《高考物理总复习第二章相互作用第一节重力弹力摩擦力测试题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理总复习第二章相互作用第一节重力弹力摩擦力测试题（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一节 重力 弹力 摩擦力学生用书P18【基础梳理】一、重力、弹力1重力(1)产生：由于地球的吸引而使物体受到的力(2)大小：Gmg.(3)方向：总是竖直向下(4)重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心2弹力(1)定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用(2)产生的条件两物体相互接触；发生弹性形变(3)方向：与物体形变方向相反3胡克定律(1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹簧弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比(2)表达式：Fkx.k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定
2、x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度二、摩擦力1两种摩擦力的对比静摩擦力滑动摩擦力定义两个具有相对运动趋势的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力两个具有相对运动的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动的力产生条件(必要条件)(1)接触面粗糙(2)接触处有弹力(3)两物体间有相对运动趋势(仍保持相对静止)(1)接触面粗糙(2)接触处有弹力(3)两物体间有相对运动大小(1)静摩擦力为被动力，与正压力无关，满足0FFmax(2)最大静摩擦力Fmax大小与正压力大小有关滑动摩擦力：FFN(为动摩擦因数，取决于接触面材料及粗糙程度，FN为正压力)方向沿接触面与受力物体相对运动趋势的方向相反沿接
3、触面与受力物体相对运动的方向相反作用点实际上接触面上各点都是作用点，常把它们等效到一个点上，在作力的图示或示意图时，一般把力的作用点画到物体的重心上2.动摩擦因数(1)定义：彼此接触的物体发生相对运动时，摩擦力和正压力的比值，即.(2)决定因素：接触面的材料和粗糙程度.【自我诊断】 判一判(1)只要物体发生形变就会产生弹力作用()(2)物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反()(3)轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆的方向()(4)滑动摩擦力的方向不可能与物体运动方向相同()(5)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面的面积大小也无关()(6)运动的物体也可能受到静摩擦力的作用()提示
4、：(1)(2)(3)(4)(5)(6) 做一做如图所示，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棱长相等，盒子沿倾角为的固定斜面滑动，不计一切摩擦，下列说法中正确的是()A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提示：选A.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agsin ，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
5、度大小也是agsin ，方向沿斜面向下，小球重力沿斜面向下的分力大小恰好等于所需的合外力，因此不需要盒子的左、右侧面提供弹力故选项A正确 想一想摩擦力一定与接触面上的压力成正比吗？摩擦力的方向一定与正压力的方向垂直吗？提示：(1)滑动摩擦力与接触面上的压力成正比，而静摩擦力的大小与正压力无关，通常由受力平衡或牛顿第二定律求解(2)由于正压力方向与接触面垂直，而摩擦力沿接触面的切线方向，因此二者一定垂直弹力的分析与计算学生用书P19【知识提炼】1弹力的判断(1)弹力有无的判断方法条件法：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假设法：对形变不明显的情况
6、，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状态不变，则此处不存在弹力；若状态改变，则此处一定有弹力状态法：根据物体的状态，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)弹力方向的判断五种常见模型中弹力的方向根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向2弹力大小计算的三种方法(1)根据胡克定律进行求解(2)根据力的平衡条件进行求解(3)根据牛顿第二定律进行求解【典题例析】(2017高考全国卷)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
7、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)()A86 cmB92 cmC98 cm D104 cm审题突破缓慢移至同一点可做平衡态处理；始终处于弹性限度内说明劲度系数k不变；钩码挂在绳的中点，相当于两根绳共同承担钩码重力利用胡克定律求解即可解析将钩码挂在弹性绳的中点时，由数学知识可知钩码两侧的弹性绳(劲度系数设为k)与竖直方向夹角均满足sin ，对钩码(设其重力为G)静止时受力分析，得G2kcos ；弹性绳的两端移至天花板上的同一点时，对钩码受力分析，得G2k，联立解得L92 cm，可知A、C、D项错误，B项正确答案B(1)面面接触、点面接触、球面接触、球球接触
