（全国I卷）2017年高考物理一轮复习 第2章 相互作用（课件+试题）（打包11套）.zip

1基础课时 3 重力 弹力一、单项选择题1.下面关于重力的说法中正确的是( )A.重力的方向总是竖直向下B.放在斜面上的物体，重力的方向是垂直斜面向下的C.重力的方向总是指向地心的D.重力 G跟质量 m成正比的关系式 G＝mg 中，g 一定等于 9.8 m/s2解析 重力的方向总是竖直向下的，即垂直于水平面向下，不是垂直于斜面向下，故选项 A正确，B错误；物体在地球的赤道上和两极点上时其重力的方向指向地心，在其他地方由于地球自转的影响，物体的重力不指向地心，故选项 C错误；在 G＝mg 中，地球上的 g的大小随高度和纬度的变化而变化，其大小不一定是 9.8 m/s2，因此选项 D错误。答案 A2.(2016·山东泰安质检)关于弹力的下列说法正确的是( )A.相互接触的物体间不一定有弹力B.站在地面上的人受到的弹力是人脚形变后欲恢复形变而产生的C.细线悬挂着小球，细线对小球的弹力就是小球受到的重力D.走在沼泽地上会下陷，是因为弹力中的支持力小于压力解析 弹力的产生必须同时满足接触和发生弹性形变，故接触不一定就会有弹力，选项 A正确；物体受到弹力的原因是施力物体反抗形变(或恢复原状)对受力物体施加的力，站在地面上的人受到的弹力是地面欲恢复形变而产生的，选项 B错误；细线对小球的弹力和小球受到的重力性质不同，两者仅仅因为小球处于平衡状态时大小相等而已，选项 C错误；力的作用是相互的，人对沼泽多大的力，沼泽也对人多大的力，选项 D错误。答案 A3.如图 1所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为 F的拉力作用，而左端的情况各不相同：图 1①弹簧的左端固定在墙上；②弹簧的左端受大小也为 F的拉力作用；③弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；④弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。2若认为弹簧质量都为零，以 L1、L 2、L 3、L 4依次表示四个弹簧的伸长量，则有( )A.L2L1 B.L4L3 C.L1L3 D.L2＝L 4解析 弹簧伸长量由弹簧的弹力(F 弹 )大小决定。由于弹簧质量不计，这四种情况下，F 弹 都等于弹簧右端拉力 F，因而弹簧伸长量均相同，故选 D项。答案 D4.如图 2所示，某一弹簧测力计外壳的质量为 m，弹簧及与弹簧相连的挂钩质量忽略不计。将其放在光滑水平面上，现用两水平拉力 F1、F 2分别作用在与弹簧相连的挂钩和与外壳相连的提环上，关于弹簧测力计的示数，下列说法正确的是( )图 2A.只有 F1F2时，示数才为 F1B.只有 F1F2时，示数才为 F2C.不论 F1、F 2关系如何，示数均为 F1D.不论 F1、F 2关系如何，示数均为 F2解析 弹簧测力计的示数决定于作用在挂钩上力的大小，而与作用在与外壳相连的提环上的力无关，故选项 C正确。答案 C5.在半球形光滑碗内斜搁一根筷子，如图 3所示，筷子与碗的接触点分别为 A、B，则碗对筷子 A、B 两点处的作用力方向分别为( )图 3A.均竖直向上B.均指向球心 OC.A点处指向球心 O，B 点处竖直向上D.A点处指向球心 O，B 点处垂直于筷子斜向上解析 碗对筷子 A、B 两点处的作用力属于弹力，而接触的弹力总是垂直于接触面，因而寻找接触面便成为确定弹力方向的关键。在 A点处，当筷子滑动时，筷子与碗的接触点在碗的内表面(半球面)上滑动，所以在 A点处的接触面是球面在该点的切面，此处的弹力与切面垂直，即指向球心 O。在 B点处，当筷子滑动时，筷子与碗的接触点在筷子的下表面上滑动，所以在 B点处的接触面与筷子平行，此处的弹力垂直于筷子斜向上。故选项 D正确。答案 D36.如图 4所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O 为球心，一质量为 m的小滑块，在水平力 F的作用下静止于 P点，设滑块所受支持力为 FN，OP 与水平方向的夹角为 θ，下列关系正确的是( )图 4A.F＝ B.F＝mgtan θmgtan θC.FN＝ D.FN＝mgtan θmgtan θ解析 对滑块进行受力分析如图，滑块受到重力 mg、支持力 FN、水平推力 F三个力作用。由共点力的平衡条件知，F 与 mg的合力 F′与 FN等大、反向。由几何关系可知 F、mg 和合力 F′构成直角三角形，解直角三角形可求得：F＝ ，F N＝F′＝ 。所以选项 A正确。mgtan θ mgsin θ答案 A7.如图 5所示，质量为 2 kg的物体 B和质量为 1 kg的物体 C用轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上。