课时作业3　重力、弹力和摩擦力的分析与计算-2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦重力、弹力和摩擦力的概念辨析与定量计算，以题构建从基础到综合的知识逻辑链，强化相互作用观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础巩固|11题|概念辨析（重心、弹力产生）、基本计算（胡克定律、摩擦力方向）|从重力（重心）到弹力（形变与胡克定律）再到摩擦力（静/滑动摩擦）的概念生成| |能力提高|5题|综合应用（弹簧F-L图像、多力平衡）、临界分析（摩擦力极值）|通过平衡条件实现概念到实际问题的应用拓展，体现科学思维中的模型建构|

课时作业3　重力、弹力和摩擦力的分析与计算 基础巩固 1.水平桌面上水杯下压着一张纸条。沿水平方向将纸条抽出,用手扶住水杯,水杯始终保持静止状态。在纸条抽出过程中,水杯(　　) A.受到的重力作用在纸条上,方向竖直向下 B.底部发生形变对桌面产生弹力,方向竖直向下 C.受桌面的静摩擦力作用,方向与纸条抽动方向相同 D.受纸条的滑动摩擦力作用,方向与纸条抽动方向相同 2.如图所示,“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶,是我国古代雕塑艺术的稀世之宝。飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为马的重心位置和飞燕(视为质点)在一条竖直线上。下列关于重力和重心的说法正确的是(　　) A.只有静止的物体才受到重力作用 B.这件艺术品的重力大小总是恒定的 C.物体挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数一定等于物体的重力 D.质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在其几何中心,但不一定在物体上 3.(2025浙江宁波高一期末)如图所示,某同学利用悬挂法测得均匀薄泡沫板的重心为O,则下列说法正确的是(　　) A.任何物体的重心一定与其几何中心重合 B.除O点外,薄泡沫板其他部分均不受重力 C.要得到泡沫板的重心位置,至少要在不同位置悬挂两次 D.将均匀泡沫板换成形状相同的均匀薄铝板,重复上述实验,O点位置将发生变化 4.汽车停在桥面上,如图所示。下列说法正确的是(　　) A.桥面受到汽车给它向下的弹力,是因为桥梁发生了弹性形变 B.桥面受到汽车给它向上的弹力,是因为汽车轮胎发生了弹性形变 C.汽车受到桥面给它向上的弹力,是因为桥梁发生了弹性形变 D.汽车受到桥面给它向下的弹力,是因为汽车轮胎发生了弹性形变 5.将原长10 cm的轻质弹簧竖直悬挂,当下端挂200 g的钩码时,弹簧的长度为12 cm,g取10 m/s2,则此弹簧的劲度系数为(　　) A.1 N/m B.10 N/m C.100 N/m D.1 000 N/m 6.如图所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3,其大小关系是(　　) A.F1=F2=F3 B.F1=F2<F3 C.F1=F3>F2 D.F3>F1>F2 7.一弹簧测力计弹簧损坏,更换新弹簧后,不挂重物时示数8 N,在弹性限度内挂上50 N重物时,弹簧测力计示数48 N,若挂另一物体时弹簧测力计示数为20 N,则所挂物体重力为(　　) A.15 N B.18 N C.20.8 N D.25 N 8.如图所示,老师用手握住一个装满水的圆柱形杯子,杯子始终静止。下列说法正确的是 (　　) A.握杯子用的力越大,杯子所受的摩擦力越大 B.杯子表面越粗糙,所受的摩擦力越大 C.随着杯子内的水量减少,杯子所受的摩擦力也减小 D.杯子和水的总重力一定等于手与杯子间的最大静摩擦力 9.(2025浙江杭州开学考试)春节前夕,小明需移开沙发,清扫污垢。质量m=10 kg的沙发放置在水平地面上,沙发与地面间的动摩擦因数μ=,小明用力F=100 N推沙发,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2,下列说法错误的是(　　) A.若力F斜向下与水平方向成θ角,当θ=30°时沙发恰好做匀速直线运动 B.