2019-2020新教材高中物理 课时素养评价十二 习题课二物体的受力分析（含解析）新人教版必修1

课时素养评价十二物体的受力分析(25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每题5分,共30分)1.下列现象中,物体受到了滑动摩擦力的作用的是()A.同学们在操场的跑道上跑步锻炼身体时的脚B.同学们在饮水机上接水时手拿着的水杯C.慢慢行驶在校园内的汽车的轮胎D.同学们考试过程中写字时的钢笔笔尖【解析】选D。A、B、C选项中,两个物体的接触面没有发生相对运动,物体所受的摩擦力属于静摩擦力;D选项中,钢笔笔尖在写字过程中相对纸面滑动,受到的摩擦力为滑动摩擦力。2.若气球下挂一重物,沿与水平面成45°角的方向斜向上匀速上升,如图所示,不考虑空气阻力,从力的相互性和作用效果的角度,分析气球和重物整体受力情况,下列说法正确的是()A.受重力、浮力、水平方向的风力B.只受重力和浮力的作用C.受重力、浮力、斜向上的冲力D.受重力、浮力、风力、斜向上的冲力【解析】选B。根据力是物体间的相互作用可知,对于一个力总是同时对应着受力物体和施力物体,对于C、D选项中的冲力,我们找不到相应的施力物体,因此不存在,所以C、D错误;根据力的作用效果可知,物体受到力的作用会改变运动状态或发生形变,反过来我们也能根据物体的运动状态来判定物体的受力情况,我们发现如果气球和重物整体受重力、浮力、水平方向的风力三个力的作用,就不可能做匀速直线运动,故A错,只有B选项正确。3.如图所示,长方体木块搁在光滑方形槽中,则长方体木块除重力外还受到弹力的个数是()A.1个B.2个C.3个D.4个【解析】选C。长方体木块搁在光滑方形槽中,与槽接触的地方有三处,并且都有相互作用,故长方体木块除重力外还受到弹力的个数是3个,故选项C正确。4.如图所示,过安全检查通道时,行李与水平传送带相对静止,在水平传送带上随传送带同向匀速运动,它受到的力是()A.重力、弹力、静摩擦力B.重力、弹力C.重力、弹力、滑动摩擦力D.重力、滑动摩擦力【解析】选B。物体随传送带一起匀速运动,故物体处于平衡状态,所受合外力为零。在竖直方向物体受重力和传送带的支持力,合力为零;假设水平方向存在摩擦力,但如果水平方向受摩擦力作用,则没有力与摩擦力平衡,因水平方向物体不受外力作用,故物体不受摩擦力。5.如图所示,A、B两物体重力都等于10N,各接触面间的动摩擦因数都等于0.3,F1=1N和F2=2N的两个水平力分别作用在A和B上,A、B均静止,则A受的摩擦力和地面对B的摩擦力大小分别为()A.3N,6NB.1N,2NC.1N,1ND.0N,1N【解析】选C。因两个物体都处于静止状态,故所受的摩擦力均为静摩擦力;对物体A受力分析可知:F1==1N;对A、B整体受力分析,由平衡条件可知:F2=F1+,解得=1N,故C正确。6.如图所示,两个弹簧质量不计,两个小球的重力均为4N,则A、B两弹簧在静止时的受力分别是()A.4N,4NB.8N,8NC.4N,8ND.8N,4N【解析】选D。将两个小球看成整体,根据平衡条件可知A弹簧的弹力等于二者重力之和,即FA=2G=8N;单独对下面的小球分析,根据平衡条件可知:FB=G=4N,故选项D正确,A、B、C错误。二、计算题(本题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(14分)如图,质量为2kg的物体放在水平地板上,用一原长为8cm的轻质弹簧水平拉该物体,当其刚开始运动时,弹簧的长度为11cm,当弹簧拉着物体匀速前进时,弹簧的长度为10.5cm,已知弹簧的劲度系数k=200N/m。求:(1)物体所受的最大静摩擦力为多大?(2)物体所受的滑动摩擦力为多大?(3)物体与地板间的动摩擦因数是多少?(g均取10m/s2)【解析】(1)当物体刚开始被拉动时,弹簧的伸长量为Δx1=11cm-8cm=3cm,根据胡克定律可得:弹簧的弹力为:F1=kΔx=200N/m×0.03m=6N,此时物体所受的最大静摩擦力等于弹簧的弹力,即Ffmax=6N。(2)当物体匀速滑动时,弹簧的伸长量为Δx2=10.5cm-8cm=2.5cm,根据胡克定律可得:弹簧的弹力为:F2=kΔx2=200N/m×0.025m=5N,此时物体所受的滑动摩擦力等于弹簧的弹力,即Ff=5N。(3)由滑动摩擦力公式可得:Ff=μFN=μmg,求得μ=0.25。答案:(1)6N(2)5N(3)0.258.