再将一个质量为 3 kg的物体 A轻放在 B上的一瞬间，弹簧的弹力大小为(取 g＝10 m/s 2)( )图 5A.30 N B.0C.20 N D.12 N解析 B 静止于弹簧上时，处于平衡状态，弹簧弹力 F＝m Bg＝2×10 N＝20 N，A 轻放在 B上的瞬间，弹簧弹力不变，故弹力大小仍为 20 N，选项 C正确。答案 C8.如图 6所示，小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成 α 角的细绳拴接一小球。当小车和小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是( )图 64A.细绳一定对小球有拉力的作用B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用C.细绳不一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力D.细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力解析 若小球与小车一起匀速运动，则细绳对小球无拉力；若小球与小车有向右的加速度 a＝gtan α，则轻弹簧对小球无弹力，选项 D正确。答案 D9.一个长度为 L的轻弹簧，将其上端固定，下端挂一个质量为 m的小球时，弹簧的总长度变为 2L。现将两个这样的弹簧按如图 7所示方式连接，A、B 两小球的质量均为 m，则两小球平衡时，B 小球距悬点O的距离为(不考虑小球的大小，且弹簧都在弹性限度范围内)( )图 7A.3L B.4L C.5L D.6L解析 一根弹簧，挂一个质量为 m的小球时，弹簧的总长度变为 2L，即伸长 L，劲度系数 k＝mg/L。若两个小球如题图所示悬挂，则下面的弹簧也伸长 L，上面的弹簧受力 2mg，伸长 2L，则弹簧的总长为 L＋L＋L＋2L＝5L，故选项 C正确。答案 C二、多项选择题10.用弹簧测力计竖直悬挂一个静止的小球，下面说法正确的是( )A.小球对弹簧测力计的拉力就是小球的重力B.小球对弹簧测力计的拉力大小等于小球的重力大小C.小球的重力的施力物体是弹簧测力计D.小球的重力的施力物体是地球解析 小球对弹簧测力计的拉力与小球的重力这两个力的施力物体和受力物体不同，选项 A错误；根据二力平衡可知，弹簧测力计对小球的拉力大小等于小球的重力大小，根据力的相互性可知，小球对弹簧测力计的拉力大小等于弹簧测力计对小球的拉力大小，选项 B正确；小球的重力的施力物体是地球，选项 C错误，D 正确。答案 BD11.如图 8所示，小球 a的质量为小球 b质量的一半，分别与轻弹簧 A、B 和轻绳相连接并处于平衡状态。轻弹簧 A与竖直方向夹角为 60°，轻弹簧 A、B 伸长量刚好相同，则下列说法正确的是( )5图 8A.轻弹簧 A、B 的劲度系数之比为 3∶1B.轻弹簧 A、B 的劲度系数之比为 2∶1C.轻绳上拉力与轻弹簧 A上拉力的大小之比为 2∶1D.轻绳上拉力与轻弹簧 A上拉力的大小之比为 ∶23解析 设轻弹簧 A、B 伸长量都为 x，小球 A的质量为 m，则小球 B的质量为 2m。对小球 b，由平衡条件，弹簧 B中弹力为 kBx＝2mg；对小球 a，由平衡条件，竖直方向 kBx＋mg＝k Axcos 60°，联立解得：kA＝3k B，选项 A正确，B 错误；水平方向，轻绳上拉力 F＝k Axsin 60°，选项 C错误，D 正确。答案 AD12.如图 9所示，放在水平地面上的质量为 m的物体，与地面间的动摩擦因数为 μ，在劲度系数为 k的轻弹簧作用下沿地面做匀速直线运动。弹簧没有超出弹性限度，则( )图 9A.弹簧的伸长量为mgkB.弹簧的伸长量为μ mgkC.物体受到的支持力与它对地面的压力是一对平衡力D.弹簧对物体的弹力与物体受到的摩擦力是一对平衡力解析 由平衡条件，kx＝μmg，解得弹簧的伸长量为 x＝ ，选项 A错误，B 正确；物体受到的支μ mgk持力与它对地面的压力是一对作用力与反作用力，选项 C错误；弹簧对物体的弹力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，选项 D正确。答案 BD13.如图 10所示，一重为 10 N的球固定在支杆 AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为 7.5 N，则 AB杆对球的作用力( )图 10A.大小为 7.5 N6B.大小为 12.5 NC.方向与水平方向成 53°角斜向右下方D.