考点训练1 力学中常见的三种力 一、本题共10小题，每小题6分，共60分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不选的得0分. 1.(2006江苏南京高三模拟)如图所示，粗糙的水平面上放着一个斜面体，斜面体上一个物体正在匀速下滑时，斜面体仍处于静止状态.则下列关于斜面体的说法中正确的是（ ）  A.斜面体所受合力为零 B.斜面体对地面的压力等于斜面体的重力 C.斜面体没有相对地面滑动的趋势 D.斜面体有相对地面向右滑动的趋势 答案：AC ★解析：物体与斜面均处于静止状态，可将物体与斜面视为一个整体，整体在水平方向无任何运动趋势，所以斜面体相对地面无运动趋势；斜面体与斜面上的物体都处于静止状态，所受合力都为零.正确选项为AC. 2.一只足球静止在水平的球场上，下列说法中正确的是（ ） A.足球对地面的压力就是足球的重力 B.足球对地面的压力的施力物体是地球 C.足球受到的重力与地面对足球的弹力方向相反 D.足球对地面的压力和足球受到的重力方向相同，性质不同 答案：CD ★解析：足球对地面的压力和足球受到的重力，性质、施力物体和受力物体不同，产生的原因也不同. 3.用手握住竖直的酒瓶，在酒瓶不掉落的情况下，就紧握和松握的说法，正确的是（ ） A.紧握时瓶受到的摩擦力大些 B.紧握时瓶和手之间能够达到的最大静摩擦力比松握时大些 C.紧握瓶与松握瓶所受到的摩擦力一样大 D.紧握瓶与松握瓶相比，瓶所受到的合外力较大，故紧握瓶不易掉落 答案：BC ★解析：静摩擦力可在零与最大值之间变化，其大小由运动状态和其他力共同决定，瓶不掉落，故不论紧握还是松握，瓶所受的合外力总为0，故BC正确，AD错. 4.如图所示，两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直悬挂，弹簧下端用光滑细绳连接，并有一光滑的轻滑轮放在细绳上.当滑轮下端挂一重为G的物体时，滑轮下滑一段距离，则下列结论正确的有（ ）  A.两弹簧的伸长量相等 B.两弹簧的弹力不一定相等 C.重物下降的距离为 D.重物下降的距离为 答案：D ★解析：因为系统静止，每根弹簧的拉力都等于G/2，设两根弹簧的伸长量分别为x1、x2，则重物下降的距离应为 Δx=① x1= ② x2= ③ 将②③两式代入①得：Δx= 5.在水平力F的作用下，重为G的物体沿竖直墙壁匀速下滑，如图所示.设物体与墙壁之间的动摩擦因数为μ，则物体所受的摩擦力的大小为（ ）  A.μF B.μF+G C.G D. 答案：AC ★解析：滑动摩擦力的大小有两种求法：①若已知两接触面间的动摩擦因数μ和两者间正压力FN，则由Ff=μFN求.由此法求出Ff=μF(因为FN=F),A正确.②若不知①中FN、μ，则据物体运动状态由平衡条件或牛顿运动定律求，由此法（平衡条件）求得Ff=G(因为物体匀速下滑，受力平衡），C正确.静摩擦力只能据上述方法②来求，不能由Ff=μFN来求. 6.如右图所示，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴O安装在一根轻木杆B上，一根轻绳AC绕过滑轮，绳与滑轮间的摩擦不计，A端固定在墙上，且绳保持水平，C端下面挂一个重物，BO与竖直方向夹角θ=45°，系统保持平衡.若保持滑轮的位置不变，改变θ的大小，则滑轮受到木杆的弹力大小变化的情况是（ ）  A.只有角θ变小，弹力才变小 B.只有角θ变大，弹力才变大 C.不论角θ变大或变小，弹力都变大 D.不论角θ变大或变小，弹力都不变 答案：D ★解析：绳A与绳C的拉力大小与方向均不变，所以其合力不变，对滑轮而言，杆的作用力必与两绳拉力的合力平衡，所以杆的弹力大小与方向均不变.解决这类问题关键是区别杆、绳对物体的作用力，绳对物体的作用力一定沿绳，但杆对物体的作用力不一定沿杆. 7.(2005湖北黄冈模拟)如图所示，物体B叠放在物体A上，A、B的质量均为m，且上、下表面均与斜面平行，它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑.则（ ）  A.A、B间没有静摩擦力 B.A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上 C.A受到斜面的滑动摩擦力大小为mgsinθ D.A与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ 答案：D ★解析：以A、B整体为研究对象，A、B以共同速度沿斜面C匀速下滑，即2mgsinθ=2mgcosθμ,μ=tanθ.A、B之间存在静摩擦力，A受B对它的静摩擦力向下，B受A对它的静摩擦力向上.故正确选项为D. 8.(2005上海高考)对如图所示的皮带传动装置，下列说法中正确的是（ ）  A.A轮带动B轮沿逆时针方向旋转 B.B轮带动A轮沿逆时针方向旋转 C.C轮带动D轮沿顺时针方向旋转 D.D轮带动C轮沿顺时针方向旋转 答案：BD ★解析：皮带拉紧的一侧，说明有张力作用.若A轮带动B轮，应沿顺时针方向旋转，A轮对皮带摩擦力向左，使下方皮带被拉紧而产生张力；同理可知B、D选项正确. 9.(2005长春、沈阳、大连、哈尔滨四市联考)两个相同的可视为质点的小球A和B，质量均为m，用长度相同的两根细线把A、B两球悬挂在水平天花板上的同一点O，并用长度相同的细线连接A、B两个小球，然后，用一水平方向的力F作用在小球A上，此时三根线均处于伸直状态，且OB细线恰好处于竖直方向，如图所示.如果两小球均处于静止状态，则力F的大小为（ ）  A.0 B.mg C.mg/3 D.mg 答案：D ★解析：两小球均处于静止状态时，小球B受两个力：重力和线OB对它的拉力.