内容正文:
课时跟踪练6 重力 弹力 摩擦力
(1—7题,每题5分)
1.(多选)欹(qī)器是我国古代一种倾斜易覆的盛水器,其特点是“虚则欹,中则正,满则覆”(空的时候是倾斜的,加了一半水后是直立的,加满水后即翻倒),如图1所示为仿制欹器的空桶,桶可绕水平轴转动,图2为其截面图,OO'为桶的对称轴,下列说法正确的是( )
A.向桶中加水过程中重心一直升高
B.向桶中加水过程中重心先下降再升高
C.加了一半水后重心处于水平轴的上方
D.加满水后重心处于水平轴的上方
解析:向桶中加水过程中容器及容器内的水整体重心先降低再升高,A错误,B正确;当重心位于水平轴下方时,容器直立,故加了一半水后,重心处于水平轴的下方,C错误;当重心位于水平轴上方时,容器容易翻倒,故加满水后重心处于水平轴的上方,D正确。
答案:BD
2.(2023)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300 g,相邻两盘间距为1.0 cm,重力加速度g取10 m/s2。弹簧始终在弹性限度内,每根弹簧的劲度系数为( )
A.10 N/m B.100 N/m
C.200 N/m D.300 N/m
解析:设弹簧的劲度系数为k,由题意可知mg=3kΔx,代入数据解得k=100 N/m。故选B。
答案:B
3.(多选)(2026)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,每只手的拉力大小为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
解析: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;根据胡克定律F=kx可得k== N/m=400 N/m,故B正确,C错误;弹性绳原长度未知,每只手的拉力改为80 N,求不出弹性绳长度,故D错误。
答案:AB
4.(2024)工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图所示,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号货箱与直木板间的摩擦力的大小分别为Ff1、Ff2和Ff3,则( )
A.Ff1<Ff2<Ff3 B.Ff1=Ff2<Ff3
C.Ff1=Ff3<Ff2 D.Ff1=Ff2=Ff3
解析:货箱沿着木板下滑时受到的摩擦力为滑动摩擦力,根据滑动摩擦力的公式Ff=μFN,又有FN=mgcos θ(m为货箱的质量,θ为斜面的倾角),联立可得Ff=μmgcos θ,因三个货箱完全相同,故动摩擦因数均相同,可知三个货箱与直木板间的摩擦力的大小关系为Ff1=Ff2=Ff3,故A、B、C错误,D正确。
答案:D
5.(多选)(2026)如图所示,四种情境中杆或球均处于静止状态,其与外界的接触面(点)均光滑。下列各图中,杆或球所受弹力示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
解析:弹力方向与接触点的切线垂直,所以F2方向应通过球心,A错误;两弹力方向均垂直接触面,B正确;球受到墙壁的弹力和台阶的弹力,弹力方向与接触面垂直,故墙壁的弹力方向垂直于墙壁向右,台阶对球的弹力方向垂直切面且通过球心,C正确;假设右侧小球对左侧小球有弹力,则左侧小球受重力、地面向上的弹力和右侧小球向左的弹力,水平方向的合力不为零,则小球将向左滚动,与题不符,故右侧小球对左侧小球没有弹力,小球只受地面向上的弹力,D错误。
答案:BC
6.(多选)(2026)用大小为F=40 N的水平力将木块压在竖直墙上,物块处于静止状态,如图所示。已知木块的重力G=6 N,木块与墙壁之间的动摩擦因数μ=0.25,以下说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力大小为10 N
B.木块受到的摩擦力大小为6 N
C.若F变为80 N,木块受到的摩擦力大小为6 N
D.若F变为20 N,木块受到的摩擦力大小为6 N
解析:当F=40 N时,木块与墙壁之间的最大静摩擦力为fmax=μF=0.25×40 N=10 N>G=6 N,木块静止,由平衡条件可知,木块受到的静摩擦力的大小等于重力的大小,为6 N,故A错误,B正确;当F变大时,最大静摩擦力增大,木块保持不动,木块受到的静摩擦力不变,仍为6 N,故C正确;当F=20 N时,木块与墙壁之间的最大静摩擦力为fmax1=μF=0.25×20 N=5 N<G=6 N,则木块沿墙面下滑,木块受到的滑动摩擦力大小为5 N,故D错误。
答案:BC
7.(2026)如图所示,物体a、b和c叠放在水平面上,水平力为Fb=3 N,Fc=6 N,分别作用于物体b、c上,a、b 和c 仍保持静止,以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c 与桌面间的静摩擦力的大小,则( )
A.f1=3 N,f2=3 N,f3=3 N
B.f1=3 N,f2=0 N,f3=6 N
C.f1=0,f2=3 N,f3=3 N
D.f1=0,f2=6 N,f3=3 N