(16分)如图所示,GA=20N,GB=10N,A与水平面间的动摩擦因数μ=0.4,其余摩擦不计,求下列(1)、(2)两种情况下物体A受到什么摩擦力?大小如何?(1)F=0。(2)F=10N。(3)若要使A匀速运动,所加的竖直方向的力F的大小是多少?(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)【解析】(1)A物体与水平面间的最大静摩擦力为Fmax=μGA=0.4×20N=8N。绳对A的水平拉力为F=GB=10N,大于最大静摩擦力8N,故A在桌面上滑动,受到的滑动摩擦力为=μGA=0.4×20N=8N。(2)A物体与水平面间的最大静摩擦力为F′max=μ(GA+F)=0.4×(20+10)N=12N。绳对A的水平拉力为F=GB=10N,小于最大静摩擦力12N,故A在桌面上静止,所受的静摩擦力为=GB=10N。(3)当A匀速滑动时,μ(GA+F′)=GB,解得F=5N。答案:(1)滑动摩擦力8N(2)静摩擦力10N(3)5N(15分钟40分)9.(6分)(多选)关于摩擦力,以下说法中正确的是()A.运动物体可能受到静摩擦力作用,但静止物体不可能受到滑动摩擦力作用B.静止物体可能受到滑动摩擦力作用,但运动物体不可能受到静摩擦力作用C.正压力越大,摩擦力可能越大,也可能不变D.摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上,也可能与速度方向不在同一直线上【解析】选C、D。静摩擦力存在于相对静止的两物体之间,滑动摩擦力存在于相对运动的两物体之间,运动物体可能受到静摩擦力作用,静止物体也可能受到滑动摩擦力作用,故A、B错误;由Ff=μFN知,滑动摩擦力与压力成正比,而静摩擦力与压力无关,故C正确;摩擦力方向有可能与速度方向不在一条直线上,比如随水平转盘一起匀速转动的物体,受到的静摩擦力指向圆盘的圆心,与速度垂直,故D正确。10.(6分)(多选)如图所示,轻弹簧的两端各受10N拉力F作用,弹簧平衡时伸长了5cm(在弹性限度内),那么下列说法中正确的是()A.该弹簧的劲度系数k=200N/mB.该弹簧的劲度系数k=400N/mC.根据公式k=,弹簧的劲度系数k会随弹簧弹力F的增大而增大D.弹簧的弹力为10N【解析】选A、D。根据胡克定律F=kx得,弹簧的劲度系数k===200N/m,选项A正确,B错误;弹簧的劲度系数k与弹簧弹力F的变化无关,与弹簧本身有关,选项C错误;弹簧的弹力大小等于一端的拉力,选项D正确。11.(6分)木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m,系统置于水平地面上静止不动,现用F=1N的水平拉力作用在木块B上,如图所示,力F作用后()A.木块A所受摩擦力大小是12.5NB.木块A所受摩擦力大小是11.5NC.木块B所受摩擦力大小是9ND.木块B所受摩擦力大小是7N【解析】选C。因轻弹簧被压缩了2cm,故弹簧弹力为F=kΔx=8N,A、B两木块所受的最大静摩擦力分别为FAm=12.5N,FBm=15N,B木块在水平方向的主动力共为9N,小于其最大静摩擦力,故地面给B木块的摩擦力为9N,A木块在水平方向的主动力共为8N,也小于其最大静摩擦力,故地面给A木块的摩擦力为8N,故选项C正确。12.(22分)如图所示,一重为40N的木块原来静止在水平桌面上,某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用,其中F1=13N,F2=6N。已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:(1)木块所受的摩擦力的大小和方向。(2)当只将F1撤去时,木块受到的摩擦力的大小和方向。(3)若撤去的力不是F1而是F2,求木块受到的摩擦力的大小和方向。【解析】木块所受最大静摩擦力为:Fmax=μFN=μG=0.2×40N=8N(1)由于合力F=F1-F2=(13-6)N=7NFmax所以木块处于静止状态,所受摩擦力为静摩擦力,方向水平向左。(2)因为F2=6NFmax,木块保持静止,故所受静摩擦力Ff2=F2=6N,方向水平向右。(3)因为F1=13NFmax,所以木块相对水平面向右滑动,故木块受的滑动摩擦力Ff3=μG=0.2×40N=8N,方向水平向左。答案:(1)7N水平向左(2)6N水平向右(3)8N水平向左