内容正文:
专题06 三种形式的力
地 城
考点01
重力
一、单选题
1.(24-25高一上·山东省名校联盟·期中)学生在参观科技馆时观察到有一个十分有趣的“锥体上滚”实验。如图所示,将一个双圆锥体轻轻放在倾斜轨道的低端,就会看到它似乎在向“上”滚去,关于锥体的运动说法正确的是( )
A.双圆锥体的重心随锥体一起向下运动
B.在双圆锥体上滚的过程中,锥体的重心在向上运动
C.双圆锥体上滚实验中,虽然看到的现象好像是锥体在上滚,但是从侧面观察的话锥体重心其实是下移的
D.当双圆锥体在轨道的最低处时,它的重心在最低处;当双锥体在轨道最高处时,它的重心在最高处
2.(24-25高一上·山东省德州市·期中)如图所示,小明同学静止悬挂在单杠上,下列说法中正确的是( )
A.小明受到的重力就是地球对小明的吸引力
B.小明受到的重力的施力物体是单杠
C.手对单杠的压力就是人的重力
D.手对单杠的压力是手发生形变产生的
3.(24-25高一上·山东省临沂市·期中)下说法中正确的是( )
A.物体的重力就是地球对物体的吸引力,它的方向总是垂直向下
B.滑动摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
C.运动的物体可能受到静摩擦力作用,但静止的物体不可能受到滑动摩擦力作用
D.正压力增大,摩擦力可能增大,也可能不变
4.(24-25高一上·山东省潍坊市·期中)2023年 10月3日,在杭州亚运会女子 10 米跳台决赛中,中国选手全红婵凭借惊艳表现夺得冠军。运动员跳水前在跳台上静立一小段时间之后起跳,关于运动员的说法正确的是( )
A.起跳后的下落过程不受重力
B.静立时所受支持力和重力是一对相互作用力
C.静立时所受支持力和对跳台的压力是一对平衡力
D.静立时所受支持力是由跳台发生形变产生的
5.(24-25高一上·山东省烟台市·期中)下列说法正确的是( )
A.两个相互接触的物体间一定存在弹力
B.物体所受滑动摩擦力的方向可能与其运动方向相同
C.物体受摩擦力作用时,其作用力的大小一定满足
D.重力是由于地球的吸引产生的,因此地球的吸引力就是物体所受的重力
6.(24-25高一上·山东省青岛莱西市·期中)下列关于重力、摩擦力的说法正确的是( )
A.因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
B.滑动摩擦力阻碍物体的运动,一定与运动方向相反
C.物体间的静摩擦力大小与物体间的正压力成正比
D.两物体间如果有相互作用的摩擦力,就一定存在弹力
7.(24-25高一上·山东省威海市乳山市·期中)下列关于重力和重心的说法正确的是( )
A.重力的方向指向地心
B.把一个物体从乳山移到上海,重力大小不变
C.质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在物体上
D.用线竖直悬挂的物体静止时,线所在的直线一定通过重心
地 城
考点02
弹力
一、单选题
1.(24-25高一上·山东省昌邑市·期中)如图所示,一块剖面为三角形的有机玻璃P压在另一块有机玻璃Q上,当特殊的光通过有机玻璃时,会产生花纹。对P施加向下压力,花纹会发生变化。下列说法正确的是( )
A.P对Q的压力与Q对P的支持力是一对平衡力
B.由于P发生了形变,所以Q才对P有支持力
C.由于Q发生了形变,所以P才对Q有压力
D.对P施加向下压力,花纹会发生变化的原因是玻璃进一步发生形变
2.(24-25高一上·山东省威海市乳山市·期中)如图所示,底端置于粗糙水平地面上的杆,其顶端被一根细线用手拉住,杆处于静止状态,细线水平。下列说法正确的是( )
A.杆对细线的弹力水平向右 B.杆对地面的弹力沿着杆向下
C.杆对地面的摩擦力水平向右 D.杆受到地面的弹力是由于杆的形变产生的
3.(24-25高一上·山东省昌邑市·期中)如图所示装置为运动员健身用弹簧拉力器,共有5根弹簧,每根弹簧的劲度系数均为200N/m。运动员两臂都用300N的力拉弹簧拉力器(弹簧在弹性限度内且未跟身体接触),则( )
A.每根弹簧的伸长量均为30cm
B.每根弹簧的弹力大小均为120N
C.若两臂拉力减小,弹簧劲度系数减小
D.若弹簧拉力器一端固定,另一端施加300N的拉力,弹簧伸长量减小
4.(24-25高一上·山东省师范大学附属中学·期中)握力器是一种锻炼人手腕、手臂力量的小型健身器材,被广泛应用于健身和康复训练中。图甲是一款可调握力器,可简化为图乙。通过调节右侧旋钮可令弹簧下悬点在A到B间移动,从而使弹簧初始弹力在之间变化。已知弹簧下端处于A点时弹簧处于原长状态,弹簧与水平杆成角,当其调节到B点时,弹簧与水平杆成角,已知AB间长,,,则该弹簧的劲度系数为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高一上·山东省师范大学附属中学·期中)弹弓是一种冷兵器或者是游戏工具。弹弓由弓架、皮筋、皮兜三部分组成,一般用树木的枝桠制作,呈“Y”字形,上两头系上皮筋,皮筋中段系上一包裹弹丸的皮块。如图,一个“Y”字形弹弓顶部跨度为,两根相同的橡皮条均匀且弹性良好,其自由长度均为,在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片可将弹丸发射出去。若橡皮条的弹力满足胡克定律,且劲度系数为,发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为(弹性限度内),则弹丸被发射过程中所受的最大弹力为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高一上·山东省师范大学附属中学·期中)2024年8月10日巴黎奥运会上,随着曹缘最后一跳笔直入水,中国跳水“梦之队”创造了包揽奥运8金的历史性成绩。如图跳水三米板项目一个实例,下列说法正确的是( )
A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变
B.运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的
C.跳板受到的压力是跳板发生形变而产生的
D.跳板给运动员的弹力方向始终竖直向上
7.(24-25高一上·山东省枣庄市滕州市·期中)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距的两点上,弹性绳的原长也为;将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )
A. B. C. D.
8.(24-25高一上·山东省实验中学·期中)餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示,三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上,下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子,取走一个盘子,稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为900g,相邻两盘间距1.0cm,重力加速度大小取10m/s2。弹簧始终在弹性限度内,每根弹簧的劲度系数为( )
A.300N/m B.200N/m C.100N/m D.10N/m
9.(24-25高一上·山东省烟台市·期中)脚蹬拉力器由脚环、两根相同的弹性绳、把手等组成,可以做到手脚配合,锻炼手臂、腿、腰部、腹部等部位,深受健身人士的喜欢。在一次锻炼中,某人用沿平行于弹性绳的力拉动拉力器,每只手拉力的大小为,每根弹性绳比原长伸长了。已知弹性绳的弹力与伸长量成正比,且未超过弹性限度,不计把手和弹性绳的重力,则弹性绳的劲度系数为( )