若力F斜向下与水平方向成θ角,当θ>60°时,无论力F多大,沙发都不会动 C.若力F方向能随意改变,让沙发匀速运动,F斜向上与水平方向成30°时,F最小 D.若力F方向能随意改变,让沙发匀速运动,F斜向上与水平方向成60°时,F最小 10.如图所示,将一重力不计的纸夹在水平桌面上的书内,已知书对纸的压力为2 N,书所受的重力为3 N。若用F=0.6 N的水平拉力拉纸,刚好将纸匀速拉出。则书与纸间的动摩擦因数为(　　) A.0.1 B.0.15 C.0.2 D.0.3 11.气球下挂一重物,沿与水平方向成60°角的方向斜向上匀速上升,如图所示。不考虑空气阻力,则关于气球和重物整体的受力情况,下列说法正确的是(　　) A.受重力、浮力、水平方向的风力 B.只受重力和浮力的作用 C.受重力、浮力、斜向上的冲力 D.受重力、浮力、水平方向的风力、斜向上的冲力 能力提高 12.某同学做探究一轻弹簧的弹力与弹簧形变量的关系的实验时,得到弹簧弹力F与弹簧长度L的关系图像如图所示,则下列说法正确的是(　　) A.该弹簧的原长为7 cm B.该弹簧的劲度系数为100 N/m C.该弹簧长度为7 cm时,弹簧弹力大小为7 N D.该弹簧弹力大小为2 N时,弹簧长度一定为7 cm 13.如图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向上共受三个力,F1,F2和摩擦力,处于静止状态。其中F1=18 N,F2=6 N。若撤去力F1后,下列说法正确的是(　　) A.物体向左加速运动 B.物体受到的合力为0 C.物体受到的静摩擦力为18 N D.物体受到的静摩擦力为12 N 14.如图所示,传送带将物体由低处匀速送往高处,关于物体的受力情况,下列说法正确的是(　　) A.受两个力作用,竖直向下的重力、竖直向上的支持力 B.受三个力作用,竖直向下的重力、垂直于皮带向上的支持力、沿皮带向下的静摩擦力 C.受三个力作用,竖直向上的重力、垂直于皮带向下的支持力、沿皮带向上的静摩擦力 D.受三个力作用,竖直向下的重力、垂直于皮带向上的支持力、沿皮带向上的静摩擦力 15.木块甲、乙质量分别为5 kg和6 kg,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。夹在甲、乙之间的轻弹簧被压缩了2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用F=1 N的水平拉力作用在木块乙上,如图所示,g取10 m/s2。力F作用后木块所受摩擦力情况是(　　) A.木块甲所受摩擦力大小是10 N B.木块甲所受摩擦力大小是0 N C.木块乙所受摩擦力大小是9 N D.木块乙所受摩擦力大小是7 N 16.如图所示,一个“房子”形状的铁制音乐盒静止在水平面上,一个塑料壳里面装有一个圆柱形强磁铁,吸附在“房子”的顶棚斜面,保持静止状态。已知顶棚斜面与水平面的夹角为θ,塑料壳和磁铁的总质量为m,塑料壳和斜面间的动摩擦因数为μ,则以下说法正确的是(　　) A.塑料壳对顶棚斜面的压力大小为mgcos θ B.顶棚斜面对塑料壳的摩擦力大小一定为μmgcos θ C.顶棚斜面对塑料壳的作用力大小为mg D.磁铁的磁性若瞬间消失,塑料壳不一定会往下滑动 参考答案 1.D　解析 水杯受到的重力作用在水杯上,方向竖直向下,故A错误;水杯底部没有和桌面接触,不会对桌面产生弹力的作用,故B错误;因为水杯和桌面没有相互接触,所以不受到桌面的摩擦力,故C错误;因为水杯和纸条间相对滑动,所以受纸条的滑动摩擦力作用,方向与相对运动方向相反,即与纸条抽动方向相同,故D正确。 2.D　解析 物体是否受重力与是否运动没有关系,运动的物体也可以受到重力的作用,故A错误;因为不同地点的重力加速度不同,G=mg,故重力可能不同,故B错误;物体挂在弹簧测力计下,竖直处于平衡状态时,弹簧测力计的示数才等于物体的重力,故C错误;质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在其几何中心,但不一定在物体上,故D正确。 3.C　解析 只有质量分布均匀、形状规则的物体的重心才与几何中心重合,A错误;薄泡沫板任何地方都受重力,B错误;要得到泡沫板的重心位置,至少要在不同位置悬挂两次,C正确;将均匀泡沫板换成形状相同的均匀薄铝板,重复上述实验,O点位置不变,D错误。 