第三章:相互作用(重力、弹力、摩擦力、牛顿第三定律)(基础版)专项训练 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册
2026-09-09
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摘要:
**基本信息**
以“概念辨析-规律应用-实验探究-综合分析”为逻辑主线,系统覆盖相互作用核心考点,强化物理观念与科学思维的基础训练。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|重力与弹力|6考向|概念辨析(力的图示、重心)、条件判断(弹力产生)、方向分析(弹力方向)、规律应用(胡克定律)、实验探究(弹簧弹力与形变量关系)|从力的基本概念出发,通过形变分析建立弹力认知,结合胡克定律实现定量计算,实验验证规律|
|摩擦力|6考向|产生条件及方向判断、静/滑动摩擦力分析、突变问题、多物体受力、实验探究(滑动摩擦力与压力关系)|以摩擦力产生条件为基础,区分静与滑动摩擦力特性,通过多物体及突变情境提升综合分析能力,实验强化科学探究|
|牛顿第三定律|2考向|相互作用力与平衡力辨析、物体受力分析|通过实际情境(拔河、龙舟)辨析相互作用力与平衡力,结合受力分析深化运动和相互作用观念|
内容正文:
第三章:相互作用(重力、弹力、摩擦力、牛顿第三定律)(基础版)
目录
考点一 重力与弹力 1
考向1:力和力的图示 1
考向2:重力与重心 2
考向3:形变与弹力产生条件 2
考向4:弹力的方向 3
考向5:胡克定律 3
考向6:探究弹簧弹力与形变量的关系 4
考点二 摩擦力 5
考向1:摩擦力的产生条件及方向 5
考向2:静摩擦力 6
考向3:滑动摩擦力 7
考向4:摩擦力的突变问题 7
考向5:多物体摩擦力分析 8
考向6:探究滑动摩擦力的大小与物体间压力的关系 9
考点三 牛顿第三定律 10
考向1:相互作用力与平衡力的辨析 10
考向2:物体的受力分析 10
考点一 重力与弹力
考向1:力和力的图示
1.小王同学用水平向右的拉力F拉小车,F的大小为200N,下列关于拉力的图示正确的是()
A. B. C. D.
2.学习了力的概念后,四位同学对力的认识展开了讨论,下列说法正确的是()
A.发球时,球拍对羽毛球施加了力,羽毛球对球拍没有力的作用
B.由磁铁间存在相互作用力可知,力可以离开物体而单独存在
C.施力物体施力在先,受力物体受力在后
D.物体发生形变,说明受到了力的作用
考向2:重力与重心
3.下列关于重力的说法中正确的是()
A.重力就是物体对水平桌面的压力
B.只有静止在地面上的物体才会受到重力
C.在落向地面时,物体受的重力大于它静止时受的重力
D.重力是由于地球的吸引而产生的,它的方向竖直向下
4.如图所示,n块厚度为d的相同的砖块,靠在一起平放在地面上,现将它们一块一块向上叠起来,这堆砖的重心升高了
A. B. C. D.nd
考向3:形变与弹力产生条件
5.如图所示,一本书放在水平桌面上保持静止,下列说法中正确的是()
A.书对桌面的压力就是书受到的重力
B.书对桌面的压力是由于桌面发生形变产生的
C.书对桌面的压力与桌面对书的支持力都是弹力
D.书对桌面的压力是书发生形变的原因
6.如图所示,下列各图中的物体A均处于静止状态,关于物体A是否受到弹力作用的说法错误的是()