8、的弹力垂直于接触公切面，判断弹力有无时常用假设法来判断(2)对轻绳，弹力方向一定沿绳收缩的方向当绳中无结点或通过滑轮时，同一根绳上张力相等；若有结点，则当两段绳处理，张力不一定相等(3)对轻杆，若端点用铰链连接，弹力方向一定沿杆的方向；若端点固定连接，弹力方向不一定沿杆方向，由端点物体所受其他力的合力及物体的状态判断和计算(4)对轻弹簧，弹力满足胡克定律且既能产生拉力也可产生支持力，需注意方向的多样性，轻弹簧两端受力始终大小相等，与其运动状态无关弹簧的弹力不能发生突变 【迁移题组】 迁移1弹力的有无及方向判断1如图所示，小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成角的细绳拴接一小球当小车和小
9、球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是()A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：选D.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agtan ，则轻弹簧对小球无弹力，D正确 迁移2轻绳模型中的“死结”和“活结”问题2(多选)如图所示，用滑轮将质量为m1、m2的两物体悬挂起来，忽略滑轮和绳的重力及一切摩擦，使得0180，整个系统处于平衡状态，关于m1、m2的大小关系应为()Am1必大于m2Bm1必大于Cm1可能等于m
10、2Dm1可能大于m2解析：选BCD.结点O受三个力的作用，如图所示，系统平衡时F1F2m1g，F3m2g，所以2m1gcos m2g，m1，所以m1必大于.当120时，m1m2；当120时，m2；当120时，m1m2，故B、C、D选项正确 迁移3轻弹簧模型中胡克定律的应用3如图所示，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：弹簧的左端固定在墙上；弹簧的左端受大小也为F的拉力作用；弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动若认为弹簧质量都为零，以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量，则有
11、()AL2L1BL4L3CL1L3 DL2L4解析：选D.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 迁移4轻杆模型中的铰链问题4(2018潍坊模拟)如图甲所示，轻杆OB可绕B点自由转动，另一端O点用细绳OA拉住，固定在左侧墙壁上，质量为m的重物用细绳OC悬挂在轻杆的O点，OA与轻杆的夹角BOA30.乙图中水平轻杆OB一端固定在竖直墙壁上，另一端O装有小滑轮，用一根绳跨过滑轮后悬挂一质量为m的重物，图中BOA30，求：(1)甲、乙两图中细绳OA的拉力各是多大？(2)甲图中轻杆受到的弹力是多大？(3)乙图中轻杆对
12、滑轮的作用力是多大？解析：(1)由于甲图中的杆可绕B转动，是转轴杆(是“活杆”)，故其受力方向沿杆方向，O点的受力情况如图1所示，则O点所受绳子OA的拉力FT1、杆的弹力FN1的合力与物体的重力是大小相等、方向相反的，在直角三角形中可得，FT12mg；乙图中是用一细绳跨过滑轮悬挂物体的，由于O点处是滑轮，它只是改变绳中力的方向，并未改变力的大小，且AOC是同一段绳子，而同一段绳上的力处处相等，故乙图中绳子拉力为FT1FT2mg.(2)由图1可知，甲图中轻杆受到的弹力为FN1FN1mg.(3)对乙图中的滑轮受力分析，如图2所示，由于杆OB不可转动，所以杆所受弹力的方向不一定沿OB方向即杆对滑轮的
13、作用力一定与两段绳的合力大小相等，方向相反，由图2可得，F22mgcos 60mg，则所求力FN2F2mg.答案：(1)2mgmg(2)mg(3)mg摩擦力的分析与计算学生用书P21【知识提炼】1静摩擦力的有无和方向的判断方法(1)假设法：利用假设法判断的思维程序如下：(2)状态法：先判断物体的状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律(Fma)确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向(3)牛顿第三定律法：先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向2摩擦力大小的计算(1)静摩擦力大小的计算物体处于平衡状态(静止或匀速运动)，利用力的
14、平衡条件来判断静摩擦力的大小物体有加速度时，若只有静摩擦力，则Ffma.若除静摩擦力外，物体还受其他力，则F合ma，先求合力再求静摩擦力(2)滑动摩擦力大小的计算：滑动摩擦力的大小用公式FfFN来计算，应用此公式时要注意以下几点：为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；FN为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关【典题例析】长直木板的上表面的一端放有一铁块，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角变大)，另一端不动，如图所示，则铁块受到的摩擦力Ff随角度的变化图象可能正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()审题指导找到物体摩擦力的突变“临界点”是解答此题的关键解析设木板与水平面间的夹角增大到时，铁块开始滑动，显然当时，铁块与木板相对静止，由力的平衡条件可知，铁块受到的静摩擦力的大小为Ffmgsin ；当时铁块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力，设动摩擦因数为，由滑动摩擦力公式得铁块受到的摩擦力为Ffmgcos .通过上述分析知道：时，静摩擦力随角增大按正弦函数增大；当时，滑动摩擦力随角增大按余弦规律减小
