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高考总复习:2.1重力、弹力、摩擦力 讲义


2.1 重力、弹力、摩擦力 考情分析
五年考情分析
考查内容 2009 年 题号 分值 2010 年 题号 分值 2011 年 题号 分值 2012 年 题号 分值 2013 年 题号 分值

力与重力 弹力 相对运动 摩擦力 滑动摩擦力和 弹力合力方向 不变

27

6

16

19

3 4 8 33 16

8 8 25

2 6

【解题方法】 1 矢量三角形法研究动态平衡的问题。 2 摩擦力的分析多多运用整体隔离法。

直击高考
(上海 2013 高考 8)如图,质量 mA>mB 的两物体 A、B 叠放在一起,靠着竖直墙面。让它们由 静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体 B 的受力示意图是

(上海 2012 高考 8)如图所示,光滑斜面固定于水平面,滑块 A、B 叠放后一起冲上斜面, 且始终保持相对静止,A 上表面水平。则在斜面上运动时,B 受力的示意图为(
FN B A Ff G
A

)

FN Ff G
B C

FN Ff G

FN Ff G
D

【参考答案】 (上海 2013 高考 8)A

(上海 2013 高考 8)A

2.1.1 弹力

例题精讲
【例 1】 (2013 长宁二模)三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆球 a、 b、 c,支点 P、Q 在同一水平面上,a 球重心 Oa 位于球心,b 球和 c 球的重心 Ob、Oc 分别位于球心 的正上方和球心的正下方,如图所示,三球均处于平衡状态.支点 P 对 a 球的弹力为 Na,对 b 球和 c 球的弹力分别为 Nb 和 Nc,则 (A)Na=Nb=Nc (B)Nb>Na>Nc (C)Nb<Na<Nc (D)Na>Nb=Nc

【解析】三个小球均受到三个力作用:重力和支点 P、Q 对球的弹力,而弹力方向均指向球 心,根据三力汇交原理得知,小球所受的三个力均通过球心,弹力方向方向相同,三个小球 受力情况完全相同,如图,则根据平衡条件得知,支点 P 对球的弹力相同. 【参考答案】 A 【例 2】(百度文库)如图 3-2-19 所示,a、b、c 为三个物块,M、N 为两个轻弹簧,R 为跨过 定滑轮的轻绳,系统静止,则下列说法中正确的有( )

图 3-2-19 A.弹簧 N 一定处于伸长状态 B.弹簧 N 可能处于原长状态 C.弹簧 M 一定处于压缩状态 D.弹簧 M 可能处于伸长状态 【解析】跨过定滑轮的轻绳的弹力只能表现力或无弹力,故弹簧 N 可能处于伸长状态也可能 处于原长状态;a 的大小和离地的高度不确定,所以弹簧 M 可能处于压缩状态,也可能处于 伸长状态。 【参考答案】BD

过关演练
1.(2013 广东省清远市一模)如图所示,小车受到水平向右的弹力作用,与该弹力的有关说 法中正确的是

A.弹簧发生拉伸形变 B.弹簧发生压缩形变 C.该弹力是小车形变引起的 D.该弹力的施力物体是小车 2.(2012 普陀二模)如图所示,一小车上有一个固定的水平横杆,左边有一轻杆与竖直方向 成θ 角与横杆固定,下端连接一小铁球,横杆右边用一根细线吊一小铁球,当小车向右做加 速运动时,细线保持与竖直方向成?角,若θ <?,则下列说法正确的是 AD A.轻杆对小球的弹力方向与细线平行 B.轻杆对小球的弹力方向沿着轻杆方向向上 C.轻杆对小球的弹力方向既不与细线平行,也不沿着轻杆方向 D.此时小车的加速度为 g tan?

3. (2005 广州一模)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:①中弹簧的左端固定在墙上;②中弹簧的左端 受大小也为 F 的拉力作用;③中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④中弹 簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动 .若认为弹簧的质量都为零,以 依次表示四个弹簧的伸长量,则有( A. B. C. ) D.