解析:对物体a受力分析,受重力和物体b对它的支持力,物体a相对于物体b没有相对运动的趋势,所以物体a不受物体b的静摩擦力,即f1=0;把物体a、b看作一个整体,对其受力分析,受重力、物体c对物体b的支持力和水平向左的力Fb,物块a、b整体相对物体c有向左的运动趋势,所以会受到物体c的向右的静摩擦力f2,由力的平衡可知f2=Fb=3 N;把物体a、b、c三者看作一个整体,受力分析,受重力、地面的支持力、水平向左的力Fb、水平向右的力Fc,整体有向右的运动趋势,在水平方向上由力的平衡有f3=Fc-Fb=6 N-3 N=3 N,方向水平向左。故选C。
答案:C
(8—10题,每题5分)
8.(多选)(2026)如图所示,倾角θ=37°足够长的斜面固定在水平面上,现用一沿斜面向上的推力F作用在一重力为100 N的木箱上,至少要用130 N的推力,才能使它开始运动。木箱移动以后,用120 N的推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),则下列说法正确的是( )
A.木箱与斜面之间的最大静摩擦力为70 N
B.木箱所受的滑动摩擦力大小为60 N
C.木箱与斜面之间的动摩擦因数为0.875
D.如果用100 N的推力推这个静止的木箱,木箱所受的摩擦力大小为40 N
解析:木箱没有滑动之前,根据题意可知F=fmax+mgsin 37°,可得木箱与斜面之间的最大静摩擦力fmax=70 N,故A正确;木箱开始滑动之后,根据题意可知F'=f+mgsin 37°,可得木箱所受的滑动摩擦力f=60 N,故B正确;木箱与斜面之间的动摩擦因数μ==0.75,故C错误;如果用100 N的推力推这个静止的木箱,木箱没有滑动,所受摩擦力为静摩擦力,则有f '+mgsin 37°=F″,解得f '=40 N,故D正确。
答案:ABD
9.(多选)(2026)如图所示是打印机进纸系统的简化示意图。滚轮压住一叠白纸,正常工作时,进纸系统每次只进一张纸,滚轮按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动,第1张白纸以下依次为第2张、第3张、……,则下列说法正确的是( )
A.滚轮对第1张纸的摩擦力方向水平向右
B.进第1张纸时,第2张纸与第1张纸间产生的是静摩擦力
C.进第1张纸时,第2张纸与第3张纸间摩擦力为0
D.进第1张纸时,第2、3张纸间摩擦力大小等于第3、4张纸间的摩擦力
解析:滚轮相对于第1张纸向右运动,第1张纸对滚轮的摩擦力方向水平向左,则滚轮对第1张纸的摩擦力方向水平向右,故A正确;进第1张纸时,第1张纸相对第2张纸向右运动,则第2张纸与第1张纸间产生的是滑动摩擦力,故B错误;进第1张纸时,第1张纸对第2张纸的滑动摩擦力水平向右,但第2张纸处于静止状态,根据受力平衡可知,第3张纸对第2张纸的静摩擦力水平向左,故C错误;对第3张纸进行受力分析,水平方向受到第2、4张纸给其的摩擦力保持静止,故第2、3张纸间摩擦力与第3、4张纸间的摩擦力等大反向,故D正确。
答案:AD
10.(多选)(2025)如图甲所示,在一块足够长的长木板上,放置一个质量m=1.0 kg的小物块。现以木板的下端为轴,缓慢抬起另一端,直至竖直位置,小物块所受摩擦力大小f随木板倾角θ变化的图像如图乙所示,已知重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,sin 53°=0.8,则下列说法正确的是( )
A.在此过程中物块与木板间的最大摩擦力为6 N
B.在此过程中物块与木板间的最大摩擦力为4 N
C.物块与木板间的动摩擦因数为0.5
D.物块与木板间的动摩擦因数为0.3
解析:根据题意,由题图乙可知,当木板与水平面夹角为θ0时,摩擦力变小,可知物块开始滑动,则物块与木板间的最大摩擦力为6 N,故A正确,B错误;由平衡条件有fm=mgsin θ0=6 N,解得sin θ0=0.6,则有θ0=37°,由题图乙可知,当θ0=37°时,滑动摩擦力为4 N,由f=μmgcos θ0,解得μ==0.5,故C正确,D错误。
答案:AC
11.(10分)(2026)如图所示,在水平桌面上放一质量m=4 kg的木块,木块与桌面间的动摩擦因数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=6 N,F2=8 N,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。
(1)求木块受到的摩擦力的大小。
(2)若将力F2顺时针转过 90°与力F1同向,求此时木块受到的摩擦力的大小。
解析:(1)木块与桌面间的最大静摩擦力为Ff=μmg=12 N
木块受到的力F1与F2的合力为F==10 N
可得F<Ff
木块处于静止状态,受到的静摩擦力大小为Ff'=10 N。
(2)若将力F2顺时针转过 90°与力F1同向,两个力的合力为F'=F1+F2=14 N,F'>Ff
此时木块在桌面上滑动,则Ff″=μmg=12 N。
答案:(1)10 N (2)12 N
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课时跟踪练6 重力 弹力 摩擦力
(1—7题,每题5分)
1.(多选)欹(qī)器是我国古代一种倾斜易覆的盛水器,其特点是“虚则欹,中则正,满则覆”(空的时候是倾斜的,加了一半水后是直立的,加满水后即翻倒),如图1所示为仿制欹器的空桶,桶可绕水平轴转动,图2为其截面图,OO'为桶的对称轴,下列说法正确的是( )