方向与水平方向成 53°角斜向左上方解析 对小球进行受力分析可得，AB 杆对球的作用力 F和绳的拉力的合力与小球的重力等大反向，可得 F方向斜向左上方，其大小 F＝ N＝12.5 N，故选项 B正确；令 AB杆对小球的作用力与102＋ 7.52水平方向夹角为 α，可得：tan α＝ ＝ ，α＝53°，故选项 D正确。GF拉 43答案 BD14.如图 11所示，质量为 m、顶角为 α 的直角劈和质量为 M的正方体放在两竖直墙和一水平面间，处于静止状态。若不计一切摩擦，则( )图 11A.水平面对正方体的弹力大小为(M＋m)gB.墙面对正方体的弹力大小为mgtan αC.正方体对直角劈的弹力大小为 mgcos αD.直角劈对墙面的弹力大小为 mgsin α解析 把两个物体看作一个整体，分析受力，水平方向有两个弹力，竖直方向有重力和支持力；在竖直方向上由平衡条件可得，水平面对正方体的弹力大小为(M＋m)g，选项 A正确；以直角劈为研究对象，其受竖直向下的重力 mg，右面墙的弹力 F2，方向水平向左，正方体对直角劈的支持力 F，方向过两物体的接触点垂直于直角劈的斜面，即与水平方向的夹角为 α，三力平衡，可得F＝ ，F 2＝Fcos α＝ ，所以选项 C错误；由牛顿第三定律知直角劈对墙面的弹力大小为mgsin α mgtan α，所以选项 D错误；再以整体为研究对象得墙面对正方体的弹力大小与 F2相等，即为 ，mgtan α mgtan α所以选项 B正确。答案 AB [高考 导 航 ]考点内容 要求 说 明 高考命 题实 况 命 题热 点2014Ⅰ 卷 2014Ⅱ 卷 2015Ⅰ 卷 2015Ⅱ 卷形 变 、 弹 性、胡克定律 Ⅰ处 理物体在粗糙面上的 问题，只限于已知相 对 运动趋势或已知运 动 方向的情况(1)对弹 力和摩擦力大小、方向的考 查 ；(2)受力分析及力的运算作 为 一种分析物理 问题的工具， 贯 穿高考考 查的大部分内容和考 题 ；(3)力的合成与分解；(4)共点力作用下物体的平衡，如 动态 平衡、极值 求解等滑 动 摩擦力、 动 摩擦因数、静摩擦力 Ⅰ T206分 矢量和 标 量 Ⅰ 力的合成和分解 Ⅱ 共点力的平衡 Ⅱ T2412分 实验 二：探究 弹 力和弹 簧伸 长 的关系 T239分 实验 三： 验证 力的平行四 边 形定 则 基础课时 3 重力 弹力[知识梳理 ]知 识 点一、重力1.产 生 ：由于 _____的吸引而使物体受到的力。2.大小 ：与物体的 质 量成 _____，即 G＝ ___。可用____________测 量重力。3.方向 ： 总 是 _________的。4.重心 ：其位置与物体的 _____分布和 _____有关。5.重心位置的确定质 量分布均匀的 规则 物体，重心在其 _________； 对 于形状不 规则 或者 质 量分布不均匀的薄板，重心可用 _______确定。正比 mg 弹 簧 测 力 计竖 直向下质 量 形状几何中心悬 挂法地球特 别 提醒重力是由于地球的吸引而 产 生的力，但它并不等于地球 对 物体的引力。重力是地球 对 物体的万有引力的一个分力。知 识 点二、形 变 、 弹 性、胡克定律1.形 变物体在力的作用下形状或体 积 的 变 化叫形 变 。2.弹 性(1)弹 性形 变 ：有些物体在形 变 后撤去作用力 时 能 够__________的形 变 。(2)弹 性限度：当形 变 超 过 一定限度 时 ，撤去作用力后，物体不能完全恢复原来的 ____， 这 个限度叫 弹 性限度。3.弹 力(1)定 义 ： 发 生 弹 性形 变 的物体，由于要 _________， 对 与它接触的物体会 产 生力的作用， 这 种力叫做 弹 力。恢复原状形状恢复原状(2)产 生条件物体相互 _____且 发 生 _________。(3)方向： 弹 力的方向 总 是与作用在物体上使物体 发 生形 变 的外力方向 _____。4.胡克定律(1)内容： 弹 簧 发 生 __________时 ， 弹 力的大小 F跟 弹 簧伸 长 (或缩 短 )的 长 度 x成 _____。(2)表达式： F＝ ___。① k是 弹 簧的 _________， 单 位 为 N/m； k的大小由 弹 簧_________决定。②x是 _______，但不是 弹 簧形 变 以后的 长 度。接触 弹 性形 变相反弹 性形 变正比kx自身性 质形 变 量劲 度系数[思考 ]试 分析 图 1中半 圆 柱体上 A、 B、 C三点所受的 弹 力方向。图 1[诊断自测 ] 1.下列关于重力和重心的说法正确的是 ( )A.物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力B.重力的方向总是指向地心C.用细线将重物悬挂起来，静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上D.