1.1 重力 弹力 摩擦力 同步作业 -2025-2026学年高一上学期（中职）物理高教版(2021)机械建筑类

中职物理高教版(2021)机械建筑类 主题一 力和物体的平衡 第一节 重力 弹力 摩擦力同步作业 一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。每小题只有一项符合题目要求） 1. 关于重力的说法，正确的是（ ） A. 重力的方向总是垂直于接触面 B. 物体的重心一定在物体的几何中心 C. 重力的大小与物体的质量成正比，公式为G=mg（g为重力加速度） D. 建筑工程中，砖块的重力大小与其放置方式有关 2. 下列关于弹力的说法，错误的是（ ） A. 弹力产生的条件是两物体接触且发生弹性形变 B. 建筑中的横梁对墙体的压力属于弹力 C. 机械中的弹簧产生的弹力遵循胡克定律 D. 支持力、拉力、摩擦力都属于弹力 3. 水平地面上放置一个重50N的木箱，用水平向右的10N的力推木箱，木箱静止不动。关于木箱受到的摩擦力，下列说法正确的是（ ） A. 摩擦力大小为10N，方向水平向右 B. 摩擦力大小为50N，方向水平向左 C. 摩擦力大小为10N，方向水平向左 D. 摩擦力大小为0N 4. 关于胡克定律F=kx，下列说法正确的是（ ） A. 劲度系数k与弹簧的材料、粗细、匝数无关 B. 弹簧的伸长量x越大，劲度系数k越大 C. 弹力F与弹簧的形变量x成正比 D. 胡克定律适用于所有发生形变的物体 5. 建筑工地上，工人搬运重200N的水泥袋，沿水平地面匀速前进，已知水泥袋与地面间的动摩擦因数μ=0.2，则水泥袋受到的滑动摩擦力大小为（ ） A. 40N B. 200N C. 1000N D. 0N 6. 倾角为30°的固定斜面，一个重G的物体静止在斜面上，物体与斜面间存在静摩擦力。关于该静摩擦力的方向，正确的是（ ） A. 沿斜面向上 B. 沿斜面向下 C. 垂直斜面向上 D. 竖直向上 7. 下列哪种情况中，物体之间一定产生弹力（ ） A. 两个物体相互接触但未发生形变 B. 建筑中墙体与地基相互接触且挤压 C. 放在水平桌面上的书本与桌面之间无挤压 D. 机械中两个零件相互靠近但未接触 8. 关于静摩擦力和滑动摩擦力的区别，下列说法正确的是（ ） A. 静摩擦力的大小与正压力成正比，滑动摩擦力则不是 B. 静摩擦力存在于静止的物体之间，滑动摩擦力存在于运动的物体之间 C. 静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，滑动摩擦力与物体相对运动方向相反 D. 静摩擦力的大小一定大于滑动摩擦力 9. 机械中常用的弹簧测力计，其工作原理是（ ） A. 重力的方向竖直向下 B. 弹力遵循胡克定律 C. 摩擦力与正压力成正比 D. 物体的平衡条件 10. 建筑脚手架上的工人静止站在脚手板上，工人受到的重力和脚手板对他的支持力的关系是（ ） A. 大小相等、方向相反、作用在同一直线上 B. 大小相等、方向相同、作用在同一直线上 C. 大小不等、方向相反、作用在同一直线上 D. 大小相等、方向相反、作用在不同物体上 11. 水平桌面上有一个重100N的木块，木块与桌面间的动摩擦因数μ=0.3，现用与水平方向成37°角斜向上的拉力F拉木块，使木块匀速前进（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。则拉力F的大小为（ ） A. 30N B. 37.5N C. 40N D. 50N 12. 机械装置中，一个轻弹簧的劲度系数k=500N/m，原长为0.2m，现将其一端固定，另一端受到水平向右的拉力作用，弹簧伸长到0.3m。若将该弹簧两端同时受到大小相等的水平拉力，弹簧伸长到0.35m，则每个拉力的大小为（ ） A. 50N B. 75N C. 100N D. 150N 二、填空题（本题共6小题，每空2分，共24分） 13. 重力是由于__________而使物体受到的力，其方向总是__________；建筑工程中，确定墙体是否竖直常用的重垂线，就是利用了重力的这一特性。 14. 弹力的方向总是与物体发生弹性形变的方向__________，比如斜面对物体的支持力方向__________，绳子的拉力方向__________。 15. 