4.C　解析 桥面受到向下的弹力,是因为汽车轮胎发生了弹性形变,故A、B错误;汽车受到模型桥面给它向上的弹力,是因为桥面发生了弹性形变,故C正确,D错误。 5.C　解析 由胡克定律有F=k(l-l0)=mg,代入数据解得k=100 N/m,故选C。 6.A　解析 根据二力平衡条件,F1=F2=F3=mg,弹簧弹力大小为弹簧一端力的大小,故选A。 7.A　解析 由重物的重量为0 N时弹簧测力计示数为8 N,重力为50 N时弹簧测力计示数为48 N,可得每1 N示数对应的拉力为F0= N= N,则弹簧测力计示数为20 N,所挂物体的重力为G1=(20-8)F0=15 N,故选A。 8.C　解析 杯子保持静止,处于平衡状态,杯子和水受到的重力与静摩擦力是一对平衡力,但静摩擦力不一定等于最大静摩擦力,当杯子和水的总重力不变时,杯子受到的静摩擦力不变,故A、B、D错误;因为摩擦力与重力平衡,随着杯子内的水量减少,杯子和水的总重力减小,杯子所受的摩擦力也减小,故C正确。 9.D　解析 若力F斜向下与水平方向成θ=30°时,地面对沙发的摩擦力大小为Ff=μ(mg+Fsin 30°)=50 N,力F在水平方向的分力大小为Fcos 30°=50 N,两个力大小相等、方向相反,故沙发做匀速直线运动,故A正确,不符合题意;若力F斜向下与水平方向成θ角,则最大静摩擦力大小为Ff=μ(mg+Fsin θ),若要沙发静止不动,应该满足Fcos θ≤μ(mg+Fsin θ),变形得F(cos θ-μsin θ)≤μmg,如果满足cos θ-μsin θ<0,即θ>60°,则此时无论力F多大,沙发都会保持静止,B正确,不符合题意;如果力F斜向上与水平方向成θ角,且物体做匀速运动,则有Fcos θ=μ(mg-Fsin θ),变形可得F=,其中sin φ=,即φ=,故当θ=时,F有最小值,故C正确,不符合题意,D错误,符合题意。 10.B　解析 已知书对纸的压力为FN=2 N,对纸受力分析,纸的两面均受到摩擦力,由平衡条件可得F=2μFN,代入数据可解得μ=0.15,B正确。 11.B　解析 气球在斜向上匀速上升过程中,只受重力和浮力的作用,如果水平方向有风力,气球不可能平衡而做匀速运动,故选B。 12.B　解析 当弹力为零时弹簧的长度为原长,由图像可知,原长为5 cm,A错误;弹簧的劲度系数为图线的斜率,即k==100 N/m,B正确;弹簧长度为7 cm时,伸长量为2 cm,由F=kx可知,弹簧弹力大小为2 N,C错误;该弹簧弹力大小为2 N时,可知形变量为2 cm,可能是伸长,长度为7 cm,可能是压缩,长度为3 cm,D错误。 13.B　解析 开始时物体平衡,则所受的静摩擦力为Ff=F1-F2=12 N,方向向左;当撤去力F1后,F2=6 N<12 N,则物体仍静止,所受的合力为零,受静摩擦力为Ff'=F2=6 N,故选B。 14.D　解析 传送带将物体由低处匀速送往到高处,受力平衡,对物体受力分析可知,物体一定受竖直向下的重力,垂直于皮带向上的支持力,沿皮带向上的静摩擦力的作用,在三个力的作用下,物体处于平衡状态,因此这三个力平衡。故选D。 15.C　解析 根据题意可知甲和水平面之间的最大静摩擦力的大小为Ff1=μm甲g=10 N 乙和水平面之间的最大静摩擦力的大小为 Ff2=μm乙g=12 N 根据胡克定律可知,弹簧的弹力大小为 F1=kx=400×0.02 N=8 N 当水平拉力作用于乙物体时,水平外力和弹簧对乙物体的作用力同向,因为F+F1<Ff2,所以乙物体静止不动,根据平衡条件可知乙物体受到的静摩擦力为Ff乙=F+F1=9 N 对甲物体,因为F1<Ff1,所以甲物体也静止不动,甲物体受到静摩擦力大小为Ff甲=F1=8 N,故A、B、D错误,C正确。 16.D　解析 塑料壳和磁铁整体受到重力mg、音乐盒的吸引力F,音乐盒的支持力FN以及静摩擦力Ff,受力平衡,则有FN=mgcos θ+F,Ff=mgsin θ,由于是静摩擦力,不是μmgcos θ,故A、B错误;圆柱形强磁铁和塑料壳整体静止,受力平衡,则顶棚斜面对塑料壳的支持力和摩擦力的合力大小等于重力和F的合力,故C错误;磁铁的磁性若瞬间消失,若mgsin θ≤μmgcos θ,则塑料壳不会往下滑动,故D正确。 2 学科网（北京）股份有限公司 $