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微练7
重力 弹力 摩擦力
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一、选择题(1~7题为单项选择题,8~9题为多项选择题)
1.在实验室中可以看到如图所示的实验现象:当用
手按压桌面时,打到桌面的激光束反射在天花板
上的光点会发生移动。下列说法正确的是( )
A.桌面受到手的弹力作用是由于桌面发生了塑性形变
B.桌面受到手的弹力作用是由于桌面发生了弹性形变
C.按压过程没有发现手形变,所以手没有受到弹力
D.反射在天花板上的光点发生移动,说明桌面发生了形变
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桌面受到手的弹力作用是由于手发生了弹性形变,A、B两项错误;力的作用是相互的,桌面受到手的弹力作用,则手也一定受到桌面的弹力作用,C项错误;反射在天花板上的光点发生移动,说明桌面发生了形变,D项正确。
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2.关于如图所示的两个力F1和F2,下列说法正确的是( )
A.F1=F2,因为表示两个力的线段一样长
B.F1>F2,因为表示F1的标度大
C.F1<F2,因为F1只有两个标度的长度,
而F2有三个标度的长度
D.无法比较F1和F2的大小,因为两个力的标度的大小未知
无法比较F1和F2的大小,因为两个力的标度的大小未知,D项正确。
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3.(2025·广州模拟)滑板是深受年轻朋友追捧的极限运动。如图所示,当人站在水平滑板上运动时,下列说法正确的是( )
A.人的重力的方向指向地心
B.人对滑板的压力就是人的重力
C.人在滑板上跳起做动作时不受到重力的作用
D.人在滑板上跳起做动作时重心不一定在人身上
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重力方向竖直向下,并不一定指向地心,只有在地球两极及其正上方和赤道及其正上方处,重力的方向才指向地心,A项错误;人对滑板的压力是人对滑板的作用力,人所受的重力是地球对人的作用力,二者不是同一个力,B项错误;人在滑板上跳起做动作时仍受到重力的作用,C项错误;重心可能在物体上,也可能在物体外,与物体的形状有关,人在滑板上跳起做动作时重心不一定在人身上,D项正确。
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4.如图是乒乓球从左到右接触桌面反弹时的示意图,乒乓球受到桌面的弹力方向正确的是( )
弹力的方向是垂直于接触面指向受力物体,所以弹力应垂直于桌面向上,A项正确。
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5.(2025·潮州模拟)“工欲善其事,必先利其器”,中国古代已经掌握了高超的兵器研磨技巧。如图所示是打磨宝剑的场景。在打磨过程中,磨石始终静止在水平桌面上,当宝剑在外力作用下水平向右运动时,下列说法正确的是( )
A.宝剑与磨石之间存在静摩擦力
B.磨石与桌面之间不存在摩擦力
C.宝剑对磨石的摩擦力方向水平向右
D.桌面对磨石的摩擦力方向水平向右
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宝剑在外力作用下水平向右运动时,宝剑与磨石之间存在滑动摩擦力,A项错误;滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,宝剑相对于磨石向右运动,宝剑受到的摩擦力水平向左,则宝剑对磨石的摩擦力方向水平向右,C项正确;由于宝剑对磨石的摩擦力方向水平向右,以磨石为对象,根据受力平衡可知桌面对磨石的摩擦力方向水平向左,B、D两项错误。
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6.(2024·广西卷)工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图,三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑,货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为f1、f2和f3,则( )
A.f1<f2<f3 B.f1=f2<f3
C.f1=f3<f2 D.f1=f2=f3
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根据滑动摩擦力的公式f=μFN,滑动摩擦力的大小与接触面积无
关,只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,由题可知三个货箱各表面材质和粗糙程度均相同,压力大小也相同,故摩擦力大小相等,即f1=f2=f3,D项正确。
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7.(2025·广州模拟)图甲中台秤的内部简易结构如图乙所示:托盘
A、竖直杆B、水平横杆H与齿条C固定连在一起,齿轮D可无摩擦转动,与齿条C完全啮合,在齿轮上固定指示示数的轻质指针E,两根完全相同的弹簧将横杆H吊在秤的外壳I上。经过调校,托盘中不放物品时,指针E恰好指在竖直向上的位置。若放上质量为m的物体,指针偏转了θ弧度(θ<2π),齿轮D的直径为d,重力加速度为g,则每根弹簧的劲度系数为( )
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A. B. C. D.