滑动摩擦力的大小计算公式为__________，其中μ是__________，N是__________；静摩擦力的大小范围是__________，其最大值略大于滑动摩擦力。 16. 胡克定律的表达式为F=kx，其中k叫做弹簧的__________，单位是__________（符号为N/m）；若弹簧的劲度系数k=200N/m，弹簧伸长了0.05m，则弹力大小为__________N。 17. 建筑工地上，重500N的钢管放在倾角为45°的斜面上，钢管与斜面间的动摩擦因数μ=0.4，若钢管沿斜面匀速下滑，则滑动摩擦力大小为__________N，斜面对钢管的支持力大小为__________N（sin45°=cos45°≈0.707）。 18. 机械零件中，一个弹簧原长15cm，当受到10N的拉力时，长度变为17cm；当受到25N的拉力时，弹簧的长度为__________cm（弹簧形变在弹性限度内）；若将该弹簧截去一半，剩余部分的劲度系数为__________N/m。 三、简答题（本题共2小题，每小题8分，共16分） 19. 结合机械建筑专业，简要说明静摩擦力在建筑施工（如脚手架作业）和机械运行中的作用，并举例说明如何增大静摩擦力以保障安全或提高效率。 20. 建筑工程中常用混凝土浇筑地基，而机械中常用弹簧作为缓冲部件，请分别说明地基和弹簧利用的力学特性（与弹力相关），并解释其工作原理。 四、综合计算题（本题共2小题，第1题10分，第2题14分，共24分） 21. 建筑工地上，一根重800N的钢筋，长度为4m，重心在中点处，现用两段绳子分别拴在钢筋的两端，将其水平吊起。求： （1）每段绳子受到的拉力大小； （2）若其中一段绳子突然断裂，钢筋开始倾斜，此时剩余绳子受到的拉力与断裂前相比，变大还是变小？请简要说明理由； （3）若钢筋与水平方向成30°角被匀速吊起，两段绳子的拉力大小是否相等？（只需回答“相等”或“不相等”） 22. 机械装置中，一个重G=200N的物体放在水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，物体左侧通过一个劲度系数k=100N/m的弹簧与墙壁相连，弹簧原长L0=0.5m。现用水平向右的拉力F拉物体，使物体向右匀速移动0.2m（弹簧始终在弹性限度内）。求： （1）弹簧的伸长量和弹力大小； （2）物体受到的滑动摩擦力大小和方向； （3）拉力F的大小； （4）若拉力F增大到80N，物体受到的滑动摩擦力大小是否变化？请说明理由，并计算此时物体的加速度大小（g=10m/s²）。 参考答案 一、选择题（每小题3分，共36分） 1. C 解析：重力方向竖直向下，不一定垂直于接触面，A错误；重心位置与物体形状、质量分布有关，不一定在几何中心，B错误；重力G=mg，与质量成正比，C正确；重力大小与放置方式无关，D错误。 2. D 解析：摩擦力不属于弹力，D错误；弹力产生需接触且弹性形变，A正确；横梁对墙体的压力是弹性形变产生的，B正确；弹簧弹力遵循胡克定律，C正确。 3. C 解析：木箱静止，水平方向受力平衡，推力与静摩擦力大小相等、方向相反，推力向右10N，故摩擦力向左10N，C正确。 4. C 解析：劲度系数k由弹簧自身属性（材料、粗细、匝数）决定，与x、F无关，A、B错误；胡克定律适用于弹性限度内的弹簧等弹性体，D错误；F与x成正比，C正确。 5. A 解析：滑动摩擦力f=μN，水平地面上N=G=200N，故f=0.2×200N=40N，A正确。 6. A 解析：物体静止在斜面，有沿斜面向下的运动趋势，静摩擦力方向与趋势相反，沿斜面向上，A正确。 7. B 解析：弹力产生需接触且弹性形变（挤压），B正确；A无形变、C无挤压、D未接触，均无弹力，A、C、D错误。 8. C 解析：滑动摩擦力与正压力成正比，静摩擦力不是，A错误；静摩擦力可存在于运动物体（如传送带上随传送带运动的物体），B错误；静摩擦力与相对运动趋势相反，滑动摩擦力与相对运动相反，C正确；静摩擦力大小可小于滑动摩擦力，D错误。 9. B 解析：弹簧测力计利用胡克定律（弹力与形变量成正比）工作，B正确。 10. A 解析：工人静止，重力与支持力是一对平衡力，大小相等、方向相反、作用在同一直线、同一物体上，A正确。 11. B 解析：匀速前进，水平方向f=Fcos37°，竖直方向N=G-Fsin37°，f=μN，联立得F=μG/(cos37°+μsin37°)=0.3×100/(0.8+0.3×0.6)=30/0.98≈37.5N，B正确。 