A.若图甲中地面是光滑且水平的,则物体A与B间不存在弹力
B.图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为、,两斜面对物体A均有弹力作用
C.无论图丙中的水平地面是否光滑,物体A与竖直墙壁之间一定存在弹力
D.图丁中物体A受到斜面B对它的弹力的作用
考向4:弹力的方向
7.如图所示,四种情境中物体A均处于静止状态,它与外界的接触面点均光滑其中A、B、D选项中O点为球心。下列选项中物体A所受弹力示意图正确的是
A. B.
C. D.
8.如图所示,AB为质量均匀分布的细杆,用细线OA吊在天花板上的O点,细杆的B端与水平地面相接触,杆倾斜且静止不动,以下说法正确的是()
A.细线对杆的拉力方向竖直向上 B.地面对杆的支持力方向由B向A
C.地面对杆的支持力方向竖直向上 D.地面对杆的支持力方向沿BO向上
考向5:胡克定律
9.如图所示,一劲度系数为k的弹簧,下端悬挂一质量为m的重物,平衡时物体在a位置。现用力将物体向下拉长x至b位置,则此时弹簧的弹力为()
A.kx B. C. D.以上说法都不正确
10.如图甲所示,一竖直轻质弹簧下端固定在水平面上,上端放一个质量为2m的物块A,物块A静止后弹簧长度为;若在物块A上端再放一个质量为m的物块B,静止后弹簧长度为,如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g,则下列说法正确的是()
A.弹簧的劲度系数为 B.弹簧的劲度系数为
C.弹簧的原长为 D.弹簧的原长为
考向6:探究弹簧弹力与形变量的关系
11.下列关于“探究弹簧弹力和伸长量的关系”实验的说法中正确的是()
A.实验中劲度系数k的具体数值必须计算出来
B.如果没有测出弹簧原长,用弹簧长度L代替x,图线也是过原点的一条直线
C.利用图线可求出劲度系数k
D.实验时要把所有点连到线上,才能探究得到真实规律
12.某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力与形变量关系”的实验,如图甲所示在弹簧下端依次挂上规格相同的钩码,记录每次钩码的总质量m以及对应指针所指刻度L,数据处理后画出钩码质量m和弹簧形变量x图像重力加速度。
如图乙所示,根据实验数据绘图,纵轴是钩码质量m,横轴是弹簧的形变量x,假设图线不过x轴的原点,而是有一定的数值,造成这样结果的原因();由图乙可知,弹簧的劲度系数()结果保留2位有效数字。
如图丙所示,实验中用两根不同的弹簧a和b,画出弹簧弹力F与弹簧长度L的图像,下列说法正确的是()。
A.a的原长比b的长
B.a的劲度系数比b的大
C.a的劲度系数比b的小
D.弹力与弹簧长度成正比
考点二 摩擦力
考向1:摩擦力的产生条件及方向
13.一种运送货物的小平板推车如图所示。某工人使用此小推车运送货物的过程中,下列说法正确的是()
A.当工人拉着小推车在水平地面上做匀速直线运动时,地面对小推车无摩擦力
B.当工人拉着小推车在水平地面上做匀速直线运动时,小推车对货物的摩擦力方向与前进方向一致
C.若工人拉着小推车水平前进过程中突然减速,此时小推车对货物的摩擦力方向与前进方向相反
D.小推车的速度增大的过程中,加速度也一定在增大
14.如图所示,一位运动员在上坡时用力蹬脚踏板以保持匀速,下坡时为节省体力停止蹬脚踏板。该运动员上坡时自行车后轮受到地面的摩擦力为,下坡时自行车后轮所受地面的摩擦力为。下列关于、方向的描述正确的是()
A.、均向后 B.、均向前 C.朝前、向后 D.朝后、向前
考向2:静摩擦力
15.如图所示,一质量为m的木块靠在竖直粗糙的墙壁上,墙面与物体之间的动摩擦因数为,且受到水平力F的作用,下列说法正确的是
A.若木块沿墙壁向下运动,则墙壁对木块的摩擦力大小为
B.若木块静止,当F增大时,木块受到的摩擦力随之增大
C.若木块沿墙壁向下运动,但水平力F逐渐减小,则木块受到的摩擦力大小也逐渐减小
D.若开始时木块静止,当撤去F后,木块沿墙壁下滑时,木块将会受到向上的滑动摩擦力作用
16.如图甲所示,用力传感器拖动水平固定木板上的静止木块,直到使其匀速运动;图乙是在计算机屏幕上得到的拉力随时间变化的图像,则木块
A.12s时受到的是滑动摩擦力 B.12s时受到的是静摩擦力
C.12s时受到的摩擦力大小为 D.与木板间的最大静摩擦力为
考向3:滑动摩擦力
17.如图所示,完全相同的A、B两物体放在水平面上,且与水平面间的动摩擦因数均为,每个物体重力均为,设物体A、B与水平面间的最大静摩擦力均为,若对A施加一个向右的由零均匀增大到6N的水平推力F,则A所受的摩擦力随水平推力F变化的图像正确的是()
A. B.
C. D.
考向4:摩擦力的突变问题
18.把一个重为G的物体,用一个水平力为恒量,t为时间压在竖直的足够高的粗糙墙壁上,物体与墙壁间的动摩擦因数为,如图所示,从开始物体所受的摩擦力随t的变化关系正确的是()