A. B. C. D.
10.(24-25高一上·山东省德州市·期中)如图所示,小明同学静止悬挂在单杠上,下列说法中正确的是( )
A.小明受到的重力就是地球对小明的吸引力
B.小明受到的重力的施力物体是单杠
C.手对单杠的压力就是人的重力
D.手对单杠的压力是手发生形变产生的
11.(24-25高一上·山东省日照市·期中)如图所示,原长为L的轻质弹簧一端固定在O点,另一端与一厚度为d、重力为G的木块相连,木块静止在水平地面MN上,弹簧的弹力大小为。已知O点到地面MN的距离为L,弹簧在弹性限度内并保持竖直。下列说法正确的是( )
A.木块受两个力作用
B.地面对木块的支持力大小为
C.弹簧对O点的弹力大小为
D.弹簧的劲度系数为
12.(24-25高一上·山东省菏泽市·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
13.(24-25高一上·山东省菏泽市·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
14.(24-25高一上·山东省菏泽市·期中)如图甲所示,将一轻质弹簧放在水平地面上,上端放一个质量为200 g的物体,弹簧的长度为30 cm;如图乙所示,若将该弹簧上端固定,下端挂一个质量为100 g的物体,弹簧的长度为45 cm。重力加速度大小g取10 m/s2。则该弹簧的劲度系数为( )
A.0.2 N/m B.10 N/m
C.20 N/m D.由于弹簧原长未知,无法求解
15.(24-25高一上·山东省菏泽市·期中)近年来,随着科技的飞速发展,无人机普及度越来越高,某兴趣小组用一架无人机通过绳子吊着一个物体向上运动,下列说法正确的是( )
A.绳子对物体的拉力大于物体对绳子的拉力
B.绳子对无人机的拉力小于无人机对绳子的拉力
C.绳子对无人机的拉力是由于绳子的形变产生的
D.绳子对物体的拉力与绳子对无人机的拉力是一对平衡力
16.(24-25高一上·山东省烟台市·期中)下列说法正确的是( )
A.两个相互接触的物体间一定存在弹力
B.物体所受滑动摩擦力的方向可能与其运动方向相同
C.物体受摩擦力作用时,其作用力的大小一定满足
D.重力是由于地球的吸引产生的,因此地球的吸引力就是物体所受的重力
二、多选题
17.(24-25高一上·山东省德州市校际联·期中)脚蹬拉力器由脚环、两根相同的弹性绳、把手组成,可以做到手脚配合,锻炼手臂、腿、腰部、腹部等部位,深受健身人士的喜爱。如图所示,女子用沿平行于弹性绳的力拉动拉力器时,每只手拉力大小为120 N时,弹性绳比原长伸长了30 cm。弹性绳的弹力与伸长量成正比,且未超过弹性限度,不计把手和弹性绳重力,下列说法正确的是( )
A.把手对弹性绳的拉力是由于把手发生形变产生的
B.弹性绳的劲度系数为400 N/m
C.弹性绳的劲度系数为800 N/m
D.若每只手的拉力改为80 N,弹性绳长度为20 cm
18.(24-25高一上·山东省聊城市·期中)如图所示,拉力器是由脚环、两根相同的弹性绳和把手等组成。某健身爱好者用平行于弹性绳的力拉动拉力器,每只手拉力大小均为124N时,每根弹性绳比原长伸长了40cm,假设弹性绳的弹力与伸长量的关系遵循胡克定律,且未超过弹性限度。下列说法正确的是( )
A.由于脚也拉弹性绳,所以每根弹性绳的弹力为0 B.两根弹性绳的总弹力为248N
C.每根弹性绳的劲度系数为310N/m D.每根弹性绳的劲度系数为620N/m
19.(24-25高一上·山东省名校考试联盟·期中)如图所示,一个球形物体静止于光滑水平地面上并与竖直光滑墙壁接触,A、B两点分别是物体与墙、物体与地面的接触点。下列说法中正确的是( )
A.物体对地面的压力就是物体的重力
B.物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对相互作用力
C.物体受到地面的支持力是由于地面发生形变而产生的
D.物体与竖直墙壁接触,墙壁对物体施加水平向右的弹力
三、解答题
20.(24-25高一上·山东省青岛市黄岛区·期中)如图所示,原长分别为和,劲度系数分别为和的两轻质弹竖直悬挂在天花板上,两弹簧之间有一质量为的物体,最下端挂着质量为的另一物体,整个装置处于静止状态。
(1)求这时两弹簧的总长度;
(2)若用一平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起,直到两弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和,求这时平板对下面物体的弹力大小。
21.(24-25高一上·山东省菏泽市·期中)如图甲所示,物体A放在水平地面上,弹簧1的两端与物体A和物体B相连,弹簧2的一端与物体B相连,另一端与绳子相连,绳子绕过定滑轮另一端与物体C相连,三个物体A、B、C的质量分别是mA = 0.3 kg,mB = 0.2 kg,mC = 0.1 kg,弹簧1和弹簧2完全相同,每一根弹簧的弹力F与弹簧总长度l的关系如图乙所示。现用竖直向下的力缓慢拉动物体C,直到物体A刚要离开地面。不计弹簧与绳子的重力和一切摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2。求:
(1)未拉动物体C之前弹簧1的形变量和弹簧2的形变量;
(2)物体A刚要离地时,物体C向下移动的距离。
地 城
考点03
摩擦力
一、单选题
1.(24-25高一上·山东省新泰市第一中学北校·期中)图示为某同学课桌上整齐竖直摆放的一堆书,中间夹了一本物理课本,课本的质量为,两侧相邻书对物理课本的压力均为,书与物理课本之间的动摩擦因数均为0.3,重力加速度取。为了将物理课本竖直向上抽出,该同学提供的拉力至少大于( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·山东省济宁市第一中学·期中)关于弹力和摩擦力,下列说法正确的是( )
A.电线对电灯的拉力是由于电灯发生微小形变产生的
B.滑动摩擦力的大小一定与物体的重力大小成正比
C.没有直接接触的物体之间也可能存在弹力
D.滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并跟物体相对运动的方向相反
3.(24-25高一上·山东省名校考试联盟·期中)为研究木板与物块之间的摩擦力,某同学在粗糙的木板上放置一个质量为1kg的物块,物块通过细线连接固定在实验台上的力传感器,如图甲。水平向左拉木板,传感器记录的图像如图乙所示。取重力加速度,下列说法中正确的是( )
A.物块受到的摩擦力方向始终水平向右
B.物块与木板间的动摩擦因数为0.2
C.1.0~1.3s时间内,物块与木板之间的摩擦力是滑动摩擦力
D.1.0~1.3s时间内,木板与物块间的摩擦力大小与物块对木板的正压力成正比
4.(24-25高一上·山东省聊城市·期中)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”,如图所示,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时,下列说法正确的是( )
A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向右
C.墨条受到向上的弹力,是由于墨条发生了形变
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
5.(24-25高一上·山东省师范大学附属中学·期中)如图,粗糙程度相同的水平面上放了一个木板,在外力的推动下向右运动,木板悬空未脱落,下列说法正确的是( )
A.桌面受到木板对它向右的摩擦力
B.桌面受到木板对它向左的摩擦力
C.木板受到的滑动摩擦力,随着木板的悬空而减小
D.木板受到的滑动摩擦力,随着木板的悬空而增大
6.(24-25高一上·山东省青岛莱西市·期中)下列关于重力、摩擦力的说法正确的是( )
A.因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
B.滑动摩擦力阻碍物体的运动,一定与运动方向相反
C.物体间的静摩擦力大小与物体间的正压力成正比
D.两物体间如果有相互作用的摩擦力,就一定存在弹力
7.(24-25高一上·山东省名校联盟·期中)围棋是一种中国传统的棋类运动。解说围棋的大棋盘如图所示,棋盘竖直放置,棋盘和棋子都是磁性材料制成,棋子能吸在棋盘上,不计棋子之间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A.棋子受到的弹力是棋子的形变引起的
B.棋子受到的磁力与它受到的弹力是一对平衡力
C.磁性越强的棋子,所受的摩擦力越大
D.棋子受到的摩擦力大于它受到的重力
8.(24-25高一上·山东省临沂市·期中)如图所示,悬挂好已调零的弹簧测力计,用细线绕过固定在实验桌上的定滑轮,水平连接长方体物块,将其放在长木板上,物块的表面粗糙程度相同。实验时用水平向左的力F拉动长木板使其水平向左匀速运动,物块静止,弹簧测力计示数稳定。已知物块的质量为,长木板的质量为,物块与长木板之间、长木板与桌面之间的动摩擦因数均为0.1,下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数与水平拉力F相等
B.水平拉力为
C.当拉动长木板的力F变大时,弹簧测力计的示数也变大
D.若将物块侧面放在长木板上,弹簧测力计的示数会发生变化
9.(24-25高一上·山东省菏泽市·期中)如图所示,质量为m=20kg的物体以某一初速度沿水平地面向右运动,在t=0时刻给物体施加一个水平向左的恒力F=10N。已知物体与水平面之间的动摩擦因数µ=0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取向右方向为正方向,重力加速度大小g取10m/s2。则物体所受摩擦力Ff随时间变化图像正确的是( )
