PAGE8-重力彈力摩擦力(建議用時(shí)45分鐘)1.兩個(gè)勁度系數(shù)分別為k1和k2的輕質(zhì)彈簧a、b串接在一起,a彈簧的一端固定在墻上,如圖所示。起先時(shí)彈簧均處于原長(zhǎng)狀態(tài),現(xiàn)用水平力作用在b彈簧的P端向右拉動(dòng)彈簧,已知a彈簧的伸長(zhǎng)量為L(zhǎng),則 ()A.b彈簧的伸長(zhǎng)量也為L(zhǎng)B.b彈簧的伸長(zhǎng)量為kC.P端向右移動(dòng)的距離為2LD.P端向右移動(dòng)的距離為1+k【解析】選B。依據(jù)兩根彈簧中彈力相等可得b彈簧的伸長(zhǎng)量為k1Lk2,P端向右移動(dòng)的距離為L(zhǎng)+k【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示的裝置中,彈簧的原長(zhǎng)和勁度系數(shù)都相等,小球的質(zhì)量均相同,彈簧和細(xì)線的質(zhì)量均不計(jì),一切摩擦忽視不計(jì)。平衡時(shí)各彈簧的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1、L2、L3,其大小關(guān)系是 ()A.L1=L2=L3 B.L1=L2<L3C.L1=L3>L2 D.L3>L1>L2【解析】選A。依據(jù)胡克定律和平衡條件分析可得:平衡時(shí)各彈簧的長(zhǎng)度相等,故A正確。2.如圖所示,在粗糙的水平桌面上靜止放著一盞臺(tái)燈,該臺(tái)燈可通過支架前后調(diào)整從而可將燈頭進(jìn)行前后調(diào)整,下列對(duì)于臺(tái)燈的受力分析正確的是 ()A.臺(tái)燈受到水平向左的摩擦力B.若將燈頭向前調(diào)整一點(diǎn)(臺(tái)燈未倒),則桌面對(duì)臺(tái)燈的支持力將變大C.支架對(duì)燈頭的支持力方向豎直向上D.整個(gè)臺(tái)燈所受的合外力方向向左【解析】選C。以整個(gè)臺(tái)燈為探討對(duì)象,臺(tái)燈受到重力和桌面的支持力,且處于平衡狀態(tài),合力為零,故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤;依據(jù)二力平衡可知燈頭所受支架的支持力豎直向上,故選項(xiàng)C正確;若將燈頭向前調(diào)一點(diǎn)(臺(tái)燈未倒),臺(tái)燈仍舊處于平衡狀態(tài),故桌面對(duì)臺(tái)燈的支持力大小不變,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。3.如圖所示,A、B兩個(gè)物塊的重力分別是GA=3N,GB=4N,彈簧的重力不計(jì),整個(gè)裝置沿豎直方向處于靜止?fàn)顟B(tài),這時(shí)彈簧的彈力F=2N,則天花板受到的拉力和地板受到的壓力,有可能是 ()A.3N和4N B.5N和6NC.1N和2N D.5N和2N【解題指南】解答本題應(yīng)留意以下兩點(diǎn):(1)彈簧可能處于伸長(zhǎng)和壓縮兩種狀態(tài)。(2)物體A、B處于平衡狀態(tài)?！窘馕觥窟xD。當(dāng)彈簧由于被壓縮而產(chǎn)生2N的彈力時(shí),由受力平衡及牛頓第三定律學(xué)問可得:天花板受到的拉力為1N,地板受到的壓力為6N;當(dāng)彈簧由于被拉伸而產(chǎn)生2N的彈力時(shí),可得天花板受到的拉力為5N,地板受到的壓力為2N,D正確。4.(2024·鄭州模擬)如圖所示,磁性黑板擦靜止吸附在直立的鐵質(zhì)黑板上。若黑板擦的重力大小為G,黑板對(duì)黑板擦的磁場(chǎng)力垂直于黑板平面,則 ()A.黑板擦對(duì)黑板沒有施加摩擦力B.黑板對(duì)黑板擦的作用力方向豎直向上C.黑板擦受到的磁場(chǎng)力大小肯定等于GD.黑板擦受到的彈力大小不行能大于G【解析】選B。