第4講 重力 彈力 摩擦力解密考綱主要考查有關(guān)彈力和摩擦力的問(wèn)題，其中彈簧彈力的分析及應(yīng)用在高考中出現(xiàn)的頻率很高，摩擦力大小和方向的分析計(jì)算也是必考內(nèi)容1(2019·重慶綦江區(qū)東溪中學(xué)高三一診)(多選)下列關(guān)于重力、彈力和摩擦力的說(shuō)法正確的是()A物體的重心不一定在物體上B勁度系數(shù)越大的彈簧，產(chǎn)生的彈力越大C摩擦力可能是動(dòng)力，也可能是阻力D動(dòng)摩擦因數(shù)與物體之間的壓力成反比，與滑動(dòng)摩擦力成正比AC解析 物體的重心可能在物體上，也可能不在物體上，故選項(xiàng)A正確；勁度系數(shù)由彈簧本身決定，與產(chǎn)生的彈力大小無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物體受摩擦力作用，可能加快它的運(yùn)動(dòng)，也可能阻礙它的運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C正確；動(dòng)摩擦因數(shù)是由接觸面的材料、粗糙程度等因素決定的，與壓力和滑動(dòng)摩擦力的大小無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤2(多選)如圖所示，一傾角為45°的斜面固定于豎直墻上，為使一光滑的鐵球靜止，需加一水平力F，且F通過(guò)球心，下列說(shuō)法正確的是()A球一定受墻的彈力且水平向左B球可能受墻的彈力且水平向左C球一定受斜面的彈力且垂直斜面向上D球可能受斜面的彈力且垂直斜面向上BC解析 鐵球處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)F較小時(shí)，球的受力情況如圖甲所示，當(dāng)F較大時(shí)，球的受力情況如圖乙所示，故選項(xiàng)B、C正確3(2019·海安高級(jí)中學(xué)期中)用手施加水平向左的力F把物體a、b壓在豎直墻上，如圖所示，a、b處于靜止?fàn)顟B(tài)，關(guān)于a、b兩物體的受力情況，下列說(shuō)法正確的是() Aa受到墻壁摩擦力的大小隨F的增大而增大Ba共受到五個(gè)力的作用Cb共受到三個(gè)力的作用D物體b對(duì)物體a的彈力是由手的形變產(chǎn)生的B解析 a受到重力、墻對(duì)a向右的彈力和向上的靜摩擦力，b對(duì)a向左的壓力和向下的靜摩擦力，所以a受到五個(gè)力作用，故選項(xiàng)B正確；b受到重力、F、a對(duì)b向右的彈力和向上的靜摩擦力共四個(gè)力作用，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；以a、b組成的整體為研究對(duì)象，分析受力情況，豎直方向受到a、b的總重力和墻壁對(duì)a的摩擦力，根據(jù)平衡條件得知，墻壁對(duì)a的摩擦力等于a和b的總重力，當(dāng)F增大時(shí)，此摩擦力不變，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體b對(duì)物體a的彈力是由b的形變產(chǎn)生的，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤4(2019·鷹潭一模)如圖所示，三個(gè)形狀不規(guī)則的石塊a、b、c在水平桌面上成功地疊放在一起下列說(shuō)法正確的是()A石塊b對(duì)a的支持力一定豎直向上B石塊b對(duì)a的支持力一定等于a受到的重力C石塊c受到水平桌面向左的摩擦力D石塊c對(duì)b的作用力一定豎直向上D解析 由題圖可知，a與b的接觸面不是水平面，可知石塊b對(duì)a的支持力與其對(duì)a的靜摩擦力的合力，跟a受到的重力是一對(duì)平衡力，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；以三個(gè)石塊作為整體研究，整體受到的重力與支持力是一對(duì)平衡力，則石塊c不會(huì)受到水平桌面的摩擦力，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；選取a、b作為整體研究，根據(jù)平衡條件，石塊c對(duì)b的作用力與a、b整體的重力平衡，則石塊c對(duì)b的作用力一定豎直向上，故選項(xiàng)D正確5(多選)如圖所示為位于水平面上的小車(chē)，固定在小車(chē)上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為，在斜桿的下端固定有質(zhì)量為m的小球下列關(guān)于桿對(duì)球的作用力F的判斷正確的是()A小車(chē)靜止時(shí)，F(xiàn)mgsin ，方向沿桿向上B小車(chē)靜止時(shí)，F(xiàn)mgcos ，方向垂直于桿向上C小車(chē)向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定有Fmg，方向豎直向上D小車(chē)向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定有Fmg，方向可能沿桿向上CD解析 小球受重力和桿的作用力F處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，由力的平衡條件知，二力必等大反向，則Fmg，方向豎直向上；小車(chē)向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球有向右的恒定加速度，根據(jù)牛頓第二定律知，mg和F的合力應(yīng)水平向右，如圖所示，由圖可知，F(xiàn)mg，方向可能沿桿向上，選項(xiàng)C、D正確6(2019·華中師大一附中高三滾動(dòng)復(fù)習(xí))(多選)如圖所示，甲、乙兩位同學(xué)做“拔河”游戲兩人分別用伸平的手掌托起長(zhǎng)凳的一端，保持凳子水平，然后各自向兩側(cè)拖拉若凳子下表面各處的粗糙程度相同，兩位同學(xué)手掌粗糙程度也相同，在乙端的凳面上放有四塊磚，下列說(shuō)法正確的是 ()A由于甲端比較輕，甲容易將凳子拉向自己B誰(shuí)用的力氣大就可以將凳子拉向自己C由于乙端比較重，凳子和手之間產(chǎn)生較大的摩擦力，乙可以將凳子拉向自己D拔河過(guò)程中乙的手和凳子之間不會(huì)有相對(duì)滑動(dòng)，甲的手可以和凳子間有相對(duì)滑動(dòng)，也可以沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)CD解析 由圖知，乙端對(duì)手的壓力較大，所以乙端對(duì)凳子向右的最大靜摩擦力大于甲端對(duì)凳子向左的最大靜摩擦力，因此甲容易相對(duì)長(zhǎng)凳滑動(dòng)，即甲容易被從長(zhǎng)凳上拉離，因此長(zhǎng)凳將向右移動(dòng)，即乙可以將凳子拉向自己，故選項(xiàng)C正確拔河過(guò)程中，甲、乙向兩側(cè)拖拉的力比較小時(shí)，甲的手也可以和凳子間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，故選項(xiàng)D正確7如圖所示，質(zhì)量為10 kg的物體A拴在一個(gè)被水平拉伸的彈簧一端，彈簧的拉力為5 N時(shí)，物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)若小車(chē)以1 m/s2的加速度向右運(yùn)動(dòng)，則(g10 m/s2)()A物體A相對(duì)小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)B物體A受到的摩擦力減小C物體A受到的摩擦力大小不變 D物體A受到的彈簧的拉力增大C解析 由題意得，物體A與小車(chē)的上表面間的最大靜摩擦力Ffm5 N，小車(chē)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，假設(shè)物體A與小車(chē)仍然相對(duì)靜止，則物體A所受合力F合ma10 N，可知此時(shí)小車(chē)對(duì)物體A的摩擦力為5 N，方向向右，且為靜摩擦力，所以假設(shè)成立，物體A受到的摩擦力大小不變，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；同理可知，物體A受到的彈簧的拉力大小不變，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤8(2019·淄博一中高三期中)(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在水平向右拉力F的作用下，在質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板上向右滑行，長(zhǎng)木板處于靜止?fàn)顟B(tài)已如木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，長(zhǎng)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2，則()A長(zhǎng)木板受到地面的摩擦力的大小一定是1mgB長(zhǎng)木板受到地面的摩擦力的大小一定是2(Mm)gC1一定小于2D無(wú)論怎樣改變F的大小，長(zhǎng)木板都不可能運(yùn)動(dòng)AD解析 