A. B.
C. D.
考向5:多物体摩擦力分析
19.如图甲所示,阅卷扫描仪在正常工作的情况下,进纸系统能做到每次只进一张纸。进纸系统的结构示意图如图乙所示,设图中刚好有20张相同的纸,每张纸的质量均为m,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,纸张与纸张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F。扫描仪正常工作时,下列说法正确的是()
A.搓纸轮给第1张纸的弹力方向向上
B.第2张纸相对第1张的运动方向向右
C.第2张纸对第1张纸的滑动摩擦力大小为
D.第2张纸对第1张纸的滑动摩擦力方向水平向左
20.如图所示,A、B两物体质量分别为和,A、B之间的动摩擦因数为,B与桌面间的动摩擦因数为,重力加速度为g。在水平向右的外力F作用下A、B保持相对静止一起向右匀速运动,下列说法正确的是()
A.若水平力F作用在A上,A、B间的摩擦力小于F
B.若水平力F作用在A上,A、B间的摩擦力等于
C.若水平力F作用在B上,B与地面间的摩擦力小于F
D.若水平力F作用在B上,B与地面间的摩擦力等于
考向6:探究滑动摩擦力的大小与物体间压力的关系
21.图甲和图乙所示的是同学们设计的两种探究“滑动摩擦力大小的影响因素”的实验方案。图甲实验中将物块A放在水平地面上,用弹簧测力计水平向右拉动物块图乙实验中,用水平向右的拉力拉动木板B,物块A静止不动。
若要使两种方案中弹簧测力计的示数都等于物块A所受摩擦力的大小,图甲实验的过程中 选填“可以”或“不可以”变速向右拉动物块A,图乙实验的过程中 选填“可以”或“不可以”变速向右拉动木板B。
图乙实验中弹簧测力计示数稳定后如图所示,若物块A的重力,则物块与木板之间的动摩擦因数 (结果保留2位有效数字)。
22.如图所示是小华物理学习小组探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验。
观察图甲、乙,发现弹簧测力计的示数,由此可知:在接触面粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大。
在实验后交流的过程中,小华发现有同学设计的实验装置如图丁所示,实验时,在托盘中放入适量的砝码,使木块做匀速直线运动。滑轮的摩擦不计请回答下列问题:
①为了测木块滑动过程中受到的摩擦力,需要测量物理量是 填编号。
A.木板的质量木块的质量砝码的质量托盘和砝码的总质量
②小华猜想:摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关。于是,他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切去一部分后。用剩下的部分继续进行实验,测得的滑动摩擦力变小。由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为她的探究过程存在的问题是 ,正确的做法是:小华将木块沿竖直方向切去一部分后,只要将 ,就可以进行实验并得出正确结论。
考点三 牛顿第三定律
考向1:相互作用力与平衡力的辨析
23.校运会中,甲、乙两班进行了一场精彩的拔河比赛。关于拔河,以下说法正确的是()
A.甲对绳先产生作用力,绳对甲后产生反作用力
B.甲拉绳的力和乙拉绳的力是一对相互作用力
C.甲拉绳的力和绳拉甲的力是一对平衡力
D.无论什么情况下,甲拉绳的力和绳拉甲的力总是大小相等
24.2024年中国龙舟公开赛湖南永州站于6月1日至2日在湖南省永州市道县开赛。图为龙舟比赛的照片,龙舟在水面上做匀速直线运动,下列说法正确的是
A.队员对龙舟的压力就是队员受到的重力
B.若龙舟加速前进是因为水对船桨的作用力大于船桨对水的作用力
C.坐在船头的鼓手对座椅的压力与座椅对鼓手的支持力是一对作用力与反作用力
D.坐在船头的鼓手对座椅的压力与座椅对鼓手的支持力是一对平衡力
考向2:物体的受力分析
25.一款车载磁吸式手机支架通过内置的强磁铁可以将手机稳固吸附在接触面上,支架侧视图如图所示.已知手机处于静止状态,下列说法正确的是()
A.手机受到的摩擦力沿斜面向下
B.支架接触面对手机的支持力是因为手机发生形变产生的