A. B.
C. D.
10.(24-25高一上·山东省日照市·期中)关于力,下列说法中正确的是( )
A.物体所受滑动摩擦力的方向一定与其运动方向相反
B.静止在水平桌面上的两个球,相互接触但不相互挤压,两球之间不存在弹力
C.重力的方向总是垂直于接触面向下
D.用手握住竖直方向的水杯不动,手对水杯的弹力越大,水杯受到的摩擦力越大
11.(24-25高一上·山东省临沂市·期中)下说法中正确的是( )
A.物体的重力就是地球对物体的吸引力,它的方向总是垂直向下
B.滑动摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
C.运动的物体可能受到静摩擦力作用,但静止的物体不可能受到滑动摩擦力作用
D.正压力增大,摩擦力可能增大,也可能不变
12.(24-25高一上·山东省聊城市·期中)如图所示,木块A、B质量分别为4kg和6kg,它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.4,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。初始状态A、B间的轻弹簧被压缩了5cm,作用在A上的水平推力为8N,木块A、B静止不动。已知弹簧的劲度系数为400N/m,重力加速度大小取10m/s²。下列说法正确的是( )
A.木块A所受摩擦力大小为16N,方向向右
B.木块B所受摩擦力大小为24N,方向向左
C.撤去推力F瞬间,木块A所受摩擦力大小是12N,方向向右
D.撤去推力F瞬间,木块B所受摩擦力大小是20N,方向向左
二、多选题
13.(24-25高一上·山东省青岛莱西市·期中)木块A、B质量分别为8kg和5kg,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2,夹在A、B之间的轻弹簧被拉伸了2cm,系统置于水平地面上静止不动。现用F=6N的水平拉力作用在木块A上,如图所示。已知接触面上的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧的劲度系数为500N/m,g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A.力F作用前木块A所受摩擦力的大小为10N,方向水平向右
B.力F作用前木块B所受摩擦力的大小为10N,方向水平向右
C.力F作用后木块B开始运动,所受摩擦力的大小为10N
D.力F作用后木块A所受摩擦力的大小为4N,方向水平向左
14.(24-25高一上·山东省师范大学附属中学·期中)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。进纸系统的结构如图所示,图中刚好有10张相同的纸,每张纸的质量均为,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,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,工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为。打印机正常工作,第1张纸正在进入的过程中,下列说法正确的是( )
A.第3张纸受到第4张纸的摩擦力方向向右
B.若,则进纸系统不能正常进纸
C.第5张纸与第6张纸之间的摩擦力大小为
D.第10张纸与摩擦片之间的摩擦力大小为
15.(24-25高一上·山东省枣庄市滕州市·期中)中国书法艺术历史悠久,某同学用毛笔练习书法,从基础笔画“横”开始练习。如图,在楷书笔画中,长横的写法要领如下:起笔时一顿,然后向右行笔,收笔时略向右按,再向左回带。该同学在水平桌面上平铺一张纸,为防止打滑,他在纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。则关于向右行笔过程中物体的受力情况,说法正确的是( )
A.笔对纸的压力一定大于毛笔的重力 B.镇纸不受静摩擦力的作用
C.白纸受到了两个静摩擦力的作用 D.桌面受到了向右的摩擦力作用
16.(24-25高一上·山东省日照市·期中)如图所示,质量为m的物块和质量为M的木板叠放在水平地面上,物块在水平拉力F的作用下和木板一起以相同的速度向右匀速运动。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块与木板间动摩擦因数为μ1,木板与地面间动摩擦因数为μ2。则下列说法正确的是( )
A.物块受到的摩擦力大小为μ1mg
B.物块对木板的摩擦力方向水平向右
C.地面对木板的摩擦力大小为μ1(M+m)g
D.动摩擦因数μ1>μ2
17.(24-25高一上·山东省德州市·期中)如图所示,一木板B放在水平地面上,木块A放在木板B的上面,木块A的右端与弹簧测力计相连,弹簧测力计的另一端固定在竖直墙壁上。用大小为5F的水平向左的拉力拉木板B,使它以速度v匀速运动,这时木块A静止,弹簧测力计的示数为2F。弹簧测力计始终保持水平,不计其重力。下列说法中正确的是( )
A.若用水平拉力6F拉木板B,木块A受到的摩擦力大小为2F,方向向左
B.若用水平拉力6F拉木板B,地面受到的摩擦力大小为4F,方向向左
C.若木板B以2v的速度运动,木块A受到的摩擦力大小为2F,方向向左
D.若木板B以2v的速度运动,地面受到的摩擦力大小为3F,方向向右
三、解答题
18.(24-25高一上·山东省烟台市·期中)如图所示,水平地面上物块A、B被弹簧拴接在一起,物块A左侧受到一水平向右的力,物块B右侧受到一水平向左的力(未知),此时弹簧被压缩了;物块A、B的质量分别为和,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为,弹簧的劲度系数为,系统此时静止不动。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧未超过弹性限度,重力加速度。求:
(1)物块A受到的摩擦力大小;
(2)力大小的取值范围;
(3)同时撤掉和后的瞬间,物块A和B分别受到的摩擦力大小。
19.(24-25高一上·山东省聊城市·期中)如图所示,在水平桌面上放一质量m=4kg的木块,木块与地面间的动摩擦因数μ=0.3,沿桌面方向对木块同时施加相互垂直的两个拉力F1、F2,已知F1=6N,F2=8N,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=10m/s²,求:
(1)木块受到的摩擦力的大小:
(2)若将F2顺时针转过 90°与F1同向,此时木块受到的摩擦力的大小。
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专题06 三种形式的力
地 城
考点01
重力
一、单选题
1.(24-25高一上·山东省名校联盟·期中)学生在参观科技馆时观察到有一个十分有趣的“锥体上滚”实验。如图所示,将一个双圆锥体轻轻放在倾斜轨道的低端,就会看到它似乎在向“上”滚去,关于锥体的运动说法正确的是( )
A.双圆锥体的重心随锥体一起向下运动
B.在双圆锥体上滚的过程中,锥体的重心在向上运动
C.双圆锥体上滚实验中,虽然看到的现象好像是锥体在上滚,但是从侧面观察的话锥体重心其实是下移的
D.当双圆锥体在轨道的最低处时,它的重心在最低处;当双锥体在轨道最高处时,它的重心在最高处
【答案】C
【详解】BC.锥体上滚的原理是重心运动,虽然看到的现象好像是锥体在上滚,但是从侧面观察的话锥体重心其实是下移的,故B错误,C正确;
A.锥体的重心在锥体的内部几何重心上,不在物体外面,重心的具体位置在锥体的中心轴的中间,故A错误;
D.双锥体放在轨道的低处时,放手后它会向轨道高处滚动,这是因为当双锥体在轨道的最低处时,它的重心在最高处;当双锥体在轨道最高处时,它的重心却在最低处,故D错误。
故选C。
2.(24-25高一上·山东省德州市·期中)如图所示,小明同学静止悬挂在单杠上,下列说法中正确的是( )
A.小明受到的重力就是地球对小明的吸引力
B.小明受到的重力的施力物体是单杠
C.手对单杠的压力就是人的重力
D.手对单杠的压力是手发生形变产生的
【答案】D
【详解】A.小明受到的重力只是地球对小明的吸引力的一部分,故A错误;
