2025-2026学年高一上学期物理期末复习专题03 重力、弹力、摩擦力、受力分析N种题型

专题03 重力、弹力、摩擦力、受力分析N种题型汇编 1．（双弹簧多物体弹力分析）如图所示，劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块相连，劲度系数分别为k2的轻质弹簧上端与质量为m2的物块相连，整个装置放在水平地面上，开始时两物块都处于静止状态，现缓慢用力向上提上面的物块m1，直到下面的弹簧刚离开地面时，上面的物块移动的距离为（重力加速度为g）（　　） A． B． C． D． 2．（轻弹簧模型）如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有（　　） A． B． C． D． 3．（弹力方向判断）“雪龙2号”是我国第一艘自主建造的极地破冰船，能够在1.5米厚的冰层中连续破冰前行。破冰船前行过程中，在船头相对冰层滑动时，碎冰块对船体弹力和摩擦力的示意图正确的是（　　） A． B． C． D． 4．（重心位置与滑动摩擦力大小）如图所示，长为3L的木板从光滑水平面滑上长为5L的粗糙桌面，停止运动时木板右端离开桌面边缘距离为L，则该过程中，木板所受摩擦力f与位移x的关系图线是（　　）    A．   B．   C．   D．   5．（整体隔离受力分析）如图所示，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的，已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都为μ，两物块的质量都是m，滑轮上的摩擦不计，若用一水平向右的力F拉P使其做匀速运动，则F的大小为（　　） A．4μmg B．3μmg C．2μmg D．μmg 6．（静摩擦力）磁性白板的一个突出优点是可以使用强力磁钉将需要的纸张“订”在磁性白板上。现将白板水平放置在地面上，在白板上用磁钉“订”住一张彩纸，向右轻轻拉彩纸，未拉动，对这一情景，下列说法正确的是（　　） A．磁钉受到向右的摩擦力 B．磁钉仅受重力和支持力两个力 C．彩纸受到白板向左的摩擦力 D．白板与地面间无摩擦力 7．（传送带上摩擦力判断）水平传送带的装置如图所示，O1为主动轮，O2为从动轮。当主动轮顺时针匀速转动时，物体被轻轻地放在A端皮带上。开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置C后滑动停止，之后就随皮带一起匀速运动，直至传送到目的地B端。在传送的过程中，若皮带和轮不打滑，则物体受到的摩擦力和皮带上P、Q两处（在连线上）所受摩擦力情况正确的是（　　）  ①在 AC段物体受水平向左的滑动摩擦力，P处受向上的滑动摩擦力 ②在 AC段物体受水平向右的滑动摩擦力，P处受向上的静摩擦力 ③在CB 段物体不受静摩擦力，Q处受向上的静摩擦力 ④在CB段物体受水平向右的静摩擦力，P、Q两处始终受向下的静摩擦力 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 8．（摩擦力综合分析）如图所示，跨过两固定滑轮的轻绳两端分别与A、C两个物体相连接，已知三个物体的质量均为2kg；物体A与B间的动摩擦因数为0.6，B与C及C与地面间的动摩擦因数均为0.2，且每个接触面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计。现对物体A施加一水平力将其向左匀速拉动，则F的大小为（取）（    ） A．36N B．28N C．20N D．12N 9．（摩擦力综合分析）复印机的进纸过程可简化成如图所示的模型，滚轮与纸张之间的动摩擦因数为，纸张与纸张之间的动摩擦因数为，纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数为，复印机工作时滚轮给第一张纸的压力大小为F（），设每张纸的质量为m，正常情况下，进纸侧能做到每次只进一张纸。滚轮沿逆时针方向转动，带动第一张纸向右运动。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A．进第一张纸时，第二张纸受到第一张纸的摩擦力方向向右 B． C．进第一张纸时，第三张纸与第四张纸之间的摩擦力大小为 D．进第一张纸时，最后一张纸受到摩擦片的摩擦力大小为0 二、多选题 10．（多选）（胡克定律）某物理探究小组测量图（a）所示口罩两侧弹性绳的劲度系数。 ①将两条弹性绳A、B端拆离口罩并如图（b）在水平面自然平展，总长度为51cm； ②如图（c）用两个弹簧测力计同时缓慢拉A、B端，当两个弹簧测力计示数均为1N时，总长度为81cm。不计一切阻力，根据以上数据可知（    ） A．图（c）中，每条弹性绳的形变量为30cm B．图（c）中，口罩两侧受到弹性绳的弹力均为1N C．每条弹性绳的劲度系数为 D．图（c）中，口罩受到的合力为1N 11．