4. (百度文库)如图所示,一轻质弹簧一端系在墙上的 O 点,自由伸长到 B 点.今用一小物体 m 把弹簧压缩到 A 点,然后释放,小物体能运动到 C 点静止,物体与水平地面间的动摩擦因 数恒定,试判断下列说法正确的是 ( )

A.物体从 A 到 B 速度越来越大,从 B 到 C 速度越来越小 B.物体从 A 到 B 速度越来越小,从 B 到 C 加速度不变 C.物体从 A 到 B 先加速后减速,从 B 一直减速运动 D.物体在 B 点受到的合外力为零

5.(百度文库)如图所示,轻弹簧左端固定在竖直墙上,右端与木块 B 相连,木块 A 紧靠木块

B 放置,A、B 与水平面间的动摩擦因数均为μ 。用水平力 F 向左压 A,使弹簧被压缩一定程
度后,系统保持静止。若突然撤去水平力 F,A、B 向右运动,下列判断正确的是

A.A、B 一定会在向右运动过程的某时刻分开 B.若 A、B 在向右运动过程的某时刻分开了,当时弹簧一定是原长 C.若 A、B 在向右运动过程的某时刻分开了,当时弹簧一定比原长短 D.若 A、B 在向右运动过程的某时刻分开了,当时弹簧一定比原长长

【参考答案】 1A 2AD 3D 4C

5B

2.1.2 摩擦力

例题精讲
【例 1】(菁优网)运动员双手握住竖直的竹竿匀速上攀和匀速下滑时,他所受的摩擦力分别是

F1 和 F2 ,那么它们的关系是( )
A. F1 向上, F2 向下, F1 ? F2 B. F1 向下, F2 向上, F1 ? F2 C. F1 向上, F2 向上, F1 ? F2 D. F1 向上, F2 向下, F1 ? F2 【解析】 运动员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上时,受力平衡,竖直方向受到重力和静摩擦 力,根据平衡条件可知:f 上向上,而且有 f 上=G;运动员用双手握住竖直的竹竿匀速滑下 时,受到的滑动摩擦力 f 下向上,因为匀速运动,根据平衡条件有:f 下=G.所以 f 上=f 下. 【参考答案】 C 【例 2】(2006 济南模拟)把一个重为 G 的物体,用一个水平力 F ? kt ( k 为衡量, t 为时间)压 在竖直的足够高的平整的墙上,如图 3-3-27 甲所示, t ? 0 时刻,物体静止,从 t ? 0 开始物体所 受的摩擦力 Ff 随 t 的变化关系是( )

【解析】 如图所示,从 t=0 开始水平推力 F=Kt,即压力不断增大,则物体受到滑动摩擦力 作用,所以滑动摩擦力的大小与压力正比.因此滑动摩擦力不断增大.当物体的最大静摩擦 力大于重力时,物体处于静止状态,即使推力增大,也不会影响物体的静摩擦力大小.此时 静摩擦力的大小等于重力.因此 B 正确;ACD 均错误 【参考答案】 B

过关演练
1.(2014 宝山一模)如图所示,一质量为 m、带电量为 q 的物体处于场强按 E=E0–kt(E0、k 均为大于零的常数,取水平向左为正方向)变化的电场中,物体与竖直墙壁间动摩擦因数为 μ ,滑行时能在墙上留下划痕,当 t=0 时刻物体处于静止状态.若物体所受的最大静摩擦力 等于滑动摩擦力,且电场空间和墙面均足够大,下列说法正确的是 A.物体开始运动后加速度先增大、后保持不变 B.物体开始运动后加速度一直增大 E C.经过时间 t= 0 ,物体在竖直墙壁上的划痕长度达最大值 E k D.经过时间 t=

? qE0 ? mg ,物体运动速度达最大值 ? kq

2.(2010崇明二模)如图所示,斜面体A静止放置在水平地面上.质量为m的滑块B在外力F1和 F2的共同作用下沿斜面体表面向下运动.当F1方向水平向右,F2方向沿斜面体的表面向下 时,斜面体受到地面的摩擦力方向向右.则下列说法中正确的是( )