B.小明受到的重力的施力物体是地球,故B错误;
C.手对单杠的压力作用在单杠上,人的重力作用在人上,作用对象不一样,且压力和重力的性质不同,故C错误;
D.手对单杠的压力是手发生形变产生的,故D正确。
故选D。
3.(24-25高一上·山东省临沂市·期中)下说法中正确的是( )
A.物体的重力就是地球对物体的吸引力,它的方向总是垂直向下
B.滑动摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
C.运动的物体可能受到静摩擦力作用,但静止的物体不可能受到滑动摩擦力作用
D.正压力增大,摩擦力可能增大,也可能不变
【答案】D
【详解】A.物体的重力是地球对物体的吸引力的一部分,它的方向总是竖直向下,故A错误;
B.滑动摩擦力的方向一定与物体相对于接触面的运动方向相反,不一定与物体的运动方向相反,故B错误;
C.运动的物体可能受到静摩擦力作用,静止的物体也可能受到滑动摩擦力作用,比如在粗糙地面上滑动的物块,地面受到滑动摩擦力作用,故C错误;
D.正压力增大,如果物体受到滑动摩擦力作用,则摩擦力增大;如果物体受到静摩擦力作用,则静摩擦力可能不变,故D正确。
故选D。
4.(24-25高一上·山东省潍坊市·期中)2023年 10月3日,在杭州亚运会女子 10 米跳台决赛中,中国选手全红婵凭借惊艳表现夺得冠军。运动员跳水前在跳台上静立一小段时间之后起跳,关于运动员的说法正确的是( )
A.起跳后的下落过程不受重力
B.静立时所受支持力和重力是一对相互作用力
C.静立时所受支持力和对跳台的压力是一对平衡力
D.静立时所受支持力是由跳台发生形变产生的
【答案】D
【详解】A.起跳后的下落过程受重力作用,故A错误;
B.静立时所受支持力和重力是一对平衡力,故B错误;
C.静立时所受支持力和对跳台的压力是一对相互作用力,故C错误;
D.静立时所受支持力是由跳台发生形变产生的,故D正确。
故选D。
5.(24-25高一上·山东省烟台市·期中)下列说法正确的是( )
A.两个相互接触的物体间一定存在弹力
B.物体所受滑动摩擦力的方向可能与其运动方向相同
C.物体受摩擦力作用时,其作用力的大小一定满足
D.重力是由于地球的吸引产生的,因此地球的吸引力就是物体所受的重力
【答案】B
【详解】A.物体相互接触并且受到挤压时才有弹力,故A错误;
B.滑动摩擦力阻碍物体间的相对运动,可以与其对地的运动方向相同,故B正确;
C.静摩擦力与外力有关,摩擦力不一定为,故C错误;
D.重力是由于物体受到地球的吸引而产生的,重力是地球的引力的一部分,故D错误。
故选B。
6.(24-25高一上·山东省青岛莱西市·期中)下列关于重力、摩擦力的说法正确的是( )
A.因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
B.滑动摩擦力阻碍物体的运动,一定与运动方向相反
C.物体间的静摩擦力大小与物体间的正压力成正比
D.两物体间如果有相互作用的摩擦力,就一定存在弹力
【答案】D
【详解】A.重力的施力物体是地球,物体所受重力来源于地球的吸引,故A错误;
B.滑动摩擦力方向与物体的相对运动方向相反,而非绝对运动方向。例如,物体在运动的传送带上滑动时,摩擦力可能与物体运动方向相同,故B错误;
C.静摩擦力的大小由物体受力状态决定,与正压力无关,只有最大静摩擦力与正压力成正比,故C错误;
D.摩擦力的产生以弹力(正压力)的存在为前提,有摩擦力必有弹力,故D正确。
故选D。
7.(24-25高一上·山东省威海市乳山市·期中)下列关于重力和重心的说法正确的是( )
A.重力的方向指向地心
B.把一个物体从乳山移到上海,重力大小不变
C.质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在物体上
D.用线竖直悬挂的物体静止时,线所在的直线一定通过重心
【答案】D
【详解】A.重力的方向是竖直向下(即垂直于水平面),并不一定指向地心。例如,在地球表面不同纬度处,竖直方向与地心方向存在微小偏差,故A错误;
B.重力大小G=mg,g随纬度、海拔的变化二变化,乳山与上海的纬度、海拔不同,g值不同,故重力大小改变,B错误;
C.质量分布均匀、形状规则的物体,其重心在几何中心,但几何中心可能不在物体上(如圆环的重心在圆心),故C错误;
D.悬挂静止时,拉力与重力平衡,二力共线,因此线所在直线必过重心,D正确。
故选D。
地 城
考点02
弹力
一、单选题
1.(24-25高一上·山东省昌邑市·期中)如图所示,一块剖面为三角形的有机玻璃P压在另一块有机玻璃Q上,当特殊的光通过有机玻璃时,会产生花纹。对P施加向下压力,花纹会发生变化。下列说法正确的是( )
A.P对Q的压力与Q对P的支持力是一对平衡力
B.由于P发生了形变,所以Q才对P有支持力
C.由于Q发生了形变,所以P才对Q有压力
D.对P施加向下压力,花纹会发生变化的原因是玻璃进一步发生形变
【答案】D
【详解】A.P对Q的压力与Q对P的支持力是一对作用力和反作用力,故A错误;
B.由于Q发生了形变,所以Q才对P有支持力,故B错误;
C.由于P发生了形变,所以P才对Q有压力,故C错误;
D.对P施加向下压力,花纹会发生变化的原因是玻璃进一步发生形变,故D正确。
故选D。
2.(24-25高一上·山东省威海市乳山市·期中)如图所示,底端置于粗糙水平地面上的杆,其顶端被一根细线用手拉住,杆处于静止状态,细线水平。下列说法正确的是( )
A.杆对细线的弹力水平向右 B.杆对地面的弹力沿着杆向下
C.杆对地面的摩擦力水平向右 D.杆受到地面的弹力是由于杆的形变产生的
【答案】C
【详解】A.细线的弹力方向沿着细线收缩的方向,可得细线对杆的作用力方向水平向右,由牛顿第三定律可知杆对细线的弹力水平向左,故A错误;
B.杆受到地面的弹力方向垂直于地面向上,则杆对地面的弹力垂直于地面向下,故B错误;
C.对杆受力分析,水平方向受到绳子向右的拉力和地面对其向左的摩擦力是一对平衡力,故杆对地面的摩擦力水平向右,故C正确;
D.杆受到地面的弹力是由施力物体地面的形变产生的,故D错误。
故选C。
3.(24-25高一上·山东省昌邑市·期中)如图所示装置为运动员健身用弹簧拉力器,共有5根弹簧,每根弹簧的劲度系数均为200N/m。运动员两臂都用300N的力拉弹簧拉力器(弹簧在弹性限度内且未跟身体接触),则( )
A.每根弹簧的伸长量均为30cm
B.每根弹簧的弹力大小均为120N
C.若两臂拉力减小,弹簧劲度系数减小
D.若弹簧拉力器一端固定,另一端施加300N的拉力,弹簧伸长量减小
【答案】A
【详解】AB.由题意可得
稳定每根弹簧的伸长量为
,
故A正确,B错误;
C.若两臂拉力减小,弹簧劲度系数不变,故C错误;
D.若弹簧拉力器一端固定,另一端施加300N的拉力,弹簧伸长量不变,故D错误。
故选A。
4.(24-25高一上·山东省师范大学附属中学·期中)握力器是一种锻炼人手腕、手臂力量的小型健身器材,被广泛应用于健身和康复训练中。图甲是一款可调握力器,可简化为图乙。通过调节右侧旋钮可令弹簧下悬点在A到B间移动,从而使弹簧初始弹力在之间变化。已知弹簧下端处于A点时弹簧处于原长状态,弹簧与水平杆成角,当其调节到B点时,弹簧与水平杆成角,已知AB间长,,,则该弹簧的劲度系数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设O点到AB的垂直距离为,根据几何关系可得
解得
由于弹簧下端处于A点时弹簧处于原长状态,弹簧下端处于A点时弹簧弹力为,根据胡克定律可得
解得该弹簧的劲度系数为
故选B。
5.(24-25高一上·山东省师范大学附属中学·期中)弹弓是一种冷兵器或者是游戏工具。弹弓由弓架、皮筋、皮兜三部分组成,一般用树木的枝桠制作,呈“Y”字形,上两头系上皮筋,皮筋中段系上一包裹弹丸的皮块。如图,一个“Y”字形弹弓顶部跨度为,两根相同的橡皮条均匀且弹性良好,其自由长度均为,在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片可将弹丸发射出去。若橡皮条的弹力满足胡克定律,且劲度系数为,发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为(弹性限度内),则弹丸被发射过程中所受的最大弹力为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据胡克定律可知,每根橡皮条的最大弹力大小为