（多选）（传送带上摩擦力判断）如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是（　　） A．A受到的摩擦力方向向右 B．B、C受到的摩擦力方向相同 C．B受到的摩擦力沿传送带向下 D．三个物体中只有A不受摩擦力 12．（多选）（摩擦力突变）如图所示，用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动，从时刻起水平力F的大小随时间均匀减小，到时刻，减小为零．物体所受的摩擦力随时间变化的图像可能是（ ） A． B． C． D． 13．（多选）（摩擦力突变）小宁同学在网上购买了一箱纸巾和一摞捆好的书。快递员将书置于箱子上放在小宁家门口。为了将包裹拖进房间，小宁需要从零开始逐渐增大拉力。纸巾箱子与书籍间的摩擦力、箱子与地面间的摩擦力随水平拉力变化的情况如图乙所示。已知一箱纸巾的质量，书的质量，取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力；下列说法正确的是（　　） A．当时，箱子与书籍保持静止 B．当时，箱子与书籍发生相对运动 C．箱子与地面间的动摩擦因数为0.1 D．箱子与书籍间的动摩擦因数为0.1 14．（多选）（摩擦力突变）如图所示，木块A、B质量分别为和，它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.2，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，作用在A上的水平推力，系统静止不动。已知弹簧的劲度系数为，重力加速度g取，F撤去瞬间，弹簧弹力不变。现撤去推力F，则（　　） A．撤去推力F前，木块A所受摩擦力大小是，方向向左 B．撤去推力F前，木块B所受摩擦力大小是，方向向右 C．撤去推力F后瞬间，木块A所受摩擦力大小是，方向向右 D．撤去推力F后瞬间，木块B所受摩擦力大小是，方向向左 15．（受力分析）如图所示，截面为等腰三角形的木块A上放铁块B，木块A的斜边在竖直粗糙墙壁上，现对A施加竖直向上的力，使得AB一起向上匀速运动，运动过程中AB一直保持相对静止。则木块AB的受力个数分别为（　　） A．3、3 B．4、3 C．5、2 D．6、3 16．（力的分解）风对帆面的作用力垂直于帆面，它能分解成两个分力：垂直于航向的分力，会被很大的水的横向阻力平衡；沿着航向的分力，提供船向前的动力。下列船帆与风的方向组合能使船沿航向方向行驶的是（　　） A． B． C． D． 17．（双弹簧多物体弹力分析）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。 18．（摩擦力综合分析）一根原长为、劲度系数的轻弹簧被压缩在物体A、B之间，物体A压在粗糙竖直墙面上恰好能保持静止，弹簧的另一端连接在物体B上，将B放置在粗糙水平桌面，再用一根刚性轻绳连接B，另一端跨过桌子右端的光滑轻质定滑轮悬挂一个轻质吊盘，整个装置的结构如图所示。若A与墙面的摩擦因数，B与桌面的摩擦因数，，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，求出： (1)墙面对A的摩擦力的大小？ (2)弹簧的长度为多少？ (3)轻轻的在吊盘中放入一质量为物体，要使整个装置保持静止，则物块B的质量可能值的范围。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $专题03 重力、弹力、摩擦力、受力分析N种题型汇编答案 2 1 学科网（北京）股份有限公司 1．A 【详解】开始时设上面弹簧压缩的形变量为，下面弹簧压缩的形变量为，则有 ， 解得 ， 当下面的弹簧刚离开地面时，设上面弹簧伸长的形变量为，则有 解得 上面木块移动的距离为 故选A。 2．B 【详解】由于弹簧质量不考虑，所以四种情况下弹簧的伸长量只由力F决定，因它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，即F相同，则弹簧的伸长量相同，故ACD错误，B正确。 故选B。 3．A 【详解】船体对冰块的弹力垂直于接触面，指向受力物体；摩擦力与相对运动方向相反。 故选A。 4．D 【详解】木板运动的前3L距离内，木板对桌面的压力随x均匀增大，根据，摩擦力随x均匀增大。木板全部滑上桌面后到木板右端离开桌面边缘距离为L，木板对桌面的压力不随x而变化，摩擦力不变。 故选D。 5．A 【详解】以P为研究对象，在水平方向受4个力，根据平衡条件可得 以Q为研究对象，P、Q间通过绳子连接，P做匀速运动，则P也做匀速运动，绳子张力 解得 故选A。 6．C 【详解】A．对磁钉分析可知，磁钉没有相对彩纸的运动趋势，故不受摩擦力，故A错误； B．磁钉除了受重力和支持力之外，还要受到白板的磁性吸引力，故B错误； C．由于彩纸相对于白板有向右的运动趋势，故彩纸受到白板向左的摩擦力，故C正确； D．