1、1第 3 讲 重力、弹力、摩擦力A 组 基础题组1.足球运动是深受青少年喜爱的项目之一,如图所示为四种与足球有关的情景。下列说法正确的是( )A.甲图中,静止在草地上的足球对草地的压力就是它的重力B.乙图中,静止在地上的两个足球由于接触而一定受到相互作用的弹力C.丙图中,落在球网中的足球会受到弹力是由于球发生了形变D.丁图中,被踢出的瞬间,足球受到重力、脚对球的弹力答案 D 静止在草地上的足球受到的弹力,与重力相平衡,但不是它的重力,故 A 错误;静止在地面上的两个足球由于接触,但由于没有弹性形变,所以没有受到相互作用的弹力,则 B 错误;进球时,足球撞到网上,球网被撑开,由于网的形变,而使球
2、受到了弹力,故 C 错误。球被踢出的瞬间,运动员对球有弹力作用,球本身有重力,则 D 正确。故选 D。2.(多选)下列关于重力、弹力和摩擦力的说法,正确的是( )A.静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力之间B.劲度系数越大的弹簧,产生的弹力越大C.动摩擦因数与物体之间的压力成反比,与滑动摩擦力成正比D.物体的重心不一定在物体上答案 AD 静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力之间,故选项 A 正确;弹簧产生的弹力大小,不只与劲度系数有关,还与形变量有关,故选项 B 错误;动摩擦因数与物体之间的材料和粗糙程度有关,故选项 C 错误;重心的位置与物体的形状以及质量分布情况有关,重心可以在物体外面,也可以在物
3、体上,故选项 D正确。3.一个光滑球一半由铅(用阴影表示)一半由铝组成,放在支架 P、Q 上处于静止状态,如图(a)所示,P 支架对它的支持力为 N,若将球翻转,如图(b)所示,P 支架对它的支持力为 N。比较 N 与 N,应有( )A.NN,方向不相同 B.N=N,方向相同C.NF 弹 +mBg sin 30。所以 B 所受摩擦力沿斜面向下,如图乙所示,F fB=F-F 弹 -mBg sin 30= mg,故 A、B 错误,C 正确;剪断12弹簧,A 受摩擦力向上,且满足 Ff0m mg,故 A 仍处于静止状态,D 错误。125B 组 提升题组1.方尖碑(obelisk)是古埃及的另一件杰作
4、,是古埃及崇拜太阳的纪念碑,也是除金字塔以外,古埃及文明最富有特色的象征,关于方尖碑对广场的压力 F,下列说法正确的是( )A.F 就是方尖碑所受的重力B.F 是由于广场发生微小形变而产生的C.F 的作用点在方尖碑上D.F 的作用点在广场上答案 D 重力是由于地球的吸引而产生的力,方向竖直向下;压力是垂直作用在物体表面上的力,方向总是垂直于物体的接触面,因此重力和压力是完全不同的两个力,大小不一定相等,只有物体放在水平面上,物体对桌面的压力等于重力,故 A 错误;方尖碑对广场的压力 F 方尖碑是施力物体,因此说法“F 是由于广场发生微小形变而产生的”是错误的,故 B 错误;方尖碑对广场的压力
5、F,作用点作用在受力物体上,作用在广场上,故 C 错误,D 正确。2.如图所示,质量为 m 的木块 A 放在质量为 M 的三角形斜劈 B 上,现同时用大小为 F1和 F2、方向相反的水平力分别推木块 A 和斜劈 B,它们均静止不动,则( )A.F1、F 2一定等大反向B.木块 A、斜劈 B 间一定存在摩擦力C.斜劈 B 与地面间一定存在摩擦力D.地面对斜劈 B 的支持力的大小一定等于(M+m)g答案 D 木块 A、斜劈 B 均静止不动,则木块 A、斜劈 B 整体受力平衡,在水平方向上,若 F1、F 2等大反向,则斜劈 B 与地面间无摩擦力作用,若 F1、F 2大小不相等,则斜劈 B 与地面间一
6、定存在摩擦力,故选项A、C 错误;在竖直方向上,地面对斜劈 B 的支持力与木块 A、斜劈 B 组成的系统的重力平衡,选项 D 正确;木块 A、斜劈 B 间有无摩擦力以及摩擦力的方向取决于木块 A 的重力沿斜面方向的分力和 F1沿斜面方向的分力的大小关系,木块 A、斜劈 B 间可能不存在摩擦力,选项 B 错误。63.如图所示,一质量为 m 的木块靠在竖直粗糙的墙壁上,且受到水平力 F 的作用,下列说法错误的是( )A.若木块静止,则木块受到的静摩擦力大小等于 mg,方向竖直向上B.若木块静止,当 F 增大时,木块受到的静摩擦力随之增大C.若木块沿墙壁向下运动,则墙壁对木块的摩擦力大小为 FD.若