设此时两根橡皮条的夹角为θ,根据几何关系可得
则
根据平行四边形定则可知,弹丸被发射过程中所受的最大弹力大小为
故选C。
6.(24-25高一上·山东省师范大学附属中学·期中)2024年8月10日巴黎奥运会上,随着曹缘最后一跳笔直入水,中国跳水“梦之队”创造了包揽奥运8金的历史性成绩。如图跳水三米板项目一个实例,下列说法正确的是( )
A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变
B.运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的
C.跳板受到的压力是跳板发生形变而产生的
D.跳板给运动员的弹力方向始终竖直向上
【答案】B
【详解】A.跳板发生形变,运动员的脚也发生形变,故A错误;
B.运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的,故B正确;
C.跳板受到的压力是脚发生形变而产生的,故C错误;
D.跳板给运动员的弹力方向垂直跳板向上,并不是始终竖直向上,故D错误。
故选B。
7.(24-25高一上·山东省枣庄市滕州市·期中)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距的两点上,弹性绳的原长也为;将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题意可得如图所示
假设每段绳子的劲度系数为k,则绳子拉力为
把绳子的拉力分解为水平方向和竖直方向,在竖直方向的分量为
两个绳子的竖直方向拉力合力为2Fy,由平衡可得
解得
当AC两点移动到同一点时,绳子两个绳子的夹角为0,每段绳子伸长x’,则两个绳子的拉力合力为
得
所以此时绳子总长度为92cm。
故选D。
8.(24-25高一上·山东省实验中学·期中)餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示,三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上,下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子,取走一个盘子,稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为900g,相邻两盘间距1.0cm,重力加速度大小取10m/s2。弹簧始终在弹性限度内,每根弹簧的劲度系数为( )
A.300N/m B.200N/m C.100N/m D.10N/m
【答案】A
【详解】由题知,取走一个盘子,稳定后余下的正好升高补平,则说明一个盘子的重力可以使弹簧形变相邻两盘间距,则有
代入数据解得
故选A。
9.(24-25高一上·山东省烟台市·期中)脚蹬拉力器由脚环、两根相同的弹性绳、把手等组成,可以做到手脚配合,锻炼手臂、腿、腰部、腹部等部位,深受健身人士的喜欢。在一次锻炼中,某人用沿平行于弹性绳的力拉动拉力器,每只手拉力的大小为,每根弹性绳比原长伸长了。已知弹性绳的弹力与伸长量成正比,且未超过弹性限度,不计把手和弹性绳的重力,则弹性绳的劲度系数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据题意可知,每根弹性绳的弹力大小为,根据胡克定律可得弹性绳的劲度系数为
故选A。
10.(24-25高一上·山东省德州市·期中)如图所示,小明同学静止悬挂在单杠上,下列说法中正确的是( )
A.小明受到的重力就是地球对小明的吸引力
B.小明受到的重力的施力物体是单杠
C.手对单杠的压力就是人的重力
D.手对单杠的压力是手发生形变产生的
【答案】D
【详解】A.小明受到的重力只是地球对小明的吸引力的一部分,故A错误;
B.小明受到的重力的施力物体是地球,故B错误;
C.手对单杠的压力作用在单杠上,人的重力作用在人上,作用对象不一样,且压力和重力的性质不同,故C错误;
D.手对单杠的压力是手发生形变产生的,故D正确。
故选D。
11.(24-25高一上·山东省日照市·期中)如图所示,原长为L的轻质弹簧一端固定在O点,另一端与一厚度为d、重力为G的木块相连,木块静止在水平地面MN上,弹簧的弹力大小为。已知O点到地面MN的距离为L,弹簧在弹性限度内并保持竖直。下列说法正确的是( )
A.木块受两个力作用
B.地面对木块的支持力大小为
C.弹簧对O点的弹力大小为
D.弹簧的劲度系数为
【答案】B
【详解】AB.木块受竖直向下的重力、竖直向下的弹簧弹力和竖直向上的支持力,且
所以
故A错误,B正确;
C.弹簧对O点的弹力大小为弹簧弹力大小,即弹力大小为,故C错误;
D.弹簧的劲度系数为
故D错误。
故选B。
12.(24-25高一上·山东省菏泽市·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
【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 。
13.(24-25高一上·山东省菏泽市·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
【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。
14.(24-25高一上·山东省菏泽市·期中)如图甲所示,将一轻质弹簧放在水平地面上,上端放一个质量为200 g的物体,弹簧的长度为30 cm;如图乙所示,若将该弹簧上端固定,下端挂一个质量为100 g的物体,弹簧的长度为45 cm。重力加速度大小g取10 m/s2。则该弹簧的劲度系数为( )
A.0.2 N/m B.10 N/m
C.20 N/m D.由于弹簧原长未知,无法求解
【答案】C
【详解】设弹簧的原长为l0,劲度系数为k,对甲图由胡克定律可得
对乙图由胡克定律可得
解得
故选C。
15.(24-25高一上·山东省菏泽市·期中)近年来,随着科技的飞速发展,无人机普及度越来越高,某兴趣小组用一架无人机通过绳子吊着一个物体向上运动,下列说法正确的是( )
A.绳子对物体的拉力大于物体对绳子的拉力
B.绳子对无人机的拉力小于无人机对绳子的拉力
C.绳子对无人机的拉力是由于绳子的形变产生的
D.绳子对物体的拉力与绳子对无人机的拉力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.由牛顿第三定律可知绳子对物体的拉力大小等于物体对绳子的拉力大小,故A错误;
B.由牛顿第三定律可知绳子对无人机的拉力大小等于无人机对绳子的拉力大小,故B错误;
C.绳子对无人机的拉力是由于绳子的形变产生的,故C正确;
D.一对平衡力是同一个受力物体,绳子对物体的拉力与绳子对无人机的拉力不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
16.(24-25高一上·山东省烟台市·期中)下列说法正确的是( )
A.两个相互接触的物体间一定存在弹力
B.物体所受滑动摩擦力的方向可能与其运动方向相同
C.物体受摩擦力作用时,其作用力的大小一定满足
D.重力是由于地球的吸引产生的,因此地球的吸引力就是物体所受的重力
【答案】B
【详解】A.物体相互接触并且受到挤压时才有弹力,故A错误;
B.滑动摩擦力阻碍物体间的相对运动,可以与其对地的运动方向相同,故B正确;
C.静摩擦力与外力有关,摩擦力不一定为,故C错误;
D.重力是由于物体受到地球的吸引而产生的,重力是地球的引力的一部分,故D错误。
故选B。
二、多选题
17.(24-25高一上·山东省德州市校际联·期中)脚蹬拉力器由脚环、两根相同的弹性绳、把手组成,可以做到手脚配合,锻炼手臂、腿、腰部、腹部等部位,深受健身人士的喜爱。如图所示,女子用沿平行于弹性绳的力拉动拉力器时,每只手拉力大小为120 N时,弹性绳比原长伸长了30 cm。弹性绳的弹力与伸长量成正比,且未超过弹性限度,不计把手和弹性绳重力,下列说法正确的是( )
A.把手对弹性绳的拉力是由于把手发生形变产生的
B.弹性绳的劲度系数为400 N/m
C.弹性绳的劲度系数为800 N/m
D.若每只手的拉力改为80 N,弹性绳长度为20 cm
