )
A.玉壶对陈列台面的压力是由于台面发生形变而产生的
B.陈列台面对玉壶的支持力是由于台面发生形变而产生的
C.由于玉壶本身就有重力,所以玉壶的重力没有施力物体
D.由于玉壶质地坚固,所以玉壶不可能发生形变
【答案】B
【知识点】弹力定义及产生条件
【详解】A.玉壶对陈列台面的压力是由玉壶发生形变而产生的,故A错误;
B.陈列台面对玉壶的支持力是由于台面发生形变而产生的,故B正确;
C.重力的施力物体是地球,所以玉壶的重力施力物体是地球,故C错误;
D.一切物体受力都要发生形变,玉壶质地坚固,产生形变微弱,故D错误。
故选B 。
10.(22-23高一上·山西吕梁·期末)我们生活在地球上,重力无处不在,下列没有利用到重力的是( )
A.砌墙时用铅垂线检验墙身是否竖直
B.农业生产中的抛秧
C.人起跳后落回地面
D.拉弓射箭
【答案】D
【知识点】弹力定义及产生条件、重力的概念、大小和方向
【详解】A.砌墙时用到重垂线是利用重力的方向总是竖直向下的道理,A错误;
B.抛出去的物体最终要落回地面,是因为重力的方向总是竖直向下的,B错误;
C.人起跳后落回地面,正是因为受到重力的作用,C错误;
D.拉弓射箭,由于弓玄发生形变,对箭产生了弹力作用,使箭出去的,没有利用重力,D正确。
故选D。
11.(22-23高一上·浙江·期中)用水平力将黑板擦压在竖直黑板上,在逐渐减小力直至为0的过程中,黑板对黑板擦的摩擦力将( )
A.保持不变 B.逐渐减小
C.先保持不变然后逐渐减小为0 D.先逐渐减小然后保持不变
【答案】C
【知识点】滑动摩擦力的大小与方向、复杂受力情况下计算静摩擦力的大小
【详解】初始时最大静摩擦力大于黑板擦的重力,黑板擦静止压在黑板上,此时黑板擦受到的摩擦力为静摩擦力,大小等于黑板擦的重力。随着F逐渐减小,黑板擦与黑板之间的最大静摩擦力逐渐减小。当最大静摩擦力小于黑板擦的重力时,黑板擦开始沿黑板向下滑动,此时黑板擦受到的摩擦力为滑动摩擦力,根据滑动摩擦力与正压力的关系
可知,F继续减小减至0,滑动摩擦力也逐渐减小到0。综上可知,摩擦力先保持不变然后逐渐减小为0。
故选C。
12.(23-24高一上·江苏徐州·期末)用弹簧测力计拖动水平固定木板上的木块,使木块做匀速直线运动。在木块上加一砝码,使其仍做匀速直线运动。则( )
A.加上砝码前、后,木板与木块间动摩擦因数不变
B.加上砝码前、后,木板与木块间最大静摩擦力不变
C.加上砝码前、后,弹簧测力计的示数不变
D.随木块匀速运动的砝码所受摩擦力的方向与运动方向相同
【答案】A
【知识点】最大静摩擦力、滑动摩擦力的大小与方向
【详解】A.木板与木块间动摩擦因数与接触面粗糙程度有关,加上砝码前、后,木板与木块间动摩擦因数不变,故A正确;
B.木板与木块间最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,加上砝码前、后,压力增大,滑动摩擦力增大,则最大静摩擦力增大,故B错误;
C.加上砝码前、后,滑动摩擦力增大,弹簧测力计的示数增大,故C错误;
D.随木块匀速运动的砝码做匀速直线运动,不受摩擦力,故D错误;
故选A。
12.(2024·河南·二模)如图所示为军校学生的日常体能训练的场景,该同学开始阶段沿杆加速向上运动然后匀速运动,最后在最高点停留片刻.已知该同学的质量为,双手与杆之间的动摩擦因数为,手与杆之间的弹力为,重力加速度为。下列说法中正确的是( )
A.整个运动过程中,手与杆之间的摩擦力为
B.在匀速运动阶段,该同学受到的摩擦力为静摩擦力,加速阶段为滑动摩擦力
C.无论加速、还是匀速阶段,该同学与杆之间的摩擦力可能均是静摩擦力
D.该同学手与杆之间的弹力越大,所受的摩擦力越大
【答案】C
【知识点】滑动摩擦力的产生条件与影响因素、静摩擦力概念及产生条件
【详解】A.向上运动的过程中,该同学双手可能始终与竖直杆之间没有相对滑动,所以杆与手之间的摩擦力为静摩擦力,而公式
是计算滑动摩擦力的公式,故A错误;
B.若该同学在上升过程中,双手始终与竖直杆之间没有相对滑动,则不管是在匀速运动阶段还是加速阶段,该同学受到的摩擦力为均为静摩擦力,故B错误;
C.若无相对滑动,无论加速、还是匀速阶段,该同学与杆之间的摩擦力均是静摩擦力,但若在爬升过程中有相对滑动,则会出现滑动摩擦力,因此无论加速、还是匀速阶段,该同学与杆之间的摩擦力可能均是静摩擦力,故C正确;
D.该同学双手可能始终与竖直杆之间没有相对滑动,所以杆与手之间的摩擦力为静摩擦力,而手与杆之间的弹力越大,最大静摩擦力越大,不能说摩擦力越大,若爬升过程中无相对滑动,则摩擦力为静摩擦力,静摩擦力与手与杆之间的弹力无关,故D错误。
故选C。
14.(24-25高一上·江苏徐州·期中)如图甲所示,用力传感器拖动水平固定木板上的静止木块,直到使其匀速运动;图乙是在计算机屏幕上得到拉力随时间变化的F-t图像。则木块( )