7、开始时木块静止,当撤去 F,木块沿墙壁下滑时,木块不受滑动摩擦力作用答案 B 若木块静止,则木块受到的静摩擦力与重力平衡,大小为 mg,方向竖直向上,故选项 A 正确,B错误;木块沿墙向下运动,墙对木块的摩擦力为 F N=F,故选项 C 正确;当撤去 F 时,墙与木块间无弹力,则木块也不受摩擦力作用,故选项 D 正确。4.(多选)将力传感器 A 固定在光滑水平桌面上,测力端通过轻质水平细绳与滑块相连,滑块放在较长的小车上。如图甲所示,传感器与计算机相连接,可获得力随时间变化的规律。一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮,一端连接小车,另一端系砂桶,整个装置开始处于静止状态。在滑块与小车分离前缓慢向砂桶
8、里倒入细砂,力传感器采集的 F-t 图像如图乙所示。则( )A.2.5 s 前小车做变加速运动B.2.5 s 后小车做变加速运动(假设细砂仍在加注中)C.2.5 s 前小车所受摩擦力不变D.2.5 s 后小车所受摩擦力不变答案 BD 由题图乙可知,在 F 的变化阶段,砂桶(含细砂)质量在由小变大,滑块与小车之间没有相对滑动,属于静摩擦力,所以 2.5 s 前,小车、滑块均静止,A 项错误;2.5 s 后小车受恒定摩擦力,但是外力增加,因此做变加速直线运动,B 项正确;根据上述分析,2.5 s 前滑块受静摩擦力,且静摩擦力在变化,2.5 s 后受滑动摩擦力,且大小不变,故 C 项错误,D 项正确
9、。5.如图所示,贴着竖直侧面的物体 A 的质量 mA=0.2 kg,放在水平面上的物体 B 的质量 mB=1.0 kg,绳和滑轮间的摩擦和绳重均不计,且绳的 OB 部分水平,OA 部分竖直,A 和 B 恰好一起匀速运动。取 g=10 m/s2,求:7(1)物体 B 与水平面间的动摩擦因数。(2)如果用水平力 F 向左拉 B,使物体 A 和 B 做匀速运动,需多大的拉力。(3)若在原来静止的物体 B 上放一个质量与 B 物体质量相等的物体后,物体 B 受到的摩擦力为多大。答案 (1)0.2 (2)4 N (3)2 N解析 (1)因 A 和 B 恰好一起匀速运动,所以 B 受到的水平绳的拉力 T
10、与滑动摩擦力 Ff的大小相等,且等于 A 的重力 mAg。B 对桌面的压力 FN等于 B 的重力 mBg。所以有Ff=F N,FN=mBg,T=Ff=mAg解得 =0.2(2)如果用水平力 F 向左拉 B,使物体 A 和 B 做匀速运动,此时水平绳的拉力与滑动摩擦力的大小均不变,根据物体 B 水平方向受力平衡有F=T+Ff=4 N(3)若在原来静止的物体 B 上放一个质量与 B 物体质量相等的物体后,物体 B 对水平面的压力变大,受到的最大静摩擦力将变大,但此时物体 B 仍静止不动,其与水平面间的摩擦力为静摩擦力,根据物体 B 和物体 A 的平衡可知,物体 B 受到的摩擦力大小为Ff=T=mA
11、g=2 N6.如图所示,原长分别为 L1和 L2、劲度系数分别为 k1和 k2的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上。两弹簧之间有一质量为 m1的物体 A,最下端挂着质量为 m2的另一物体 B,整个装置处于静止状态。(1)这时两个弹簧的总长度为多大?(2)若用一个质量为 M 的平板把下面的物体 B 竖直缓慢地向上托起,直到两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和,求这时平板受到下面物体 B 的压力大小。答案 (1)L 1+L2+ +(m1+m2)gk1 m2gk2(2) +m2gk2m1gk1+k2解析 (1)劲度系数为 k1的轻质弹簧受到向下的拉力为(m 1+m2)g,设它的伸长量为 x1,根据胡克定律有
12、(m1+m2)g=k1x18解得 x1=(m1+m2)gk1劲度系数为 k2的轻质弹簧受到向下的拉力为 m2g,设它的伸长量为 x2,根据胡克定律有m2g=k2x2解得 x2=m2gk2这时两个弹簧的总长度为L=L1+L2+x1+x2=L1+L2+ +(m1+m2)gk1 m2gk2(2)根据题意,下面的弹簧应被压缩 x,上面的弹簧被拉伸 x,以 A 为研究对象,根据平衡条件有(k1+k2)x=m1g解得 x=m1gk1+k2以 B 为研究对象,设平板对 B 的支持力为 FN,根据平衡条件有 FN=k2x+m2g= +m2gk2m1gk1+k2根据牛顿第三定律,这时平板受到下面物体 B 的压力大小FN=FN= +m2gk2m1gk1+k2