如果线AB有弹力，则小球B就不能静止；线OA对球A的拉力在竖直方向上的分量大小等于球的重力，在水平方向上的分量大小等于水平力F，用正交分解法可求得拉力F=mg. 10.如图所示，在水平向左的匀强电场中，有一电荷量为+q的物体静止在斜面上.若撤去电场后，物体仍然静止在斜面上，那么撤去电场后和撤去电场前相比较，以下说法正确的是（ ）  A.物体所受的摩擦力一定减小了 B.物体所受的摩擦力一定增大了 C.物体对斜面的压力一定减小了 D.物体对斜面的压力一定增大了 答案：C ★解析：分析物体受力如图，因重力G与电场力F电大小关系未知，故物体是否受摩擦力Ff、所受Ff的方向均不能确定，故撤去电场后与撤去电场前相比Ff的大小可能增大，亦可能减小，A、B均错.由平衡条件和牛顿第三定律分析知：物体对斜面的压力FN′一定减小，C正确.  二、本题共2小题，共20分，把答案填在题中的横线上或按题目要求作答. 11.（10分）(2005山西长治抽样检测)某研究性学习小组在学习了摩擦力之后，通过观察沙堆的形成测出了沙粒之间的动摩擦因数，研究的过程如下：研究小组通过观察沙堆的形成过程可以发现，由漏斗落下的细沙总是在地面上形成一个小圆锥体，继续下落时，细沙沿圆锥体表面下滑，当圆锥体的母线与底面夹角达到一定角度时，细沙不再下滑，如图所示.经过反复实验，研究小组得出结论：沙堆的形成与沙粒之间的动摩擦因数有关.该小组只用一把皮卷尺就测出了沙粒之间的动摩擦因数（假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力），则：  （1）该小组必须测定的物理量是_____________； （2）动摩擦因数与这些物理量之间的关系是_____________. 答案：（1）沙堆的底面周长C和沙堆的高度H （2）μ= ★解析：取侧面的一粒沙作为研究对象，其受力情况如图所示.  设圆锥的高为H、底面半径为R、底面周长为C，据平衡条件，有 mgsinθ=Ff ① FN=mgcosθ ② Ff=μFN ③ 解得μ=tanθ 根据几何关系，有tanθ= ④ C=2πR ⑤ 解得μ= 12.（10分）(2005北京一模)测量动摩擦因数： （1）为了测定木块与木板之间的动摩擦因数，利用现有的器材：“木板、木块、弹簧秤、刻度尺、秒表、砂桶与砂”，有人设计了下面三种实验方案：①增减砂桶内的砂，使木块匀速运动，并测出木块、砂与砂桶的重力；②用力F拉木板向左运动，并读出弹簧秤的示数，称出木块的重力；③让木块从木板顶端加速滑到底端，并测出下滑时间及相应各长度.如果这三个实验的操作正确无误，你认为哪个实验方案测动摩擦因数最准确而且最简单？  答：_____________________________________ 试从实验原理上对每个方案作出简要分析和评价. 方案 ①_____________________________________. 方案 ②_____________________________________. 方案 ③_____________________________________. (2)某同学用一个测力计(弹簧秤)、木块和细线去粗略测定该木块跟一个固定斜面之间的动摩擦因数μ，设此斜面的倾角不大，不加力时，木块放在斜面上能保持静止. ①他是否要用测力计称出木块的重力? ②写出实验的主要步骤; ③推导出μ的计算式. 答案：见解析 ★解析：（1）方案②最准确、最简单. 方案①木块匀速不易调节和判断. 方案②滑动摩擦力的大小可直接从弹簧秤中读出，与木板抽动快慢无关. 方案③时间、长度的测量都会产生一定的误差，且测量过程和步骤较多. （2）①要用测力计称出木块的重力 ②a.用测力计将木块沿斜面匀速上拉（拉力与斜面平行），记下测力计的读数F1. b.用测力计将木块沿斜面匀速下拉（拉力与斜面平行），记下测力计的读数F2. c.用测力计称出木块的重力G. ③F1=Gsinα+μGcosα F2=μGcosα-Gsinα 联立得：sinα=,cosα= μ= 三、本题共2小题，共20分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位. 13.（10分）(2006湖南重点中学月考)如图所示，两相同的光滑球分别用等长的绳子悬于同一点.此两球同时又支撑一个等重、等大的光滑球而处于平衡状态.分析图中α（悬线与竖直线的夹角）与β（球心连线与竖直线的夹角）的关系.  答案：tanβ=3tanα ★解析：以三个球整体为研究对象受力分析如图1所示.  由平衡条件有 T1cosα+T2cosα=3mg T1sinα=T2sinα 对左边的球受力分析如图2，由平衡条件有 Fcosβ+mg=Tcosα Fsinβ=Tsinα 由以上各式解得：tanβ=3tanα 或者分别以中间球和边球为对象利用正弦定理求解. 14.（10分）(2006湖南岳阳一中月考)如图所示，劲度系数为k=100 N/m的轻弹簧上端固定在斜面的顶端，下端挂一个放在斜面上的物体（弹簧与斜面平行）.已知物体只能在P、Q两点间的任何位置处于静止状态，物体与斜面间的最大静摩擦力为6 N，且物体在Q点时弹簧处于伸长状态.则P、Q两点间的距离为多少？  答案：12 cm ★解析：由平衡条件得： 当物体处在Q点时：kx1+fm=mgsinθ 当物体处在P点时：kx2=mgsinθ+fm 联立解得：=x2-x1=0.12 m=12 cm.
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