C.手机受到重力、支持力、摩擦力、下滑力共四个作用力
D.支架接触面对手机的支持力与手机对支架接触面的压力是一对作用力和反作用力
26.如图所示,在水平力F作用下A、B均静止,下列说法正确的是
A.图甲中A物体受到四个力的作用 B.图乙中A物体受到三个力的作用
C.图甲中B物体受到五个力的作用 D.图乙中B物体受到六个力的作用
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第三章:相互作用(重力、弹力、摩擦力、牛顿第三定律)(基础版)
目录
考点一 重力与弹力 1
考向1:力和力的图示 1
考向2:重力与重心 2
考向3:形变与弹力产生条件 3
考向4:弹力的方向 4
考向5:胡克定律 5
考向6:探究弹簧弹力与形变量的关系 6
考点二 摩擦力 7
考向1:摩擦力的产生条件及方向 7
考向2:静摩擦力 8
考向3:滑动摩擦力 9
考向4:摩擦力的突变问题 10
考向5:多物体摩擦力分析 11
考向6:探究滑动摩擦力的大小与物体间压力的关系 12
考点三 牛顿第三定律 14
考向1:相互作用力与平衡力的辨析 14
考向2:物体的受力分析 15
考点一 重力与弹力
考向1:力和力的图示
1.小王同学用水平向右的拉力F拉小车,F的大小为200N,下列关于拉力的图示正确的是()
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A选项图中没有画出力的作用点且没有标度;B选项图中没有标度;C选项图中画出了力的作用点和方向,且确定了标度;D选项图中拉力的方向应该水平向右。故选C。
2.学习了力的概念后,四位同学对力的认识展开了讨论,下列说法正确的是()
A.发球时,球拍对羽毛球施加了力,羽毛球对球拍没有力的作用
B.由磁铁间存在相互作用力可知,力可以离开物体而单独存在
C.施力物体施力在先,受力物体受力在后
D.物体发生形变,说明受到了力的作用
【答案】D
【解析】根据力的相互性可知,发球时球拍对羽毛球施加了力,羽毛球对球拍也有力的作用,故A错误;
根据力的物质性可知,力不能离开物体而单独存在,故B错误;
根据力的同时性可知,物体间力的作用发生时,施力物体和受力物体同时出现,没有先后,故C错误;
力有两个作用效果,使受力物体产生形变和改变受力物体的运动状态,物体发生形变,说明受到了力的作用,故D正确。
考向2:重力与重心
3.下列关于重力的说法中正确的是()
A.重力就是物体对水平桌面的压力
B.只有静止在地面上的物体才会受到重力
C.在落向地面时,物体受的重力大于它静止时受的重力
D.重力是由于地球的吸引而产生的,它的方向竖直向下
【答案】D
【解析】A.重力是由地球对物体的吸引而产生的力,而物体对桌面的压力属于弹力,二者性质不同,仅在特定情况下如物体静止在水平桌面且无其他力作用时大小可能相等,但本质不同,故A错误;
B.任何在地球附近的物体,无论静止或运动,均受重力作用,故B错误;
C.重力大小由决定,与物体的运动状态无关,下落时重力不变,故C错误;
D.重力由地球对物体的吸引而产生,方向竖直向下指向地心,描述正确,故D正确。
故选D。
4.如图所示,n块厚度为d的相同的砖块,靠在一起平放在地面上,现将它们一块一块向上叠起来,这堆砖的重心升高了
A. B. C. D.nd
【答案】B
【解析】略
考向3:形变与弹力产生条件
5.如图所示,一本书放在水平桌面上保持静止,下列说法中正确的是()
A.书对桌面的压力就是书受到的重力
B.书对桌面的压力是由于桌面发生形变产生的
C.书对桌面的压力与桌面对书的支持力都是弹力
D.书对桌面的压力是书发生形变的原因
【答案】C
【解析】书对桌面的压力是弹力,与书受到的重力是两种不同性质的力,A错误;书对桌面的压力是由于书发生形变而产生的,是桌面发生形变的原因,B、D错误;书对桌面的压力与桌面对书的支持力都是弹力,C正确。
6.如图所示,下列各图中的物体A均处于静止状态,关于物体A是否受到弹力作用的说法错误的是()
A.若图甲中地面是光滑且水平的,则物体A与B间不存在弹力
B.图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为、,两斜面对物体A均有弹力作用
C.无论图丙中的水平地面是否光滑,物体A与竖直墙壁之间一定存在弹力
