2021年高考物理一轮复习微专题训练--专题05 重力、弹力、摩擦力（重难点精讲）（人教版）

专题 05 重力、弹力、摩擦力 一、重力 1．大小：与物体的质量成正比，即 G＝mg.可用弹簧测力计测量重力． 2．方向：总是竖直向下的． 3．重心：其位置与物体的质量分布和形状有关． 二、弹力 (1)定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹 力． (2)产生条件：物体相互接触且发生弹性形变． (3)方向：弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反． 4．胡克定律表达式：F＝kx. 三、滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 1．静摩擦力与滑动摩擦力对比 名称 项目　　 静摩擦力 滑动摩擦力 定义 两相对静止的物体间的摩擦力 两相对运动的物体间的摩擦力 产生 条件 (1)接触面粗糙 (2)接触处有压力 (3)两物体间有相对运动趋势 (1)接触面粗糙 (2)接触处有压力 (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 0＜f≤f 静 max (2)最大静摩擦力 f 静 max 大小与正压力大小 有关 f＝μN 方向 与受力物体相对运动趋势的方向相反 与受力物体相对运动的方向相反 作用效果 总是阻碍物体间的相对运动趋势 总是阻碍物体间的相对运动 【例 1】[弹力有无的判断]　(2020·北京昌平区统考)以下各选项的图中，所有接触面均光滑且 a、b 均处于静 止状态，其中 A、D 选项中的细线均沿竖直方向．则 a、b 间一定有弹力的是(　　) 【例 2】[胡克定律的应用]　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)(　　) A．86 cm　　　　　B. 92 cm C. 98 cm D. 104 cm【例 3】.[摩擦力的有无及方向的判断]　(多选)(2020·安徽六安质检)如图所示，水平 地面上的 L 形木板 M 上放着小木块 m，M 与 m 间有一个处于拉伸状态的弹簧，整个 装置处于静止状态．下列说法正确的是(　　) A．M 对 m 无摩擦力作用 B．M 对 m 的摩擦力方向向左 C．地面对 M 的摩擦力方向向左 D．地面对 M 无摩擦力作用 【例 4】[摩擦力的计算]　(2020·山东济宁质检)如图所示，一长木板静止在倾角为 θ 的斜面上，长木板上一 人用力推长木板上的物块，使物块与长木板间的摩擦力刚好为零，该过程中，人、物 块与长木板均静止于斜面上．已知人、物块、长木板的质量均为 m，人、物块与长木板 间的动摩擦因数均为 μ1，长木板与斜面间的动摩擦因数为 μ2，重力加速度为 g，则下列说 法正确的是(　　) A．斜面对长木板的摩擦力大小为 mgsin θ B．斜面对长木板的摩擦力大小为 3μ2mgcos θ C．长木板对人的摩擦力大小为 2μ1mgcos θ D．长木板对人的摩擦力大小为 2mgsin θ 【例 5】[摩擦力的突变]一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即 F1、F2 和摩擦力的作用，木块 处于静止状态，如图所示，其中 F1＝10 N，F2＝2 N．若撤去 F1，则木块受到的摩擦力为(　　) A．10 N，方向向左　　　 B．6 N，方向向右 C．2 N，方向向右 D．0 【例 6】(多选)如图，将一质量为 m 的滑块轻轻放置于传送带的左端，已知传送带以速率 v0 顺时针运动，滑 块与传送带间的动摩擦因数为 μ，传送带左右距离足够长，重力加速度为 g.当滑块速度达到 v0 时突然断电， 传送带以大小为 a 的加速度匀减速至停止．关于滑块放上去后受到的摩擦力，下列说法正确的是(　　) A．滑块始终没有受到静摩擦力作用 B．滑块刚放上去时受到的滑动摩擦力大小为 μmg C．滑块受到的摩擦力一直不变 D．传送带减速时滑块受到的摩擦力大小可能变为 ma 【例 7】.(多选)如图所示，皮带运输机将物体匀速地送往高处，下列结论正确的是(　　) A．物体受到与运动方向相同的摩擦力作用 B．传送的速度越大，物体受到的摩擦力越大 C．物体所受的摩擦力与传送的速度无关 D．物体受到的静摩擦力为物体随皮带运输机上升的动力 【例 1】解析：A 选项中，假设两球间有弹力，则小球将向两边运动，与题意矛盾，则 a、b 间无弹力， 故 A 错误．B 选项中，若两球间无弹力，则两球都将向下摆动，与题意矛盾，则 a、b 间有弹力，故 B 正 确．C 选项中，假设两球间有弹力，则 b 小球将向右运动，与题意矛盾，则 a、b 间无弹力，故 C 错误．D 选项中，假设 b 对 a 球有弹力，方向必定垂直于斜面向上，a 球共受三个力：竖直向下的重力、竖直向上的拉力和垂直于斜面向上的弹力，三个力的合力不可能为零，则小球 a 不可能处于静止状态，与题意矛盾， 则 a、b 间一定没有弹力，故 D 错误． 答案：B 【例 2】解析：设弹性绳的劲度系数为 k，左、右两半段绳的伸长量 ΔL＝100 cm－80 cm 2 ＝10 cm，由共 点力的平衡条件可知，钩码的重力 G＝2kΔL 502－402 50 ＝1.2kΔL，将弹性绳的两端缓慢移至天花板上同一点 时，钩码的重力 G＝ 2kΔL′，解得 ΔL′＝0.6ΔL＝6 cm，则弹性绳的总长度变为 80 cm＋2ΔL′＝92 cm，故选 B. 答案：B 【例 3】解析：对 m 受力分析，m 受到重力、支持力、水平向右的弹簧的拉力和木板的摩擦力，根据 平衡条件知，M 对 m 的摩擦力方向向左，故 A 错误，B 正确；对整体受力分析，在竖直方向上受到重力和 支持力平衡，若地面对 M 有摩擦力，则整体合力不为零，则整个装置不可能处于静止状态，故地面对 M 无 摩擦力作用，故 C 错误，D 正确． 答案：BD 【例 4】解析：由题意知，人、物块、长木板均保持相对静止，以人、物块和长木板组成的整体为研究 对象，可得斜面对长木板的静摩擦力大小为 3mgsin θ，A、B 错误；以人和物块组成的整体为研究对象，可 得长木板对人的静摩擦力大小为 2mgsin θ，C 错误，D 正确． 答案：D 【例 5】当物体受 F1、F2 及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大 小为 8 N，方向向左，可知最大静摩擦力 f 静 max≥8 N．当撤去力 F1 后，F2＝2 N＜f 静 max，物体仍处于静止 状态，由平衡条件可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变，与作用在物体上的 F2 等大反向，选项 C 正确． [答案]　C 【例6】[解析]　滑块刚放上去时，受到向前的滑动摩擦力，大小为μmg；断电时滑块速度为v0，如果a≤μg， 则滑块与传送带将以相同的加速度减速，滑块受到静摩擦力，大小为 ma；断电时滑块速度为 v0，如果 a>μg，则传送带以加速度 a 减速，滑块只能以加速度 μg 减速，滑块受到滑动摩擦力，大小为 μmg，方向在 断电时刻突然变为向后．综上所述，选项 A、C 错误，B、D 正确． [答案]　BD 【例 7】解析：物体随皮带运输机一起上升的过程中，物体有相对于皮带下滑的趋势，受到沿皮带向上 的摩擦力作用，是使物体向上运动的动力，其大小等于物体重力沿皮带向下的分力，与传送的速度大小无 关，故选项 A、C、D 正确，B 错误． 答案：ACD