【答案】AB
【详解】A.把手对弹性绳的拉力是由于把手发生形变产生的,故A正确;
BC.根据胡克定律F=kx可得
k==N/m=400 N/m
故B正确,C错误;
D.弹性绳原长度未知,每只手的拉力改为80 N,解不出弹性绳长度,故D错误
故选AB。
18.(24-25高一上·山东省聊城市·期中)如图所示,拉力器是由脚环、两根相同的弹性绳和把手等组成。某健身爱好者用平行于弹性绳的力拉动拉力器,每只手拉力大小均为124N时,每根弹性绳比原长伸长了40cm,假设弹性绳的弹力与伸长量的关系遵循胡克定律,且未超过弹性限度。下列说法正确的是( )
A.由于脚也拉弹性绳,所以每根弹性绳的弹力为0 B.两根弹性绳的总弹力为248N
C.每根弹性绳的劲度系数为310N/m D.每根弹性绳的劲度系数为620N/m
【答案】BC
【详解】AB.根据题意可知,两根弹性绳受到双手的总拉力大小为248N,而两根弹性绳的总弹力等于其一端受到手或脚的拉力,故两根弹性绳的总弹力大小是248N,故A错误,B正确;
CD.对一根弹性绳,根据胡克定律可得
每根弹性绳的劲度系数为
故D错误,C正确;
故选BC。
19.(24-25高一上·山东省名校考试联盟·期中)如图所示,一个球形物体静止于光滑水平地面上并与竖直光滑墙壁接触,A、B两点分别是物体与墙、物体与地面的接触点。下列说法中正确的是( )
A.物体对地面的压力就是物体的重力
B.物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对相互作用力
C.物体受到地面的支持力是由于地面发生形变而产生的
D.物体与竖直墙壁接触,墙壁对物体施加水平向右的弹力
【答案】BC
【详解】A.物体对地面的压力的大小等于物体重力的大小,但压力不是重力,压力和重力性质不同,故A错误;
B.物体对地面的压力和地面对物体的支持力等大反向,作用在两个物体上,是一对相互作用力,故B正确;
C.物体受到地面的支持力是由于水平地面的弹性形变而产生的,故C正确;
D.假设墙壁对物体有水平方向的弹力,物体不可能静止在光滑水平面上,故墙壁对物体没有弹力的作用,故D错误。
故选BC。
三、解答题
20.(24-25高一上·山东省青岛市黄岛区·期中)如图所示,原长分别为和,劲度系数分别为和的两轻质弹竖直悬挂在天花板上,两弹簧之间有一质量为的物体,最下端挂着质量为的另一物体,整个装置处于静止状态。
(1)求这时两弹簧的总长度;
(2)若用一平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起,直到两弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和,求这时平板对下面物体的弹力大小。
【答案】(1)(2)
【详解】(1)劲度系数为轻质弹簧设它的伸长量为,对整体,根据胡克定律有
劲度系数为轻质弹簧设它的伸长量为,对下面个物体,根据胡克定律有
这时两个弹簧的总长度为
联立可得
(2)用一个平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起,直到两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和时,设此时下面的弹簧应被压缩,上面的弹簧被拉伸,,以为对象,根据平衡关系有:
以为对象,设平板对的支持力为,根据平衡关系有
联立可得
由牛顿第三定律可知这时平板对下面物体的弹力大小为
21.(24-25高一上·山东省菏泽市·期中)如图甲所示,物体A放在水平地面上,弹簧1的两端与物体A和物体B相连,弹簧2的一端与物体B相连,另一端与绳子相连,绳子绕过定滑轮另一端与物体C相连,三个物体A、B、C的质量分别是mA = 0.3 kg,mB = 0.2 kg,mC = 0.1 kg,弹簧1和弹簧2完全相同,每一根弹簧的弹力F与弹簧总长度l的关系如图乙所示。现用竖直向下的力缓慢拉动物体C,直到物体A刚要离开地面。不计弹簧与绳子的重力和一切摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2。求:
(1)未拉动物体C之前弹簧1的形变量和弹簧2的形变量;
(2)物体A刚要离地时,物体C向下移动的距离。
【答案】(1)0.005 m,0.005 m(2)0.04 m
【详解】(1)由图乙可知,弹簧的原长为10 cm,弹簧的劲度系数为
初始时,弹簧2处于伸长状态,对C有
对B有
联立解得
弹簧1处于压缩状态;
(2)物体A刚要离地时,对A有
所以
弹簧1处于伸长状态,对B有
解得
所以物体C向下移动的距离为
地 城
考点03
摩擦力
一、单选题
1.(24-25高一上·山东省新泰市第一中学北校·期中)图示为某同学课桌上整齐竖直摆放的一堆书,中间夹了一本物理课本,课本的质量为,两侧相邻书对物理课本的压力均为,书与物理课本之间的动摩擦因数均为0.3,重力加速度取。为了将物理课本竖直向上抽出,该同学提供的拉力至少大于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】物理课本与书的两个接触面都有滑动摩擦力,则有
N=6N
为了将物理课本竖直向上抽出,该同学提供的拉力
N
故选C。
2.(24-25高一上·山东省济宁市第一中学·期中)关于弹力和摩擦力,下列说法正确的是( )
A.电线对电灯的拉力是由于电灯发生微小形变产生的
B.滑动摩擦力的大小一定与物体的重力大小成正比
C.没有直接接触的物体之间也可能存在弹力
D.滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并跟物体相对运动的方向相反
【答案】D
【详解】A.电线对电灯的拉力是由于电线发生微小形变产生的,选项A错误;
B.滑动摩擦力的大小一定与物体与接触面的正压力成正比,不一定与重力成正比,选项B错误;
C.接触是产生弹力的条件之一,没有直接接触的物体之间不可能存在弹力,选项C错误;
D.滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并跟物体的相对运动方向相反,选项D正确。
故选D。
3.(24-25高一上·山东省名校考试联盟·期中)为研究木板与物块之间的摩擦力,某同学在粗糙的木板上放置一个质量为1kg的物块,物块通过细线连接固定在实验台上的力传感器,如图甲。水平向左拉木板,传感器记录的图像如图乙所示。取重力加速度,下列说法中正确的是( )
A.物块受到的摩擦力方向始终水平向右
B.物块与木板间的动摩擦因数为0.2
C.1.0~1.3s时间内,物块与木板之间的摩擦力是滑动摩擦力
D.1.0~1.3s时间内,木板与物块间的摩擦力大小与物块对木板的正压力成正比
【答案】B
【详解】A.木板始终向左运动或者有向左运动的趋势,可得物块对木板的摩擦力始终向右,所以物块受到木板对其的摩擦力方向始终水平向左,A错误;
CD.根据图像可得,在1.0~1.3s时间内物块受到的摩擦力在变化,所以可得此时摩擦力为静摩擦力,而静摩擦力的大小与物块对木板的正压力无关,CD错误;
B.根据图像可得物块与木板间的滑动摩擦力大小为2.0N,所以物块与木板间的动摩擦因数
B正确。
故选B。
4.(24-25高一上·山东省聊城市·期中)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”,如图所示,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时,下列说法正确的是( )
A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向右
C.墨条受到向上的弹力,是由于墨条发生了形变
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
【答案】B
【详解】A.当墨条速度方向水平向左时,墨条相对于砚台向左运动,故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右,故A错误;
B.根据牛顿第三定律,墨条对砚台的摩擦力方向水平向左,由于砚台处于静止状态,故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右,故B正确;