重心就是物体所受重力的等效作用点，故重心一定在物体上解析 重力是由于地球的吸引而 产 生的，但不是地球的吸引力， 选项 A错误 ；重力的方向 竖 直向下， 选项 B错误 ；由平衡条件可知， 细线 拉力和重力平衡，重心在重力作用 线 上， 选项 C正确；重心位置跟物体的形状、 质 量分布有关，是重力的等效作用点，但不一定在物体上，如球壳，其重心就不在球壳上，选项 D错误 。C2.把一木 块 放在水平桌面上保持静止，下面 说 法正确的是 ( )A.木 块对 桌面的 压 力就是木 块 受到的重力，施力物体是地球B.木 块对 桌面的 压 力是 弹 力，是由于桌面 发 生形 变 而 产 生的C.木 块 保持静止是由于木 块对 桌面的 压 力与桌面 对 木 块 的支持力保持平衡D.木 块对 桌面的 压 力与木 块 所受的重力大小相等解析 木 块 放在水平桌面上保持静止，木 块对 桌面的 压 力大小等于木 块 重力的大小，但不能 说 木 块对 桌面的 压 力就是木 块 的重力，因 为 两者 产 生的原因、施力物体和受力物体等都不同，压 力的施力物体是木 块 ，故 选项 A错误 ；木 块对 桌面的 压 力是弹 力，是由于木 块发 生形 变 而 产 生的，故 选项 B错误 ；木 块 保持静止是由于桌面 对 木 块 的支持力与木 块 受到的重力二力平衡，故 选项 C错误 ；木 块 放在水平桌面上保持静止，由平衡条件和牛 顿 第三定律分析得知，木 块对 桌面的 压 力在数 值 上等于木块 重力的大小，故 选项 D正确。答案 D3.如 图 2球 A在斜面上，被 竖 直 挡 板 挡 住而 处 于静止状 态 ，关于球 A所受的 弹 力，以下 说 法正确的是 ( )图 2A.A物体 仅 受一个 弹 力作用， 弹 力的方向垂直斜面向上B.A物体受两个 弹 力作用，一个水平向左，一个垂直斜面向下C.A物体受两个 弹 力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上D.A物体受三个 弹 力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上，一个 竖 直向下解析 球 A受重力 竖 直向下，与 竖 直 挡 板和斜面都有 挤压 ，斜面 给 它一个支持力，垂直斜面向上； 挡 板 给 它一个 弹 力，水平向右，故 选项 C正确。答案 C4.(多 选 )弹 簧的原 长为 10 cm，当挂上一个 50 g的 钩码时 ， 弹 簧的 长 度 变为 12 cm，当在原 钩码 下再挂一个同 样 的 钩码时 ，弹 簧仍 处 于 弹 性限度内，下列 说 法中正确的是 (取 g＝ 10 m/s2)( )A.弹 簧的 长 度 变为 24 cmB.弹 簧的 劲 度系数 为 25 N/mC.弹 簧共伸 长 了 4 cmD.弹 簧共伸 长 了 2 cm答案 BC考点一 弹 力的有无及方向的判断【例 1】 如 图 3所示，固定在小 车 上的支架的斜杆与 竖 直杆的 夹角 为 θ，在斜杆下端固定有 质 量 为 m的小球，下列关于杆 对 球的作用力 F的判断中，正确的是 ( )图 3思路点 拨 ：答案 D【拓展延伸】在 【例 1】 中，若小 车 以加速度 a向左加速运 动 ，求杆 对 球的作用力 F的大小及方向？方法提 炼1.弹 力有无的判断 “ 三法 ”(1)条件法：根据物体是否直接接触并 发 生 弹 性形 变 来判断是否存在 弹 力。此方法多用来判断形 变较 明 显 的情况。(2)假 设 法： 对 形 变 不明 显 的情况，可假 设 两个物体 间弹 力不存在，看物体能否保持原有的状 态 ，若运 动 状 态 不 变 ， 则 此 处不存在 弹 力；若运 动 状 态 改 变 ， 则 此 处 一定有 弹 力。(3)状 态 法：根据物体的运 动 状 态 ，利用牛 顿 第二定律或 `共点力平衡条件判断 弹 力是否存在。2.弹 力方向的判断方法(1)根据物体所受 弹 力方向与施力物体形 变 的方向相反判断。(2)根据共点力的平衡条件或牛 顿 第二定律确定 弹 力的方向。【 变 式 训练 】1.如 图 4所示，在一个正方体的盒子中放有一个 质 量分布均匀的小球，小球的直径恰好和盒子内表面正方体的 边长 相等，盒子沿 倾 角 为 α的固定斜面滑 动 ，不 计 一切摩擦，下列 说 法中正确的是 ( )图 4A.无 论 盒子沿斜面上滑 还 是下滑，球都 仅对 盒子的下底面有 压 力B.盒子沿斜面下滑 时 ，球 对 盒子的下底面和右 侧 面有 压 力C.盒子沿斜面下滑 时 ，球 对 盒子的下底面和左 侧 面有 压 力D.