对整体分析可知，整体有向右的运动趋势，故白板和地面间有向左的摩擦力，故D错误。 故选C。 7．C 【详解】在AC段滑块向右加速运动，滑块受重力、支持力和滑动摩擦力，滑动摩擦力向右，O2为从动轮，而P处于皮带上，受到竖直向上的静摩擦力，①错误，②正确；在CB段滑块匀速直线运动，滑块受到重力和支持力，而Q处于皮带上，且O1为主动轮，则Q处受向上的静摩擦力，③正确，④错误；C正确。 8．B 【详解】A、B间的最大静摩擦力 B、C间的最大静摩擦力 因此用力F拉动A时，B、C间发生相对滑动，将AB作为整体，受力分析可知 对C进行受力分析可知 联立解得 故选B。 9．A 【详解】A．进第一张纸时，它相对第二张纸向右，第二张纸相对第一张纸向左运动，所以第二张纸受到第一张纸的摩擦力向右，故A正确； B．对第一张纸分析，第一张纸能向右运动，需满足 可知 为了保证每次只进一张纸，当最后只剩两张纸时，倒数第二张纸向右运动时最底部 的纸不能动，对最底部的纸有 由，所以 当剩下最后一张纸时，需满足 可知 所以 故B错误； C．第一张纸对第二张纸的压力大小为 则第一、二张纸间的摩擦力大小 此时下面的纸均处于静止状态，将第二、三张纸作为整体，由平衡条件可知第四张纸对第三张纸的静摩擦力与第一张纸对第二张纸的滑动摩擦力平衡，大小为 故C错误； D．滚轮带动纸张向右运动的过程中，最后一张纸相对摩擦片有向右运动的趋势，摩擦片对它的摩擦力向左，故D错误。 故选A。 10．BC 【详解】A．每条弹性绳的形变量 故A错误； B．弹簧测力计的示数均为1N，口罩两侧受到弹性绳的弹力均为1N，故B正确； C．由胡克定律可得每条弹性绳的劲度系数为 故C正确； D．图（c）中，口罩受到的合力为0，故D错误。 故选BC。 11．BD 【详解】A在水平传送带上匀速运动，由平衡可知，水平方向受力为零，则A不受摩擦作用；物体B、C在倾斜传送带上做匀速运动，受力平衡，则受向下的重力、垂直传送带的斜向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力。 故选BD。 12．AD 【详解】由题意可知，物体在匀速运动，从t=0时刻，拉力F开始均匀减小，时刻拉力减小为零，出现的摩擦力有两种可能，一是当拉力为零时，物体仍在滑动，则受到的一直是滑动摩擦力，即大小不变，A正确；另一是当拉力为零前，物体已静止，则当拉力为零时，则先是滑动摩擦力，后是静摩擦力，动摩擦力大小不变，而静摩擦力的大小与拉力相等，而此时拉力小于滑动摩擦力大小，D正确，BC错误． 【点睛】注意分清滑动摩擦力与静摩擦力，同时理解滑动摩擦力的大小与压力及动摩擦因数有关，而静摩擦力与引起运动趋势的外力有关，注意当变为静摩擦力时，拉力已小于滑动摩擦力． 13．AC 【详解】A．当时，箱子与书籍间没有摩擦力作用，因此箱子与书籍处于静止状态，故A正确； B．当时，由图可知，箱子与地面间摩擦力是滑动摩擦力，而箱子与书籍间是静摩擦力，因此箱子在地面上滑动，而箱子与书籍保持相对静止，故B错误； C．对书籍和箱子整体受力分析可知，整体受到重力 地面给整体的支持力 整体与地面间的滑动摩擦力 所以 故C正确； D．对书籍受力分析可知，书籍受到重力，箱子给书籍的支持力 箱子与书籍间的滑动摩擦力 所以 故D错误。 故选AC。 14．AC 【详解】A．A的最大静摩擦力为 弹簧的弹力为 由题知 故A处于静状态，则有 方向向左，故A正确； B．B的最大静摩擦力为 由题可知 故B处于静止状态，则有 方向向左，故B错误； C．撤去推力F后瞬间，弹簧的弹力不变，仍为8N，大于A的最大静摩擦力，可知A会滑动，故A受的摩擦力为滑动摩擦力为 方向向右，故C正确； D．撤去推力F后瞬间，弹簧的弹力不变，仍为8N，小于B的最大静摩擦力，可知B仍处于静止状态，对B分析，可得 方向向左，故D错误。 故选AC。 15．B 【详解】两物体受力平衡，对B分析可知，受重力、斜面对B的摩擦力和支持力共3个力作用；对AB整体分析可知，因力F竖直向上，可知竖直墙壁对A无弹力，则也没摩擦力；对A分析可知，受重力、力F、B对A的压力和摩擦力，共4个力作用。 故选B。 16．D 【详解】A．图中船帆受到风的作用力，如图所示 由于F2方向与航向相反，故A错误； B．图中船帆受到风的作用力，如图所示 由于F2方向与航向相反，故B错误； C．图中船帆受到风的作用力，如图所示 由于F2方向与航向相反，故C错误； D．图中船帆受到风的作用力，如图所示 由于F2方向与航向相同，故D正确。 故选D。 17．(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 18．(1) (2) (3) 【详解】（1）对A受力分析，由受力平衡可得墙面对A的摩擦力的大小为 （2）由于A恰好静止，则有 又 联立解得弹簧的长度为 （3）B恰好处于静止状态时，则B受到的静摩擦力达到最大，大小为 对B，在水平方向有 又 联立解得 要使整个装置保持静止，则物块B的质量应满足 $