A.向桶中加水过程中重心一直升高
B.向桶中加水过程中重心先下降再升高
C.加了一半水后重心处于水平轴的上方
D.加满水后重心处于水平轴的上方
2.(2023)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300 g,相邻两盘间距为1.0 cm,重力加速度g取10 m/s2。弹簧始终在弹性限度内,每根弹簧的劲度系数为( )
A.10 N/m B.100 N/m
C.200 N/m D.300 N/m
3.(多选)(2026)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,每只手的拉力大小为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
4.(2024)工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图所示,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号货箱与直木板间的摩擦力的大小分别为Ff1、Ff2和Ff3,则( )
A.Ff1<Ff2<Ff3 B.Ff1=Ff2<Ff3
C.Ff1=Ff3<Ff2 D.Ff1=Ff2=Ff3
5.(多选)(2026)如图所示,四种情境中杆或球均处于静止状态,其与外界的接触面(点)均光滑。下列各图中,杆或球所受弹力示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
6.(多选)(2026)用大小为F=40 N的水平力将木块压在竖直墙上,物块处于静止状态,如图所示。已知木块的重力G=6 N,木块与墙壁之间的动摩擦因数μ=0.25,以下说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力大小为10 N
B.木块受到的摩擦力大小为6 N
C.若F变为80 N,木块受到的摩擦力大小为6 N
D.若F变为20 N,木块受到的摩擦力大小为6 N
7.(2026)如图所示,物体a、b和c叠放在水平面上,水平力为Fb=3 N,Fc=6 N,分别作用于物体b、c上,a、b 和c 仍保持静止,以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c 与桌面间的静摩擦力的大小,则( )
A.f1=3 N,f2=3 N,f3=3 N
B.f1=3 N,f2=0 N,f3=6 N
C.f1=0,f2=3 N,f3=3 N
D.f1=0,f2=6 N,f3=3 N
(8—10题,每题5分)
8.(多选)(2026)如图所示,倾角θ=37°足够长的斜面固定在水平面上,现用一沿斜面向上的推力F作用在一重力为100 N的木箱上,至少要用130 N的推力,才能使它开始运动。木箱移动以后,用120 N的推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),则下列说法正确的是( )
A.木箱与斜面之间的最大静摩擦力为70 N
B.木箱所受的滑动摩擦力大小为60 N
C.木箱与斜面之间的动摩擦因数为0.875
D.如果用100 N的推力推这个静止的木箱,木箱所受的摩擦力大小为40 N
9.(多选)(2026)如图所示是打印机进纸系统的简化示意图。滚轮压住一叠白纸,正常工作时,进纸系统每次只进一张纸,滚轮按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动,第1张白纸以下依次为第2张、第3张、……,则下列说法正确的是( )
A.滚轮对第1张纸的摩擦力方向水平向右
B.进第1张纸时,第2张纸与第1张纸间产生的是静摩擦力
C.进第1张纸时,第2张纸与第3张纸间摩擦力为0
D.进第1张纸时,第2、3张纸间摩擦力大小等于第3、4张纸间的摩擦力
10.(多选)(2025)如图甲所示,在一块足够长的长木板上,放置一个质量m=1.0 kg的小物块。现以木板的下端为轴,缓慢抬起另一端,直至竖直位置,小物块所受摩擦力大小f随木板倾角θ变化的图像如图乙所示,已知重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,sin 53°=0.8,则下列说法正确的是( )
A.在此过程中物块与木板间的最大摩擦力为6 N
B.在此过程中物块与木板间的最大摩擦力为4 N
C.物块与木板间的动摩擦因数为0.5
D.物块与木板间的动摩擦因数为0.3
11.(10分)(2026)如图所示,在水平桌面上放一质量m=4 kg的木块,木块与桌面间的动摩擦因数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=6 N,F2=8 N,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。
(1)求木块受到的摩擦力的大小。
(2)若将力F2顺时针转过 90°与力F1同向,求此时木块受到的摩擦力的大小。
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