1、1第 3 讲 重力、弹力、摩擦力教师备用题库1.(2017 课标,17,6 分)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距 80 cm 的两点上,弹性绳的原长也为 80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为 100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )A.86 cm B.92 cm C.98 cm D.104 cm答案 B 设弹性绳总长度为 100 cm 时与水平方向的夹角为 ,则 cos = ,故 sin = 。弹性绳总长45 35度为 100 cm 时,其弹力 F=kx1,设弹性绳的两端移至天花板
2、同一点时的弹力为 kx2,则 kx1 sin = kx2,12 12得 x2=12 cm,则弹性绳的总长度为 92 cm。故 B 项正确。2.(2017 天津理综,8,6 分)(多选)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆 M、N 上的a、b 两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是( )A.绳的右端上移到 b,绳子拉力不变B.将杆 N 向右移一些,绳子拉力变大C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移答案 AB 衣架挂钩为“活结”模型,作出受力示意图如图所示,oa、ob 为一
3、根绳,两端拉力相等,设绳aob 长为 L,M、N 间的水平距离为 d,bo 延长线交 M 于 a,由几何知识知 ao=ao,sin = ,由平衡条件有dL2F cos =mg,则 F= ,与绳两端高度差无关,当 b 上移到 b时,d、L 不变, 不变,故 F 不变,选项 Amg2cos正确,C 错误。将杆 N 向右移一些,L 不变,d 变大, 变大, cos 变小,则 F 变大,选项 B 正确。只改变 m,其他条件不变,则 sin 不变, 不变,衣架悬挂点不变,选项 D 错误。23.(2017 课标,16,6 分)如图,一物块在水平拉力 F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持 F 的大小
4、不变,而方向与水平面成 60角,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为( )A.2- B. C. D.336 33 32答案 C 解法一:物块在水平拉力 F 作用下做匀速直线运动,其受力如图甲所示。甲乙由平衡条件知,F=f、F N=mg而 f=F N=mg即 F=mg当 F 的方向与水平面成 60角时,其受力如图乙。由平衡条件知F cos 60=f1f1=F N1=(mg-F sin 60)联立解得 = ,选项 C 正确。33解法二:受力变化时,物块和水平桌面间的动摩擦因数不变,不妨假设摩擦力和支持力的合力方向与支持力的夹角为 ,则有 tan = =,因 不变,故 角不变,即 F
5、 与 mg 的合力方向不变,由图可知,当 FfFN由沿水平方向变为与水平面夹角为 60时,F 的大小不变,3得出 =30,再由 =tan 得 =tan 30=33选项 C 正确。4.(多选)如图所示为研究木板与木块之间摩擦力大小的实验装置,将一木块和木板叠放于水平桌面上,轻质弹簧测力计一端固定,另一端用细线与木块水平相连,长木板右端连有一细绳。开始时,整个装置处于静止状态,弹簧测力计的示数为 0,现在用手向右水平拉细绳,使长木板在桌面上滑动,下列说法中正确的是( )A.木块与木板之间的摩擦力始终是滑动摩擦力B.如果测出木块的重力,可求出木块与木板间的动摩擦因数C.木板运动过程中,弹簧测力计示数
6、先变大,后不变D.木板运动过程中,弹簧测力计示数保持不变答案 BC 开始拉动木板时木块与木板间的摩擦力是静摩擦力,随着木板的拉动,弹簧逐渐伸长,弹力不断变大,静摩擦力逐渐变大,当弹簧的弹力等于最大静摩擦力时,木块开始滑动,以后木板和木块之间的摩擦力变为滑动摩擦力,以后的运动过程中,滑动摩擦力保持不变,则弹簧的弹力不变,则选项 A、D 错误,C正确;根据滑动摩擦力的求解公式 = = 可知,从弹簧测力计的读数可知道滑动摩擦力的大小,如果测fFNfmg出木块的重力,可求出木块与木板间的动摩擦因数,选项 B 正确;故选 B、C。5.(2018 广西柳州模拟)(多选)如图所示,倾角为 的斜面体 c 置于
7、水平地面上,小盒 b 置于斜面上,通过跨过光滑定滑轮的细绳与物体 a 连接,连接 b 的一段细绳与斜面平行,连接 a 的一段细绳竖直,a 连接在竖直固定在地面的弹簧上,现向 b 盒内缓慢加入适量砂粒,a、b、c 始终处于静止状态,下列说法中正确的是( )A.b 对 c 的摩擦力可能先减小后增大B.地面对 c 的支持力可能不变C.c 对地面的摩擦力方向始终向左D.弹簧的弹力始终不变4答案 AD 当向 b 盒内缓慢加入砂粒的过程中,a、b、c 一直处于静止状态,对 a 分析,弹簧弹力不变,a的重力不变,则细绳拉力不变;对 b、c 整体分析知,其受方向始终向左的摩擦力,故 c 对地面的摩擦力方向始终
8、向右,由于 b、c 整体质量增大,则地面对 c 的支持力增大,B、C 错,D 对。如果开始时,b 所受 c 的摩擦力沿斜面向上,则对 b 分析可知,随着砂粒的加入 b 对 c 的摩擦力可能先减小后增大,A 对。6.如图所示,在两块相同的竖直木板之间,有质量均为 m 的 4 块相同的砖,用两个大小均为 F 的水平力压木板,使砖块静止不动,则第 2 块砖对第 3 块砖的摩擦力大小是( )A.0 B.mg C.mg D.2mg答案 A 将 4 块砖看成一个整体,对整体进行受力分析,在竖直方向,共受到三个力的作用:竖直向下的重力 4mg,两个相等的竖直向上的摩擦力 f,由平衡条件可得:2f=4mg,f=2mg,由此可见:第 1 块砖和第 4块砖受到木板的摩擦力均为 2mg,将第 1 块砖和第 2 块砖当做一个整体隔离后进行受力分析,受竖直向下的重力 2mg,木板对第 1 块砖向上的摩擦力 f=2mg;由平衡条件可得二力已达到平衡,第 2 块砖和第 3 块砖之间的摩擦力必为零,故选 A。
