1、1第 1 讲 重力 弹力 摩擦力一、单项选择题1.(2016 江苏单科)一轻质弹簧原长为 8 cm,在 4 N 的拉力作用下伸长了 2 cm,弹簧未超出弹性限度。则该弹簧的劲度系数为 ( )A.40 m/N B.40 N/m C.200 m/N D.200 N/m答案 D 根据胡克定律有 F=kx,则 k= = N/m=200 N/m,故 D 正确。Fx 4210-22.(2019 扬州中学月考)在如图所示的四幅图中,AB、BC 均为轻质杆,各图中杆的 A、C 端都通过铰链与墙连接,两杆都在 B 端处由铰链连接,下列关于受力的说法正确的是( )A.甲图中的 AB 杆表现为拉力,BC 杆表现为拉
2、力B.乙图中的 AB 杆表现为拉力,BC 杆表现为支持力C.丙图中的 AB、BC 杆均表现为拉力D.丁图中的 AB、BC 杆均表现为支持力答案 C 在甲图中,对 B 端受力分析,受到 AB 杆的拉力、BC 杆的支持力、绳子的拉力,三力平衡,A 项错误;乙图中对 B 端受力分析,受到绳子竖直向下的拉力,则 BC 杆应提供支持力,由平衡条件可知 AB 杆应提供支持力,B 项错误;丙图中对 B 端分析可知,受到绳子竖直向下的拉力,AB 杆提供沿杆向上的拉力,BC 杆应提供水平向右的拉力,C 项正确;丁图中对 B 端分析可知,受到绳子竖直向下的拉力,AB 杆提供拉力,BC 杆提供支持力,D 项错误。3
3、.(2018 昆山月考)如图所示,在物体 P 左边用一根水平轻弹簧和竖直墙壁相连,放在粗糙水平面上,静止时弹簧的长度大于弹簧的原长。若再用一个从零开始逐渐增大的水平力 F 向右拉 P,直到把 P 拉动。在P 被拉动之前的过程中,弹簧对 P 的弹力 N 的大小和地面对 P 的摩擦力 f 的大小的变化情况是( )A.N 始终增大,f 始终减小 B.N 先不变后增大,f 先减小后增大2C.N 保持不变,f 始终减小 D.N 保持不变,f 先减小后增大答案 D 由题意可知,物体 P 放在粗糙水平面上,静止时弹簧的长度大于原长,则弹簧对 P 的拉力向左,由于水平面粗糙,因此物体同时受到水平向右的静摩擦力
4、,当再用一个从零开始逐渐增大的水平力 F 向右拉 P,直到把 P 拉动前过程中,弹簧的形变量不变,物体 P 受到的静摩擦力从水平向右变为水平向左,所以 N 保持不变,f 先减小后增大,故 D 正确,A、B、C 均错误。4.(2018 南京、盐城二模)如图甲所示为某公司研制的“双动力智能型救援机器人”(又被网友称为“麻辣小龙虾”),其长长的手臂前端有两个对称安装的“铁夹”。在某次救援活动中,“麻辣小龙虾”用铁夹恰好竖直抓取到重力为 G 的长方形水泥制品,水泥制品在空中处于静止状态,如图乙所示,则( )A.水泥制品受到的摩擦力大小一定等于 GB.水泥制品受到的摩擦力方向可能竖直向下C.若铁夹的位置
5、稍向上移,水泥制品受到的摩擦力变大D.若增大铁夹对水泥制品的挤压,水泥制品受到的摩擦力变大答案 A 水泥制品在竖直方向只受到重力和摩擦力,处于静止状态,故重力与摩擦力大小一定相等,重力竖直向下,摩擦力竖直向上,铁夹位置上移,水泥制品受到的摩擦力不变。A 项正确,B、C 项错误。静摩擦力的大小与压力大小无关,D 项错误。5.(2018 苏锡常镇四市调研)小明将一辆后轮驱动的电动小汽车,按图示方法置于两个平板小车上,三者置于水平实验桌上。当小明用遥控器启动小车向前运动后,他看到两个平板小车也开始运动,下列标出平板小车的运动方向正确的是( )答案 C 用遥控器启动小车向前运动,后轮是主动轮顺时针转动
6、,所以左侧平板小车对后轮的摩擦力向右,后轮对左侧平板小车的摩擦力向左;前轮是从动轮,所以右侧平板小车对前轮的摩擦力向左,前轮对右侧平板小车的摩擦力向右。因此左侧小车向左运动,右侧小车向右运动。故 C 项正确,A、B、D 三项错误。3二、多项选择题6.(2017 南京模拟)如图所示,A、B、C 三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数相同。三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是( )A.A 物体受到的摩擦力不为零,方向向右B.三个物体只有 A 物体受到的摩擦力为零C.B、C 受到的摩擦力大小相等,方向相同D.B、C 受到的摩擦力大小相等,方向相反答案 BC