對(duì)M分析，在水平方向受到m對(duì)M的摩擦力和地面對(duì)M的摩擦力，兩個(gè)力平衡，則地面對(duì)木板的摩擦力Ff1mg，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；無(wú)論F大小如何，m在M上滑動(dòng)時(shí)對(duì)M的摩擦力大小不變，M在水平方向上仍然受到兩個(gè)摩擦力處于平衡，不可能運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確9(2019·山西大學(xué)附屬中學(xué)高三模塊診斷)如圖所示，兩根直木棍AB和CD相互平行，斜靠在豎直墻壁上固定不動(dòng)，第一次使水泥圓筒從木棍的上部以一定初速度滑下，恰能做勻速運(yùn)動(dòng)，若保持兩木棍傾角不變，將兩者間的距離稍增大后固定不動(dòng)，第二次仍將水泥圓筒放在兩木棍的上部，使其以同樣初速度下滑，則與第一次相比()A每根木棍對(duì)圓筒的支持力變大，摩擦力不變B每根木棍對(duì)圓筒的支持力變小，摩擦力變小C圓筒仍能勻速下滑D圓筒將沿木棍減速下滑D解析 水泥圓筒從木棍的上部勻速滑下過(guò)程中，受到重力、兩棍的支持力和摩擦力，根據(jù)平衡條件得知，摩擦力與重力在斜面方向的分力大小相等將兩棍間的距離稍增大后，兩棍支持力的合力不變，而兩支持力夾角增大，則每根木棍對(duì)圓筒的支持力變大，則圓筒的滑動(dòng)摩擦力FfFN也增大，而重力沿斜面向下的分力不變，所以圓筒減速下滑，故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，D正確10(2017·全國(guó)卷)一根輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80 cm的兩點(diǎn)上，彈性繩的原長(zhǎng)也為80 cm.將一鉤碼掛在彈性繩的中點(diǎn)，平衡時(shí)彈性繩的總長(zhǎng)度為100 cm；再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點(diǎn)，則彈性繩的總長(zhǎng)度變?yōu)?彈性繩的伸長(zhǎng)始終處于彈性限度內(nèi))()A86 cm B92 cm C98 cm D104 cmB解析 將鉤碼掛在彈性繩的中點(diǎn)時(shí)，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知鉤碼兩側(cè)的彈性繩(勁度系數(shù)設(shè)為k)與豎直方向夾角均滿足sin ，對(duì)鉤碼(設(shè)其重力為G)靜止時(shí)受力分析，得G2kcos ；彈性繩的兩端移至天花板上的同一點(diǎn)時(shí)，對(duì)鉤碼受力分析，得G2k，聯(lián)立解得L92 cm，可知選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤，B正確11如圖所示，斜面固定在地面上，傾角為37°(sin 37°0.6，cos 37°0.8)質(zhì)量為1 kg的滑塊以初速度v0從斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足夠長(zhǎng)，該滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8)，則該滑塊所受摩擦力Ff隨時(shí)間變化的圖象是下圖中的(取初速度v0的方向?yàn)檎较?，g10 m/s2)()B解析 滑塊上升過(guò)程中受滑動(dòng)摩擦力，F(xiàn)fFN和FNmgcos 聯(lián)立得Ff6.4 N，方向沿斜面向下當(dāng)滑塊的速度減為零后，由于重力的分力mgsin mgcos ，滑塊不動(dòng)，滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力，由平衡條件得Ffmgsin ，代入可得Ff6 N，方向沿斜面向上，故選項(xiàng)B正確12如圖所示，質(zhì)量為mB24 kg的木板B放在水平地面上，質(zhì)量為mA22 kg的木箱A放在木板B上一根輕繩一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，輕繩與水平方向的夾角為37°.已知木箱A與木板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.5.現(xiàn)用水平向右、大小為200 N的力F將木板B從木箱A下面勻速抽出(sin 37°0.6，cos 37°0.8，重力加速度g取10 m/s2)，則木板B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)2的大小為()A0.3 B0.4 C0.5 D0.6A解析 對(duì)A受力分析如圖甲所示，由題意得FTcos Ff1，F(xiàn)N1FTsin mAg，F(xiàn)f11FN1，由得FT100 N；對(duì)A、B整體受力分析如圖乙所示，由題意得FTcos Ff2F，F(xiàn)N2FTsin (mAmB)g，F(xiàn)f22FN2，由得20.3，故選項(xiàng)A正確6