D.图丁中物体A受到斜面B对它的弹力的作用
【答案】C
【解析】A、图甲中对B进行受力分析,B球受重力和弹力的作用,二力平衡B球静止,不可能再受到A对B的弹力的作用,故A正确;
B、图乙中采用假设法,若除去左侧的斜面,A将运动,去掉右侧的斜面,A也将运动,所以两斜面对球A均有弹力的作用,故B正确;
C、图丙中如果水平地面是光滑的,由物体的平衡条件知外力F与竖直墙壁对它的作用力平衡,墙对物体A有力的作用,图丙中如果水平地面是粗糙的,由物体的平衡条件知如果外力F与地面对它的摩擦力平衡,墙对物体A没有弹力的作用,故C错误;
D、图丁中由弹力产生的条件,A与B接触且挤压,二者之间有弹力的作用,故D正确;
本题是选择错误的,故选:C。
考向4:弹力的方向
7.如图所示,四种情境中物体A均处于静止状态,它与外界的接触面点均光滑其中A、B、D选项中O点为球心。下列选项中物体A所受弹力示意图正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】球受到墙的弹力,方向垂直于墙壁向右;斜面的支持力,方向垂直于斜面向上。
方向不对,应指向球心。
方向应垂直于墙壁向右。
球只受到水平面的弹力,右侧的球对A没有弹力,否则A球将向左运动,与实际情况不符。
8.如图所示,AB为质量均匀分布的细杆,用细线OA吊在天花板上的O点,细杆的B端与水平地面相接触,杆倾斜且静止不动,以下说法正确的是()
A.细线对杆的拉力方向竖直向上 B.地面对杆的支持力方向由B向A
C.地面对杆的支持力方向竖直向上 D.地面对杆的支持力方向沿BO向上
【答案】C
【解析】细线对杆的拉力方向沿AO方向,由A指向O点,A错误;
地面对杆的支持力方向竖直向上,B、D错误,C正确。
考向5:胡克定律
9.如图所示,一劲度系数为k的弹簧,下端悬挂一质量为m的重物,平衡时物体在a位置。现用力将物体向下拉长x至b位置,则此时弹簧的弹力为()
A.kx B. C. D.以上说法都不正确
【答案】B
【解析】因重物在a位置平衡,即,所以,故B正确。
10.如图甲所示,一竖直轻质弹簧下端固定在水平面上,上端放一个质量为2m的物块A,物块A静止后弹簧长度为;若在物块A上端再放一个质量为m的物块B,静止后弹簧长度为,如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g,则下列说法正确的是()
A.弹簧的劲度系数为 B.弹簧的劲度系数为
C.弹簧的原长为 D.弹簧的原长为
【答案】A
【解析】略
考向6:探究弹簧弹力与形变量的关系
11.下列关于“探究弹簧弹力和伸长量的关系”实验的说法中正确的是()
A.实验中劲度系数k的具体数值必须计算出来
B.如果没有测出弹簧原长,用弹簧长度L代替x,图线也是过原点的一条直线
C.利用图线可求出劲度系数k
D.实验时要把所有点连到线上,才能探究得到真实规律
【答案】C
【解析】“探究弹簧弹力和伸长量的关系”实验中利用图线可求出k值,但不一定要求解出k值,实验中用弹簧长度L代替x,图线是不过原点的一条直线,作图时应使绝大多数点通过直线,偏离较大的点应舍去,C正确。
12.某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力与形变量关系”的实验,如图甲所示在弹簧下端依次挂上规格相同的钩码,记录每次钩码的总质量m以及对应指针所指刻度L,数据处理后画出钩码质量m和弹簧形变量x图像重力加速度。
如图乙所示,根据实验数据绘图,纵轴是钩码质量m,横轴是弹簧的形变量x,假设图线不过x轴的原点,而是有一定的数值,造成这样结果的原因();由图乙可知,弹簧的劲度系数()结果保留2位有效数字。
如图丙所示,实验中用两根不同的弹簧a和b,画出弹簧弹力F与弹簧长度L的图像,下列说法正确的是()。
A.a的原长比b的长
B.a的劲度系数比b的大
C.a的劲度系数比b的小
D.弹力与弹簧长度成正比
【答案】说明弹簧自身有重力存在
B
【解析】图线不过原点说明没有挂钩码时弹簧有形变量,说明弹簧自身有重力存在;由题图乙可知,弹簧的劲度系数为。
由题图丙知,图像横坐标的截距表示原长,故b的原长比a的长,故A错误;斜率越大,劲度系数越大,a的劲度系数比b的大,故B正确,C错误;图像说明弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,故D错误。