盒子沿斜面上滑 时 ，球 对 盒子的下底面和左 侧 面有 压 力解析 先以盒子和小球 组 成的系 统为 研究 对 象，无 论 上滑 还 是下滑，用牛 顿 第二定律均可求得系 统 的加速度大小 为 a＝ gsin α，方向沿斜面向下，由于盒子和小球始 终 保持相 对 静止，所以小球的加速度大小也是 a＝ gsin α，方向沿斜面向下，小球沿斜面向下的重力分力大小恰好等于所需的合外力，因此不需要左、右 侧 面提供 弹 力。故 选项 A正确。答案 A考点二 弹 力的 计 算【例 2】 如 图 5所示，两个 弹 簧的 质 量不 计 ， 劲 度系数分 别为 k1、 k2，它 们 一端固定在 质 量 为 m的物体上，另一端分 别 固定在 Q、 P上，当物体平衡 时 上面的 弹簧 处 于原 长 ，若把固定的物体 换为质 量 为 2m的物体 (弹 簧的 长 度不 变 ，且 弹 簧均在 弹 性限度内 )，当物体再次平衡 时 ，物体比第一次平衡 时 的位置下降了 x，则 x为 ( )图 5答案 A方法提 炼弹 力大小 计 算的三种方法：(1)根据力的平衡条件 进 行求解；(2)根据牛 顿 第二定律 进 行求解；(3)根据胡克定律 进 行求解。【 变 式 训练 】2.[根据胡克定律求 弹 力 ](2016·湖北 荆门调 研 )如 图 6所示，将一轻质弹 簧的一端固定在 铁 架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺 竖 直放在 弹 簧一 侧 ，刻度尺的 0刻 线 与 弹 簧上端 对齐 ，使弹 簧下端的指 针 恰好落在刻度尺上。当 弹 簧下端挂一个 50 g的砝 码时 ，指 针 示数 为 L1＝ 3.40 cm，当 弹 簧下端挂两个 50 g的砝 码时 ，指 针 示数 为 L2＝ 5.10 cm。 g取 9.8 m/s2。由此可知 ()图 6A.弹 簧的原 长 是 1.70 cmB.仅 由 题给 数据无法 获 得 弹 簧的原 长C.弹 簧的 劲 度系数是 25 N/mD.由于 弹 簧的原 长 未知，无法算出 弹 簧的 劲 度系数解析 设弹 簧原 长为 L0，由胡克定律得 k(L1－ L0)＝ mg， k(L2－L0)＝ 2mg，解得 L0＝ 1.70 cm， k≈ 29 N/m， A正确。答案 A3.[利用平衡条件求 弹 力 ]如 图 7所示， 轻弹 簧两端分 别 固定 质 量为 ma、 mb的小球 a、 b，通 过 两根 细线 将小球吊在水平天花板上，已知两球均 处 于静止状 态 ，两 细线 与水平方向的 夹 角均 为α， 弹 簧 轴线 沿水平方向，以下 说 法正确的是 ( )图 7A.a球所受 细线 的拉力大小 为 magsin αB.a、 b两球所受 细线 的拉力大小不一定相等C.b球所受 弹 簧 弹 力的大小 为 mbgtan αD.a、 b球的 质 量大小关系一定 满 足 ma＝ mb答案 D1.(多 选 )(2016·上海普陀区期中 )关于物体所受的重力，以下 说法中正确的是 ( )A.重力就是地球 对 物体的吸引力，作用点就是重心，且重心一定在物体上B.重力的方向就是物体自由下落的方向C.重力的大小可以用 弹 簧 测 力 计 或天平直接 测 出D.在不同地点， 质 量大的物体可能比 质 量小的物体所受的重力小1基础课时 4 摩擦力一、单项选择题1.关于摩擦力，有人总结了“四条不一定” ，其中说法错误的是( )A.摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同B.静摩擦力的方向不一定与运动方向共线C.受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动D.静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力解析 摩擦力的方向与跟它相接触的物体的相对运动方向或相对运动趋势的方向相反，与它的运动方向可能相同，也可能相反，也可能不在一条直线上，故选项 A、B 正确；运动的物体可能受静摩擦力作用，如随传送带一起加速运动的物体，受到的是静摩擦力作用，又如滑块滑过固定的木板时木板受到的是滑动摩擦力，故选项 C 正确；静摩擦力也可以充当动力，故选项 D 错误。答案 D2.质量为 m 的物体在水平面上，在大小相等、互相垂直的水平力 F1和 F2的作用下，从静止开始沿水平面运动，如图 1 所示，若物体与水平面间的动摩擦因数为 μ，则物体( )图 1A.在 F1的反方向上受到 Ff1＝μmg 的摩擦力B.在 F2的反方向上受到 Ff2＝μmg 的摩擦力C.在 F1、F 2合力的反方向上受到的摩擦力为 Ff＝ μmg2D.在 F1、F 2合力的反方向上受到的摩擦力为 Ff＝μmg答案 D3.如图 2 所示，一平板小车在外力作用下由静止向右滑行了一段距离 x，同时车上的物体 A 相对车向左滑行 L，此过程中物体 A 受到的摩擦力方向如何？