C.墨条受到向上的弹力,是由于砚台发生了形变,故C错误;
D.桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对其的压力,故桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力不是一对平衡力,故D错误。
故选B。
5.(24-25高一上·山东省师范大学附属中学·期中)如图,粗糙程度相同的水平面上放了一个木板,在外力的推动下向右运动,木板悬空未脱落,下列说法正确的是( )
A.桌面受到木板对它向右的摩擦力
B.桌面受到木板对它向左的摩擦力
C.木板受到的滑动摩擦力,随着木板的悬空而减小
D.木板受到的滑动摩擦力,随着木板的悬空而增大
【答案】A
【详解】AB.对木板,根据平衡条件可知木板受到桌面向左的滑动摩擦力,根据牛顿第三定律可知桌面受到木板对它向右的滑动摩擦力,故A正确,B错误;
CD.木板受到的滑动摩擦力,根据
可知,由于动摩擦因数和正压力不变,则滑动摩擦力保持不变,故CD错误。
故选A。
6.(24-25高一上·山东省青岛莱西市·期中)下列关于重力、摩擦力的说法正确的是( )
A.因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
B.滑动摩擦力阻碍物体的运动,一定与运动方向相反
C.物体间的静摩擦力大小与物体间的正压力成正比
D.两物体间如果有相互作用的摩擦力,就一定存在弹力
【答案】D
【详解】A.重力的施力物体是地球,物体所受重力来源于地球的吸引,故A错误;
B.滑动摩擦力方向与物体的相对运动方向相反,而非绝对运动方向。例如,物体在运动的传送带上滑动时,摩擦力可能与物体运动方向相同,故B错误;
C.静摩擦力的大小由物体受力状态决定,与正压力无关,只有最大静摩擦力与正压力成正比,故C错误;
D.摩擦力的产生以弹力(正压力)的存在为前提,有摩擦力必有弹力,故D正确。
故选D。
7.(24-25高一上·山东省名校联盟·期中)围棋是一种中国传统的棋类运动。解说围棋的大棋盘如图所示,棋盘竖直放置,棋盘和棋子都是磁性材料制成,棋子能吸在棋盘上,不计棋子之间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A.棋子受到的弹力是棋子的形变引起的
B.棋子受到的磁力与它受到的弹力是一对平衡力
C.磁性越强的棋子,所受的摩擦力越大
D.棋子受到的摩擦力大于它受到的重力
【答案】B
【详解】A.弹力产生的原因是由于施力物体形变,对受力物体产生弹力的作用,棋子受到的弹力是由于棋盘形变产生的,故A错误;
B.棋子受到的磁力与它受到的弹力均作用在棋子上,是一对平衡力,故B正确;
CD.棋子在竖直方向受到重力和棋盘给的竖直向上的静摩擦力,是一对平衡力,棋子重力大小不变,则所受的摩擦力大小不变,故CD错误。
故选B。
8.(24-25高一上·山东省临沂市·期中)如图所示,悬挂好已调零的弹簧测力计,用细线绕过固定在实验桌上的定滑轮,水平连接长方体物块,将其放在长木板上,物块的表面粗糙程度相同。实验时用水平向左的力F拉动长木板使其水平向左匀速运动,物块静止,弹簧测力计示数稳定。已知物块的质量为,长木板的质量为,物块与长木板之间、长木板与桌面之间的动摩擦因数均为0.1,下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数与水平拉力F相等
B.水平拉力为
C.当拉动长木板的力F变大时,弹簧测力计的示数也变大
D.若将物块侧面放在长木板上,弹簧测力计的示数会发生变化
【答案】B
【详解】AB.根据长木板受力平衡可知
设弹簧测力计的示数为,根据物块受力平衡可知,
故A错误,B正确;
C.当拉动长木板的力F变大时,长木板对物块的摩擦力不变,弹簧测力计的示数也不变,故C错误;
D.若将物块侧面放在长木板上,物块对长木板的压力不变,长木板对物块的摩擦力也不变,弹簧测力计的示数也不变,故D错误。
故选B。
9.(24-25高一上·山东省菏泽市·期中)如图所示,质量为m=20kg的物体以某一初速度沿水平地面向右运动,在t=0时刻给物体施加一个水平向左的恒力F=10N。已知物体与水平面之间的动摩擦因数µ=0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取向右方向为正方向,重力加速度大小g取10m/s2。则物体所受摩擦力Ff随时间变化图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【来源】山东省省2024-2025学年高一上学期11月期中物理试题(A)
【详解】从t=0时刻开始,物体受到向左的滑动摩擦力,其大小为
当物体速度减为零时,由于
则物体将处于静止状态,所以物体受到水平向右的静摩擦力,其大小为
故选B。
10.(24-25高一上·山东省日照市·期中)关于力,下列说法中正确的是( )
A.物体所受滑动摩擦力的方向一定与其运动方向相反
B.静止在水平桌面上的两个球,相互接触但不相互挤压,两球之间不存在弹力
C.重力的方向总是垂直于接触面向下
D.用手握住竖直方向的水杯不动,手对水杯的弹力越大,水杯受到的摩擦力越大
【答案】B
【详解】A.物体所受滑动摩擦力的方向一定与其相对运动方向相反,而与运动方向可能相同,也可能相反,故A错误;
B.静止在水平桌面上的两个球,相互接触但不相互挤压,则两球之间不存在弹力,故B正确;
C.重力的方向总是竖直向下,故C错误;
D.用手握住竖直方向的水杯不动,水杯受到的摩擦力大小始终等于水杯的重力的大小,手对水杯的弹力越大,水杯受到的摩擦力不变,故D错误。
故选B。
11.(24-25高一上·山东省临沂市·期中)下说法中正确的是( )
A.物体的重力就是地球对物体的吸引力,它的方向总是垂直向下
B.滑动摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
C.运动的物体可能受到静摩擦力作用,但静止的物体不可能受到滑动摩擦力作用
D.正压力增大,摩擦力可能增大,也可能不变
【答案】D
【详解】A.物体的重力是地球对物体的吸引力的一部分,它的方向总是竖直向下,故A错误;
B.滑动摩擦力的方向一定与物体相对于接触面的运动方向相反,不一定与物体的运动方向相反,故B错误;
C.运动的物体可能受到静摩擦力作用,静止的物体也可能受到滑动摩擦力作用,比如在粗糙地面上滑动的物块,地面受到滑动摩擦力作用,故C错误;
D.正压力增大,如果物体受到滑动摩擦力作用,则摩擦力增大;如果物体受到静摩擦力作用,则静摩擦力可能不变,故D正确。
故选D。
12.(24-25高一上·山东省聊城市·期中)如图所示,木块A、B质量分别为4kg和6kg,它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.4,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。初始状态A、B间的轻弹簧被压缩了5cm,作用在A上的水平推力为8N,木块A、B静止不动。已知弹簧的劲度系数为400N/m,重力加速度大小取10m/s²。下列说法正确的是( )
A.木块A所受摩擦力大小为16N,方向向右
B.木块B所受摩擦力大小为24N,方向向左
C.撤去推力F瞬间,木块A所受摩擦力大小是12N,方向向右
D.撤去推力F瞬间,木块B所受摩擦力大小是20N,方向向左
【答案】D
【详解】A.A的最大静摩擦力为
N
弹簧的弹力为
N
由题知
N<16N
则木块A所受摩擦力大小为12N,方向向右,故A错误;
B.B的最大静摩擦力为
N
由于
则木块B所受摩擦力大小为20N,方向向左,故B错误;
C.撤去推力F瞬间,由于
木块A滑动,所受摩擦力大小是16N,方向向右,故C错误;
D.撤去推力F瞬间,由于
木块B静止,所受摩擦力大小是20N,方向向左,故D正确;
故选D。
二、多选题
13.(24-25高一上·山东省青岛莱西市·期中)木块A、B质量分别为8kg和5kg,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2,夹在A、B之间的轻弹簧被拉伸了2cm,系统置于水平地面上静止不动。现用F=6N的水平拉力作用在木块A上,如图所示。已知接触面上的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧的劲度系数为500N/m,g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A.力F作用前木块A所受摩擦力的大小为10N,方向水平向右