對(duì)磁性黑板擦受力分析,受重力、磁場(chǎng)力、彈力以及摩擦力的作用,豎直方向上,重力與黑板對(duì)黑板擦的摩擦力平衡,垂直于黑板平面的方向上,黑板對(duì)黑板擦的磁場(chǎng)力與彈力平衡,則A錯(cuò)誤,B正確;而黑板擦受到的彈力、磁場(chǎng)力與重力的大小關(guān)系不能確定,則C、D錯(cuò)誤。5.(2024·南寧模擬)日常生活中,我們?cè)陂T下縫隙處塞緊一個(gè)木楔(側(cè)面如圖所示),往往就可以把門卡住。有關(guān)此現(xiàn)象的分析,下列說法正確的是 ()A.木楔對(duì)門的作用力大于門對(duì)木楔的作用力,因而能將門卡住B.門對(duì)木楔作用力的水平重量等于地面對(duì)木楔摩擦力的大小C.只要木楔的厚度合適都能將門卡住,與頂角θ的大小無(wú)關(guān)D.只要木楔對(duì)門的壓力足夠大就能將門卡住,與各接觸面的粗糙程度無(wú)關(guān)【解析】選B。木楔對(duì)門的作用力和門對(duì)木楔的作用力是一對(duì)作用力和反作用力,大小相等、方向相反,故A錯(cuò)誤;對(duì)木楔受力分析如圖所示:水平方向:f=Fsinθ,最大靜摩擦力約等于滑動(dòng)摩擦力,門對(duì)木楔作用力的水平重量等于地面對(duì)木楔摩擦力的大小,故B正確;對(duì)木楔,豎直方向:N=Fcosθ+mg,則fmax=μN(yùn)=μ(Fcosθ+mg),要把門卡住,則有:不管多大的力F均滿意fmax≥f,即μ(Fcosθ+mg)≥Fsinθ,忽視木楔的質(zhì)量,只要μ≥tanθ,就可把門卡住,故能否把門卡住,與頂角θ和接觸面的粗糙程度有關(guān),故C、D錯(cuò)誤。6.如圖所示,小車內(nèi)一根輕質(zhì)彈簧沿豎直方向和一條與豎直方向成α角的細(xì)繩拴接一小球。當(dāng)小車和小球相對(duì)靜止,一起在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說法正確的是 ()A.細(xì)繩肯定對(duì)小球有拉力的作用B.輕彈簧肯定對(duì)小球有彈力的作用C.細(xì)繩不肯定對(duì)小球有拉力的作用,但是輕彈簧對(duì)小球肯定有彈力D.細(xì)繩不肯定對(duì)小球有拉力的作用,輕彈簧對(duì)小球也不肯定有彈力【解題指南】解答本題留意以下兩種可能的狀況:(1)小車可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(2)小車可能做變速直線運(yùn)動(dòng)。【解析】選D。若小球與小車一起勻速運(yùn)動(dòng),則細(xì)繩對(duì)小球無(wú)拉力;若小球與小車有向右的加速度a=gtanα,則輕彈簧對(duì)小球無(wú)彈力,故選項(xiàng)D正確。7.如圖所示,重6N的木塊靜止在傾角為θ=30°的斜面上,若用4N的水平力F平行于斜面推木塊,木塊仍能保持靜止,則木塊所受的摩擦力大小是 ()A.4NB.3NC.5ND.6N【解析】選C。木塊受重力G、推力F、支持力N和靜摩擦力f,將重力依據(jù)作用效果分解為沿斜面對(duì)下的分力F′=Gsinθ=3N和垂直斜面對(duì)下的分力Gcosθ=33N;在斜面所處平面內(nèi),由力的合成學(xué)問可得f=F2+F'2=58.(多選)如圖甲、乙所示,傾角為θ的斜面上放置一滑塊M,在滑塊M上放置一個(gè)質(zhì)量為m的物塊,M和m相對(duì)靜止,一起沿斜面勻速下滑,下列說法正確的是 ()A.圖甲中物塊m受到摩擦力B.圖乙中物塊m受到摩擦力C.圖甲中物塊m受到水平向左的摩擦力D.圖乙中物塊m受到與斜面平行向上的摩擦力【解析】選B、D。對(duì)題圖甲:設(shè)物塊m受到摩擦力,則物塊m受到重力、支持力、摩擦力,而重力、支持力平衡,若受到摩擦力作用,其方向與接觸面相切,方向水平,則物塊m受力將不平衡,與題中條件沖突,故假設(shè)不成立,A、C錯(cuò)誤。對(duì)題圖乙:設(shè)物塊m不受摩擦力,由于m勻速下滑,m必受力平衡,若m只受重力、支持力作用,由于支持力與接觸面垂直,故重力、支持力不行能平衡,則假設(shè)不成立,由受力分析知:m受到與斜面平行向上的摩擦力,B、D正確。9.