该摩擦力是动力还是阻力( ) 图 2A.水平向左，阻力 B.水平向左，动力C.水平向右，阻力 D.水平向右，动力解析 滑动摩擦力方向总是与物体相对运动方向相反，摩擦力可以是物体的阻力，也可以是物体的动力。若摩擦力的方向与物体的运动方向(相对参考系的运动，一般以地面为运动的参考系)相同，则摩擦力是动力；若与物体的运动方向相反，则是阻力。由于物体相对小车向左滑动，那么受到小车向右的滑动摩擦力的作用，但相对地面是向右运动的，即滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同，所以2是动力。答案 D4.如图 3 所示，两个物体 A、B 的质量均为 1 kg，各接触面间的动摩擦因数均为 0.3，同时用 F＝1 N 的两个水平力分别作用在 A、B 上，则地面对物体 B，B 对物体 A 的摩擦力分别为(取 g＝10 m/s 2)( )图 3A.6 N 3 N B.1 N 1 NC.0 1 N D.0 2 N解析 以 A、B 整体为研究对象进行受力分析，可知地面对 B 的摩擦力为零；再以 A 为研究对象进行受力分析，F f＝μmg＝3 N＞1 N，可知 B 对 A 的摩擦力与力 F 大小相等、方向相反，大小为 1 N，所以选项 C 正确。答案 C5.如图 4 所示，与水平面夹角为 30°的固定斜面上有一质量 m＝1.0 kg 的物体。细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连。物体静止在斜面上，弹簧测力计的示数为 4.9 N。关于物体受力的判断(取 g＝9.8 m/s 2)，下列说法正确的是( )图 4A.斜面对物体的摩擦力大小为零B.斜面对物体的摩擦力大小为 4.9 N，方向沿斜面向上C.斜面对物体的支持力大小为 4.9 N，方向竖直向上3D.斜面对物体的支持力大小为 4.9 N，方向垂直斜面向上解析 物体的重力沿斜面方向的分力大小和绳子的拉力相等，所以斜面对物体的摩擦力大小为零，选项 A 正确，B 错误；斜面对物体的支持力 FN＝mgcos 30°＝4.9 N，方向垂直斜面向上，选项 C、D3错误。答案 A6.(2016·江苏无锡调研)如图 5 所示，物体 P 放在粗糙水平面上，左边用一根轻弹簧与竖直墙相连，物体静止时弹簧的长度大于原长。若再用一个从 0 开始逐渐增大的水平力 F 向右拉 P，直到拉动，那么在 P 被拉动之前的过程中，弹簧对 P 的弹力 FT的大小和地面对 P 的摩擦力 Ff的大小的变化情况是( )图 5A.FT始终增大，F f始终减小3B.FT保持不变，F f始终增大C.FT保持不变，F f先减小后增大D.FT先不变后增大，F f先增大后减小解析 在摩擦力达到最大静摩擦力之前，物体不滑动，弹簧的弹力不变。加力 F 前，物体 P 所受到的静摩擦力方向水平向右，加上力 F 后，力 F 增大的开始阶段，物体 P 所受到的静摩擦力仍水平向右，由平衡条件可得：F T＝F f＋F，物体被拉动之前，F T不变，F f随 F 的增大而减小，当 Ff＝0 之后，F 仍然增大，物体 P 所受静摩擦力水平向左，由平衡条件得：F T＋F f＝F，在物体被拉动之前，弹簧长度没有发生变化，F T保持不变，则 Ff随 F 的增大而增大，故只有选项 C 正确。答案 C7.(2014·广东理综，14)如图 6 所示，水平地面上堆放着原木，关于原木 P 在支撑点 M、N 处受力的方向，下列说法正确的是( )图 6A.M 处受到的支持力竖直向上B.N 处受到的支持力竖直向上C.M 处受到的静摩擦力沿 MN 方向 D.N 处受到的静摩擦力沿水平方向解析 M 处支持力方向与支持面(地面)垂直，即竖直向上，选项 A 正确；N 处支持力与支持面(原木接触面)垂直，即垂直 MN 向上，故选项 B 错误，摩擦力与接触面平行，故选项 C、D 错误。答案 A8.(2013·全国新课标卷Ⅱ，15)如图 7 所示，在固定斜面上的一物块受到一外力 F 的作用，F 平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止，F 的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为 F1和F2(F2＞0)。由此可求出( )图 7A.物块的质量B.斜面的倾角C.物块与斜面间的最大静摩擦力D.物块对斜面的正压力解析 物块受与斜面平行的外力 F 作用，而在斜面上静止，此时摩擦力的大小和方向将随 F 的变化而变化。设斜面倾角为 θ，由平衡条件 F1－mgsin θ－F fmax＝0，F 2－mgsin θ＋F fmax＝0，解得 Ffmax＝4，故选项 C 正确；F N＝mgcos θ，F 1＋F 2＝2mgsin θ，因 m 和 θ 均未知，所以不能求出物块F1－ F22的质量、斜面的倾角和物块对斜面的压力。