12. B 解析：一端固定时，F1=kΔx1=500×(0.3-0.2)=50N；两端受拉力时，形变量Δx2=0.35-0.2=0.15m，弹力F2=kΔx2=500×0.15=75N，两端拉力大小等于弹力，故每个拉力为75N，B正确。 二、填空题（每空2分，共24分） 13. 地球的吸引；竖直向下 14. 相反；垂直斜面向上；沿绳子收缩的方向 15. f=μN；动摩擦因数；正压力；0≤f静≤f静max 16. 劲度系数；牛顿每米；10 解析：F=kx=200×0.05=10N 17. 141.4；353.5 解析：支持力N=Gcos45°≈500×0.707=353.5N，滑动摩擦力f=μN≈0.4×353.5=141.4N 18. 20；1000 解析：Δx1=17-15=2cm，劲度系数k=10N/2cm=5N/cm；F2=25N时，Δx2=25/5=5cm，弹簧长度=15+5=20cm；弹簧截去一半，劲度系数变为2k=10N/cm=1000N/m。 三、简答题（每小题8分，共16分） 19. 解析：静摩擦力的作用：①建筑脚手架作业中，工人鞋底与脚手板间的静摩擦力阻碍工人相对滑动，保障工人站立和移动的安全；②机械运行中，传送带运送零件时，静摩擦力带动零件随传送带做匀速运动，实现物料的稳定输送。 增大静摩擦力的方法：①增大接触面的粗糙程度，如脚手架的脚手板刻制防滑纹、工人穿戴防滑鞋底的劳保鞋、机械传送带表面做粗糙化处理；②增大接触面上的正压力，如建筑施工中对脚手板进行牢固固定以增大其支撑力、机械中给传送带适当张紧以增大零件与传送带之间的压力，通过以上方式均可有效增大静摩擦力，保障施工和运行安全。 20. 解析：地基利用的力学特性：混凝土具有一定的弹性和刚性，能发生微小弹性形变并产生弹力，且能均匀分散压力。工作原理：建筑主体对地基施加竖直向下的压力，使地基发生微小的弹性形变，地基因此产生竖直向上的弹力（支持力），与建筑的重力相互平衡；同时混凝土的刚性可将建筑的压力均匀分散到更大的地面区域，减小局部压强，避免地面塌陷，保证建筑的稳定性。 弹簧利用的力学特性：弹簧具有良好的弹性，在弹性限度内发生弹性形变时会产生与形变量成正比的弹力，且形变可恢复。工作原理：机械运行中受到冲击力时，弹簧会在力的作用下发生弹性形变，将机械的动能转化为弹簧的弹性势能，弹簧产生的弹力与冲击力方向相反，能抵消和缓冲大部分冲击力；当冲击力消失后，弹簧的弹性形变逐渐恢复，弹性势能再转化为动能，减小机械零件的振动和磨损，起到缓冲、减震和保护的作用。 四、综合计算题（共24分） 21. 解析：（1）钢筋水平吊起，处于平衡状态，两段绳子的拉力之和等于钢筋的重力，且两段绳子受力对称，故每段绳子受到的拉力F=G/2=800N/2=400N。 （2）变大；理由：绳子断裂前，钢筋水平，拉力的力臂为钢筋长度的一半，拉力仅需平衡重力的等分部分；断裂后钢筋倾斜，剩余绳子的拉力力臂变小，根据杠杆的平衡条件，在重力和重力力臂不变的情况下，拉力力臂减小，拉力会变大。 （3）相等。 答：（1）400N；（2）变大，理由见解析；（3）相等。 22. 解析：（1）物体向右匀速移动0.2m，弹簧的伸长量Δx=0.2m；根据胡克定律，弹簧的弹力F弹=kΔx=100N/m×0.2m=20N。 （2）物体在水平桌面上，正压力N=G=200N，滑动摩擦力f=μN=0.25×200N=50N；滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反，即水平向左。 （3）物体匀速运动，水平方向受力平衡，拉力F等于弹簧弹力与滑动摩擦力之和，故F=F弹+f=20N+50N=70N。 （4）滑动摩擦力大小不变化；理由：滑动摩擦力的大小仅与动摩擦因数μ和接触面的正压力N有关，拉力增大后，物体与桌面间的μ和N（N=G）均未发生变化，因此滑动摩擦力大小不变。 物体的质量m=G/g=200N/10m/s²=20kg；拉力增大到80N时，水平方向的合力F合=F'-F弹-f=80N-20N-50N=10N；根据牛顿第二定律F合=ma，物体的加速度a=F合/m=10N/20kg=0.5m/s²。 答：（1）伸长量0.2m，弹力20N；（2）50N，方向水平向左；（3）70N；（4）不变化，理由见解析，加速度大小为0.5m/s²。 学科网（北京）股份有限公司 $