A.若同时撤去F1和F2,在滑块B仍向下运动的过程中,滑块B的加速度方向一定沿斜面向 上 B.若只撤去F1,在滑块B仍向下运动的过程中,A所受地面摩擦力的方向可能向左 C.若只撤去F2,在滑块B仍向下运动的过程中,A所受地面摩擦力的方向一定向右 D.若只撤去F1,在滑块B仍向下运动的过程中,A所受地面摩擦力不变

3. (2012 上海高考)位于水平面上的物体在水平恒力 F1 作用下,做速度为 v1 的匀速运动;若 作用力变为斜面上的恒力 F2, 物体做速度为 v2 的匀速运动, 且 F1 与 F2 功率相同。 则可能有 ( ) (A)F2=F1,v1>v2 (B)F2=F1,v1<v2 F2 (C)F2>F1,v1>v2 (D)F2<F1,v1<v2 F1 4. (2005南通模拟)位于同一水平面上的两根平行导电导轨,放置在斜向左上方、与水平面成 60°角足够大的匀强磁场中,现给出这一装置的侧视图,一根通有恒定电流的金属棒正在导轨 上向右做匀速运动,在匀强磁场沿顺时针缓慢转过30°的过程中,金属棒始终保持匀速运动, 则磁感强度B的大小变化可能是 ( )

(A)始终变大

(B)始终变小

(C)先变大后变小

(D)先变小后变大

5. (2011 徐汇二模)如图所示,绳子一端系一物体,另一端跨过光滑小滑轮用力 F 拉,使物 体沿水平面匀速向右运动,在此过程中( ) (A)拉力 F 一定逐渐增大 (B)拉力 F 一定逐渐减小 m F (C)拉力 F 的功率一定逐渐增大 (D)拉力 F 的功率一定逐渐减小

6.(百度文库) 如图 1-B-8 所示,质量为 m 的工件置于水平放置的钢板 C 上,二者间动摩擦因数 为 μ ,由于 A. B 的控制,工件只能沿水平导槽运动,现在使钢板以速度 ν 1 向右运动,同时 用力 F 拉动工件(F 方向与导槽平行)使其以速度 ν 2 沿导槽运动, 则 F 的大小为( ) A 等于 μ mg B.大于 μ mg C 小于 μ mg D.不能确定
图 1-B-8

7.(百度文库)如图所示,A 是主动轮,B 是从动轮,它们通过不打滑的皮带转动,轮的转动方向如 图所示,B 轮上带有负载,P、Q 分别是两轮边缘上的点,则关于 P、Q 所受摩擦力的判断正 确的是( ) A?P 受到的是静摩擦力,方向向下 B?P 受到的是滑动摩擦力,方向向上 C?Q 受到的是静摩擦力,方向向上 D?Q 受到的是滑动摩擦力,方向向下

8. (百度文库)某人在平直公路上骑自行车,见前方较远处红色交通信号灯亮起,他便停止蹬 车,此后的一小段时间内,自行车前轮和后轮受到地面的摩擦力分别为 f前 和 f后 ,则 ( A. f前 向后, f后 向前 C. f前 向后, f后 向后 【参考答案】 1BC 2AC 3BD B. f前 向前, f后 向后 D. f前 向前, f后 向前 )

4AD

5D

6C

7C

8C

直击高考
(上海 2010 高考 27)(6 分)卡文迪许利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量 G。 (1)(多选题)为了测量石英丝极微小的扭转角,该实验装置中采取使“微小量放大”的主 要措施是 A.减小石英丝的直径 B.增大 T 型架横梁的长度 C.利用平面镜对光线的反射 D.增大刻度尺与平面镜的距离 (2)已知 T 型架水平横梁长度为 l,质量分别为 m 和 m’的球,位于同一水平面内,当横 梁处于力矩平衡状态时,测得 m、m’连线长度为 r,且与水平横梁垂直,同时测得石英丝的 扭转角度为?,由此得到扭转力矩 k?(k 为扭转系数且已知),则引力常量的表达式 G= _______________。 【参考答案】 (上海 2010 高考 27) (1)CD (2)
k? r 2 mm ' l


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