答案 C9.如图 8 所示，一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接，物块位于水平面上。A、B 是物块能保持静止的位置中离墙壁最近和最远的点，A、B 两点离墙壁的距离分别是 x1、x 2。物块与地面间的最大静摩擦力为 Ffm，则弹簧的劲度系数为( )图 8A. B.Ffmx1＋ x2 2Ffmx1＋ x2C. D.2Ffmx2－ x1 Ffmx2－ x1解析 设弹簧原长为 L，由胡克定律知对物块离墙壁最近的点有 k(L－x 1)＝F fm，对物块离墙壁最远的点有 k(x2－L)＝F fm，联立解得 k＝ ，选项 C 正确。2Ffmx2－ x1答案 C二、多项选择题10.如图 9 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( )图 9A.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，方向相反解析 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 mgsin θ，方向均沿传送带向上，选项 B、C 正确，D 错误。答案 BC11.如图 10 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，下列说法正确的是( )5图 10A.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 μFD.若开始时木块静止，当撤去 F，木块沿墙壁下滑时，木块不受滑动摩擦力作用解析 若木块静止，则木块受到的静摩擦力与 mg 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 μF N＝μF，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。答案 ACD12.(2016·四川成都高新区月考)如图 11 所示，把重为 20 N 的物体放在倾角为 30°的粗糙斜面上并静止，物体右端与固定在斜面上的轻弹簧相连接，若物体与斜面间的最大静摩擦力为 12 N，则弹簧对物体的弹力(弹簧与斜面平行)( )图 11A.可以为 22 N，方向沿斜面向上B.可以为 2 N，方向沿斜面向下C.可以为 12 N，方向沿斜面向下D.弹力不可能为零解析 将重力分解，平行斜面的向下分力为 mgsin 30°＝10 N，垂直斜面的分力为 mgcos 30°＝10N，当最大静摩擦力平行斜面向下时，物体与斜面间的最大静摩擦力为 12 N，弹簧弹力为拉力，等3于 22 N；当最大静摩擦力平行斜面向上时，物体与斜面间的最大静摩擦力为 12 N，弹簧弹力为推力，等于 2 N。故弹簧弹力可以是不大于 2 N 的推力或者不大于 22 N 的拉力，也可以没有弹力，故选项A、B 正确，C、D 错误。答案 AB13.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 12 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里倒入细砂，力传感器采集的 F－t 图象如图乙所示。则( )6图 12A.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解析 由题图乙可知，在 F 的变化阶段，砂桶质量在由小变大，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，选项 A 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，选项 B 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，故选项 D 正确。答案 BD14.如图 13 所示，一直杆倾斜固定并与水平方向成 30°的夹角；直杆上套有一个质量为 0.5 kg 的圆环，圆环与轻弹簧相连，在轻弹簧上端施加一竖直向上、大小 F＝10 N 的力，圆环处于静止状态，已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为 0.7，g＝10 m/s 2。下列说法正确的是( )图 13A.圆环受到直杆的弹力，方向垂直直杆向下B.圆环受到直杆的弹力大小等于 2.5 NC.圆环受到直杆的摩擦力，方向沿直杆向上D.