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由题图乙可知,弹簧的形变量等于齿条C下降的距离,由于齿轮D与齿条C啮合,所以齿条C下降的距离等于齿轮D转过的弧长,根据数学知识可得s=θ·,即弹簧的形变量Δx=s=θ·,对托盘A、竖直杆B、水平横杆H与齿条C和重物整体研究,根据平衡条件得mg=2F,根据胡克定律可得F=kΔx,联立解得每根弹簧的劲度系数为k=,B项正确。
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8.(2025·清远模拟)出门戴口罩是一种良好的习惯,为了佩戴舒适,口罩两边的弹性绳的劲度系数比较小。某同学将弹性绳拆下,在弹性绳下端悬挂一支钢笔时,弹性绳的长度为20 cm,如图所示。当悬挂两支相同的钢笔时,弹性绳的长度为24 cm,悬挂一块橡皮时,弹性绳的长度为18 cm。若弹性绳满足胡克定律,且弹性绳始终在弹性限度内,不计弹性绳受到的重力,则( )
A.弹性绳的原长为16 cm
B.弹性绳的劲度系数为12.5 N/m
C.该橡皮的质量约为钢笔质量的
D.将上述一支钢笔和一块橡皮挂在弹性绳下端,弹性绳长22 cm
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设弹性绳原长为L0,劲度系数为k,钢笔重力为G1,橡皮的重力为G2,由胡克定律可知G1=k(L1-L0),2G1=k(L2-L0),G2=k(L3-L0),联立解得L0=16 cm,G1=2G2,根据已知条件无法计算k,A、C两项正确,B项错误;将一块橡皮和一支钢笔一起挂在弹性绳下端时,由胡克定律可知G1+G2=k(x-L0),解得x=22 cm,D项正确。
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9.打印机在正常工作的情况下,进纸系统能做到每次只进一张纸。进纸系统的结构示意图如图所示,设图中刚好有20张相同的纸,每张纸的质量均为m,搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动,搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1,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μ2,工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F。打印机正常工作时,下列说法正确的是( )
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A.第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向右
B.第10张纸与第11张纸之间的摩擦力大小可能为μ2(F+10mg)
C.第20张纸与摩擦片之间的摩擦力为μ2(F+mg)
D.若μ1=μ2,则进纸系统不能进纸
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对第2张纸受力分析可得,在水平方向上受到第1张纸向右的滑动摩擦力和第3张纸水平向左的静摩擦力而保持平衡,A项错误;对第2张纸受到第1张纸的滑动摩擦力f=μ2FN=μ2(F+mg),由平衡条件
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得,受到第3张纸的静摩擦力等于滑动摩擦力,以此类推第10张纸与第11张纸之间的摩擦力大小都是f=μ2(F+mg),B项错误,C项正确;搓纸轮与第1张纸之间的摩擦力为μ1F,第1张纸受到第2张纸的滑动摩擦力为μ2(F+mg),若μ1=μ2,则有μ1F<μ2(F+mg),所以第1张纸不可能向右运动,故进纸系统不能进纸,D项正确。
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二、非选择题
10.(2025·广州模拟)如图所示,一长木板放在水平地面上,滑块放在长木板的上面,滑块的左端连接着水平轻质弹簧,轻质弹簧左端固定在直立的墙壁上。现用水平向右、大小F=23 N的力作用在长木板上,长木板向右做匀速直线运动,滑块相对地面静止,此时弹簧的长度L=10 cm。已知滑块、长木板的质量分别为m=1 kg、M=4 kg,滑块与长木板间的动摩擦因数μ1=0.3,弹簧的原长L0=7 cm,弹簧始终在弹性限度内,取重力加速度大小g=10 m/s2。求:
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(1)长木板对滑块的摩擦力大小f1;
(2)弹簧的劲度系数k;
(3)长木板与水平地面间的动摩擦因数μ2。
(1)滑块与长木板间的摩擦力为滑动摩擦力,有f1=μ1FN1
其中FN1=mg,
解得f1=3 N。
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(2)对滑块受力分析有f1=F弹,
其中F弹=k(L-L0),
解得k=100 N/m。
(3)对木板和滑块构成的整体受力分析,水平方向上有F=F弹+f2,
其中f2=μ2FN2,FN2=(M+m)g,
解得μ2=0.4。
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