考点二 摩擦力
考向1:摩擦力的产生条件及方向
13.一种运送货物的小平板推车如图所示。某工人使用此小推车运送货物的过程中,下列说法正确的是()
A.当工人拉着小推车在水平地面上做匀速直线运动时,地面对小推车无摩擦力
B.当工人拉着小推车在水平地面上做匀速直线运动时,小推车对货物的摩擦力方向与前进方向一致
C.若工人拉着小推车水平前进过程中突然减速,此时小推车对货物的摩擦力方向与前进方向相反
D.小推车的速度增大的过程中,加速度也一定在增大
【答案】C
【解析】当小推车在水平地面上做匀速直线运动时,货物在水平方向上不受力,小推车对货物没有摩擦力,但地面对小推车有摩擦力,故A、B错误;若工人拉着小推车水平前进过程中突然减速,则小推车对货物产生向后的摩擦力,C正确;小推车的加速度与小推车所受的合力有关,与其速度没有必然的关系,因此小推车的速度增大的过程中,加速度不一定在增大,D错误。
14.如图所示,一位运动员在上坡时用力蹬脚踏板以保持匀速,下坡时为节省体力停止蹬脚踏板。该运动员上坡时自行车后轮受到地面的摩擦力为,下坡时自行车后轮所受地面的摩擦力为。下列关于、方向的描述正确的是()
A.、均向后 B.、均向前 C.朝前、向后 D.朝后、向前
【答案】C
【解析】上坡时,自行车脚踏板带动后轮转动,后轮与地面接触点相对于地面有向后运动的趋势,因此地面给后轮的摩擦力方向向前;下坡时停止蹬动脚踏板,由于重力的影响,自行车整体相对地面有向前运动的趋势,地面给后轮的摩擦力方向向后,故选C。
考向2:静摩擦力
15.如图所示,一质量为m的木块靠在竖直粗糙的墙壁上,墙面与物体之间的动摩擦因数为,且受到水平力F的作用,下列说法正确的是
A.若木块沿墙壁向下运动,则墙壁对木块的摩擦力大小为
B.若木块静止,当F增大时,木块受到的摩擦力随之增大
C.若木块沿墙壁向下运动,但水平力F逐渐减小,则木块受到的摩擦力大小也逐渐减小
D.若开始时木块静止,当撤去F后,木块沿墙壁下滑时,木块将会受到向上的滑动摩擦力作用
【答案】C
【解析】木块在推力作用下静止时,处于平衡态,受力如图所示,根据平衡条件可得,,当F增大时,木块受到的摩擦力始终等于重力,大小不变,故B错误;若木块沿墙壁向下运动,则墙壁对木块的摩擦力为滑动摩擦力,大小,水平力F逐渐减小,木块受到的摩擦力大小也逐渐减小,故A错误,C正确;撤去推力后,墙壁对木块的支持力为零,摩擦力为零,木块只受重力,做自由落体运动,故D错误。
16.如图甲所示,用力传感器拖动水平固定木板上的静止木块,直到使其匀速运动;图乙是在计算机屏幕上得到的拉力随时间变化的图像,则木块
A.12s时受到的是滑动摩擦力 B.12s时受到的是静摩擦力
C.12s时受到的摩擦力大小为 D.与木板间的最大静摩擦力为
【答案】B
【解析】略
考向3:滑动摩擦力
17.如图所示,完全相同的A、B两物体放在水平面上,且与水平面间的动摩擦因数均为,每个物体重力均为,设物体A、B与水平面间的最大静摩擦力均为,若对A施加一个向右的由零均匀增大到6N的水平推力F,则A所受的摩擦力随水平推力F变化的图像正确的是()
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】①当水平推力F小于A与水平面间的最大静摩擦力时,A受到水平面的静摩擦力作用,随水平推力的增大而增大,且与水平推力大小相等;②当水平推力时,A、B两物体仍静止,此过程中A受到的摩擦力为最大静摩擦力不变;③当水平推力时,A、B两物体相对水平面滑动,A物体受滑动摩擦力,大小为,故C正确,ABD错误。
考向4:摩擦力的突变问题
18.把一个重为G的物体,用一个水平力为恒量,t为时间压在竖直的足够高的粗糙墙壁上,物体与墙壁间的动摩擦因数为,如图所示,从开始物体所受的摩擦力随t的变化关系正确的是()
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由于物体受到的水平推力为,由二力平衡得,墙壁与物体间的弹力。
当摩擦力小于物体的重力G时,物体将沿墙壁下滑,此时物体与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力大小