7、A 物体与传送带一起匀速运动,没有发生相对滑动,也没有相对运动趋势,所以 A 物体不受摩擦力,选项 A 错误;对 B、C 物体进行受力分析,可知 B、C 所受的静摩擦力大小均等于 mg sin ,方向均沿传送带向上,选项 B、C 正确,D 错误。7.如图所示,将两相同的木块 a、b 置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳系于墙壁。开始时 a、b 均静止,弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a 所受摩擦力 Ffa0,b 所受摩擦力 Ffb=0。现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间( )A.Ffa大小不变 B.Ffa方向改变 C.Ffb仍然为零 D.Ffb方向向右答案 AD 剪断右侧绳的瞬间,
8、右侧绳上拉力突变为零,而弹簧对两木块的拉力没有发生突变,与原来一样,所以 b 相对地面有向左的运动趋势,受到的摩擦力 Ffb方向向右,C 错误,D 正确。剪断右侧绳的瞬间,木块 a 受到的各力都没有发生变化,A 正确,B 错误。8.(2019 无锡中学月考)如图所示,一辆运送沙子的自卸卡车装满沙子,沙粒之间的动摩擦因数为 1,沙子与车厢底板间的动摩擦因数为 2( 2 1),车厢的倾角用 表示,下列说法正确的是( )A.要顺利地卸干净全部沙子,应满足 tan 2B.要顺利地卸干净全部沙子,应满足 sin 2C.只卸去部分沙子,车上还留有一部分沙子,应满足 2tan 14D.只卸去部分沙子,车上还
9、留有一部分沙子,应满足 tan 2 1答案 AC 因为 2 1,可知越是上层的沙子越容易卸下,当与车厢底板接触的沙子从车上卸下时,全部沙子就能顺利地卸干净,则有 mg sin 2mg cos ,得 tan 2,故 A 项正确,B 项错误;与车厢底板不接触的沙子卸下,而与车厢底板接触的沙子未卸下时,只卸去部分沙子,车上还留有一部分沙子,这时应有 mg sin 1mg cos ,mg sin tan 1,故 C 项正确,D 项错误。三、非选择题9.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,且绳在物
10、体 B 与滑轮间的部分水平,在物体 A 与滑轮间的部分竖直,A 和 B 恰好一起匀速运动。取 g=10 m/s2,求:(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 与滑动摩擦力 Ff的大小相等,且等于 A 的重力 mAg。B 对桌面的压力大小 FN等于 B 的重力 mBg。所以有,F f=F N
11、,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=mAg=2 N。10.(2018 南通、盐城联考)如图所示,在水平作用力 F 的作用下,木板 B 在水平地面上向左匀速运
12、动,其水平表面上的木块 A 静止不动,与之相连的固定在竖直墙上的弹簧测力计的示数为 3.2 N。已知木块 A重 8 N,木板 B 重 12 N。5(1)若此时弹簧测力计弹簧的伸长量为 1.6 cm,则该弹簧测力计弹簧的劲度系数为多少?(2)木块 A 与木板 B 之间的动摩擦因数为多少?(3)若已知木板与水平地面间的动摩擦因数为 0.3,则水平力 F 为多大?答案 (1)200 N/m (2)0.4 (3)9.2 N解析 (1)弹簧测力计的示数为 3.2 N,弹簧测力计弹簧的伸长量 x=1.6 cm=0.016 m,由胡克定律得k= = N/m=200 N/mTx 3.20.016(2)A 保持静止,A 水平方向受到弹簧测力计的拉力和 B 对 A 的滑动摩擦力,由平衡条件得木块 A 受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的拉力 T,即 fBA=T=3.2 N。由 fBA= 1GA得 1= = =0.4fBAGA3.2N8N(3)根据牛顿第三定律可知,A 对 B 的摩擦力大小 fAB=3.2 N,对 B 进行受力分析可知竖直方向 NB=GB+GA=20 N水平方向 F-fB-fAB=0其中 fB= 1NB=6 N联立得 F=9.2 N