B.力F作用前木块B所受摩擦力的大小为10N,方向水平向右
C.力F作用后木块B开始运动,所受摩擦力的大小为10N
D.力F作用后木块A所受摩擦力的大小为4N,方向水平向左
【答案】BD
【详解】AB.弹簧的弹力为,力F作用前对A分析由平衡可知,木块A所受摩擦力与弹力等大反向,可知A受摩擦力的大小为10N,方向水平向左;同理木块B所受摩擦力的大小为10N,方向水平向右,选项A错误,B正确;
CD.根据,AB与地面间的最大静摩擦力分别为16N和10N;力F作用后,假设A不动,则根据平衡可知
解得与地面间的静摩擦力为f = 4N < fmA = 16N
则假设成立,即木块A所受摩擦力的大小为4N,方向水平向左;因A不动,则木块B也不动,所受摩擦力的大小仍为10N,选项C错误,D正确。
故选BD。
14.(24-25高一上·山东省师范大学附属中学·期中)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。进纸系统的结构如图所示,图中刚好有10张相同的纸,每张纸的质量均为,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,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,工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为。打印机正常工作,第1张纸正在进入的过程中,下列说法正确的是( )
A.第3张纸受到第4张纸的摩擦力方向向右
B.若,则进纸系统不能正常进纸
C.第5张纸与第6张纸之间的摩擦力大小为
D.第10张纸与摩擦片之间的摩擦力大小为
【答案】BC
【详解】A.根据题意,对第2张纸和第3张纸整体受力分析可知,在水平方向上受到第1张纸向右的滑动摩擦力,由平衡条件可知,第3张纸受到第4张纸的摩擦力方向向左,故A错误;
B.搓纸轮与第1张纸之间的摩擦力为
第1张纸与第2张纸间的最大静摩擦力
若,则有
故第1张纸不会滑动,不会进纸,打印机不会正常工作,故B正确;
CD.对第2张纸受到第一张纸的滑动摩擦力
由受力平衡得第2张纸受到第3张纸的静摩擦力等于滑动摩擦力,以此类推第5张纸与第6张纸之间、第10张纸与摩擦片之间的摩擦力都为
故C正确,D错误。
故选BC。
15.(24-25高一上·山东省枣庄市滕州市·期中)中国书法艺术历史悠久,某同学用毛笔练习书法,从基础笔画“横”开始练习。如图,在楷书笔画中,长横的写法要领如下:起笔时一顿,然后向右行笔,收笔时略向右按,再向左回带。该同学在水平桌面上平铺一张纸,为防止打滑,他在纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。则关于向右行笔过程中物体的受力情况,说法正确的是( )
A.笔对纸的压力一定大于毛笔的重力 B.镇纸不受静摩擦力的作用
C.白纸受到了两个静摩擦力的作用 D.桌面受到了向右的摩擦力作用
【答案】BD
【详解】A.毛笔在书写的过程中受到重力、手的作用力以及纸的支持力,因手对毛笔的作用力是未知的,所以不能判断出毛笔对纸的压力与毛笔的重力的关系,故A错误;
B.镇纸始终处于静止状态,所以镇纸始终不受摩擦力,镇纸的作用是增大纸与桌面之间的弹力与摩擦力,故B正确;
C.白纸受到桌面对它的静摩擦力和笔对它的滑动摩擦力,不受镇纸的摩擦力,故C错误;
D.白纸始终处于静止状态,则白纸在水平方向受到的毛笔对白纸的向右摩擦力与桌面对白纸的向左摩擦力处于平衡状态;根据牛顿第三定律可知,白纸对桌面的摩擦力的方向向右,故D正确。
故选BD。
16.(24-25高一上·山东省日照市·期中)如图所示,质量为m的物块和质量为M的木板叠放在水平地面上,物块在水平拉力F的作用下和木板一起以相同的速度向右匀速运动。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块与木板间动摩擦因数为μ1,木板与地面间动摩擦因数为μ2。则下列说法正确的是( )
A.物块受到的摩擦力大小为μ1mg
B.物块对木板的摩擦力方向水平向右
C.地面对木板的摩擦力大小为μ1(M+m)g
D.动摩擦因数μ1>μ2
【答案】BD
【详解】A.物块在水平拉力F的作用下和木板一起以相同的速度向右匀速运动,对物块分析可知,其受静摩擦力作用,大小不一定是μ1mg,故A错误;
B.物块受静摩擦力方向向左,根据牛顿第三定律可知,物块对木板的摩擦力方向水平向右,故B正确;
C.根据摩擦力的公式可知,地面对木板的摩擦力大小为
故C错误;
D.根据共点力平衡条件有
则
μ1>μ2
故D正确;
故选BD。
17.(24-25高一上·山东省德州市·期中)如图所示,一木板B放在水平地面上,木块A放在木板B的上面,木块A的右端与弹簧测力计相连,弹簧测力计的另一端固定在竖直墙壁上。用大小为5F的水平向左的拉力拉木板B,使它以速度v匀速运动,这时木块A静止,弹簧测力计的示数为2F。弹簧测力计始终保持水平,不计其重力。下列说法中正确的是( )
A.若用水平拉力6F拉木板B,木块A受到的摩擦力大小为2F,方向向左
B.若用水平拉力6F拉木板B,地面受到的摩擦力大小为4F,方向向左
C.若木板B以2v的速度运动,木块A受到的摩擦力大小为2F,方向向左
D.若木板B以2v的速度运动,地面受到的摩擦力大小为3F,方向向右
【答案】AC
【详解】A.由于AB间摩擦力为滑动摩擦力,其大小为
与外力大小无关,所以若用水平拉力6F拉木板B,木块A受到的摩擦力大小仍为2F,方向向左,故A正确;
B.由于B与地面间摩擦力也为滑动摩擦力,根据题意有
所以
若用水平拉力6F拉木板B,地面受到的摩擦力大小为3F,方向向右,故B错误;
CD.若木板B以2v的速度运动,A、B间、B与地面间的摩擦力不变,即木块A受到的摩擦力大小为2F,方向向左,地面对B的摩擦力大小为3F,方向向右,根据牛顿第三定律可知,地面受到的摩擦力大小为3F,方向向左,故C正确,D错误。
故选AC。
三、解答题
18.(24-25高一上·山东省烟台市·期中)如图所示,水平地面上物块A、B被弹簧拴接在一起,物块A左侧受到一水平向右的力,物块B右侧受到一水平向左的力(未知),此时弹簧被压缩了;物块A、B的质量分别为和,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为,弹簧的劲度系数为,系统此时静止不动。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧未超过弹性限度,重力加速度。求:
(1)物块A受到的摩擦力大小;
(2)力大小的取值范围;
(3)同时撤掉和后的瞬间,物块A和B分别受到的摩擦力大小。
【答案】(1)2N(2)(3)6N;4N
【详解】(1)弹簧的弹力
根据共点力平衡条件有
解得
(2)B与地面间最大静摩擦力大小为
令物块B受到的摩擦力向左且达到最大静摩擦力,则
解得
令物块B受到的摩擦力向右且达到最大静摩擦力
解得
所以力大小的取值范围为
(3)A与地面间最大静摩擦力大小为
撤掉瞬间,由于
故A受到的摩擦力大小为
撤掉瞬间,由于
故B受到的摩擦力大小为
19.(24-25高一上·山东省聊城市·期中)如图所示,在水平桌面上放一质量m=4kg的木块,木块与地面间的动摩擦因数μ=0.3,沿桌面方向对木块同时施加相互垂直的两个拉力F1、F2,已知F1=6N,F2=8N,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=10m/s²,求:
(1)木块受到的摩擦力的大小:
(2)若将F2顺时针转过 90°与F1同向,此时木块受到的摩擦力的大小。
【答案】(1)10N(2)12N
【详解】(1)木块与地面的最大静摩擦力为
木块受到的与的合力为
解得
木块处于静止状态,受到的静摩擦力为
=10N
(2)若将F2顺时针转过 90°与F1同向,两个力的合力为
N
木块在地面上滑动,则
=12N
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