当摩擦力大小等于重力G时,物体有速度,不能立即停止运动,物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力,滑动摩擦力大小为
当摩擦力大于重力时,物体继续下滑,滑动摩擦力大小为
当物体静止时,滑动摩擦力将变为静摩擦力,静摩擦力与正压力无关,跟重力始终平衡,静摩擦力大小为
故选B。
考向5:多物体摩擦力分析
19.如图甲所示,阅卷扫描仪在正常工作的情况下,进纸系统能做到每次只进一张纸。进纸系统的结构示意图如图乙所示,设图中刚好有20张相同的纸,每张纸的质量均为m,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,纸张与纸张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F。扫描仪正常工作时,下列说法正确的是()
A.搓纸轮给第1张纸的弹力方向向上
B.第2张纸相对第1张的运动方向向右
C.第2张纸对第1张纸的滑动摩擦力大小为
D.第2张纸对第1张纸的滑动摩擦力方向水平向左
【答案】D
【解析】A.搓纸轮给第1张纸的弹力方向向下,故A错误;
B.第2张纸相对第1张的运动方向是向左的,故B错误;
C.第1张纸受到第2张纸的滑动摩擦力大小应该为,故C错误;
D.第1张纸受到第2张纸的滑动摩擦力方向向左,故D正确。
20.如图所示,A、B两物体质量分别为和,A、B之间的动摩擦因数为,B与桌面间的动摩擦因数为,重力加速度为g。在水平向右的外力F作用下A、B保持相对静止一起向右匀速运动,下列说法正确的是()
A.若水平力F作用在A上,A、B间的摩擦力小于F
B.若水平力F作用在A上,A、B间的摩擦力等于
C.若水平力F作用在B上,B与地面间的摩擦力小于F
D.若水平力F作用在B上,B与地面间的摩擦力等于
【答案】D
【解析】若水平力F作用在A上,A、B间的摩擦力,A、B错误;
若水平力F作用在B上,B与地面间的摩擦力,C错误,D正确。
故选D。
考向6:探究滑动摩擦力的大小与物体间压力的关系
21.图甲和图乙所示的是同学们设计的两种探究“滑动摩擦力大小的影响因素”的实验方案。图甲实验中将物块A放在水平地面上,用弹簧测力计水平向右拉动物块图乙实验中,用水平向右的拉力拉动木板B,物块A静止不动。
若要使两种方案中弹簧测力计的示数都等于物块A所受摩擦力的大小,图甲实验的过程中 选填“可以”或“不可以”变速向右拉动物块A,图乙实验的过程中 选填“可以”或“不可以”变速向右拉动木板B。
图乙实验中弹簧测力计示数稳定后如图所示,若物块A的重力,则物块与木板之间的动摩擦因数 (结果保留2位有效数字)。
【答案】不可以
可以
【解析】题图甲实验的过程中只有A匀速运动时,受力平衡,此时弹簧测力计的示数才等于物块A所受摩擦力的大小,则题图甲实验中不可以变速向右拉动物块题图乙实验中物块A处于静止状态,则实验的过程中可以变速向右拉动木板B。
由题图乙可知,弹簧测力计示数即物块A所受的摩擦力大小,则动摩擦因数。
22.如图所示是小华物理学习小组探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验。
观察图甲、乙,发现弹簧测力计的示数,由此可知:在接触面粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大。
在实验后交流的过程中,小华发现有同学设计的实验装置如图丁所示,实验时,在托盘中放入适量的砝码,使木块做匀速直线运动。滑轮的摩擦不计请回答下列问题:
①为了测木块滑动过程中受到的摩擦力,需要测量物理量是 填编号。
A.木板的质量木块的质量砝码的质量托盘和砝码的总质量
②小华猜想:摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关。于是,他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切去一部分后。用剩下的部分继续进行实验,测得的滑动摩擦力变小。由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为她的探究过程存在的问题是 ,正确的做法是:小华将木块沿竖直方向切去一部分后,只要将 ,就可以进行实验并得出正确结论。