圆环受到直杆的摩擦力大小等于 2.5 N解析 由于 F＝10 N＞mg＝5 N，所以圆环受到直杆的弹力，方向垂直直杆向下，选项 A 正确；画出圆环受力示意图如图所示，由几何知识可得，圆环受到直杆的弹力大小等于 2.5 N，选项 B 错误；圆3环受到直杆的摩擦力，方向沿直杆向下，大小等于 2.5 N，选项 C 错误，D 正确。答案 AD 基础课时 4 摩擦力[知 识 梳理 ]知识点一、静摩擦力1.产生条件(1)接触面 ____。(2)接触 处 有 _____。(3)两物体有 _____________ (仍保持相 对 静止 )。2.定 义两个相互接触且 发 生形 变 的粗糙物体，当它 们 具有__________ __时 ，就会在接触面上 产 生_________________的力。3.大小和方向(1)大小： 0μ2(m＋ M)g时 ，木板便会开始运 动D.无 论 怎 样 改 变 F的大小，木板都不可能运 动解析 由于木块在木板上运动，所以木块受到木板的滑动摩擦力的作用，其大小为 μ1mg，根据牛顿第三定律可得木块对木板的滑动摩擦力也为 μ1mg。又由于木板处于静止状态，木板在水平方向上受到木块的摩擦力 μ1mg和地面的静摩擦力的作用，二力平衡，选项 A正确， B错误；若增大 F的大小，只能使木块的加速度大小变化，但木块对木板的滑动摩擦力大小不变，因而也就不可能使木板运动起来，选项 C错误， D正确。答案 AD易错提醒计算摩擦力时的三点注意(1)首先分清摩擦力的性 质 ，因 为 只有滑 动 摩擦力才有公式，静摩擦力通常只能用平衡条件或牛 顿 定律来求解。(2)公式 F＝ μFN中 FN为 两接触面 间 的正 压 力，与物体的重力没有必然 联 系，不一定等于物体的重力。(3)滑 动 摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面 积 的大小也无关。【变式训练】2.如图 8所示，质量为 m的物体用细绳拴住放在水平粗糙的传送带上，物体与传送带间的动摩擦因数为 μ，当传送带分别以 v1、 v2的速度做逆时针运动时 (v1＜ v2)，绳中的拉力分别为F1、 F2，则下列说法正确的是 ( )图 8A.物体受到的摩擦力 Ff1＜ Ff2B.物体所受摩擦力方向向右C.F1＝ F2D.传 送 带 速度足 够 大 时 ，物体受到的摩擦力可 为 0答案 C考点三 摩擦力的 “ 突变 ” 问题1.静 — 静 “ 突 变 ”物体在摩擦力和其他力的作用下 处 于静止状 态 ，当作用在物体上的其他力的合力 发 生 变 化 时 ，如果物体仍然保持静止状态 ， 则 物体受到的静摩擦力的大小和方向将 发 生突 变 。 (见变式 训练 3)2.静 — 动 “ 突 变 ” 或 动 — 静 “ 突 变 ”物体在摩擦力和其他力作用下 处 于静止状 态 ，当其他力 变 化时 ，如果物体不能保持静止状 态 ， 则 物体受到的静摩擦力将“ 突 变 ” 成滑 动 摩擦力。 (见 例 3)3.动 — 动 “ 突 变 ”某物体相 对 于另一物体滑 动 的 过 程中，若突然相 对 运 动 方向变 了， 则 滑 动 摩擦力方向 发 生 “突 变 ”。 (见 随堂演 练 4)【例 3】 (多 选 )如 图 9所示，用水平力 F拉着一物体在水平地面上做匀速直 线 运 动 ，从 t＝ 0时 刻起水平力 F的大小随 时间 均匀减小，到 t1时 刻 F减小 为 零。物体所受的摩擦力 Ff随 时间 t变 化的图 象可能是 ( )图 9解析 物体开始做匀速直线运动，说明物体所受水平向右的拉力 F与向左的滑动摩擦力等大反向。当 F减小时，物体做减速运动。若 F减小为零之前物体始终运动，则摩擦力始终为滑动摩擦力，大小不变，选项 A正确；若 F减小为零之前物体已停止运动，则停止前摩擦力为滑动摩擦力，大小不变，停止后摩擦力为静摩擦力，大小随 F的减小而减小，选项 D正确。答案 AD【变式训练】3.一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即 F1、 F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图 10所示，其中 F1＝10 N， F2＝ 2 N，若撤去 F1，则木块受到的摩擦力为 ( )图 10A.10 N，方向向左 B.6 N，方向向右C.2 N，方向向右 D.0解析 当物体受 F1、 F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为 8 N，方向向左。可知最大静摩擦力 Ffmax≥ 8 N。当撤去力 F1后， F2＝ 2 N＜ Ffmax，物体仍处于静止状态，由平衡条件可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变，且与作用在物体上的 F2等大反向。选项C正确。答案 C