如圖所示,在粗糙水平面上放置A、B、C、D四個(gè)小物塊,各小物塊之間由四根完全相同的輕橡皮繩相互連接,正好組成一個(gè)菱形,∠ABC=60°,整個(gè)系統(tǒng)保持靜止?fàn)顟B(tài)。已知D物塊所受的摩擦力大小為F,則A物塊所受的摩擦力大小為 ()A.33F B.F C.32F 【解析】選A。分析題意可知,D物塊受到靜摩擦力作用,說明橡皮繩處于伸長(zhǎng)狀態(tài),每個(gè)橡皮繩的彈力f大小相等,依據(jù)共點(diǎn)力的平衡學(xué)問可知,D物體受到靜摩擦力和橡皮繩彈力作用,彈力f=33F。分析A物塊的受力,兩個(gè)橡皮繩彈力的合力與靜摩擦力等大反向,夾角為120°,故靜摩擦力FA=f,故A正確,B、C、D10.如圖甲所示,斜面體固定在水平面上,斜面上有一物塊在拉力F的作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài),取沿斜面對(duì)上為正方向,拉力F在圖乙所示的范圍內(nèi)改變。則物塊所受的摩擦力Ff與時(shí)間t的關(guān)系可能正確的是 ()【解析】選B。物塊處于平衡狀態(tài),設(shè)斜面傾角為θ,在t1時(shí)刻,F=0,此時(shí)物塊所受的摩擦力大小為mgsinθ,方向沿斜面對(duì)上,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤;由于F隨時(shí)間成線性改變,由平衡條件可知Ff也隨時(shí)間成線性改變,應(yīng)先減小后反向增大,選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。11.(多選)(2024·大連模擬)如圖所示,斜面體A靜置于水平地面上,其傾角為θ=45°,上底面水平的物塊B在A上恰能勻速下滑?，F(xiàn)對(duì)B施加一個(gè)沿斜面對(duì)上的力F,使B能緩慢地向上勻速運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻在B上輕輕地放上一個(gè)質(zhì)量為m的小物體C(圖中未畫出),A始終靜止,B保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變,關(guān)于放上C之后的狀況,下列說法正確的是 ()A.B受到的摩擦力增加了22B.推力F增大了22C.推力F增大了2mgD.A受到地面的摩擦力增加了mg【解析】選A、C、D。設(shè)物塊B的質(zhì)量為M,依據(jù)物塊B在A上恰能勻速下滑可知Mgsinθ=μMgcosθ。放上C之后,B受到的摩擦力增加了mgsinθ,選項(xiàng)A正確;由于B保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變,放上C之后沿斜面對(duì)上的推力增大了2mgsinθ=2mg,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確;A受到地面的摩擦力增加了2mg·sinθcosθ=mg,D正確。12.一般教室門上都安裝一種暗鎖,這種暗鎖由外殼A、骨架B、彈簧C(勁度系數(shù)為k)、鎖舌D(傾斜角θ=45°)、鎖槽E以及連桿、鎖頭等部件組成,如圖甲所示。設(shè)鎖舌D的側(cè)面與外殼A和鎖槽E之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,最大靜摩擦力fm由fm=μN(yùn)(N為正壓力)求得。有一次放學(xué)后,當(dāng)某同學(xué)打算關(guān)門時(shí),無(wú)論用多大的力,也不能將門關(guān)上(這種現(xiàn)象稱為自鎖),此刻暗鎖所處的狀態(tài)的俯視圖如圖乙所示,P為鎖舌D與鎖槽E之間的接觸點(diǎn),彈簧由于被壓縮而縮短了x。(1)求自鎖狀態(tài)時(shí)D的下表面所受摩擦力的方向。(2)求此時(shí)(自鎖時(shí))鎖舌D與鎖槽E之間的正壓力的大小。(3)無(wú)論用多大的力拉門,暗鎖仍舊能夠保持自鎖狀態(tài),則μ至少要多大?【解析】(1)設(shè)鎖舌D下表面受到的靜摩擦力為