A.12s时受到的是滑动摩擦力 B.12s时受到的是静摩擦力
C.12s时受到的摩擦力大小为4.0N D.与木板间的最大静摩擦力为4.0N
【答案】B
【知识点】滑动摩擦力的大小与方向
【详解】AB.由图可知,12s时摩擦力还未达到最大,此时为静摩擦力,故A错误,B正确;
C.12s时受到的摩擦力大小为2.0N,故C错误;
D.与木板间的滑动摩擦力为4.0N,但最大静摩擦力大于滑动摩擦力,故D错误。
故选B。
15.(22-23高一上·山西吕梁·期末)劳动最光荣。在一次班级大扫除时,有位同学用90N的水平拉力匀速拉动质量为20kg的课桌,如果在课桌上放了10kg的书,这位同学要匀速推动课桌需要的水平推力大小为( )
A.90N B.100N C.135N D.150N
【答案】C
【知识点】滑动摩擦力的大小与方向
【详解】有位同学用90N的水平拉力匀速拉动质量为20kg的课桌,课桌在水平方向上受到水平的拉力和滑动摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,此时的滑动摩擦力为
如果在课桌上放了10kg的书,此时课桌和书的总质量为课桌质量的1.5倍,根据
可知,课桌对水平面的压力变为原来的1.5倍,接触面的粗糙程度不变,所以滑动摩擦力变为原来的1.5倍,即此时的滑动摩擦力为
故选C。
16.(24-25高一上·山东菏泽·期中)某探究学习小组使用弹簧测力计测量物体的重力,关于其使用体验和对胡克定律的理解,下列说法正确的是( )
A.弹簧弹力的大小仅与形变量有关
B.弹簧测力计的读数与弹簧的初始长度有关
C.弹簧测力计的读数随着物体重力的增大而增大,且一直遵循成正比的关系
D.胡克定律写成的形式,负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长(或压缩)的方向相反
【答案】D
【知识点】胡克定律及其应用
【详解】A.根据可知弹簧弹力的大小与弹簧的劲度系数和形变量有关,故A错误;
B.根据可知对一个确定的弹簧测力计,弹簧测力计的读数与弹簧的初始长度无关,与弹簧的形变量有关,故B错误;
C.在弹簧的限度内,弹簧测力计的读数随着物体重力的增大而增大,且一直遵循成正比的关系,在弹簧的限度外,不再遵循成正比的关系,故C错误;
D.弹簧的弹力总是与形变的方向相反,胡克定律写成的形式,负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长(或压缩)的方向相反,故D正确。
故选D。
17.下图是一位同学用力推静止在水平地面上的物体时所出现的情景漫画,该漫画描述了物体与地面之间产生摩擦力及其特点的相关问题。下列对摩擦力的认识与漫画中所描述的情景相符合的是( )
A.甲乙丙三幅漫画都能说明物体与地面之间存在静摩擦力
B.甲乙丙三幅漫画能够说明物体与地面之间的静摩擦力有最大值
C.甲乙两幅漫画能够说明随推力的增大静摩擦力可以增大
D.甲乙丙三幅漫画所单独描述的情景都不足以说明物体与地面之间有摩擦力
【答案】BC
【知识点】判断是否存在静摩擦力及其方向、静摩擦力概念及产生条件
【详解】A.漫画丙说明物体与地面之间存在滑动摩擦力,选项A错误;
BC.甲乙两幅漫画说明物体与地面间的静摩擦力随外力的增加而增大,漫画丙说明当静摩擦力达到最大时物体开始滑动,则甲乙丙三幅漫画能够说明物体与地面之间的静摩擦力有最大值,选项BC正确;
D.甲乙两幅漫画所单独描述的情景都可以说明物体与地面之间有静摩擦力,漫画丙说明物体与地面之间存在滑动摩擦力,选项D错误。
故选BC。
18.(22-23高一上·广东佛山·期末)如图,P、Q两物体均重10N,各接触面的动摩擦因数均为,现在对物体Q施加一向右的水平拉力,则( )
A.物体P与物体Q一起向右运动
B.物体P静止不动,物体Q向右运动
C.地面对物体P施加水平向左4N的静摩擦力
D.无论如何加大对物体Q的水平拉力F,物体P都不会向右运动
【答案】BD
【知识点】多个接触面叠加时的滑动摩擦力、复杂受力情况下计算静摩擦力的大小
【详解】AB.由题意可得,P物体相对于地面滑动时的最大静摩擦力为
Q相对P的最大静摩擦力为
因为
,
所以物体P静止不动,物体Q向右运动,A错误,B正确;
C.对物体P受力分析,受到Q对P水平向右的摩擦力
因为物体P静止不动,由平衡条件可得,所以地面对物体P施加的水平向左的静摩擦力,大小为
C错误;
D.由题意可得,P物体相对于地面滑动时的最大静摩擦力为
Q相对P的最大静摩擦力为
所以当时,P、Q均静止;当时,Q向右运动,P相对地面静止不动,所以无论如何加大对物体Q的水平拉力F,物体P都不会向右运动。D正确。
故选BD。
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