【答案】压力
D
未控制压力一定
将截去部分叠在剩余部分上面
【解析】甲乙两图接触面粗糙程度相同,压力不同。弹簧测力计的示数。由此可知,在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
①在图丁的实验设计中,对木块的拉力来自托盘和砝码的总重力,所以为了测量木块的滑动摩擦力,需要测量的物理量是托盘和砝码的总质量。
故选D。②小华在探究过程中没有控制压力大小一定,不符合控制变量法的要求,因此结论不可靠。正确的做法是:将木块沿竖直方向截去一部分后,将截去部分叠在剩余部分上面进行实验,这样既保证接触面粗糙程度相同,也保证了压力不变,符合控制变量法的要求。
考点三 牛顿第三定律
考向1:相互作用力与平衡力的辨析
23.校运会中,甲、乙两班进行了一场精彩的拔河比赛。关于拔河,以下说法正确的是()
A.甲对绳先产生作用力,绳对甲后产生反作用力
B.甲拉绳的力和乙拉绳的力是一对相互作用力
C.甲拉绳的力和绳拉甲的力是一对平衡力
D.无论什么情况下,甲拉绳的力和绳拉甲的力总是大小相等
【答案】D
【解析】B.拔河比赛中,甲拉绳的力和乙拉绳的都作用在绳上,不是一对相互作用力,故B错误;
无论什么情况下,甲拉绳的力和绳拉甲的力都是一对相互作用力,故同时产生,且大小总是相等的,故AC错误,D正确。
故选D。
24.2024年中国龙舟公开赛湖南永州站于6月1日至2日在湖南省永州市道县开赛。图为龙舟比赛的照片,龙舟在水面上做匀速直线运动,下列说法正确的是
A.队员对龙舟的压力就是队员受到的重力
B.若龙舟加速前进是因为水对船桨的作用力大于船桨对水的作用力
C.坐在船头的鼓手对座椅的压力与座椅对鼓手的支持力是一对作用力与反作用力
D.坐在船头的鼓手对座椅的压力与座椅对鼓手的支持力是一对平衡力
【答案】C
【解析】A.队员对龙舟的压力作用在龙舟上,队员受到的重力作用在队员上,所以压力并不是重力,故A错误;
B.水对船桨的作用力与船桨对水的作用力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,故B错误;
坐在船头的鼓手对座椅的压力与座椅对鼓手的支持力是一对相互作用力,故C正确,D错误。
故选C。
考向2:物体的受力分析
25.一款车载磁吸式手机支架通过内置的强磁铁可以将手机稳固吸附在接触面上,支架侧视图如图所示.已知手机处于静止状态,下列说法正确的是()
A.手机受到的摩擦力沿斜面向下
B.支架接触面对手机的支持力是因为手机发生形变产生的
C.手机受到重力、支持力、摩擦力、下滑力共四个作用力
D.支架接触面对手机的支持力与手机对支架接触面的压力是一对作用力和反作用力
【答案】D
【解析】A、手机受到的摩擦力沿斜面向上,故A错误;
B、支架接触面对手机的支持力是因为支架接触面发生形变产生的,故B错误;
C、手机受到重力、支持力、摩擦力、磁铁吸引力共四个作用力,故C错误;
D、支架接触面对手机的支持力与手机对支架接触面的压力属于A对B、B对A的一对力,是一对作用力和反作用力,故D正确。
26.如图所示,在水平力F作用下A、B均静止,下列说法正确的是
A.图甲中A物体受到四个力的作用 B.图乙中A物体受到三个力的作用
C.图甲中B物体受到五个力的作用 D.图乙中B物体受到六个力的作用
【答案】AC
【解析】由题知,A、B都处于静止状态,在图甲中,对A物体受力分析,可知A物体受重力、B物体对A物体的支持力、水平力F和B物体对A物体水平向左的静摩擦力作用,故A物体受到四个力的作用;对B物体受力分析,可知B物体受重力,A物体对B物体的压力、地面对B物体的支持力、A物体对B物体水平向右的静摩擦力和地面对B物体水平向左的静摩擦力作用,故B物体受到五个力的作用,故AC正确;
由题知,A、B都处于静止状态,在图乙中,对A物体受力分析,可知A物体受重力和B物体对A物体的支持力作用,故A物体受到两个力的作用;对B物体受力分析,可知B物体受重力、A物体对B物体的压力、地面对B物体的支持力、水平力F和地面对B物体水平向左的静摩擦力作用,故B物体受到五个力的作用,故BD错误。
故选AC。
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