高中物理2019届沪科版弹力、摩擦力及受力分析

(二)　弹力、摩擦力及受力分析
(建议用时：60分钟)
一、选择题
1．(多选)一个物体放在水平地面上，下列关于物体和地面受力情况的叙述中，因果关系正确的是 (　　)
A．地面受到向下的弹力是因为地面发生了形变
B．地面受到向下的弹力是因为物体发生了形变
C．物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变
D．物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变
BC　[弹力产生的直接原因是施力物体的形变．地面受到的向下的弹力的施力物体是地面上的物体，A错、B对；物体受到的向上的弹力的施力物体是地面，C对、D错．]
2．下列各选项中，所有接触面都是光滑的，所有P、Q两球都处于静止状态．P、Q两球之间不存在弹力的是(　　)
D　[在A、B、C中，若将球Q拿走，球P均不能保持原来的静止状态，表明P、Q间存在弹力．而对于D中的情况，若将球Q拿走，球P仍能保持静止，说明P、Q间不存在弹力．故D正确．]
3．如图1所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力有(　　)
A．1个　　　　　　 B．2个
C．3个 D．4个
图1
B　[假设绳1对球有作用力，该作用力的方向斜向左上方，另外球在竖直方向上受重力和绳2的拉力，在这三个力的作用下球不可能保持平衡，所以绳1不可能对球施加拉力，小球只受重力和绳2的拉力，故B正确．]
4.原在水平地面上的小物块受到瞬时撞击后，沿光滑斜面向上滑动，如图2所示，则小物块沿斜面向上滑动的过程中受到几个力作用(　　)
图2
A．一个 B．两个
C．三个 D．四个
B　[物体在滑动过程中，受竖直向下的重力、垂直于支持面的弹力；由于接触面光滑没有摩擦力；故物体只受两个力，故B正确，A、C、D错误．]
5.如图3所示，用水平恒力F推放置在水平面上的物体m，物体保持静止，关于物体受力情况的说法正确的是(　　)
图3
A．推力小于物体所受摩擦力
B．物体所受摩擦力的方向与推力的方向相反
C．物体所受摩擦力的大小可由F＝μN直接计算
D．物体受到三个力的作用
B　[因为物体保持静止，由二力平衡知，推力大小等于物体所受摩擦力，物体所受摩擦力的方向与推力的方向相反，A错，B对；物体所受摩擦力不是滑动摩擦力，大小不能由F＝μN计算，C错；物体受到重力、支持力、摩擦力和推力四个力的作用，D错．]
6.如图4所示，将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在英汉字典内，书对A4纸的压力为3 N，A4纸与书之间的动摩擦因数为0.4，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为(　　)
图4
A．0.6 N B．1.2 N
C．2.4 N D．3 N
C　[根据F＝μFN得F＝1.2 N，因为纸的上下两面都要受到书对它的滑动摩擦力，所以要把纸从书中拉出，拉力至少应为2.4 N，C正确．]
7．如图5所示，杂技演员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑，他所受的摩擦力分别是F1和F2，那么(　　)
图5
A．F1向下，F2向上，且F1＝F2
B．F1向下，F2向上，且F1>F2
C．F1向上，F2向上，且F1＝F2
D．F1向上，F2向下，且F1＝F2
C　[运动员向上、向下都是匀速运动，由二力平衡知，运动员所受的摩擦力总是向上，大小等于其重力，C正确．]
8．质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上，如图6所示，a受到斜向上与水平面成θ角的力F作用，b受到斜向下与水平面成θ角等大的力F作用，两力在同一竖直平面内，此时两木块保持静止，则(　　)
图6
A．b对a的支持力一定等于mg
B．水平面对b的支持力可能大于2mg
C．a、b之间一定存在静摩擦力
D．b与水平面之间可能存在静摩擦力
C　[对a、b整体受力分析，合外力为零，故水平面与b之间无摩擦力，否则无法平衡，D错误；由题意可知两个力F的竖直分量平衡，故水平面对b的支持力等于2mg，B错误；对a采用隔离法分析，受到竖直向上的b对a的支持力、竖直向下的重力、水平向左的摩擦力和力F四个力的作用，摩擦力不可能为零，否则a不能平衡，由竖直方向受力平衡条件知，b对a的支持力小于a的重力mg，A错误，C正确．]
9.(多选)如图7所示为表面粗糙的倾斜皮带传输装置，皮带的传动速度保持不变．物体被无初速度地放在皮带的底端A上，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置B后就不再相对皮带滑动，而是随皮带一起匀速运动，直至传送到顶端C，在传送过程中，物体受到的摩擦力(　　)
图7
A．在AB段为沿皮带向上的滑动摩擦力
B．在AB段为沿皮带向下的滑动摩擦力
C．在BC段不受静摩擦力
D．在BC段受沿皮带向上的静摩擦力
AD　[在AB段，物体相对皮带向下滑动，受到沿皮带向上的滑动摩擦力，A对；在BC段，物体相对皮带有向下滑的趋势，受到沿皮带向上的静摩擦力，D对．]
10．如图8所示，一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接．弹簧、地面水平．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为s1、s2.物块与地面的最大静摩擦力为f，则弹簧的劲度系数为(　　)
图8
A. B.
C. D.
C　[设弹簧的原长为L0，劲度系数为k，
则f＝k(L0－s1)，f＝k(s2－L0)，
二式联立得k＝.故C选项正确．]
二、计算题
11．在弹性限度内，某弹簧下端悬挂500 N重物时，总长为22 cm，悬挂750 N重物时，总长为23 cm.那么该弹簧的劲度系数为多大？
[解析]　方法一：设弹簧的劲度系数为k，弹簧的自由长度为l0，由胡克定律可得F1＝k(l1－l0)，F2＝k(l2－l0)，
又F1＝G1，F2＝G2，故有＝＝，
解得l0＝＝ m＝0.20 m，
从而k＝＝ N/m＝2.5×104 N/m.
方法二：前后两次弹簧的弹力之差ΔF＝750 N－500 N＝250 N，伸长量的变化量Δx＝0.23 m－0.22 m＝0.01 m，所以劲度系数k＝＝ N/m＝2.5×104 N/m.
[答案]　2.5×104 N/m
12．重为100 N，长为L＝2 m的均匀木棒放在水平桌面上，如图9甲所示，至少要用35 N的水平推力，才能使它从原地开始运动．木棒从原地移动以后，用30 N的水平推力，就可以使木棒继续做匀速运动．求：
(1)木棒与桌面间的最大静摩擦力大小fmax；
(2)木棒与桌面间的动摩擦因数μ；
(3)当水平推力使木棒匀速运动至木棒有0.5 m露出桌面时，如图9乙所示，水平推力的大小F.
甲　　　　　　　　　乙
图9
[解析]　(1)木棒从原地开始运动必须克服最大静摩擦力，所以fmax＝F1＝35 N.
(2)推力F2与滑动摩擦力相等时，木棒做匀速运动，所以F2＝μmg，μ＝＝0.3.
(3)当水平推力使木棒匀速运动至木棒有0.5 m露出桌面时，水平推力等于此时的滑动摩擦力，而滑动摩擦力f＝μN＝μmg不变，所以F＝30 N.
[答案]　(1)35 N　(2)0.3　(3)30 N